周至深井流量观测数字化技术改造及应用

引言 众所周知，井泉的水流量是流体前兆观测中最重要的测项之一。地下水流量变化不仅直接反映着地下应力的变化情况，而且是动水位、地热、水氡等其他地下流体测项动态变化的重要影响因素。 大量震例总结与现场观测试验表明，中强地震前井泉流量有明显的异常变化。车用太等研究了国内外震例剖析及试验观测结果，认为地下水流量观测无论是对地壳应变的反映还是对地壳破裂的反映，都优于地下水压力与温度的观测，也优于地下水化学组分的观测，可能是映震灵敏的地下流体观测项目。张潮明等总结了1990年7月16日菲律宾8.0级和1994年9月16日台湾…     

河北张北M6.2地震前怀来地震台的中短期异常

基于强震前主破裂潜在变化过程中产生的地壳形变异常及伴随地壳形变而产生的地下水化学前兆现象随时间变化显示出的动态异常，依据河北怀来地震台形变、地下流体观测资料，研究了1998年河北张北M6．2地震前地形变、地下流体异常特性及同步性，认为其有由短期向临震演化的不同阶段的群体演化特征。形变异常早于流体异常出现，临震异常集中，反映明显。断层气CO2、水汞体应变异常同时在震前2个月出现，显示出异常的集中性、同步性。     

张北6.2级地震中短期阶段异常演化及同步性

基于强震前主破裂潜在变化过程中产生的地壳形变异常及伴随地壳形变而产生的地下水化学前兆现象随时间变化显示出的动态异常，依据怀来地震台地形变、流体观测资料，研究了1998年张北6．2级地震前地形变、地下流体异常特性及同步性，有由短期向临震演化的不同阶段异常特征。形变异常早于流体异常出现，临震异常集中出现，反映明显。断层气CO2、水汞、体应变同时在震前的二个月出现，显示出异常的集中性、同步性特征。     

土壤气与覆盖层下断层及岩性关系的研究

0 引言 众所周知,地壳深部流体,特别是气体,其运动学特征同地壳构造活动密切相关。地球化学动力研究表明,地壳凡有结构面的地方,如块体界面、断层面等,其物质能量交换活跃,化学、物理作用强烈,往往成为地下流体外泄的通道。这使以研究土壤气体的组分含量空间变化来判定隐伏断层的存在及其走向、方位成为可能。地壳构造活动和岩石破裂运动常伴随化学作用和物理作用,因而地下流体成份及其运动形式必然发生相应的变化。在地下温度与压力差的作用下,发生变化的地下流体成份运移到地表而形成气体地球化学的异常带。一般说来,这种异常带与地下断层的存在有关。研究断层气体组分随时间的变化可能捕捉到地震孕育或断层活动的信息,因而对地震监测预报、判定地震危险区有实际意义。近几年来,国内外对断层气、土壤气的研究成为地震地球化学工作者探索地震前兆新方法的重要方向之一。我们在肥东形     

苏联境内天山地区地震地球化学研究的现状及主要成果

本文综述了近十年来苏联天山地震带的强化水文地质地震研究。在气体化学和流体动力学动态观测站上对众多的地球化学参数进行了长期动态观测,表明了这些变化的稳定性及其与地震孕育的关系。提出化学成分信息熵是水文地球化学系统随时间变化程度的客观特征反映,并在强震前表现出明显变化。活化能较小的组分只能反映低能级的地震事件,当K>13的大地震孕育时离子才发生变化。岩体内发展的机化过程是流体地球化学系统的主要扰动源。     

水文地球化学方法预报地震的可能性与有效性

本文通过对水化观测技术、测试仪器、观测点的环境条件及干扰因素、预报地震效能、水化异常机理等方面作较深入系统的清理研究,总结了16年来我国水化地震监测预报工作的经验教训。 大量的实际资料表明,地震前后,地下水气体—化学组分出现明显变化,地壳运动和地壳应力应变引起的深层及浅层的地球化学信息,有可能通过地下水迅速传到地表。地震水文地球化学前兆信息的提取,扩大了用传统的地球物理方法探索地震信息的领域。利用水文地球化学方法进行地震预报在各个方面都取得了进展,但是由于水化组分变化受多种因素的控制,特别是现有观测系统方面存在的弱点和局限性,当前的观测预报仍然处于较低水平。文中对存在问题及今后攻关方向进行了讨论。     

