震前油、水井喷涌异常现象成因机理的EDV理论(A)——现象的观测及成因假说(英文)

简述了地震前这种短临异常现象的普遍存在。在新疆米泉县魏家泉5号井(XMW-5)用浮子式自记水位计对这种异常现象进行了长达九年的连续观测,其间共捕获到4次异常事件。观测表明,这种异常现象的水位曲线有着特定的形态。对这种异常水位曲线的典型形态进行分析后,作者认为这是由于震前一种未知的快速变化的应力场压缩观测水层造成的弹性形变渗流效应,由此提出了“在矩形脉冲状变构造力作用下单一水层二维径向非稳定流弹性渗流模式”的成因假说。据此,从理论上定量地合成了异常水位曲线。该假说构成了作者“弹性形变渗流理论”(The Elastic Deformation Vadose theory)—EDV理论的主要基础。     

西昌43——8井与木里5.8级地震

西昌43—8井是位于西昌断陷盆地昔格达层中的一口45米深的地震观测专用井,采用连续自记仪进行水位观测,平常反映大气降雨和固体潮的变化。木里地震前四个月现打破正常年动态周期变化的中期异常,震前几天的固体潮曲线被破坏,水位突然上升6厘米。     

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.      

地震前井孔水位下降型前兆的一种机理模式

针对所给出的地震前井孔水位下降型前兆的一些实例,提出了一种可检验的成因机理的定量理论--排-注水理论(简称 DIW 理论).通过对饱水多孔介质受力变形的本构定律进行分析,笔者首先提出了一种排水的 DNR 模式,计算出了一组理论前兆曲线,并把它们与观测曲线对比,分析造成两种曲线差别的物理成因,修正 DNR 模式,从而得到本文的DIW 理论.文中给出了排-注水线源场的一般方程,提出并发展了域的概念.DIW 理论对该种前兆的规律性及复杂性均能给出解释.DIW 理论能定量地将孕震短临过程划分为几个阶段,这对地震的时间预报及检验 DD 及 IPE 孕震模式有参考意义.      

双要知井水位地震异常特征的再认识

通过对天津双桥井水位多年来的观测资料分析认为：（１）水位动态主要是受区域地下水开采的影响；（２）水位异常形态一律为上升型或突升型，不存在下降型；（３）异常时段只有短临异常，不存在长中期异常；（４）水位地震异常映震的震级与发展区地震活动的衰减或起伏有关，并非只反映中强以上的地震。     

晋1-1井水位异常与晋冀蒙交界区中强地震关系简析

通过对晋1-1井22年水位观测资料进行系统清理,对距井区约330km范围一些中强震前的水位资料进行了细致分析。结果表明:晋1-1井地震异常以短临突变异常为主,异常时间多小于80d。根据大量的震例统计结果给出了地震前兆异常定量判别指标,当曲线阶升异常幅度大于30mm或阶降大于40mm时视为震兆异常。     

海口ZK26井和ZK46井水位记录地震能力差异分析

统计了海口ZK26井和ZK46井水位对2008年以来全球MS7.5以上地震的同震响应情况,得出所记录地震的次数及同震效应类型;并绘制两口井水位是否记录所统计地震的平面分布图(以震中距的对数为横坐标,震级为纵坐标),以此为基础得出两口井的水位记录地震能力曲线方程。根据所得的记震能力曲线方程,认为尽管ZK26井和ZK46井水位记震能力差异不大,但总体上ZK26井记震能力更优。     

新疆乌鲁木齐04号井数字化水位同震阶变的研究

本文通过对新04井2001年7月数字化改造以来水位同震变化观测资料分析、地震活动性对比和井孔地质构造条件等的综合研究,得到以下认识:①无论地震的方位和震源机制如何,新04井水位同震变化总是具有下降-回升的变化规律;井水位同震下降幅度随震级的增大而增大,随井震距的增大而减小,三者之间有良好的相关性。②新04井水位同震响应能力受本地应力状态的影响,当井区附近孕震时,断层受到挤压闭锁,透水能力下降,井水位同震响应能力降低;地震发生后,断层解锁,透水能力恢复,井水位同震响应能力也恢复到正常状态。③新04井位于断裂交汇区,岩石破碎,裂隙节理发育,井孔穿过断层破碎带,具备水位同震下降的地质背景条件;受7级以上强震S波或面波的激发,穿过井孔的断层发生张合作用或蠕动,引起井水外泄可能是井水位同震下降变化的原因。     

