河北省数字水位对尼泊尔M_S8.1地震的同震响应特征研究

收集整理了河北省地下流体观测井网对尼泊尔MS8.1地震有响应的数字水位资料,分析其同震响应特征,探讨响应机理。结果显示,17个水位测项中10个有同震响应;水位同震响应形态类型有三种:振荡型、振荡-阶变型、脉冲型;含水层岩性为灰岩和安山玢岩的井孔,其水震波的振荡幅度较大;对于振荡-阶变型同震响应形态的井孔水位总是先记录到振荡,然后才是阶变;各井孔水位对尼泊尔地震的响应时间快慢有很大差距,这主要是由各观测井仪器的时间服务系统走时差不等造成的;数字水位的振荡幅度上下不对称,可能是因为仪器的采样率低引起的。井孔水位同震响应后效残留阶升意味着压应力的增强及地震危险性的增加;未记录到地震的观测井可能与井孔结构及所处的构造部位有关。     

河北无极井同震响应特征分析

小波变换得到河北无极井水位震前异常明显，异常一般出现在震前3个月内，对2011—2018年河北无极井数字水位分钟值数据及全球M≥5.0地震资料进行分析，结果表明：无极井对全球M≥7.0地震具有较好的同震响应能力，对不同地震的响应形态均表现为震荡型的水震波；井-含水层观测系统、地震震级、井震距是影响水震波记录效果的重要因素；震源机制类型可能会影响井孔记录水震波的效果。对水震波与地震波关系进一步分析表明：引起水位同震响应的地震波中R波引发的水位变化幅度最大；小波变换得出大震前水位细节分析存在明显的高频异常信息，震后效应明显。综合分析前人对水位震荡的机理研究，并结合无极井具体情况对其相关机理进行初步探讨。     

腾冲地震台观测井水位同震响应特征分析

以2008—2017年腾冲地震台井水位记录的同震响应事件为研究对象,系统分析该井水位的同震响应特征,结合井孔地质背景条件,对同震响应机理进行初步探讨。结果表明:腾冲地震台井水位同震响应能力随着震级增大而逐渐增强;因井震距不同,同震响应主要表现为近震阶降—复原型和远震振荡型变化;同震响应幅度随震级增大而增大,随井震距增大而减小,且水位同震变化受震级与井震距的影响力基本相当;震级越大,同震响应持续时间越长;发生井水位同震响应的地震分布具有明显区位型特点。分析认为,振荡型同震响应机理与面波作用有关,阶降—复原型同震响应机理可能与腾冲地震台观测井所处地质构造有关。     

山西洪洞井水位对远场大震的响应特征分析

对洪洞井水位自2013年数字化改造以来记录到的同震响应资料进行统计分析后认为:洪洞井水位对全球MS≥7.5的远场大震有较好的响应能力,其同震响应呈一定的方向性;对不同地震的响应形态具有固定模式,以水震波为主,部分水震波伴随阶变;水位振荡阶变的初始方向以上升为主。统计分析显示,井水位同震变化幅度与震级、井震距无明显相关性,水位响应时刻与井震距有一定关系。进一步核实表明:引起水位同震响应的地震波大多为S波,部分为P波、面波;S波引起的水位变化幅度要小于P波,而面波引发的水位变化幅度最大。综合分析了前人对水位振荡的机理研究,并结合洪洞井具体情况对其相关机理进行了初步探讨。     

湖南省数字化井水位对尼泊尔M 8.1地震的同震响应特征分析

通过分析湖南省数字化井水位对尼泊尔M 8.1地震的同震响应特征,我们发现,同一地震在不同观测井中引起的同震响应特征各不相同.湖南省井水位的同震响应形态以水震波为主,而且对于波动伴随阶变的同震响应类型,总是先记录到水震波然后才产生阶变.认为,同震响应形态的差异性以及初动响应时间的快慢可能与仪器、井况、井孔的构造环境以及水文地质条件等因素有关.湖南省水位观测井对远场大震的远场效应反映较灵敏,能反映区域应力场变化引起的含水层应力应变的变化.     

天津井水位同震效应分析

通过整理天津张道口、静海、宝坻等多口观测井的数字化水位的观测资料,并针对全球近年来发生的8级以上地震分析了井水位同震变化的特征。结果表明,天津地区这几口观测井对远、大地震水位同震效应显著,地震中水震波变化为振荡型与震荡阶变型。     

天津井水位同震效应分析

通过整理天津张道口、静海、宝坻等多口观测井的数字化水位的观测资料,并针对全球近年来发生的8级以上地震分析了井水位同震变化的特征。结果表明,天津地区这几口观测井对远、大地震水位同震效应显著,地震中水震波变化为振荡型与震荡阶变型。     