中酸性岩浆岩地区水文地球化学组分映震能力初探

讨论了水文地球化学组分的映震能力与岩石矿物成分的关系, 并从化学的角度分析了水文地球化学组分在孕震过程中可能发生的各种变化, 力图揭示发生水文地球化学前兆异常的内在因素, 为地震水化学前兆异常提供内在的理论依据。     

深部特征组合锂,锶与地震活动关系的研究

地震水化前兆是发生在地壳内诸多地球化学过程并通过化学指标反映的现象之一。通过对地下水中锂，锶的动态观测及其资料的分析研究，探索其水文地球化学特征及动态变化影响因素，从而阐明其动态变化与地震活动的关系，结果表明，锂，锶作为地下水中深部特征组分，对地震预报有着十分积极意义。     

张渤地震带及邻区近震体波成像及孕震环境分析

针对张渤地震带深部孕震构造环境和地幔岩浆对地壳底侵作用的问题,本文充分收集了华北地区区域数字地震台网176个固定台站记录到的观测数据,应用近震体波层析成像方法,获得了华北地区地壳的P波三维速度结构和V_P/V_S波速比.依据V_P/V_S波速比能反映岩石物理性质和流变学特征的特性,并结合人工地震测深剖面、大地电磁测深、地球化学等成果,讨论了张渤地震带的孕震环境和动力学机制等问题.研究结果显示：张渤地震带强震位于高低速异常分界线附近或偏向高速体一侧,震源体下方均存在广泛的低速异常分布,据此推测这些低速异常的存在可能与流体有关,同时也揭示出张渤地震带地震主要分布在上地壳,从震源深度分布及地壳物性结构分析上地壳具有发震的构造背景,也有发震的物性基础,是一个易震层和多震层.张渤地震带地壳内部在20 km下方存在偏高的波速比特征,这些可能反映了在该区域内中、上地壳幔源物质的侵入和热状态的岩体在横向上的变化,可能是地幔岩浆长期底侵作用的结果.由于深部幔源物质的侵入,使得地壳深部流体的供给量增加,在地壳发震层下长期存在的流体会影响断裂带的结构,降低断裂带的强度,使区域应力场发生变化从而导致断裂带上应力的集中,进而引发地震发生.     

广东省地下水化学与地震的关系

本文根据实际观测资料,总结出地下水化学组分异常变化对应中小地震震例,找出对Ms=4.0-5.0级地震反应较为灵敏的化学组分,并从化学变化的角度粗略阐述各化学组分的变化机理。     

大同-阳高地震水位异常的模糊识别与预报

采用模糊数学从属函数和异常系列方法，以大同－阳高地震为例，对强震发生的时间与地点预测进行研究。结果表明：模糊数学从属函数方法是提取水位异常的较好方法。强震发生前在一定区域内，水位群体异常在不同时间尺度上显示出增长和加速变化图象，这种图象可作为预报强震发生时间的标志。水位变化值异常的集中分布区与水位异常井位置在空间呈两组条带展布时，两组条带交汇地区可作为预报强震发生地点的标志     

Nitrate removal and young stream water fractions at the catchment scale

Despite extensive research on nitrate export and removal, nutrient contamination remains a major threat to water bodies worldwide. At the local scale, nitrate removal is governed by biogeochemical conditions that vary in space and time, making integration to entire landscapes critical. Water transit times have often been used to describe solute transport, but the relation between water age and nitrate removal at the catchment scale is still poorly understood. We test the hypothesis that nitrate removal peaks when the fraction of young water in discharge is at its minimum, because nitrate removal occurs mostly under dry conditions where deeper, older groundwater dominates streamflow. We tested this hypothesis by exploring a detailed water quality record from the Kervidy–Naizin catchment (FR) and comparing the dynamics of nitrate to those of a conservative solute (chloride). We find that estimates of nitrate removal are consistent with previous estimates at the site and they show a good (inverse) correlation with the fraction of streamflow that is younger than 2.5 months. However, this young water fraction cannot be used to predict nitrate removal in the winter–spring period, when no removal is observed regardless of streamflow age. While this leads us to reject our hypothesis during the winter period, it also suggests that water age distributions and their correlation with nitrate removal can possibly reveal distinct sources of stream water at different hydrologic regimes and relevant biogeochemical reactions.     

