2013年芦山MS7.0地震和2008年汶川MS8.0地震井水位同震变化的比较分析

以芦山、汶川地震震中为中心,选择了8个井点,对2个地震引起的井水位同震变化进行了比较,重点分析了3口同震变化反向的井点,即重庆的荣昌华江井、北碚柳荫井和四川的泸沽湖井。为使对比研究结果可靠,进一步收集了2011年3月11日日本9.0级地震、2012年4月11日苏门答腊北部海域8.6级地震引起的井水位同震变化资料。对汶川、芦山地震引起的同震体应变的计算结果显示：汶川地震时,荣昌华江井、北碚柳荫井和泸沽湖井水位同震变化与井点位置处的同震体应变一致,即位于同震体应变压缩区的井水位上升,位于体应变膨胀区的井水位下降;芦山地震时,3口井的水位同震变化与同震体应变不一致,表现出与日本、苏门答腊地震时相似的同震变化特征。     

宁夏井水位固体潮调和分析结果及应用

系统研究了宁夏地震地下水观测井网中7口国家井的井水位固体潮效应。对7口井的观测资料进行了调和分析,给出了各井孔井水位固体潮主要潮汐波的潮汐参数。利用湖汐参数计算了各井孔含水层的某些物理力学参数,并对各井孔井-含水层系统探测地壳内应力应变状态的能力及利用井孔潮汐效应进行地震预报等问题进行了探讨     

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.     

云南普洱大寨井水位同震响应研究及预测意义

通过研究1990—2019年云南普洱大寨井水位的同震响应特征,分析井水位响应特征的变化与后续中强地震的关系,并探讨含水层渗透性对区域构造活动的影响。结果显示:当同震响应幅度偏离统计关系时,井孔周边区域后续地震活动有所增强;固体潮相位差由负值变为正值,表明观测井孔含水层渗透性参数发生改变,这与区域地震活动的变化可能存在一定的相关性。分析认为,井水位同震响应和含水层渗透性参数变化可作为探索区域构造和地震活动的参考指标。     

夏垫断裂带地震地下流体的同震响应研究

地震地下流体已成为一种重要的地震监测手段。 本文分析夏垫断裂带上观测井的同震响应特征, 探讨观测井水位、 水温同震变化对夏垫断裂带的影响机理, 收集和整理布设在夏垫断裂带上的赵各庄井和西集井两口观测井水位和水温同震响应资料, 从响应的地震次数及发震位置、 异常幅度、 时间和形态类型等方面对其响应特征进行分析, 从震中距、 震级和井-含水层岩性等方面探讨了地下流体地震前兆异常的成因。 结果显示, 赵各庄井和西集井水位地震响应能力强于水温, 响应形态以振荡型为主, 对于M_S7.0以上地震具有显著的映震能力。 在水温资料中, 仅有赵各庄井对2008年汶川M_S8.0地震有响应, 响应幅度为0.0129℃。 综合分析认为, 井-含水层岩性影响了两井同震响应形态特征, 远场大地震产生的动态应变导致了较大的水位变幅。     

云南开远井和思茅大寨井水位同震响应动态差异分析

云南开远井和思茅大寨井分别位于滇东南褶皱带、滇西南的兰坪—思茅褶皱带,其中滇东南褶皱带地壳基底稳定、地震活动性较弱、区域构造应力场方向为南东东。兰坪—思茅褶皱带在地质时期构造活动一直十分强烈、历史上6级多地震频繁发生、区域构造应力场方向为南东。通过水位观测数据分析,开远井和思茅大寨井均有明显的同震响应现象,同震响应均表现为阶变,但他们的同震响应动态差异明显,其中开远井同震阶变次数和阶变幅度明显低于思茅大寨井,主要为阶变下降。而思茅大寨井均为阶变上升。井孔所在地区应力应变环境差异是导致井水位同震响应动态差异的原因,震源机制和GPS观测结果显示,思茅大寨井所在地区构造应力为挤压,开远井地区则处于拉张。地震时地震波使一直处于挤压状态下的思茅大寨井含水层发生孔隙挤压,含水层发生同震收缩,导致井水位发生一致的阶变上升。地震使一直处于张应力环境的开远井含水层发生同震膨胀,导致井水位主要表现为阶变下降。由构造活动和地震活动水平反映出的构造应力强度差异可能是开远井和思茅大寨井同震阶变次数和幅度差异的原因之一。     