山东省井水位对几次大地震同震响应的比较分析

采用多井对多震的方式,选取山东省地下流体观测井网中同震响应较好的6口观测井作为研究对象,分别从水位变化形态和幅度对比分析2011年日本M_W9.0地震、2012年苏门答腊M_W8.6地震和2015年尼泊尔M_W7.8地震引起的井水位变化特征,探讨引起该变化的可能机理。研究结果显示:水位同震变化形态以振荡为主;通过定量分析认为聊古一井井水位的阶升是由含水层渗透系数增大所致;位于同一断裂带上的聊古一井和鲁27井井水位在同一地震中所表现的变化形态不同,可能与两个观测井所处的地质构造条件和地震活动背景不同有关;区域应力场的变化会影响栖霞鲁07井的水位同震变化形态;水位同震变化幅度与震级、井震距存在一定关系,同时也取决于含水层水文地质条件的变化量。      

山西水2井和岳42井水位记震能力分析

对比分析了唐山地区同一地质单元内、同一观测含水层、水位动态相同的山西水2井和岳42井记录的水震波曲线，显示两井记震能力相差很大，从井孔结构、地震面波特性等方面分析了两井记震能力差异性的成因机理，结果表明，井孔的固有周期是影响水位记震能力大小的首要条件。     

安徽区域数字化水位和水温远场大震同震响应分析

利用安徽台网记录的2010年以来全球29次Ms≧7.7级地震,从"一震多井"和"一井多震"2个方面,结合井孔地质水文条件,分析安徽台网水位水温观测对全球不同大震的远场效应。研究得出:①同震响应产生的水位阶变,主要由于压应力或拉应力作用于含水岩体时,造成含水层的孔隙压力发生变化所致;②井孔各含水层水压受地震应力变化波动水位出现震荡,由于井孔内混合水含量比震荡打破其内在平衡,故水温随水位震荡出现阶变,水温变化滞后于水位震荡变化;③远场效应的各项特性主要与该井地下结构所受应力变化强弱有关,地震能量释放波及其地下结构变化,导致井中水位、水温观测产生远场效应。这些研究结果,为安徽流体观测异常变化分析提供了一定的物理基础,也为安徽及邻近地区的地震预测预报研究提供了一定的理论依据。     

江苏井网水温水位对几次大地震的同震响应特征及机理分析

本文以2008一2013 年期间发生的几次重大地震为例,对江苏流体井网同震响应的特征进行了分析并对其机理进行了探讨。结果表明,水位的同震变化以振荡型为主,水温以阶跃或趋势变化为主;且同一口井对不同地震其响应形态相同,不受地震方位和震源机制的影响。进一步分析表明,水位和水温的变化幅度随着震级的增大而增大,随着震中距的增大而减小。最后分别对静水位井和动水位井的水位、水温同震响应机理进行了分析。     

Characteristics and Mechanisms of Co-seismic Groundwater Responses in Tayuan Well

Co-seismic responses of the groundwater level and temperature in the Tayuan well of 68 earthquakes (M_S≥7.0) from January 2004 to September 2007 were analyzed. Results show that the Tayuan well has a strong ability to record large earthquakes worldwide, and the co-seismic response shows a pattern of water level oscillation → temperature decrease→ oscillation stop → temperature resumption. Further analyses indicate that the amplitude of the water level and temperature change is not only concerned with the epicenter distance and magnitude, but is also related to the temporal state of aquifer while the seismic wave arrives. Mechanisms of water level oscillation, temperature decrease, water level oscillation stop and temperature resumption are discussed, with the results from previous research on the co-seismic response mechanisms analyzed. These include gas escape, heat diffusion and cold water seepage. Results show that a single mechanism could not explain the co-seismic response of the Tayuan well water level to multiple earthquakes; the results were garnered from a variety of jointly acting mechanisms.     

海南琼海加积井水位对远大震的同震响应特征研究

In this study,we analyze the co-seismic response of water levels in the Jiaji well to strong earthquakes(MS≥7.8) from 2001 to 2010 at an epicentral distance less than 8000km.We investigated the co-seismic variation form of water levels,and analyzed the relationship between the amplitude of water level variation and the magnitude and the epicentral distance.We then checked the seismic wave phases when the changes of water level occurred.It was shown that:(1) the water level’s co-seismic response is mainly characterized by escalation with no oscillation;(2) the amplitude of water level change has a certain connection with epicentral distance and magnitude;(3) co-seismic response of water levels in the Jiaji well shows a certain directivity;(4) most of the co-seismic responses were caused by surface waves,and some by long-period S waves.     

