印尼巨大地震引起的云南水位异常记录及其意义

2004年12月26日和2005年3月29日印度尼西亚苏门答腊西北海域相继发生了2次巨大地震,云南地区的地下水位观测记录到了这2次地震的大量信息。文中给出了云南水位数字和模拟记录到的印尼2次巨大地震的响应情况,并对其进行了初步分析。认为:目前的水位模拟记录较数字化记录能更清晰地看到巨大地震引起的水位异常变化过程;大震引起的水位上升和下降可能是地震波的作用改变了构造单元的应力所致,并与井点的地质构造部位有关;同一井孔对同一断层上破裂方式一致的大地震的响应方式是一致的,只是对震级大的地震响应幅度大,震级减小,响应幅度亦减小     

Tidal Response Characteristics of the Well Water Level in the Sichuan-Yunnan Region

In this paper, the long time series data of the well water-level data of 12 wells in the Sichuan and Yunnan area is analyzed by the Baytap-G tidal analysis software, and well water level tidal response characteristic parameters (amplitude ratio and phase change) are extracted. We analyzed the features of the shape and stage change, and characteristic parameters of the tidal response of well water level before and after the earthquakes, which can provide a new method and approach to analyzing the response relationships between well water level and earth tide and barometric pressure. The results show that Luguhu Well and 9 other wells are affected by earth tides, and their well water level amplitude ratios and phases are relatively stable; the Nanxi Well and Dayao Well water level changes are affected by the barometric pressure combined with tide force, and their well water level amplitude ratios and phases are more discrete. The water level amplitude ratios and phases of Jiangyou Well, Luguhu Well and Dongchuan Well are significant to large earthquakes, and the relationship between seismic energy density and water level amplitude ratios and phases of M₂ wave of the three wells are presented.     

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。     

广西桂平西山井水位同震特征和机理初探

收集了2008~2016年广西桂平西山井水位观测数据及全球5级以上地震资料,分析井孔记录水震波的能力、水震波形态特征及影响因素,初步探讨了西山井同震的机理,获得以下认识:桂平西山井对全球M_S≥7地震具有较好的同震响应能力,水震波的形态主要为振荡型,少数呈现阶升型。井-含水层观测系统、地震震级、井震距是影响井孔记录水震波能力的主要因素。含水层介质受瑞利面波作用会发生体积变化,导致水位振荡,是形成振荡型水震波的可能机理。阶变型水震波的形成与区域应力场增强、介质变化及构造活动等因素有关。西山井水位阶升与周边中强地震活动存在较好对应关系,该认识可为地震预测研究提供参考。     

井孔水位记震能力变化与近大地震关系研究

通过对云南省及邻近地区7级大震,震前群井水位记震能力变化的研究及异常、预报指标检验,表明震前记震能力减弱或消失与近大地震有关。其异常特征表现为形态相似、时间同步、幅度明显等特点。井孔水位记震能力变化可能是地下水中期预报地震的一种新方法。     

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.     

鲁14井数字化水位潮汐响应特性初析

以井—含水层系统潮汐理论为基础,利用Baytap-G潮汐分析程序计算鲁14井数字化水位的潮汐响应特征参数,提取井水位潮汐因子和相位差,分析远场大震前后井水位潮汐响应特征参数的变化情况,同时对固体潮和气压影响量进行分离,以期深入了解井水位微动态变化特征,为该井水位观测资料的动态评价和效能评估提供参考。结果表明：鲁14井潮汐地下水流类型以径向流为主,潮汐因子和相位差变化相对稳定,但受远场大震影响显著,其含水层渗透性随潮汐参数的增大（减小）而增大（减小）;地震波作用可使含水层渗透性发生变化,但并非导致含水层渗透性变化的主要因素。     

