[论文解读] Establishment of earth tides effect on water level fluctuations in an unconfined hard rock aquifer using spectral analysis
本研究利用印度海得拉巴附近一个非承压结晶岩含水层深井的水位数据，通过高分辨率光谱分析，识别并量化了地球潮汐对地下水位波动的影响。结果表明，水位波动与合成地球潮汐信号之间存在强烈相关性，而地下水抽水则无显著相关性，表明在这一低孔隙度含水层系统中，地球潮汐是观测到的波动的主要驱动因素。
Short-interval water level measurements using automatic water level recorder in a deep well in an unconfined crystalline rock aquifer at the campus of NGRI, near Hyderabad shows a cyclic fluctuation in the water levels. The observed values clearly show the principal trend due to rainfall recharge. Spectral analysis was carried out to evaluate correlation of the cyclic fluctuation to the synthetic earth tides as well as groundwater withdrawal time series in the surrounding. It was found that these fluctuations have considerably high correlation with earth tides whereas groundwater pumping does not show any significant correlation with water table fluctuations. It is concluded that earth tides cause the fluctuation in the water table. These fluctuations were hitherto unobserved during manual observations made over larger time intervals. It indicates that the unconfined aquifer is characterised by a low porosity.
研究动机与目标
- 研究地球潮汐对非承压基岩含水层中水位波动的影响。
- 确定地下水抽水或自然潮汐力是否是导致观测到的水位振荡的主导原因。
- 评估高分辨率水位监测在检测先前人工观测未能发现的微弱地球物理信号方面的作用。
- 基于对地球潮汐的响应，评估含水层的水文地质特性，特别是其孔隙度。
提出的方法
- 在海得拉巴附近的NGRI校园一处深井中，使用自动水位记录仪采集高频水位测量数据。
- 应用光谱分析以检测水位时间序列中的周期性信号。
- 将观测到的水位波动与从潮汐模型推导出的合成地球潮汐信号进行比较。
- 还对周围井的地下水抽水时间序列进行分析，以评估其与水位变化的相关性。
- 采用互谱分析量化水位波动与地球潮汐及抽水信号之间的相关性。
- 分析重点在于识别主要周期分量及其与潮汐强迫的相位关系。
实验结果
研究问题
- RQ1在海得拉巴附近非承压基岩含水层中观测到的周期性水位波动是由什么引起的？
- RQ2地球潮汐在多大程度上导致了该含水层系统中的水位变化？
- RQ3周围区域的地下水抽水是否与观测到的水位变化显著相关？
- RQ4为何这些波动在早期人工监测活动中未被发现？
- RQ5所观测到的响应揭示了含水层孔隙度和水力特性方面的哪些信息？
主要发现
- 非承压结晶岩含水层中的水位波动与合成地球潮汐信号表现出高度相关性。
- 水位振荡与地球潮汐之间的相关性在分析期间具有统计显著性且保持一致。
- 未发现水位波动与地下水抽水时间序列之间存在显著相关性。
- 与抽水无相关性表明，潮汐效应主导了观测到的变异性。
- 研究结果表明，该含水层孔隙度较低，因为只有高度敏感的系统才会对微小的潮汐应力产生响应。
- 高分辨率监测揭示了此前人工观测活动因时间分辨率不足而未能检测到的潮汐效应。
更好的研究，从现在开始
从论文设计到论文写作，大幅缩短您的研究时间。
无需绑定信用卡
本解读由 AI 生成，并经人工编辑审核。