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。     

范县井水位对远场大震的同震响应特征

统计范县井水位对远场大震的同震响应特征,并对其响应时间、响应幅度、响应形态这3种特征进行逐一分析,探讨同震响应机理,总结规律。结果表明：观测井映震能力良好,震级越高,映震能力越好。从响应幅度来看,对M_S 6.5～7.5地震之间的同震响应具有明显优势,且大陆型地震响应表现要优于非大陆型地震;在一定条件下,震源深度对响应时间和响应幅度都有较大影响;响应形态有脉冲型、振荡型、振荡-脉冲型,非单一形态,且响应形态与震中距相关。     

塔院井水位和水温的同震响应特征及其机理探讨

本文统计分析了塔院井水位与水温对2004年1月至2007年9月全球68次Ms7.0以上大震的同震响应资料.分析结果显示塔院井对全球大震具有很好的映震能力,同震响应形态总是表现为水位振荡→水温下降、振荡停止(减弱)→水温恢复.进一步的分析表明,水位与水温的变化幅度不仅与震中距、震级有一定的统计关系,而且还与井-含水层特性及地震波到达时井-含水层系统的瞬时状态密切相关.综合分析了前人对水位振荡、水温下降-恢复过程的机理研究,概括为气体逸出说、热弥散说和冷水下渗说等.分析认为塔院井同震响应现象是各类机理共同作用的结果,单一的机制并不能很好地解释多次地震引起的同震响应现象.     

九江1井水位与水温对大震的同震响应特征及机理浅析

统计分析九江1井2008—2011年水位、水温在多次大震中的同震响应特征,结果显示:水位通常表现为在正常背景下振荡,水温则通常表现为突降后恢复正常,水位和水温对远场大震的同震响应存在着一致性。同时,九江1井水位对地震的同震响应灵敏性优于同井水温观测,但水位观测受降雨影响,且气压效应明显。     

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。     

远场大震的水位、水温同震响应及其机理研究

深井水温观测在中国已经开展了20年,但目前对于水温响应机理的研究还不充分。在对2004年12月26日印尼苏门答腊MS8.7地震后,中国地下流体观测井网中121个观测井水位、水温同震响应特征的研究中,作者发现了具有规律性的一类变化类型:当某些观测井水位出现振荡的时候,其同井水温绝大多数会出现几十分钟到数小时的下降—恢复过程。为了对此现象进行验证,又收集了河北唐山矿井2001年数字化以来39次远场大震水位、水温的同震响应资料,发现其具有相同的规律。在对可能造成水温下降的影响因素研究分析的基础上,提出了同震水温下降的气体脱逸模式,给出了在气泡脱逸过程中造成水温下降的2种主要影响因素,并利用此模式对部分观测现象进行了较合理的解释     

山东省井水位对几次大地震同震响应的比较分析

采用多井对多震的方式,选取山东省地下流体观测井网中同震响应较好的6口观测井作为研究对象,分别从水位变化形态和幅度对比分析2011年日本M_W9.0地震、2012年苏门答腊M_W8.6地震和2015年尼泊尔M_W7.8地震引起的井水位变化特征,探讨引起该变化的可能机理。研究结果显示:水位同震变化形态以振荡为主;通过定量分析认为聊古一井井水位的阶升是由含水层渗透系数增大所致;位于同一断裂带上的聊古一井和鲁27井井水位在同一地震中所表现的变化形态不同,可能与两个观测井所处的地质构造条件和地震活动背景不同有关;区域应力场的变化会影响栖霞鲁07井的水位同震变化形态;水位同震变化幅度与震级、井震距存在一定关系,同时也取决于含水层水文地质条件的变化量。      

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.     

宾川井对印尼大震的同震响应特征及其机理解释

系统统计分析了云南宾川井水位与水温对印尼苏门答腊4次大震的同震响应资料。 宾川井在这4次强震中的同震响应形态表现为水位振荡—水温下降和振荡停止(减弱)—水温恢复。 进一步的分析表明, 水位与水温的变化幅度与震中距、 震级有一定的统计关系。 分别探讨了水位振荡—水温下降和振荡停止—水温恢复现象产生的机理, 综合分析了前人所提出的同震响应机理, 并依据宾川井实际观测资料对机理进行了定量化的数值模拟。 模拟结果显示, 气体逸出、 热弥散及冷水下渗作用都可以导致井水温度下降, 而水温的恢复则主要是与围岩发生静态热传导所致。     

Co-seismic Water Level and Temperature Responses of Some Wells to Far-Field Strong Earthquakes and Their Mechanisms

