一次中等地震前地下水位异常的典型实例

震前井孔水位异常的报道,国内外已屡见不鲜,本文介绍的是1984年11月北京塔院井捕捉到的一组典型的异常实例,包括水位的趋势异常,水位与气压的正相关异常、短临突降及水位固体潮畸变等。 塔院井位于著名的深大断裂—黄庄—高丽营断裂带的中段,井深361米,观测层为中侏罗系凝灰岩裂隙承压含水层。通过近十年的观测,已查明其正常水位变化的规律,即多年趋势性下降的背景上年变规律清晰,较清楚地记录到水位固体潮、水震波、气压效应及降雨荷载效应等多种地壳应力应变微动态信息。表明,该井井位好,对地壳活动的反映能力较强,已弄清正常动态特征,具有捕捉地震前兆异常信息的可能性和有利条件。     

井孔水位微动态形成机理的探讨

井孔地下水位微动态是地壳附加应力作用下形成的。地壳中产生附加应力的主要因素有地球固体潮、大气压力变动、降雨与地表水体的荷载及断层活动等。井孔水位微动态形成的基本过程是:产生附加应力→含水层变形与孔隙压力变化→含水层—井孔间产生水流运动→井孔水位发生升降。本文从岩土力学与地下水动力学的观点,对于上述过程中的重要环节进行了初步的探讨     

井水位气压系数的探讨

井孔水位气压系数是表征井孔水位气压效应以及井孔水位对应力应变反映灵敏程度的重要指标。本文以我国地震地下水观测井网提供的素材为基础,运用统计方法详细分析了影响井孔水位气压系数的因素,重点讨论了对同一井孔而言,气压系数是常数还是变量这个有争议的问题,并通过分析得出了气压系数是变量的结论。本文结论对合理选择地震地下水观测井及从水位观测值中消除气压的影响将是有益的。     

井水位脉冲的一种成因探讨

我国地震地下水动态观测网多年来的观测表明,承压井水位对地壳的应力应变反映灵敏,响应频率段宽度也较大。承压井水位不仅对低频率的固体潮有较好的反映,而且对高频的气压变化也有明显的反映。其中有小部分井孔观测到一种水位“脉冲”,其周期介于几秒-几分钟内。在山东省地下水井网内有四口井有明显的水位“脉冲”现象,即鲁_(04)(禹城)、鲁_(22)(苍山)、鲁_(27),(菏泽)和鲁_(09)(商河)井。 观测经验表明,井水位“脉冲”现象的成因是比较复杂的。如井水中出现较大气泡的上涌、地震异     

关于天津地下水动态观测井网的地震监测能力

本文通过模糊数学方法、水位变化速率分析方法、加速度计算法、相关分析方法以及典型震例分析方法,全面探讨了天津井网中30余口井孔水位的映震能力及反映地壳应变的能力。结果是:Ⅰ类井占井孔总数的8.6％,Ⅱ类井占井孔总数的20％,其余均为Ⅲ类井。Ⅰ、Ⅱ类井具有较高的映震能力和反映地壳应变的能力,是今后地震监测和科研的主要依靠,Ⅲ类井则主要用于强震的宏观前兆观测。因此,拟将对不同类型的井孔采用不同的管理方法。     

云峰井水位微动态的变径观测效应

井孔水位对地壳应力应变的反映能力取决于井－含水层系统的多方面条件，观测井的直径大小是其中之一。在云峰井进行的变径观测结果。水位变动段的直径由１１８ｍｍ缩至８０ｍｍ之后，水位固体潮井系数明显变大，水位记震能力有显著提高，水位气压系数也有所增大。这样的事实表明，缩小水位变动段的井径是提高水位映震能力的有效途径之一。     

云南会泽井水位对2014年鲁甸MS6.5地震同震响应过程模拟

为定量刻画地壳应力-应变改变、含水层孔压扰动及井孔水位变化之间的耦合过程,促进对近场地震水位同震响应机制的理解,利用多场耦合数值模拟方法,获得鲁甸地区（200×200）km²范围内,2014年鲁甸M_S6.5地震造成的同震静态应变场分布、孔压演化规律及会泽井水位响应曲线,并以渗透系数、杨氏模量及孔隙度为变量,设计6组不同模拟情景对影响研究区孔压演化的参数进行分析。结果表明：（1）鲁甸地震造成的同震静态应变场沿断层两侧呈四象限分布,应变场极值点分布在断层北段两侧,远离断层体应变数值逐渐减小;（2）地震造成研究区含水层孔压扰动在50 d内恢复至震前稳定值,孔压的扩散时间受渗透系数及杨氏模量的影响;（3）模拟所得会泽井水位受地震影响瞬时上升0.45 m,并在震后50 d内恢复至震前水位,水位变化趋势为阶升之后缓慢恢复,模拟水位与实测水位变化趋势相近。     

由地下水位变化反演大同—阳离6.1级地震前后应力场的动态图像

分析研究了承压含水层应力应变与井水位变化之间的定量关系,得出了井水位变化与含水层应力应变之间的定量关系公式,给出了利用承压井水位变化反演含水层应力变化的两种新方法。利用大同地震前后井水位变化资料,反演了该地震前后大区域应力场的动态调整变化,并形成了时间与空间的演化图像。利用这些图像分析了大同地震前后大区域应力场的动态调整变化特征与可能的机制。     

由地下水位变化反演大同—阳高6.1级地震前后应力场的动态图像

分析研究了承压含水层应力应变与井水位变化之间的定量关系,得出了井水位变化与含水层应力应变之间的定量关系公式,给出了利用承压井水位变化反演含水层应力变化的两种新方法。利用大同地震前后井水位变化资料,反演了该地震前后大区域应力场的动态调整变化,并形成了时间与空间的演化图像。利用这些图像分析了大同地震前后大区域应力场的动态调整变化特征与可能的机制。     

苏10井水位与应力应变的关系

本文通过对苏10井井孔特性的阐述,对水位反映固体潮、气压和降雨等情况的分析研究,认为,该井由于位于特殊的构造部位,具有特殊的水文地质条件和井孔结构,含水层埋藏较深,弹性模量大,储存系数、压缩系数、阻尼系数小,渗透性较强,封闭条件好,干扰因素少,所以能灵敏地反映应力、应变的微变化,这样的井孔--含水层系统,犹如埋设在地下深处具有较高放大倍数的应力、应变仪,对于地震预报和地震孕育过程的探索,具有一定意义.      