新疆乌鲁木齐04号井数字化水位同震阶变的研究

本文通过对新04井2001年7月数字化改造以来水位同震变化观测资料分析、地震活动性对比和井孔地质构造条件等的综合研究,得到以下认识:①无论地震的方位和震源机制如何,新04井水位同震变化总是具有下降-回升的变化规律;井水位同震下降幅度随震级的增大而增大,随井震距的增大而减小,三者之间有良好的相关性。②新04井水位同震响应能力受本地应力状态的影响,当井区附近孕震时,断层受到挤压闭锁,透水能力下降,井水位同震响应能力降低;地震发生后,断层解锁,透水能力恢复,井水位同震响应能力也恢复到正常状态。③新04井位于断裂交汇区,岩石破碎,裂隙节理发育,井孔穿过断层破碎带,具备水位同震下降的地质背景条件;受7级以上强震S波或面波的激发,穿过井孔的断层发生张合作用或蠕动,引起井水外泄可能是井水位同震下降变化的原因。     

基于含水层体应变反演的天津地区井水位同震响应特征分析

以汶川MS8.0地震、日本MW9.0地震和尼泊尔MS8.1地震为例,统计了天津地区7口井水位的同震响应特征。在此基础上,利用水位反演含水层体应变的方法,反演出天津地区井含水层的同震响应体应变变化量。结果表明,利用水位同震变化量反演出的含水层体应变,能够较为真实地反映出井孔所在位置的应变变化情况。     

宁夏井水位记震能力变化与周边地震关系研究

通过分析宁夏地区5口井水位记录的2013-2018年对中国大陆5级以上、全球7级以上地震的同震响应,计算了引起5口井水位同震响应地震震级与震中到观测井距离的阈值范围,即井水位记震范围及各观测井的记震特征,提出结合井水位记震范围与记震特征分析各井记震能力随时间变化的方法.结果表明,引起宁夏地区井水位同震响应的地震震级和井震距确实存在某个阈值范围关系,表示为地震能量密度,宁夏地区约为10-4 J·m-3;相较于以往判断井水位记震能力变化的方法,该方法提高了时间分辨率;当井水位记震能力发生变化时,井周边发生4.5以上地震的概率较高.     

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。     

基于汶川地震同震地下水位变化反演含水层体应变

许多地下流体监测井在地震发生时都能记录到同震水位变化,而利用地下水位的同震响应特征以及水位固体潮效应可以反演地震对含水层产生的体应变量．本文尝试从大尺度上对大地震引起的体应变变化进行研究,为此收集了位于我国大陆不同构造活动区5口地下流体监测井两年半的水位数据资料进行分析,去除干扰项,提取出水位固体潮成分,进行调和分析求取潮汐因子,并反演出汶川MS8.0地震对这5口井所在含水层产生的体应变量．结果显示,汶川大地震对这5口井 含水层造成的体应变量基本在10-7量级. 地震引起的体应变随距离的衰减规律比较复杂,其不仅与震中距有关,而且与活动断裂带的展布和地壳岩体结构等密切相关．      

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。     

地震前后井-含水层系统潮汐参数变化特征分析——以云南弥勒井为例

本文对弥勒井2004～2016年井水位同震响应形态及地震前后井水位潮汐参数变化关系特征进行分析。结果表明,在弥勒井水流运动方向总体是以垂向流为主、径向流为辅的前提下,天然因素(地震)和人工因素(洗井、装置改造)均可改变含水层水流运动方向。当震前潮汐因子和相位差反向变化时,能量较大的地震可以改变其水流运动方向,使震后潮汐因子和相位差呈同向变化,水流运动方向由以垂向为主变为以径向为主;能量较小的地震只是改变其含水层渗透系数,没有改变其水流运动方向,震后仍以垂向流为主。当震前潮汐因子和相位差呈同向变化时,能量较大的地震发生可以使径向含水层渗透系数增大,水流运动方向不变,震后仍以径向为主。通过分析潮汐参数变化,可以进一步得知井-含水层径、垂向流渗透系数的变化,为进一步精确计算含水层参数提供了参考。     

海原小山四分量钻孔应变观测相对标定和异常判定

对宁夏海原小山yRy-4型钻孔应变仪进行实地相对标定后,数据比标定前有明显好转,资料的相关性显著增强,这验证了海原小山钻孔应变观测资料具有较高的可信度。相对标定后的潮汐因子灵敏度明显提高,稳定度明显改善,出现显著的同步变化趋势,相关性明显增强,各元件均有正常背景。对比钻孔应变各元件观测数据变化曲线,在固原ML3.8级与定西ML6.6级地震震前出现的扭曲、转折、恢复现象,是地震前地下应变积累和调整所致,表现出明显震前的短临异常变化。释放能量较小的地震,曲线扭曲、下降、转折的异常变化幅度较小,反之变化较剧烈,但短临异常变化的时间基本在震前10至15天之间。     

