西安地裂缝带的基本特征与形成机制

用实地观察和测量资料描述了西安地裂缝带的基本特征，着重阐明了深井水位动态变化和地面不均匀沉降与地裂缝活动之间的时空关系。认为西安市区超采地下承压水导致地面大幅度下沉是西安地裂缝产生和发展的主要原因，而局部地质构造条件对地裂缝特征的形成有一定控制作用     

利用GPS与InSAR研究西安现今地面沉降与地裂缝时空演化特征

西安孕育严重的地面沉降及地裂缝灾害,严重制约着城市的现代化发展,本文采用GPS精密定位和InSAR遥感差分技术对西安地面沉降和地裂缝进行变形监测与分析,获取了西安地面沉降与地裂缝整体变形现状的珍贵信息,通过对这些变形信息的研究分析,揭示了西安现今地面沉降与地裂缝时空演化特征和机理：随着停止或限采地下水,西安地面沉降量级由20世纪90年代中期的最大年沉降速率20～30 cm/a减少到不足10 cm/a,且超过60%的沉降区域的年沉降速率已由90年代中期的5~8 cm/a减少到不足2 cm/a;原有的沉降中心大部分已不存在或大大减小;地裂缝在时空活动与分布上与地面沉降存在明显的关联性;地面沉降和地裂缝随着西安高新区的建设向南、西南、东南逐步扩展.     

西安地裂缝近期活动与热水井水位关系研究

本文根据西安小寨地裂缝与西影井第三系深层热水水位的观测资料,分析了二者变化周期的准同步和相位的滞后性特征,并结合地面沉降速率和周围地震活动性,探讨了地裂缝与第三系深层承压水位之间存在内在联系的原因,以及抽水—地面沉降对地裂缝影响的构造动态调制作用.     

遗传有限元法反演西安地区的地层密度变化

结合1992—1994年的重力变化资料和1988—1991年的水准资料,运用遗传有限元方法计算西安地区的重力变化和对应的地层密度变化,然后计算重力变化梯度场进一步分析西安地区重力变化的原因。结果表明,过量抽取承压地下水引起承压水位下降、黏土层释水压密和两者共同作用导致的地面沉降是西安地区的重力变化的主要原因。大部分地区承压含水层系统中黏土层的压密产生正的剩余地层密度,而在如小寨、铁炉庙区的局部区域,抽取潜水导致潜水位下降、水体流失是产生负的地层密度变化的主要原因,但不排除其与地裂缝活动相关的可能性     

西安地裂缝的新活动及其机制的初步研究

本文给出了西安地裂缝的新活动图象(1985—1989)井进行了分析,指出了西安地裂缝的构造特征及人文特征。对于构造特征,本文提出了不仅有构造的几何控制作用,而且有构造的力学控制作用。前者直观地表现在地裂缝的空间几何分布规律上,而后者则既表现在地裂缝的形成过程中,又表现在地裂缝活动与地震活动的时间特征上。人类活动主要是过量抽取地下承压水所导致的地面不均匀沉降,这是地裂缝运动速率比构造运动速率高一个数量级的原因。按照地裂缝的主运动即垂直差异运动速率,本文将地裂缝分为三个等级(A级≥20毫米/年,5毫米≤B级<20毫米/年,C级<5毫米/年)。西安地裂缝的活动度分级图较好地反映了地裂缝的多因迭加机制。     

位错理论在西安地面沉降模拟中的应用

介绍了用位错理论研究地面变形的基本理论和方法.根据西安地面变形的地质模型,利用位错理论对西安市11条地裂缝活动与地面垂直变形的综合影响进行了数值模拟计算,并将计算结果与精密水准实测结果进行了对比分析.结果表明:位错理论模型数值模拟结果与实测的水准结果在空间分布具有很好的一致性.从理论上分析了西安地区的地面地面沉降除与抽取地下水,地面负荷等有关外,还与西安地区的地质构造特征有密切的关系.     

抽取承压水对区域地表沉降影响分析——以西安高新区为例

地下水超采引发的地面沉降灾害,目前成为影响我国多个重大城市经济可持续发展、城市规划建设及人们日常生活的主要区域性地质灾害,并已引起国内外众多学者的关注,但目前针对城市地面沉降灾害机理的研究多仅从纯数值模拟的角度进行分析,缺少综合多类实测资料从而构建与客观实际更为切合的地下水流模型,获得对地下水超采引发地面沉降机理的深入认知.基于此,本文选取我国地面沉降严重的西安市作为主要研究对象,并针对西安市高新技术开发区近年来越发严重的地面沉降现象,依据Leak夹层理论与太沙基有效应力原理,结合区域地下水与钻孔等实测资料,根据研究区土层结构及地下水流渗透特性将研究区在垂向上划分为5层结构体,构建了该区域较完备的地下水流模型,反演获取了该区域1992—2007年间地表沉降量及其分布特征,并据此分析了抽取地下承压水对区域地表沉降的影响,有效刻画出了研究域地面沉降发展的三个重要时期-快速发展期(1990—1995年)、持续发展期(1996—2001年)、减速期(2002—2008年).最后通过选取典型特征点并利用实测In SAR与GPS监测结果与模型模拟值进行了对比分析,验证了本文模型反演结果的可靠性.本文研究结果可有效弥补区域内其他监测手段数据空白区问题,对于深入理解及预测由于抽取地下承压水导致区域地表沉降具有一定的参考意义.     