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。     

震前油、水井喷涌异常现象成因机理的 DSF 理论——B 理论的场地检验(英文)

当发生喷涌异常的XMW—5井附近有断层影响时,我们深入研究了该井异常恢复水位阶段的过程。根据DSF理论给出了此阶段剩余降深与时间对数的关系曲线,它近似为由两条直线段组成的折线,且两直线段斜率的比值ξ=2。从而为用场地观测资料检验DSF理论做好了准备。使用本文作者在成果(A)中引用的两次震例资料,即1984年6月、1986年3月XMW—5井两次喷涌异常事件,把它们异常的恢复水位观测值(剩余降深)与相应观测时间对数的数据画出观测曲线,其结果与理论曲线形态完全相同,且由两次异常观测曲线测得的ξ_1=2.14,ξ_2=1.998,与理论值ξ=2,非常接近。至此,DSF理论获得了场地资料的验证。     

地震前地下水水位的短、临前兆

我国开展地下水与地震关系的研究已经有十多年历史，获得了多次震例资料，本文介绍54次地震的震前水位实测资料，其中26次是6级以上破坏性地震的震例。不少观测井（孔）布设在震中附近并妾装有水位自动记录仪，取得了地震前后连续、完整的珍贵记录。通过这些资料分析，发现约65%水位曲线在震前几小时到几十天曾出现过打破正常动态规律的异常下降，地震就往往发生在下降的极值或回升过程中。     

寻邬5.5级地震前柱坑井水位的短期异常

柱坑深井水位年变规律明显,主要受降雨调制,多年来观测资料连续可靠,反映地震信息敏感清晰,与邬Ms5.5级震中相距约80公里。 对该井水位变化与降雨量的关系用最小二乘法进行相关分析,显示出在寻邬Ms5.5级地震前水位约有113天的低值短期异常前兆。异常最低值超出二倍均方差达120毫米。异常开始水位逐渐下降,在震前57天下降到最低值,接着转为回升,在回升的过程中发震,这一异常特征可用含水岩体在应力作用下裂隙演变过程来解释。     

喷涌型地下水异常前兆虚报一例及其真伪前兆判别标准初探

1984年7月新疆维吾尔自治区人民政府根据自治区地震局的建议向社会发布了一次短期地震预报,该预报是在多种监测手段存在中期异常的背景下出现了油水井喷涌型异常后发布的。结果造成了一次虚报。事后对这次发布短期预报的主要依据——油水井自喷异常进行了研究,结果表明,这次喷涌型异常其恢复水位随时间变化的规律与以前的震例不同,而且与作者提出的喷涌型前兆理论相违背,这表明,由作者前兆理论导出的异常恢复水位随时间对数变化的单一线性规律,可能是判定真伪喷涌型前兆的依据。这次非地震的喷涌异常,估计与距异常井约两公里的两口废油井高压注液有关,其机理类似于注水诱发地震。对此无震异常恢复水位曲线的解释表明,距井一定距离的水层中可能存在着一条断层。     

腾冲地震台观测井水位同震响应特征分析

以2008—2017年腾冲地震台井水位记录的同震响应事件为研究对象,系统分析该井水位的同震响应特征,结合井孔地质背景条件,对同震响应机理进行初步探讨。结果表明:腾冲地震台井水位同震响应能力随着震级增大而逐渐增强;因井震距不同,同震响应主要表现为近震阶降—复原型和远震振荡型变化;同震响应幅度随震级增大而增大,随井震距增大而减小,且水位同震变化受震级与井震距的影响力基本相当;震级越大,同震响应持续时间越长;发生井水位同震响应的地震分布具有明显区位型特点。分析认为,振荡型同震响应机理与面波作用有关,阶降—复原型同震响应机理可能与腾冲地震台观测井所处地质构造有关。     