The Co-seismic Response of Underground Fluid in Yunnan to the Nepal MS8.1 Earthquake

In this paper, statistics are taken on the co-seismic response of underground fluid in Yunnan to the Nepal M_S8.1 earthquake, and the co-seismic response characteristics of the water level and water temperature are analyzed and summarized with the digital data. The results show that the Nepal M_S8.1 earthquake had greater impact on the Yunnan region, and the macro and micro dynamics of fluids showed significant co-seismic response. The earthquake recording capacity of water level and temperature measurement is significantly higher than that of water radon and water quality to this large earthquake; the maximum amplitude and duration of co-seismic response of water level and water temperature vary greatly in different wells. The changing forms are dominated by fluctuation and step rise in water level, and a rising or falling restoration in water temperature. From the records of the main shock and the maximum strong aftershock,we can see that the greater magnitude of earthquake, the higher ratio of the occurrence of co-seismic response, and in the same well, the larger the response amplitude, as well as the longer the duration. The amplitude and duration of co-seismic response recorded by different instruments in a same well are different.Water temperature co-seismic response almost occurred in wells with water level response, indicating that the well water level and water temperature are closely related in co-seismic response, and the well water temperature seismic response was caused mainly by well water level seismic response.     

向荣村ZK46井数字化水位特征分析

利用海口向荣村ZK46井多年水位观测资料,总结井水位正常动态变化规律、典型干扰因素及同震响应特征。结果表明：① ZK46井水位具有明显年变规律,受海潮、固体潮和气压潮复合影响;②井水位观测所受干扰主要为人为干扰,其次为观测系统和自然环境干扰,且各种干扰的表现形式不同;③对于不同地震,井水位同震响应形态、持续时间和最大震幅等各不相同,主要表现在：在形态上,大地震引起的同震响应为震荡型,中强地震引起的同震响应为固体潮畸变;震荡时间因震级和震中距不同而不同,最长196 min,最短10 min;震级越大,最大震幅越大。     

新疆北天山地区井水位同震响应特征分析研究

通过整理新疆北天山地区的水位观测资料,分析了2011年后发生在北天山地区的4次近场6级地震所引起的水位同震响应特征。结果显示,井孔对于近场地震的同震响应主要表现为振荡—阶变复合型、阶变型,同一地震对于不同的井孔可能呈现出不同的响应特征,同一井孔对于不同的近场地震也可能具有不同映震效果,水位对近场地震的同震响应并无固定的响应特征,而是受到多重因素的控制作用,而震后效应的各不一致,则显示出不同地震对于各个井孔附近区域应力场调整的能力。     

新10井水位对九寨沟M_S7.0、精河M_S6.6地震同震响应

基于新10井水位对九寨沟M_S7.0、精河M_S6.6地震的同震响应特征,分别利用水震波和潮汐分析法,反演得到了新10井水位在地震波作用期间和地震波作用前后含水层参数特征,探讨了2次地震引起的新10井同震响应变化机理。结果表明,新10井水位对九寨沟地震和精河地震具有不同的同震响应形态,利用水平流模型反演所得的新10井含水层渗透系数,在九寨沟地震时为61m/d,而在精河地震时为147m/d,表明地震波作用导致水平向的渗透性增强;利用垂向流模型反演得到的新10井含水层渗透系数,在2次地震之前约为49×10~(-5)m/d,而在地震之后约为18×10~(-5)m/d,表明地震波作用导致垂直向的渗透性减弱。因此,新10井水位的同震响应变化与地震波引起的含水层渗透率的改变有关。     

宾川井对印尼大震的同震响应特征及其机理解释

系统统计分析了云南宾川井水位与水温对印尼苏门答腊4次大震的同震响应资料。 宾川井在这4次强震中的同震响应形态表现为水位振荡—水温下降和振荡停止(减弱)—水温恢复。 进一步的分析表明, 水位与水温的变化幅度与震中距、 震级有一定的统计关系。 分别探讨了水位振荡—水温下降和振荡停止—水温恢复现象产生的机理, 综合分析了前人所提出的同震响应机理, 并依据宾川井实际观测资料对机理进行了定量化的数值模拟。 模拟结果显示, 气体逸出、 热弥散及冷水下渗作用都可以导致井水温度下降, 而水温的恢复则主要是与围岩发生静态热传导所致。     

2021年漾濞MS 6.4地震云南数字化井水位同震响应特征分析

通过对漾濞M_S 6.4地震云南数字化井水位分钟值数据同震响应特征进行分析,分析观测仪器采样率对井水位映震能力的影响,并对水位同震响应机理进行初步分析。结果表明,对于漾濞M_S 6.4地震,13口同震响应观测井主要分布在震中距200 km范围内的红河断裂带北侧和小滇西地区;同震响应形态可分为阶升（上升）型、阶降（或缓降）型、阶变（阶升、阶降）—复原型等3种变化类型,阶升型同震响应幅度相对大于其他2种类型;由漾濞M_S 6.4地震烈度长轴和短轴共同划定的椭圆区域来划分此次地震静态应力和动态应力的影响范围,可以从各观测井受力状态初步分析水位同震响应变化形态的力学机理;在静态应力影响范围内,井水位同震响应主要表现为阶升变化;在静态应力影响范围以外,除以阶变（阶升、阶降）—复原变化为主外,还有阶降（缓降）、阶升变化。观测仪器采样率对井水位映震能力的影响较大,水位秒钟值数据的同震响应变化形态更加完整,但目前水位秒钟值数据的收集和使用都还在不便之处,这种情况有待改进。