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。     

玛多MS7.4级地震引起的甘肃地区水位、水温同震响应特征分析

2021年5月22日青海玛多发生Ms7.4级地震,甘肃地区地下流体台站记录到丰富的同震响应现象,尤其水位、水温观测资料出现了不同程度的同震响应。收集对本次地震有响应的甘肃地区7口水位和1口水温观测井水位资料,通过分析地震时这些井数字化水位资料的同震变化特征和响应能力,得到井水位、水温响应特征。分析结果发现,其中4口井水位的同震响应特征有较一致的变化规律,且以突升型变化为主;有2口井水位出现了突降型同震响应现象;1口水位出现了脉冲型同震响应。水温观测只有1口井记录到同震响应,且记录的水温响应变化周期较大,恢复时间也较慢。由此可见,水位测项的响应变化明显强于水温测项的响应;水体热流换过程导致水温同震响应变化延迟;井水温同震响应变化因素更多造成响应机理更复杂;构造环境与水文地质对井水位同震响应具有重要的影响。     

2015年尼泊尔MS8.1地震引起的井水位与井水温同震效应及其相关性分析

尼泊尔M_S8.1地震引起中国大陆大量地震观测井水位和水温的同震响应. 从宏观结果看, 在54个同时存在水位和水温同震效应的观测井中, 有51口观测井的变化类型为水位上升-水温上升、 水位下降-水温下降、 水位振荡-水温上升或下降(以下降为主), 井水位与井水温同震效应表现出良好的相关性, 这可能与地下水动力学作用有关; 有3口观测井的水位变化与水温变化方向相反, 且水温变化均为震后效应. 另外, 有1口观测井水位无变化而水温同震效应明显. 这些不同类型的同震变化与井孔条件、 水温梯度、 传感器位置及水位埋深等多种因素有关. 从微观结果看, 井水位同震效应出现的时间及变化幅度与井水温同震效应出现的时间及变化幅度之间的关联性比较复杂, 这与井孔条件和温度梯度等因素有关.      

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...     

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。     

福州连江江南井水位水温同震响应变化特征及机理探讨

分析了福州连江江南井水位、水温对多次大地震的同震响应资料,该井在多次大地震后同震形态表现为水位震荡-水温下降-水温上升或水位震荡-水温上升型。分析研究表明:该井水位的同震变化幅度随着震中距的增大而衰减,随着震级的增大而增大。并进一步探讨了震后该井呈现水位震荡-水温下降-水温上升和水位震荡-水温上升两种同震现象的机理,结合前人所提出的同震响应机理,分析认为,在地震波的作用下,井水位产生振动效应,可能导致地下水向下垂直运动速率增大,上层冷水快速混入观测含水层中,引起温度快速下降,同时,由于地震波激发了井深部较热的含水层中的热流体混入井孔中,导致水温上升,震后由于水位振动停止,较热的含水层混合通道闭合,井水温通过井壁及井水间的热传递而使水温逐渐恢复到背景水平。     

云南地下流体对尼泊尔8.1级地震的同震响应特征分析

统计云南地下流体对尼泊尔8.1级地震的同震响应情况,分析和总结了水位和水温数字化资料的同震响应特征。结果表明:尼泊尔8.1级地震对云南地区的影响较大,其流体宏观与微观动态有较显著的同震响应。水位与水温对该大地震的记震能力明显高于水氡和水质;不同井水位、水温同震响应最大振幅、持续时间相差很大,其变化形态水位以波动及阶升为主,水温表现为上升或下降—恢复;从主震与最大强余震的记录来看,震级越大,同震响应出现比例越高,且在同井中响应幅度越大,持续时间越长;同井不同仪器记录的同震幅度和持续时间不同;水温同震响应均出现在有水位同震响应井中,表明井水位与水温同震响应是密切相关的,且井水温同震响应多由井水位同震响应引起。     

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。     

日本9.0级地震甘肃地下流体资料同震响应特征分析

2011年3月11日日本东北部宫城县以东太平洋海域发生9.0级地震时,我国有不少地下流体台站记录到了丰富的同震响应现象,甘肃地区数字化地下流体观测资料也出现不同程度的同震响应。分析了该地震时甘肃地区数字化水位、水温同震变化特征和响应能力,发现井水位的同震响应有振荡和突变两种形态,多数在震后较快恢复原来状态。水温记录同震响应能力明显低于水位,仅有1个测项记录到同震响应,为短时间波动,且很快恢复。     

九江1井水温动态变化特征

以九江1井水温观测资料为研究对象,主要选取2010—2015年观测数据进行重点分析。研究发现:九江1井水温日变稳定。多年趋势向上,初步判断为观测仪器零漂。水温年动态与同井水位年动态呈负相关关系,与降水补给有关。水温对远大地震有同震响应,响应特征为突降后逐渐恢复正常,主要原因为井水震荡,上层冷水混合。     

印尼8.6级地震甘肃地区流体观测资料同震响应分析

2012年4月11日印尼苏门答腊发生8.6级、8.2级地震,我国大量地下流体台站记录到丰富的同震响应现象,甘肃地下流体观测资料也出现不同程度的同震响应。本文分析两次大地震时甘肃地区数字化水位、水温同震变化特征和响应能力,得到大部分井水位的同震响应有较一致的变化规律,且以振荡变化为主,震后较快恢复到原有状态,响应程度也与震级密切相关,即震级越大响应能力越强;由于水温和水位有不同的响应机理,因此水温不遵循这种规律,水温观测只有2个井点记录到同震响应,且记录的幅度基本相当,变化周期较大,恢复时间也较慢。     