印尼苏门答腊8.7级大震对中国陆区的影响

发生在2004年12月26日的印尼苏门答腊8．7级地震，是全球有地震台网以来100多年中记录到的少数几次特大地震之一。初步汇集了在中国陆区观测到的地震活动、地壳形变、地下流体等多学科震时和震后效应的异常变化，包括地震活动性（特别是云南地区）的显著增强；地壳形变观测，尤其是钻孔应变观测记录到地壳应力-应变的震时和震后显著变化，以及地下水温度、化学成分、特别是水位的突出变化。同时，还从库仑破裂应力触发、动态应力触发以及下地壳和上地幔流动变形机制等方面，对这些大震效应作了一些成因机理讨论。     

山西静乐观测井水位干扰分析

山西静乐观测井具有含水层系统对地壳应力—应变响应灵敏的优势,其水位变化对应地震,可间接反映地壳应力—应变特征。2015年7月以来,静乐井水位快速上升,对观测环境、仪器及人为干扰进行分析,并进行同层地下水开采及抽水试验,分析该井水位异常原因,结果发现,降雨量、抽水试验对静乐井水位变化影响不大,而生产用同层地下水开采量减小是该井水位变化的主要原因。     

唐山7.8级地震前后地下水位应力场的动态图象

研究了分析了井水位变化与含水层应力应变之间的定量关系,给出了利用承压井水位变化反演含水层应力变化的新方法,利用唐山地震前后井水位变化资料,反演了地震前后大区域应力场的动态调整变化,形成了时间与空间的演化图象,分析了唐山地震前后大区域应力场的动态调整变化特征。     

列车荷载作用对某些前兆观测的影响

本文针对列车荷载作用对地震前兆观测的影响，在野外开展了水位，测震，水温，地电等多项目的对比观测，结果表明：列车荷载作用是确实存在的；水位，测震对地壳应力－应变反映是灵敏的。     

汶川地震典型流体趋势前兆异常的初步研究

强震的孕育和发生,主要决定于地壳介质结构和应力-应变的积累与变化.地下流体是地壳介质的有机组成部分,具有特殊的物理化学性质与动态变化特征.因而地下流体不仅能灵敏地反映地壳介质的应力-应变的变化,而且能调整与诱发地壳的应力-应变变化.因此,地下流体的动态变化是一种重要的地震前兆信息.强震的孕育过程具有阶段性,从中期、中短期进入短期阶段.     

利用福建井水位同震变化反演井-含水层体应变及其意义探讨

在对福建地区井水位固体潮M2波海潮负荷改正的基础上,尝试反演汶川MS8.0、日本MW9.0地震对福建地块的井-含水层系统产生的体应变变化。为此收集了汶川、日本大地震时该地区的地下井水位资料,挑选出同震响应明显的井水位资料,计算出各井孔的井水位潮汐因子,从而反演出福建地块井-含水层系统受到的同震体应变变化。结果表明,地震对各井孔所处的含水层造成的体应变基本在10-8量级上,而2次地震对永春井产生的体应变均为10-7量级。     

德令哈台尕海井水位异常分析

针对2018年青海德令哈台尕海井水位破年变异常,系统梳理和分析该井相关资料,发现该井两套水位仪运行稳定、数据一致性非常好,而这段时期异常与降雨和气压不相关,以及井孔附近地区的视应力值较高,表明该地区地壳应力水平进一步增强。利用水位变幅、去趋势和一阶差分分析,结果显示,该项异常信度较高,反映该区域构造活动信息,是周边两次中等强度地震的共同前兆,属于中短期异常。     

识别地下水超采区井水位异常性质的理论与方法

长期过量开采地下水,使地下水位持续下降、水质发生变化,动水位观测井断流;地面沉降造成井管上窜,观测管路系统被损坏等,这些现象对地震地下流体观测地震前兆异常的正确判断带来很大困难。应用水文地质理论与方法,分析含水层的水均衡状态、应力-应变状态及其与水位动态的关系,初步探讨了超采区井水位异常性质的理论与方法。结果表明,根据井孔所在区水位下降漏斗的扩散特征,结合以上所提到的理论和方法,依据资料多年变化特征,可以较准确地判断异常的性质。研究结果有助于区分单一集中抽水与长期地下水超采对水位观测的影响,有助于正确识别超采区水位前兆异常,有助于地震分析预报水平的提高     

渤南油田深井压裂试验的地下水动态观测与初步研究

在一口石油深井的压裂试验过程中,观测了井孔地下水压力、流量与温度动态的反映,结果表明同层地下水动态反映明显,流量的反映幅度大于压力,由此提出在地下水动态反映含水层应力应变的机理中,水动力学过程的重要性;水动力学机理中两种信息传递方式及流体介质传递方式的重要性;对同一个应力应变过程流量的反映更优于压力的反映等观点     

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。