华蓥山地区4口井水位潮汐动态特征研究

本文选择沿华蓥山断裂带分布的荣昌等4口观测井,利用Baytap-G潮汐分析方法,计算各井水位和气压及理论固体潮的潮汐振幅谱,比较其潮汐频谱差异,通过对主要潮汐分波振幅的回归计算定量分析各井水位受气压潮和固体潮影响的大小。基于对井水位正常动态的认识,选择各井水位潮汐的主要分波,对井水位长时序数据进行分析计算,提取水位潮汐响应特征参数(振幅比和相位差),进而探讨特征参数动态变化特征。最后对井水位受气压潮和固体潮影响的差异原因进行了初步探讨。结果表明,荣昌井水位主要受气压作用的影响,北碚、大足、南溪三口井水位受固体潮-气压潮综合作用的影响,而荣昌井水位只受气压潮影响可能与该井所处含水层裂隙发育且该井未下设止水套管有关;荣昌井P_1S_1K_1波和南溪井M_2波振幅比和相位差在几次大震后没有明显变化,说明地震波没有使井孔与含水层之间的水流交换发生显著变化,而北碚井和大足井M_2波振幅比和相位差分别在汶川和芦山地震时发生变化,反映了地震波的疏通影响。     

基于WEBGIS的地震快速反应系统

旨在介绍在对辽宁省地震监测中心的多个应用系统的高度提炼下,通过WEBgIS构建地震快速反应系统的整个过程。本文简要叙述了系统的主要开发目标,介绍了系统的软件架构和功能设计,阐述了使用网络技术和开源组件实现本系统的方法,总结了系统特点。     

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．      

不同力源作用下九江地震台井水位仪与伸缩仪的体应变响应分析

根据潮汐因子计算结果,确定了井水位观测格值。又由线应变和水位与体应变转换公式,分别计算了在固体潮、大气压、强远震和承压含水层排水作用下伸缩仪与水位仪的的体应变响应量,二者相对变化率(体应变比值)在0.242~0.668之间,分析比较了二者的响应特征,并初步解释了水位与应变同步变化的物理机制。     

引潮力对显著地震触发作用与大震关系及在雅江地震预报中的应用

大地震的孕育和发生是震源区及其附近地壳应变能的积累和快速释放过程。当地震孕育到后期, 震源区及其附近应变能高度积累, 处于极不稳定的临界状态。因此, 地震短临预报方法必须基于临界状态的特点。临界状态的最重要特点是触发因素将起重要作用。固体潮的引潮力是一种重要的触发因素。笔者改进了过去仅用月亮固体潮引潮力的地方平太阴时方法, 而用月亮与太阳整个固体潮引潮力作为触发因素, 显然这样更为科学和合理。研究表明, 大地震前震源区及其附近发生的几次显著地震易受固体潮引潮力某个方位附近触发。并应用这一现象结合其他地震前兆方法成功预报了2001年2月23日四川雅江6. 0级地震。     

Case 21 water level and strain changes preceding and following the August 4, 1985 Kettleman Hills, California, earthquake

Two of the four wells monitored near Parkfield, California, during 1985 showed water level rises beginning three days before theM _w 6.1 Kettleman Hills earthquake. In one of these wells, the 3.0 cm rise was nearly unique in five years of water level data. However, in the other well, which showed a 3.8 cm rise, many other changes of comparable size have been observed. Both wells that did not display pre-earthquake rises tap partially confined aquifers that cannot sustain pressure changes due to tectonic strain having periods longer than several days. We evaluate the effect of partial aquifer confinement on the ability of these four wells to display water level changes in response to aquifer strain. Although the vertical hydraulic diffusivities cannot be determined uniquely, we can find a value of diffusivity for each site that is consistent with the site's tidal and barometric responses as well as with the rate of partial recovery of the coseismic water level drops. Furthermore, the diffusivity for one well is high enough to explain why the preseismic rise could not have been detected there. For the fourth well, the diffusivity is high enough to have reduced the size of the preseismic signal as much as 50%, although it should still have been detectable. Imperfect confinement cannot explain the persistent water level changes in the two partially confined aquifers, but it does show that they were not due to volume strain. The pre-earthquake water level rises may have been precursors to the Kettleman Hills earthquake. If so, they probably were not caused by accelerating slip over the part of the fault plane that ruptured in that earthquake because they are of opposite sign to the observed coseismic water level drops.