2021年漾濞MS 6.4地震云南数字化井水位同震响应特征分析

通过对漾濞M_S 6.4地震云南数字化井水位分钟值数据同震响应特征进行分析,分析观测仪器采样率对井水位映震能力的影响,并对水位同震响应机理进行初步分析。结果表明,对于漾濞M_S 6.4地震,13口同震响应观测井主要分布在震中距200 km范围内的红河断裂带北侧和小滇西地区;同震响应形态可分为阶升（上升）型、阶降（或缓降）型、阶变（阶升、阶降）—复原型等3种变化类型,阶升型同震响应幅度相对大于其他2种类型;由漾濞M_S 6.4地震烈度长轴和短轴共同划定的椭圆区域来划分此次地震静态应力和动态应力的影响范围,可以从各观测井受力状态初步分析水位同震响应变化形态的力学机理;在静态应力影响范围内,井水位同震响应主要表现为阶升变化;在静态应力影响范围以外,除以阶变（阶升、阶降）—复原变化为主外,还有阶降（缓降）、阶升变化。观测仪器采样率对井水位映震能力的影响较大,水位秒钟值数据的同震响应变化形态更加完整,但目前水位秒钟值数据的收集和使用都还在不便之处,这种情况有待改进。     

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.     

皖14井水温响应机理浅析

通过巢湖皖14井高精度水温观测环境及数字化改造以来的观测资料,分析不同深度(-160m、-195m)处水温变化特征。以2012年4月11日印尼8.6级地震为例,巢湖皖14井水温同震响应所获得的数据为分析基础,利用Ansys中的热分析模型进行数值模拟,研究了同震响应过程中井孔系统水温度变化与热量传递间的关系及机理。模拟结果显示:水温数值模拟曲线与实际测量数据曲线一致,该井水温同震响应表现为下降特征,主要是热对流所致。     

The Co-seismic Response of Underground Fluid in Yunnan to the Nepal MS8.1 Earthquake

In this paper, statistics are taken on the co-seismic response of underground fluid in Yunnan to the Nepal M_S8.1 earthquake, and the co-seismic response characteristics of the water level and water temperature are analyzed and summarized with the digital data. The results show that the Nepal M_S8.1 earthquake had greater impact on the Yunnan region, and the macro and micro dynamics of fluids showed significant co-seismic response. The earthquake recording capacity of water level and temperature measurement is significantly higher than that of water radon and water quality to this large earthquake; the maximum amplitude and duration of co-seismic response of water level and water temperature vary greatly in different wells. The changing forms are dominated by fluctuation and step rise in water level, and a rising or falling restoration in water temperature. From the records of the main shock and the maximum strong aftershock,we can see that the greater magnitude of earthquake, the higher ratio of the occurrence of co-seismic response, and in the same well, the larger the response amplitude, as well as the longer the duration. The amplitude and duration of co-seismic response recorded by different instruments in a same well are different.Water temperature co-seismic response almost occurred in wells with water level response, indicating that the well water level and water temperature are closely related in co-seismic response, and the well water temperature seismic response was caused mainly by well water level seismic response.     

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。     

向荣村ZK46井数字化水位特征分析

利用海口向荣村ZK46井多年水位观测资料,总结井水位正常动态变化规律、典型干扰因素及同震响应特征。结果表明：① ZK46井水位具有明显年变规律,受海潮、固体潮和气压潮复合影响;②井水位观测所受干扰主要为人为干扰,其次为观测系统和自然环境干扰,且各种干扰的表现形式不同;③对于不同地震,井水位同震响应形态、持续时间和最大震幅等各不相同,主要表现在：在形态上,大地震引起的同震响应为震荡型,中强地震引起的同震响应为固体潮畸变;震荡时间因震级和震中距不同而不同,最长196 min,最短10 min;震级越大,最大震幅越大。     

Analysis of the co-seismic responses of the fluid well pattern system in Jiangsu Province to the Wenchuan and Tohoku earthquakes

This thesis discusses the earthquake reflecting ability of the observation well pattern system of Jiangsu Province, China, which has been digitally renovated, and probes into the cause of the major differences in the earthquake reflecting abilities of well holes at different measurement points. This is achieved through the analysis of the co-seismic responses to the Wenchuan (2008; M_S8.0, China) and Tohoku (2011; M_S9.0, Japan) earthquakes. We found that the co-seismic response of water level from regional well holes in Jiangsu Province was stronger than that of water temperature. The water-level co-seismic response follows a consistent law and is closely related to the earthquake magnitude. The co-seismic response of water temperature strongly varied among well points, and was more often manifested as a slow restorative change. The co-seismic responses also varied based on tectonic elements. The response in central and northern Jiangsu was weaker than that of southern Jiangsu, possibly due to the thicker loess cover layer in central Jiangsu which makes it less effective at capturing the micro-changes of stress-strain states relative to the hilly land in the south. The more complicated geological structure in southern Jiangsu makes it contribute to greater changes in the state of underground water after a minor disturbance.     

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.     

衡水冀16井水位观测数据质量分析

对2017—2019年衡水冀16井水位观测资料的完整率和稳定性、变化形态、观测精度、潮汐因子、中误差、同震效应等进行分析,结果表明：①衡水冀16井水位观测资料完整率较高,仪器工作稳定,符合地下水位观测规范要求;②固体潮效应显著,潮汐响应能力较强,潮汐因子平均值为2.1—2.2,观测精度均值为0.01左右,相对误差较小,且较稳定;③同震响应能力较强,能记录到全球7级以上地震,同震水震波波形清晰;④水位与气压变化之间相关性较好,整体呈负相关;⑤水位观测资料年、月、日变化规律清晰,有望在地震地球物理监测中发挥一定效能。