地裂缝活动对城市连续梁桥作用的力学分析

由于城市交通的工程线型特点,其建设与运维无法避免会受到地裂缝活动的影响。基于MIDAS GTS NX建立一个三跨连续梁桥正交跨越地裂缝的有限元模型,分析在地裂缝不同沉降量下连续梁桥箱梁及墩台的位移场和应力场变化规律。结果表明,箱梁结构在不同沉降量条件下的主要差异沉降区范围基本相同,且与地裂缝影响带宽度基本等同,即上下盘各20 m长,共计40 m;箱梁的变形可分为三段：抬升区、不均匀沉降区和整体沉降区;地裂缝的上盘箱梁表面受压,而下盘箱梁表面受拉更为明显,处于桥墩位置处的箱梁应力显著增加,箱梁结构的破坏易因拉应力的陡增而发生在地裂缝的下盘桥墩处。地裂缝影响范围内的中跨两侧墩台产生显著的差异位移变化量,而地裂缝影响范围外墩台所受影响较小。研究成果可为已建和规划中的跨地裂缝连续梁桥的致灾机理研究及灾害防治提供重要参考。     

西安地区的地热水开采与诱发地震关系的研究

通过对国内外众多震例的分析，发现了向深井抽（注）水（液体）诱发地震的一些普遍规律:诱发地震的震中在井位附近，震级小，震源浅且多为主余震型或震群型，绝少有孤立型地震发生；诱发地震的多少和大小与抽（注）水的压力和数量相关；诱发地震一般在钻井时注入泥浆、洗井时注入高压清水或正常的地下水开采等３种情况时马上发生，或滞后1～20天发生. 1990年以来西安地区大量开采地下热水，采水量逐年增多，水位逐年下降且具有夏高冬低等特征．西安地区的地震多为孤立型，震源都在10ｋｍ 以下，且多分布在西安外围地区，井群较密的城郊区鲜有地震发生；地震的频次和能量的释放与西安地区的地热水开采量和水位变化无明显的关系．因此，西安地区的地热水开采并未诱发西安及其周围地区的地震．      

山西大同同车公司地裂缝形变水准观测及映震情况浅析

从年变形态、主要干扰、震前异常特征方面对同车公司地裂缝的水准观测进行综合分析,结果表明,地裂缝的总活动趋势是以垂直方向的沉降活动为主,地裂缝活动与地震活动有较明显的相关性。震中距在300km范围内的M5以上地震,震前异常表现形态较多,变化幅度较为明显。M4．5以下地震可能存在的前兆异常和干扰无法区分,不易识别。     

地热开发对王3、王4井水化学动态的影响及其原因分析

王3、王4井是首都圈地区两口重要的水化学观测井,京津新城地热开发对王3、王4井有无影响,对震情监视有重要意义。依据2004年7月后京津新城地热开发与王3、王4井井压急剧下降,氡、汞等测项相应变化的相关分析,认为尽管地热开发的含水层和地震观测层位不同、埋深不同,但地热开发仍然是影响王3、王4井地震观测的根本原因。从地质构造、岩溶裂隙的发育、水动力条件及地下水物理-化学平衡等方面,论述了地热开发对王3、王4井水化学动态影响的原因,并在此基础上对地热异常区内水化学观测井选择、建设的有关问题提出了建议     

地下水位潮汐观测资料的Nakai预处理

推导了改进后的Nakai拟合法计算公式,利用改进后的Nakai拟合法,对山东商河、威海、莒南和兖州四口水井的观测数据进行预处理,然后对资料进行了调和分析。计算结果表明,经过这种方法预处理后的观测数据分析精度普遍得到提高。     

青海地区井水温度(地温)的数字化观测及地震前兆监测效能评估

较为系统的分析了青海地区"十五"期间架设的12个数字化水温(地温)井的观测现状,及年、月、日不同层次上的动态特征,对其在相关的地震前兆观测中发挥效能的可能性作了宏观的评估。结果表明,有10个井孔可在地震中期前兆监测中发挥效能,有7个井孔可在地震短期的前兆监测中发挥效能,有7个井孔可在地震短临前兆监测中发挥效能。文中还介绍了主要影响数字化水温(地温)资料的干扰因素。     

Study on the relationship between geothermal exploitation and seismic activity in Xi''''an region

IntroductionGeothermal energy is a new and clear energy resource. It is very useful in heating and generating electricity and medical treating. The Assembly of International Environmental Protection in 1992 predicted that the usage and development of geothermal energy would exceed the traditional energy such as oil and coal, and its developmental prospect will be very bright.There are great geothermal resources in Weihe basin. The average value of heat flow in Weihe basin is 7.88(10(2 W/m2…     