震情过程追踪与发震时间的综合概率预报

基于大震前主破裂潜在变化的过程中产生出小震活动、地壳形变异常以及伴随地壳形变而产生出的地下水、水化学、地电阻率等前兆现象随时间变化显示出的动态异常图象,依据河北省及周围地区１９７０年至１９８８年的中强震前的前兆异常资料的研究,提取出了９个前兆异常因子的异常变化规律及特征,并建立了务因子的概率预报模型,同时计算出相应的前兆发生后不同时段内地震发生的概率。最后在多个因子随时间推移而逐次出现前兆异常的情     

地震成因的综合模型和强震预报

根据以往研究的地震孕育和发生的３个模式提出了地震成因的综合模式、地震前兆指标和预报方法。综合模式由７个单元组成：震源、震源端部的２个调整单元、震源顶部和底部的２个软弱层（这些单元均位于上岩石圈）以及下岩石圈的两个深部剪切蠕滑断层（一个与震源断层面垂直立交，另一个与震源断层面同面立接）。这７个单元组成了导致强震后果的结构。在构造力源作用下每一个单元围绕震源运动。最终使震源区破裂和发生强震。根据这个模式各种地震前兆异常区的演化与模式中震源与其它各个单元之间的差异性有关，与调整单元、调整层、深部剪切蠕滑断层之间的差异性有关。这种差异性使不同时间或同一时段多个异常区、带边界的交汇点或连接区预示未来强震位置。在孕震后期，震源系统某些单元之间的相互作用增强，并形成正反馈，前兆异常随时间的变化出现起伏加剧。根据总结，强震大多发生在第３次起伏加剧的峰值处和峰值后并得到Ｍ＝４．２９＋０．１１ｔ式中ｔ为起伏加剧的异常时间，以月为单位。由上述指标可以作出强震的中短期预报。在文章最后我们以唐山地震为例展示了综合模式在地震预报中的应用     

伽师地震区地壳细结构及发震断层的初步研究

199年至1998年伽师地区共出现9次震级为6.1-6.8级的强震. 在一个非常短的时间间隔内和非常小的地区范围内接连出现这么多次震级非常接近的地震,确实非常罕见. 为研究伽师强震区的深部构造背景和孕震机制,本文对伽师地震区的余震观测资料进行了分析处理. 利用联合反演技术同时得到了地震震源位置和地震区地壳三维速度结构. 余震震中沿一北北东向条带分布,与强震分布的两个条带中的北东向条带位置基本重合. 三维反演得到的速度结构结果表明,在地下12 km以下存在一条北北东向和一条北北西向的低速条带. 上述两低速条带与强震分布的两个条带位置很接近. 初步推测,低速条带对应了地壳深部的两条断裂. 在我们观测期间,北北东向断裂有微震活动,北北西向断裂相对平静.     

唐山地震前后北京地区地磁场总强度的变化

为了研究1976年唐山地震的磁效应,本文在文献[1]的基础上,利用北京测区六年(1975——1981)的磁测资料,分析了北京地区地磁场长期变化的局部差异,正常(无强震)时期地磁统计量的变化特性,以及长期变化局部差异对地磁统计量的影响.正常时期与地震前后地磁统计量的对比分析表明,唐山地震对北京地区地磁场总强度统计量的影响是显著的.通过不同区域测点、测线的各种组合,计算了地震前后统计量的空间分布,以确定测区信息最强的区域.唐山地震在北京地区所产生的磁效应的统计性质如下:1.异常信息不是短期的波动,而是呈趋势性变化,其持续时间至少一年;2.离震中较近的 S 区异常显著,其主要根据是,地磁统计量 Smj,bsn和Fk2在 S 区变化显著.特别是统计信息的局部差异与长期变化明显不同,前者呈东西分布,后者主要呈北南走向;3.趋势性异常变化的平均空间差异随时间的变化在测区总体并不显著,但在 S 区这种差异的时间变化,在震前1976年3——6月却是显著的.      