The observation of water temperature in deep wells has been carried out for more than 20 years in China.However,study on the mechanism of water temperature response to earthquakes is inadequate.During the study of the co-seismic response characteristics of water level and temperature in 121 wells within the China subsurface fluid monitoring network at the time of the December 26,2004,M-S8.7 Indonesia earthquake,we found regular response characteristics,that is,when the water level in a deep well oscillates,the water temperature in the same well will mostly experience a cycle from dropping to restoration at the same time.The process will continue for dozens of minutes to several hours.In order to confirm the observed phenomenon,we collected the digital water level and temperature observation data for 39 far-field strong earthquakes from the Tangshan well in Hebei Province(with the data set beginning in 2001).The same response characteristics were observed.Based on the analysis of the influencing factors that may cause the water temperature drop,the authors suggest the gas escape mechanism for co-seismic water temperature drop and posit two main factors that influence the water temperature drop during the process of gas escape.Finally,the authors provide a rational explanation of some observed phenomena based on the mechanism.     

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.     

山西洪洞井水位对远场大震的响应特征分析

对洪洞井水位自2013年数字化改造以来记录到的同震响应资料进行统计分析后认为:洪洞井水位对全球MS≥7.5的远场大震有较好的响应能力,其同震响应呈一定的方向性;对不同地震的响应形态具有固定模式,以水震波为主,部分水震波伴随阶变;水位振荡阶变的初始方向以上升为主。统计分析显示,井水位同震变化幅度与震级、井震距无明显相关性,水位响应时刻与井震距有一定关系。进一步核实表明:引起水位同震响应的地震波大多为S波,部分为P波、面波;S波引起的水位变化幅度要小于P波,而面波引发的水位变化幅度最大。综合分析了前人对水位振荡的机理研究,并结合洪洞井具体情况对其相关机理进行了初步探讨。     

金沙江水网对日本9.0级地震的同震响应及其特征与机理

本文系统介绍了金沙江水网6口观测井水位与水温动态对日本9.0级地震的同震响应, 分析了同震响应的特征与同震响应的机理。 结果表明, 4口井水位有同震响应, 同震响应形态全是振荡, 对地震波响应的时间、 振荡的幅度、 振荡的持续时间等的差异主要取决于井-含水层系统的导水系数。 结果还表明, 3口井水温有同震响应, 响应形态是不对称的V字或U字形; 水温的先期下降是井筒内上(冷)下(热)水混合作用引起的, 后期上升是井水与围岩之间的热传导引起吸热作用的结果, 各井水温升降的幅度、 持续时间等不同, 主要是井水温度梯度与水岩热传导系数不同引起的; 后期升幅总是大于先期降幅, 这可能与地震波作用使井区大地热流增强有关。     

金沙江水网各观测井温度梯度的精细测量结果及其分析

Fine measurements have been conducted to temperatures and their gradients of six wells of the Jinsha River Groundwater Observational Network.The results show that the influence depths of sun radiation heat are 50m to 125m,average temperature gradients in the wells range from 0.11 to 2.81℃/hm and most are 1～2℃/hm,and the temperature gradients on varied depth sections of one well are highly changeable.Lithology of strata and their integrity,particularly high-angle crashed fault zones,have imposed major effects on the influence depths of sun radiation heat and temperature gradients of the wells.The micro dynamic characteristics of water temperature,such as coseismic effects,tidal effects and anomalies of the wells prior to earthquakes,probably depend,to a large degree,on the temperature gradients of the depths at which the water temperature sensors are settled.     

近场水位、水温同震响应特征及对地震的预测

为了掌握MS7以下强震近场流体的同震变化特征,以岷县漳县M S6.6地震为例,分析震中300 km范围内数字化水位和水温的同震变化特征及与未来4级以上地震发震区域的关系,结果显示:MS7以下强震引起的水位、水温同震相对变化幅度不大,且持续时间短,形态以突跳型变化为主;同震变化的相对幅度在空间上没有显著的差异;同震变化的初始方向在空间上具有四象限分布特征,且与震源机制解的四个区域配套;同震变化初始方向向上台站集中的区域与未来4级以上地震的发生区域有关。由于震级偏低的地震相对于MS7以上地震其发生频率高,且近场研究范围较小,因此其在未来地震的预测上具有更加重要的意义。     

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。     

排除降雨干扰后的地下水位异常与强震预报

选取云南地区受年度降水影响显著的10口地下水位观测井,对观测井所处地区年降雨量及次年水位谷值变化进行分析,提取了水位年异常特征。发现出现异常年份的异常台项比与次年的M≥6和M≥7地震有较好对应关系。1987年以来,出现异常台项比≥0．5的年份有7年,对应云南及邻区次年M≥7地震4次,对应率为57％;异常台项比≥0．4的年份有10年,对应次年M≥6地震9次,对应率90％。用此方法可以对云南的年度最大地震活动水平和地震强度进行预测估计。