川滇地区井水位潮汐响应特性分析

利用Baytap-G潮汐分析软件对川滇地区12口观测井数字化水位的长时序数据进行计算, 提取井水位潮汐响应特征参数(振幅比和相位差), 分析其形态、 阶段变化等特征, 探讨地震前后井水位潮汐响应特征参数的变化情况, 为深入分析井水位与固体潮、 气压之间响应关系的研究提供新的方法和途径。 结果表明, 泸沽湖井等10口受固体潮影响的井水位振幅比和相位差变化相对稳定; 而南溪井和大姚井受到气压-固体潮综合作用影响的井水位振幅比和相位差变化则比较离散。 其中江油川10井、 泸沽湖井、 东川井等3口井水位振幅比和相位差对大震的响应显著, 并给出了地震能量密度与这三口井水位M₂波相位差和振幅比的变化关系。     

云南曲靖井水位潮汐动态特征分析

以井-含水层系统潮汐理论为基础, 结合云南曲靖井水位观测资料实际情况, 利用Baytap-G提供的潮汐分析方法, 分别计算了曲靖井水位M2、 S2、 O1、 S1K1和M3共5个潮汐分波的振幅比、 相位和计算误差, 分析了井水位观测资料不同潮汐波振幅比和相位的动态变化特征, 认为能反映含水层参数的井水位潮汐振幅比和相位变化与附近的抽水和远距离大震引起的同震响应有关, 具体表现为, 2001年11月和2003年8月的振幅比和相位下降变化可能与抽水有关, 而几次大震后的井水位潮汐振幅比和相位小幅度上升和缓慢恢复过程, 则可能与中远场大震的地震波动力引起的含水层渗透系数增加有关．      

云南强震前震中区水位变化特征分析

通过对2000年以来云南地区M_S≥6.0强震震中区(大姚、 永胜、 宁洱)水位观测资料的分析, 发现震中区水位在强震发生前具有一种共同变化特征, 即强震大多发生在水位上升至最高水位后的反向下降过程中。 震中区水位的这一异常共性, 有助于今后对云南强震的地点判定。 而强震震中区这种震前高水位的形成, 借助统计分析确定为降水所致。 水位上升使地壳构造应力得以积累, 水位下降使积累的应力骤然释放, 导致强震发生, 该项研究也为地球表层水运动的致震机制提供了一种解释。     

2022年芦山MS 6.1、马尔康MS 6.0地震井水位、水温同震响应特征

基于全国地震地下流体台网数据,分析了芦山M_S 6.1、马尔康M_S 6.0地震引起的地下流体井水位、水温同震响应特征。结果表明,对于芦山M_S 6.1地震水位同震响应观测井数量较多,以上升变化为主,同震变化幅度较大;而对于马尔康M_S 6.0地震水位同震响应观测井数量较少,以振荡为主,变化幅度较小;2次地震引起的水位同震响应能力均强于水温测项,水温记录同震响应的前提是同井能记录到水位同震变化;2组地震引起的同震响应特征差异主要与震源机制解、台站分布密度、同震响应机理不同等有关。     

Analysis on the Characteristics of the Coseismic Response of Water Levels Recorded in Three Wells in Hainan,China to the Two Sumatra-Andaman Strong Earthquakes

The characteristics of seismic water level fluctuations of the two Sumatra-Andaman strong earthquakes with magnitude 8.7 and 8.5 on December 26,2004 and March 29, 2005 recorded at Jiaji well, Qionghai, Hainan were analyzed, the features of the infrequent ＂step＂ changes of well water level after the two earthquakes were also analyzed and the mechanism of the ＂step change＂ of well water level was discussed. Then the high-sample-rate digital observation data of seismically-induced water level fluctuations of the Sumatra-Andaman strong earthquakes with magnitude 8.7 and 8.5 recorded at Nanbin well, Sanya and Tanniu well, Wenchang were analyzed. The results suggest that the dominant period of the seismic well water level fluctuation in all three wells was comparatively accordant, the amplitudes of seismic water level fluctuation of the same earthquake in different wells were clearly different, the time duration of seismic water level fluctuations of different earthquakes at the same well was also clearly different.     