黑龙江省地电阻率台网数据在预报工作中的应用

对黑龙江省地电阻率台网近些年的观测资料进行了整理分析,对台网的两个地电阻率台观测资料进行了评估,发现林甸台地电阻率数据受各种干扰非常严重,无法提取震兆信息,而绥化台的观测数据质量较高,映震效能较好。绥化地震台地电阻率观测曲线具有规则年周期变化特征,以此为依据进行各向异性的前兆异常特征的研究,发现利用原始曲线法和归一化月速率方法,在中强地震前震区一定区域内的电阻率各向异性值（S）会出现上升型或下降型异常变化。分析认为速率法对于提取短临异常,判断发震时间较为理想。     

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。     

利用喷涌型地下水位异常的资料反演震前局部应力场的快速变化

作者在研究了许多震前地下油、水喷涌型异常以后,曾提出一个“在脉冲状构造力作用下单一水层二维径向对称非稳定流渗流模式”作为该异常的前兆机理。本文根据两次震前地下水喷涌型异常的观测资料,定量地验证了这种机理解释的正确性。在此基础上,根据这种理论反演出一些地震前局部应力场的快速变化:1979年7月9日新疆米泉县4.3级地震震前约30天,作用在该地区5号井1600米深处水层上的地下应力垂直分量突增1.3×10~5帕斯卡,持续约几十分钟后恢复正常;1983年6月1日该区5.3级地震震前4天,同一井的水层处应力突增4×10~3帕斯卡,持续11小时40分钟恢复正常;同理,估计在1965年11月13日该区6.9级地震震前2个月,应力突增1.7×10~5帕斯卡,持续几十分钟恢复正常。本文还对这些现象进行了讨论。     

震前多种前兆异常形态特征及预测意义

对1970年以来华北地区31次M_S≥5.0地震前多种前兆异常形态特征进行了系统研究, 结果认为: ① 在强震前短临阶段, 普遍存在垂直形变和水位异常形态的四象限性分布, 且这种象限分布特征与主震震源机制解具有一定的相关性。 即在压缩区, 垂直形变上升, 水位亦上升。 在膨胀区, 垂直形变和水位都下降; ② 地倾斜异常在近源区与远源区具有明显的差异, 其中多数强震前表现为距离震中近的台站向与震中相反的方向倾斜, 而远离震中的台站, 其倾斜方向指向震中; ③ 地电阻率异常形态以下降为主; 多数水化异常(气体)表现为短期上升而临震转平或下降; 电磁波通常为短临异常。 基于上述前兆异常形态特征, 特别是垂直形变和水位异常形态的四象限分布特点, 提出了根据前兆场异常特征判断发震地点和孕震状态的思路。     

腾冲台水温、水位对尼泊尔8.1级地震的同震响应特征分析

介绍了腾冲台水温、水位观测井的地理位置、地质构造条件和水温、水位仪器布设、运行情况。对腾冲台水温、水位以及尼泊尔8.1级地震的同震响应特征分析,结果显示:尼泊尔8.1级地震引起的腾冲台水温、水位同震响应表现形态为水位下降-水温上升型,同震效应表现非常显著。水温同震响应滞后于水位同震响应。当水位产生同震响应时,水震波引起井孔内不同温度层位的井水多次对流和掺混,致使水温产生同震响应变化。水位同震响应持续时间比水温持续时间短,但水位的响应程度相比水温要剧烈。     

钟祥马岭井水温观测数据"V"型异常分析

以钟祥马岭井历年水温观测资料为研究对象,发现2套SZW-1A型数字水温仪记录的数据曲线自2016年7月以来均具有“V”型异常特征,从观测系统、地震、降雨等因素进行分析,排查干扰因素,并分析水温变化的可能机理,认为现该异常应为降雨干扰所致。干扰机理如下：降雨量累积值达40 mm以上,降雨迅速补充地下水,浅层冷水经井段223—246 m处存在的岩石裂隙、断层、溶洞等渗入井孔,造成静水位迅速上升,井水温度随之下降,上下层冷—热水之间的热传导使得位于井孔深部的水温下降;降雨结束,地表水渗入量减少,水温逐渐恢复正常。