重庆荣昌井水温同震-震后响应特征及机理研究

利用位于华蓥山断裂带的重庆荣昌井水温数字化分钟值观测资料,统计分析了该井水温对2008年1月—2021年9月全球M_S≥7.0、川滇地区M_S≥6.0、重庆及周边地区M_S≥4.0共273次地震的同震-震后响应动态特征,对井水温同震优势方向成因和机理进行了深入研究,获得以下认识:①荣昌井水温同震-震后响应能力较好,对近震和远震均可记录到;该井水温同震响应由深及浅的顺序发生,响应持续时间随观测深度的增加而增加,响应幅度随观测深度的增加而减小,且该井水温同震-震后响应持续时间较同井水位的长;②自观测以来,荣昌井多层水温同震响应方向均为上升,说明单个井水温对不同地震的同震响应存在优势响应方向,水温的同震特征更依赖于井孔自身观测条件的影响;荣昌井水温同震响应优势方向上升可能是地震波的扰动造成井下深部气体释放,并沿裂隙上升进入井含水层系统而引起;③荣昌井水位-水温对中、远场地震的同震为同向上升正相关关系或振荡—上升,对近场地震的同震为水位下降—水温上升的反相关关系,可能是近场地震和中、远场地震引起的水位同震响应变化机制不一致所致;引起荣昌井水温同震变化的地震波能量密度e(r)＞10^-5J/m³,而引起荣昌井水温和水位同震反向变化的地震波能量密度e(r)＞1J/m³。     

重庆井网水位水温同震响应特征分析

本文以2008年以来全球范围内发生的5次大地震为例,对重庆井网水位和水温同震响应特征进行了分析,结合井孔水文地质条件和自身观测条件,探讨了不同同震响应现象的可能成因并对其机理进行了探讨。结果表明,水位的记震能力优于水温,水位同震响应形态主要包括上升、下降和振荡三种类型,且同一口井水位对不同地震的响应形态不同;水温的同震响应形态主要包括上升和下降两种类型,其中只有荣昌华江和北碚柳荫井水温对5次地震均有同震响应,且同一口井水温对不同地震的响应形态相同。进一步分析表明,北碚柳荫井水位的同震响应能力优于荣昌华江井水位,北碚柳荫井水位的同震振幅与地震能密度成正比,并给出了其同震变化幅度与地震能量密度的对应关系。最后分别对水位和水温同震响应机理进行了探讨。     

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。     

北京良乡、赵各庄井水位、水温同震响应对比研究

收集了2001年以来北京地区良乡、赵各庄井水位、水温的同震响应资料,从其同震响应特征中发现,虽然两观测井水位的响应灵敏度相差不大,但良乡井水温的灵敏度要好于赵各庄井。在对比两观测井水温日变化幅度以及气泡脱逸模型的基础上,结合两观测井含水层的水文地质特征,对于两观测井水温响应灵敏度的差异给出了较为合理的解释。     

江西流体观测井网对远大震的同震响应特征及机理分析

选取2008—2022年全球M_S8.0以上、全国M_S7.0以上22个地震事件,分析江西省流体井网水位、水温测项对远大地震的同震响应特征。结果发现：不同流体井的同震响应特征不同,不同测项的同震响应特征也不一致,且井水位对地震的响应频率较高;井水位对远大震的同震响应以阶跃、震荡及持续变化为主,而水温同震响应以阶跃为主,且具有瞬时变化和持续变化2种特征;同一口井对不同地震的响应形态基本相同,而不同井对同一地震的响应形态有所区别。通过对观测井水位和水温同震响应机理的分析,认为江西流体观测井不同测项变化与井孔水文地质条件及观测系统有关。     

新30井数字化水位、水温远场大震同震响应初析

收集了2007年以来新30井数字化水位、水温远场大震同震响应观测数据,总结了其同震响应特征.新30井数字化水位和水温对不同震中距强震的同震响应在一定程度上存在着一致性,水位通常为先振荡(以振荡居多)后下降,而水温则通常表现为下降.统计结果显示,新30井水位对地震的同震响应灵敏性优于同井水温观测.     

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。     

祁县井水温和水位的奇异潮汐关系探讨

山西祁县井水温潮汐相位超前于水位,异于正常的水温和水位潮汐的动态关系。本文介绍了此现象的记录图像,通过水温和水位同震响应数据核实仪器时间系统,证实此现象是客观的;利用调和分析方法计算出逐月水温与水位潮汐变化的时间差,表明此现象存在于整个观测中。根据水温和水位潮汐相位相关性分析及观测条件调查,认为祁县井水温潮汐相位超前于水位的现象是在特定观测条件下,因井水流动不畅引起的特殊的水温水位关系。     

西南地区地震观测井泉水温动态特征研究

本文利用西南地区地震前兆台网记录的井泉水温数字观测资料,对水温各类动态特征进行研究,提取不同井水温各类观测动态及同井不同深度水温各类观测动态特征.收集整理了114个井泉水温观测台站的观测数据,结果表明,西南地区水温观测以中深非自流井为主,水温动态范围较大,热水和高温热水主要分布在川西和云南地区.西南井泉水温长期动态可大致分上升型、下降型和波动型三种,短期动态可大致分为短周期型、稳定型、固体潮型三种.研究区井水温的同震变化以下降居多,单个井水温对不同地震的同震响应存在优势响应方向,说明水温的同震特征更依赖于井孔自身观测条件的影响.通过对1966年以来西南地区36次MS≥5.9级震例总结的统计分析得出,西南地区水温前兆异常率达67％,上升型水温异常占比最大,且水温异常多属于短临异常.给出了Ms≥5.9地震震前水温异常井的最大震中距的大致范围,并根据异常震中距-震级的G-R关系给出其定量关系,为今后西南地区中强地震的发生提取有用的水温前兆信息提供基础资料.     