河北冀21井数字化水位同震效应特征

选取2016年1月1日至2017年12月31日期间,大陆6级以上、全球7级以上地震的河北冀21井水位同震观测资料,研究该井水位同震效应的形态特征、记震能力。结果表明,水位对远场大震记录(较长波段的面波)比较灵敏,水位同震效应最大振幅总体上与地震强度成正比,与震中距关系不甚明显;并总结出井-含水层记录的波形频段范围,为观测资料异常分析提供基础信息。     

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.     

2019年长宁M6.0和2018年兴文M5.7地震引起的井水位同震响应对比分析

2019年长宁M6.0地震和2018年兴文M5.7地震引起了华蓥山断裂及其附近区域8口观测井水位不同程度的响应变化。 本文对比分析各观测井水位的同震响应特征, 从地震波能量密度、 同震破裂体应变、 含水层渗透性参数变化以及断裂带控制作用几个方面探讨了其同震响应机理。 结果显示, 井水位同震响应的幅度与地震波能量密度有一定关系; 2019年长宁M6.0地震引起的井水位同震响应形态符合同震破裂体应变四象限空间分布特征, 但2018年兴文M5.7地震则不符合; 两次地震引起的含水层渗透性参数变化存在空间上的不一致性和单点各向异性, 并且断裂带自身的水文条件对井水位同震响应形态和幅度有一定的控制作用。 综合分析认为, 目前已有的几种机理无法完全解释两次地震引起的井水位同震响应现象。     

云南地区水位、水温对尼泊尔Ms8.1地震的响应特征研究

通过统计2015年4月25日尼泊尔MS8.1地震和5月12日MS7.5余震发生时云南地区水位、水温的空间分布、异常形态、变化幅度、起始和结束时间等远场响应特征,分析认为:同震响应主要集中在川滇菱形块体东南部、滇缅弧形块体东部和小滇西一带,即云南地区中西部;同井观测的水位、水温同震响应异常形态多样,单井同测项的同震响应异常形态具有一致性,与地震震级、震中距、方位无关;观测井的记震能力与观测仪器的分辨率、井孔含水层条件等有关,同震响应的异常幅度(ΔH、ΔT)与震级(M)、震中距(D)之间有一定的数量关系;近来云南区域地震活动整体呈现"平静—活动—平静"特征,小震活动有丛集特点,未来一段时间需注意滇西—滇西北和滇西南地区中强地震的危险性。     

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。     

中国大陆井水温对汶川8.0级、玉树7.1级、芦山7.0级和岷县6.6级地震响应特征的对比研究

收集和统计了2008年汶川MS8.0地震、2010年玉树MS7.1地震和2013年芦山MS7.0、岷县MS6.6地震引起的中国大陆井水温同震响应现象,分析了其特征。结果显示:这4次地震对中国大陆地下流体影响显著,井水温同震响应特征有很大差异,后三次水温同震响应范围、幅度和持续时间远不及汶川地震,即使震级相差不大的玉树和芦山地震,同震响应的特征也不尽相同。最后探讨了这种现象的成因机理。     

黄骅井水位对苏门答腊5次地震的同震响应初步研究

利用ARX模型分析了河北省黄骅井水位对气压和固体潮的响应特征,并利用该模型消除气压和固体潮对该井水位的影响,准确地提取了5次苏门答腊大震引起的同震水位变化异常.分析了该井水位对这5次地震的同震响应模式与震级和震源机制解的关系,初步探讨了引起该井水位同震变化复杂性的可能原因.认为,即使发生在同一地区,震源机制解基本相同的地震也会引起远距离同一井水位不同的响应特征,其响应幅度与发震震级有关,响应方式可能与井孔所处地区的局部应力应变状态或井-含水层系统的结构变化有关.     

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。