水位动态周期性干扰的小波方法分析研究

樊春燕 陈华静 刘春国 任 佳 金大利

1）中国地震台网中心，北京 100045

2）河北省地震局张家口中心台，张家口 075000

3）天津市地震局监测中心, 天津 301900

1 小波分解与重构

对任意信号，离散小波变换是将信号分为低频部分和高频过程。近似主要是系统的低频成分，细节是高频成分。本研究中，对水位数据出现周期性变化的数据进行小波分解和重构，得到剔除干扰后的曲线，并对重构后的水位数据进行再次分解，得到其噪声特征信息。选用db4小波进行第一次分解，使用db 6小波进行重构后数据的分析。

2 周期性干扰小波识别

（1）综合观测特征。综合观测指同一口井既有物理观测项目又有化学观测项目。综合观测干扰动态指的是综合观测影响导致的水位明显偏离于正常动态的变化类型。在研究中，分别对勐腊井、洱源水化站等十余口观测井进行分析。本文以勐腊井的分析结果为例。

（2）干扰信息的提取以及剔除干扰信息后曲线重构。勐腊井观测项目有：动水位、水温、气氡、气汞、气温、气压和降水。

选用2009年5月的分钟值进行逐日分析和多日分析。用db4小波进行4层分解后，原始信号发生畸变的时刻对应细节部分小波变换局部极值。用小波系数模极大值法，局部极值对应的时刻。结果表明，干扰周期为60.02 min，振幅集中在（-0.005～0.005）m之间。干扰原因为气氡和气汞取样，脱气—集气装置内压强增大，泄流孔内的水流入集气装置内，引起水位变化。

细节部分提取出了周期性干扰因素后进行小波重构，滤除干扰信息。……