观测井深度与井水位地震监测效能的关系

从井水位固体潮汐响应及同震响应等方面系统研究了不同观测含水层中观测井的深度对地震监测效能的影响问题,并讨论了影响监测能力的其他因素,提出了理想的观测井深度。     

河北辛集井水温梯度及固体潮特征

对河北辛集井进行了50~200m深度内的井水温梯度测试,结果表明测试深度内存在3处负梯度段(50~60m处、90~110m处、130~140m处)。在50~60m深度处的水温负梯度位置,发现了清晰的水温固体潮,其相位与水位固体潮相反。根据该井的综合钻井资料、水文地质条件分析认为水温负梯度可能与井管外低温含水层热交换有关,并讨论了负梯度处的水温固体潮特征。     

井孔水温动态变化的影响因素探讨

本文主要通过对近两年来在北京塔院井、 四川西昌太和井不同深度上取得的水温观测资料的对比研究, 得到以下认识: ① 塔院井有套管封闭, 温度梯度变化较小的区段内, 梯度是水温动态的主要影响因素, 梯度变化较大的上部, 水温动态无明显的规律性, 梯度变化较小的下部, 正梯度段内水温潮汐与水位同向变化; ② 塔院井负温度梯度段对其下部旧探头震后变化形态有明显影响, 使得震后需要较长时间才能恢复; ③ 太和井位于观测含水层位范围内的探头由于受温度梯度和含水层进出水的共同影响, 使得其温度动态变化更为复杂。 研究结果表明, 分析水温资料和放置水温探头时, 充分了解井孔水文地质条件、 井孔结构和温度梯度分布是非常必要的。     

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．      

非自流井水温传感器置深对固体潮体应变响应的影响

水温传感器置深不同,所反映的固体潮效应不同。基于非自流井水温传感器深度,从与井底深度和含水层顶板埋深的相对位置关系,探讨水温传感器不同置深对固体潮体应变响应的影响,明确其最佳观测条件,分析认为:非自流井中水温记录固体潮效应的前提条件依次为:水位能记录到固体潮效应,水温传感器投放在观测含水层上方,传感器投放在地温梯度相对较大位置及井半径较小位置。     

昌黎井水温潮汐形成机理分析

昌黎井水温具有潮汐变化特征, 并且与该井水位的潮汐动态同步。 该文对比分析了井水温潮汐特征产生的可能原因。 认为井水温潮汐现象在井管内任何深度不一定都有反映, 能够显示温度潮汐周期性变化大体有两种模式: 一是井管水体具有足够大的温度梯度, 水体上下周期性运动时, 温度探头可以捕捉到水体的温度变化; 二是井-含水层系统地下水交换量的多寡引起水温同步的周期性变化。 研究结果表明, 昌黎井水温潮汐现象是次生效应, 水温潮汐动态与井孔管路特殊结构有一定关系。     

金沙江水网各观测井温度梯度的精细测量结果及其分析

在金沙江水网的6口观测井进行了温度及其梯度的精细测量.测量结果表明:太阳辐射热的影响深度为50～125m;不同井的平均水温梯度不等,最小者仅0.11℃/hm,最大者可达2.81℃/hm,一般为1～2℃/hm;同一口井的不同深度段上温度梯度变化较大,地层岩性及其完整性,尤其是高角度的断层破碎带,对各井受太阳辐射热的影响深...     

冷水源井水温固体潮现象及其机理研究以黄村井为例

该文对黄村冷水源井的水温固体潮现象进行了观测研究,初步解释了冷水源井的水温固体潮汐的形成机理.通过对黄村观测井进行水温梯度的详细观测及不同深度水温的对比观测研究,得到了黄村井水温潮汐现象的观测结果:① 黄村冷水源井的水温固体潮的相位与水位的相位是相反的;② 黄村井水温梯度曲线呈下凹型,特别是在含水层及受含水层进出水影响较大的附近区域下凹程度大,且随着与含水层底板距离逐渐变大,下凹程度也变小;③ 水温传感器的观测值与含水层观测距离存在一定的规律性:距离含水层越远,水温潮汐差越小, 直至潮汐变化消失.这说明冷水源井与热水井的水温潮汐现象是不同的,前者是吸热过程, 后者是放热过程,由此造成二者水-热动力学特征的不同.      

塔院井水温微动态研究

简要介绍了塔院井水温动态观测的环境与条件, 系统清理了水温多年、年、月、日动态特征并认识了水温的正常变化规律, 揭示出存在的干扰因素, 研究了典型震例, 发现了井水温度观测的最佳深度及在此观测到的水温潮汐、同震阶变与远震前兆异常等新的现象。     

河北赤城井水温对远场大震的响应特征研究

在河北赤城井井下30 m、53 m、58 m处分别安装了3个温度传感器,进行水温微动态观测。通过对2004年12月以来全球发生的22次M_S≥8.0地震时赤城井不同深度水温观测数据的变化进行研究发现,井下30 m处水温均无明显同震变化;而7次大震时53 m、58 m处水温有明显的同震变化,53 m处水温同震初始变化形态均为上升,58 m处均为下降。同时,对水温变化机理进行探讨发现,井下30 m处水温日变幅度偏大是记录不到地震的主要原因;水温同震初始变化是由井孔水体对流引起的,53 m处水温同震初始变化形态均为上升是由于该处位于负温度梯度带,井孔中水体受震荡激发而加速对流与掺混是导致58 m处水温同震初始下降的主要原因,赤城井水温同震初始变化的后效恢复过程为热传导作用的结果。