地下水潮汐现象的物理机制和统一数学方程

用新的分层承压含水层模式 ,不但考虑含水层的力学压缩性质 ,而且考虑含水层的渗流特性 ,并结合扰动信息源的频率特性 ,分别研究扰动源地球固体潮、大气潮和地表负荷潮对承压井水位和流量的影响机理 ,给出相应的偏微分方程。从方程的解释或数值解讨论扰动源与承压井含水层的力学压缩参数、渗流特性参数及与频率特性频数的关系 ,进而给出承压井水位和流量对地球固体潮、大气潮和地表负荷潮汐响应的统一数学方程及其潮汐响应函数 ,并揭示了上述几类潮汐扰动信息源对承压井水位和流量影响的物理机理     

天山地区地下水位动态前兆异常敏感点的初步分析(以新04井为例)

天山地区新04井是地下水动力学地震前兆的一个敏感点。观测事实表明,该井水位与地震活动有密切的关系。观测期间,在距该井150km范围内共发生4.0级以上地震24次,其中5.0级以上地震(未发生6.0级以上地震)5次,震前该井水位均出现了明显的下弯形异常变化。大多数4.0—4.8级地震前水位也有不同程度的异常反应。认为,特定的地质构造交汇部位、地热异常区和地下水动力差异不稳定带可能是该井水位动态灵敏反映区域地震活动的原因之一。     

Study on the relationship between geothermal exploitation and seismic activity in Xi＇an region

Based on the analysis of the induced earthquakes in China and abroad, we get some ideas about earthquakes induced by pumping water out of a well or injecting water into a well. The induced earthquakes usually occur near the well, and they are generally small earthquakes. The earthquake sources are shallow, and they belong to the main shock-after shock type of earthquake or the swarm-type of earthquake. The magnitude and the quantity of the induced earthquakes obviously depend on the pressure and the quantity of water pumped or injected. These earthquakes happen as soon as pumping or injecting occurrence, or after ten or twenty days, they may occur at the time of injecting mud or injecting high pressure water when a well is being drilled, or at the time when the ground water is being normally exploited. A large quantity of hot water has been exploited since 1990 in Xi＇an, and the quantity of water exploited has been increasing year by year, as a result the groundwater level has been dropping with the water pumped out and the water level is high in summer and low in winter. The earthquakes in Xi＇an region belong to the solitary-type and they spread outside Xi＇an city where the wells are concentrated but no earthquake happens.The seismic frequency and the energy released have no relation with the quantity of water exploitation or the water level in the well. It is considered that geothermal exploitation does not induce earthquakes in and around Xi＇an because of its specially geological condition.     

Chemical equilibria of thermal waters for the application of geothermometers from the Guanzhong basin, China

In this study, representative samples from thermal wells and springs were chemically analyzed and geothermometers were used to calculate the deep temperatures of geothermal reservoirs on the basis of water–mineral equilibrium. In some cases, however, the chemical components are not in equilibrium with the minerals in the reservoir. Therefore, log(Q/K) diagrams are used to study the chemical equilibrium for the minerals that are likely to participate. The Na–K–Mg triangular diagram is also applied to evaluate the equilibrium of water with reservoir rocks. Standard curves at the reference temperatures are prepared to reveal which type of silica geothermometer is appropriate for the specified condition. This study shows that water samples from geothermal wells W9 and W12 are in equilibrium with the selective minerals, and chalcedony may control the fluid–silica equilibrium. It is estimated that there is an exploitable low-temperature reservoir with possible temperatures of 80–90°C in the Guanzhong basin.     

济阳坳陷地温场分布特征

在整理和分析了703口钻井测温资料的基础上，编制了济阳坳陷现今地温梯度分布图、4～6km深度的地温分布图和下第三系沙四段顶界面地温分布图. 研究表明：济阳坳陷的现今地温梯度平均为35.5℃/km，其中沾化、东营、车镇和惠民等4个主要凹陷地温梯度平均值分别为36.1℃/km、35.5℃/km、35.4℃/km和34.6℃/km，外围的潍北凹陷为35.0℃/km. 地温和地温梯度分布主要受凸凹相间的构造格局控制，与基底埋深有关，表现为凸起区高、凹陷区低的特征. 另外，济阳坳陷一些地温梯度相对较高的地区与新生代的火山岩分布基本吻合. 盆地基底埋深，即盆内凸起凹陷的分布，受盆地形成过程中岩石圈伸展控制，火山岩的分布也与岩石圈伸展作用有关，所以，济阳坳陷的地温场分布特征是由构造演化决定的. 研究结果还表明，济阳坳陷大部分地区沙四段目前还处在油气液态窗内.     

甘肃省地下流体观测资料用于环境保护的初步研究

利用甘肃省地下流体地震观测台网多年积累的观测数据，对各测点的水质与国家水质标准进行对比分析并对某些项目做了一定的动态分析．结果表明，２０多年来区内各泉点水质变化较稳定，除少数泉点外，多数泉点的部分水质超出国家饮用水标准，这是水体本身水质成份引起的，并非是环境污染所致．