Isotope-aided modelling of ecohydrologic fluxes and water ages under mixed land use in Central Europe: The 2018 drought and its recovery

Understanding the interactions of vegetation and soil water under varying hydrological conditions is crucial to aid quantitative assessment of land-use sustainability for maintaining water supply for humans and plants. Isolating and estimating the volume and ages of water stored within different compartments of the critical zone, and the associated fluxes of evaporation, transpiration, and groundwater recharge, facilitates quantification of these soil–plant-water interactions and the response of ecohydrological fluxes to wet and dry periods. We used the tracer-aided ecohydrological model EcH₂O-iso to examine the response of water ages of soil water storage, groundwater recharge, evaporation, and root-uptake at a mixed land use site, in northeastern Germany during the drought of 2018 and in the following winter months. The approach applied uses a dynamic vegetation routine which constrains water use by ecological mechanisms. Two sites with regionally typical land-use types were investigated: a forested site with sandy soils and a deep rooting zone and a grassland site, with loamier soils and shallower rooting zone. This results in much younger water ages (<1 year) through the soil profile in the forest compared to the grass, coupled with younger groundwater recharge. The higher water use in the forest resulted in a more pronounced annual cycle of water ages compared to the more consistent water age in the loamier soil of the grasslands. The deeper rooting zone of the forested site also resulted in older root-uptake water usage relative to soil evaporation, while the grassland site root-uptake was similar to that of soil evaporation. Besides more dynamic water ages in the forest, replenishment of younger soil waters to soil storage was within 6 months following the drought (cf. >8 months in the grassland). The temporal evaluation of the responsiveness of soil and vegetation interactions in hydrologic extremes such as 2018 is essential to understand changes in hydrological processes and the resilience of the landscape to the longer and more severe summer droughts predicted under future climate change.     

Infiltration of river water to a shallow aquifer investigated with H/He, noble gases and CFCs

Noble gas isotopes (³He, ⁴He, Ne, Ar, Kr, Xe), tritium (³H), chlorofluorocarbons (CFCs) and dissolved oxygen (O₂) were seasonally measured in a small groundwater system recharged by infiltration of river water at Linsental, northeastern Switzerland. All Groundwater samples contained an excess of atmospheric noble gases (‘excess air’) usually with an elemental composition equal to air. The concentrations of atmospheric noble gases in the groundwater were used to calculate the excess air component and the water temperature at recharge. The noble gas temperatures (NGTs) in the boreholes close to the river vary seasonally, however, the average NGT of all samples lies close to the mean annual temperature of the river water. Groundwater ages were calculated using the tritium/helium-3 (³H/³He) dating method. The water ages of the samples obtained near the river depend on the amount of recently infiltrated river water and are young during times of active river discharge. In contrast, the mean water age of about 3 years of the deep aquifer remained nearly constant over the sampling period. The observed CFC-11 (CFCl₃) and CFC-12 (CF₂Cl₂) concentrations are significantly higher than the atmospheric equilibrium concentrations and therefore CFCs do not provide any direct information on the residence time of the groundwater. Nevertheless, the CFC excess in the groundwater shows a linear increase with the ³H/³He age. Additionally, both accumulation of radiogenic He (⁴He_rad) and O₂ consumption are strongly correlated with residence time. All these correlations can be interpreted either in terms of mixing of recently infiltrated river water with older groundwater or in terms of accumulation/consumption rates.     

大规模宏观异常的双重性及其在地震预报中的意义

宏观异常的大规模出现是地壳强烈活动的重要标志 ,常与其后的强震活动相关。中国多次强震短临预测的成功 ,在一定程度上依赖于大规模的宏观异常。然而 ,宏观异常也具有二重性 ,一方面可作为重要的地震短临前兆 ,另一方面也可能是由构造活动引起的 ,不具有前兆的性质。因此 ,在地震预报的科学探索中 ,应大力加强宏观异常的观察、观测、分析与研究 ,识别地震前兆与构造活动异常的区别 ,使宏观异常在地震预报中发挥积极的作用     

乌鲁木齐10号泉水汞短临前兆特征探讨

从１０号泉地下水汞的地球化学特性入手,结合近５年来１０次震例,分析并初步总结了地下水水泵的短临前兆特征,水泵的短临异常的出现往往是突发性的;汞异常形态特征基本上具有一定重复性的正异常,仅有个别地震时出现负异常。映震范围;对５级以下地震,水汞异常范围约在６００ｋｍ以内,对５级地上地震,水汞异常范围约在３５０ｋｍ以内;对个别７级以上地震可能映震范围接近１０００ｋｍ。汞异常时间与发震;在前兆近场,往往在