清交大断裂中部晋祠段地震台流体动态机理的研究

摘要

2009年7月前后，位于山西太原清交大断裂晋祠段的太原地震台站岩溶观测井水位出现了反年变动态，并在随后的三年中持续上升了14m之多，在上升期间太原基准地震台体应变、水管NS向、水平摆EW向、跨断层水准测量等多项前兆观测手段也出现了较显著的异常。为此，准备把握此次水位动态的形成原因，对判断未来震情的发展具有重要意义。观测井前兆异常的判断一直以来都是震情判断的难点，确定异常来源是是判断异常属性的关键。为此，搞清井水位回升机理则是此次研究的重点。本文尝试通过数值模型与svm理论共同分析来探讨此次水位动态机理。
　　在前人研究的基础上，对井孔所处地域的自然地理条件和水文地质条件进行了归纳和整理，确定了井孔属于晋祠泉域，并分析研究了井孔附近区域整体的水位动态变化。之后又依据泉域的水文地质概念模型，进行了数值模拟计算，分析了井水位巨升前后期区域水位动态的变化特点。然后利用svm理论对可能引起水位回升影响因素做了分析和选取，最后判断水位上升的主导因素，并以此对水位上升的机理进行讨论。
　　通过分析发现，井孔所处边山段裂区域的多口井（晋华酒楼，红沟，平泉，刘家园）均表现出相似的水位动态，而其水位动态在2009年至2012年内是以上升趋势为主，太原井的地理位置与水位动态的时序关系正与这一趋势相当。数值模拟的结果显示2009年后期边上断裂附近上升趋势显著，也印证了这一事实。在利用支持向量机(svm)理论寻找影响因素时，发现降雨量的变化及其滞后特征与人工开采仍是这一时段水位动态的主导因素，但加速上升时段水位变化还有其他影响因素存在。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 研究背景

1．2 国内外研究历史与现状

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 清交大断裂中段自然地理条件

2．1 地理位置与清交大断裂概况

2．2 地形地貌条件

2．3 气象水文条件

2．4 区域地质

2．4．1 地层

2．3．2 构造

第三章 区域水文地质条件

3．1 边界特征

3．2 岩溶发育规律

3．3 岩溶含水介质结构特征

3．4 岩溶水动力特征

3．4．1 岩溶水的补给特征

3．4．2 岩溶水的径流特征

3．4．3 岩溶水的排泄特征

第四章 区域地下水动态的分析

4．1 区域地下水位动态分类

4．2 太原井水位动态与区域水位动态的比较

第五章 岩溶水系统数值模拟分析

5．1 水文地质概念模型

5．1．1 含水层结构

5．1．2 边界条件

5．1．3 源(补给)汇(排泄)项处理

5．2 数学模型

5．3 岩溶区域数值模型的建立

5．3．1 计算区网格离散

5．3．2 水文地质参数分区

5．3．3 源汇项处理

5．4 模型识别

5．5 模型检验

5．6 水位动态预测

第六章 太原井水位动态影响因素分析

6．1 概述

6．2 支持向量机的基本理论与算法

6．3 井水位动态影响因素的初步确定

6．4 井水位动态模型的建立

6．5 模型结果及分析

第七章 结论与建议

7．1 结论

7．2 建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文