大地震前地下水动态异常的空间分布特征及其机制的探讨

一、前言关于震前地下水的变化分布,过去,有的认为随着震源应力场的作用成均匀的、同心园状分布;也有的认为是象地震初动一样,成四象限分布。本文通过收集到的部分地震前地下水动态的异常变化资料,认为海城、龙陵、唐山、松平、道孚、甘孜等6.0级     

新疆及边邻地区7级以上地震前后北天山地下流体动态的异常变化

重点分析了新疆及边邻地区1980年以来6次7级以上地震前后北天山地下流体动态异常资料，其中3次地震前地下水有短期前兆异常变化，震时同震地震波效应普遍存在，震后异常十分突出且幅度大；以水位为主的水动力学效应反映了大区域应力调整过程具有不可逆特征。水文地球化学参数的变化不敏感。讨论了地下水远程效应与井震距离的关系以及阶跃异常的幅度等问题。     

地下水动态趋势和短临异常

在无其他因素引起水量增、减条件下,地下水动态大于一年的趋势变化是地下水动态的异常变化。识别地下水动态异常变化的条件是调查观测井的水文地质环境、水动力条件及水量有无变化。在趋势异常发展背景下地下水动态趋势的转折与地震活动有关。列举了河间等三口井近年来的水位观测结果,表明短临异常在震前均有趋势变化背景,因此短临异常的判别要以趋势变化分析为基础。地下水动态趋势异常和短临异常随时间的分布是有序的,用序列异常方法分析异常与地震活动形势,研究序列异常发生、发展、演变的规律与地震活动的关系,对地震发生的时间和强度有较好的预报意义。     

1975年海城7.3级地震前地下水位动态异常的剖析

本文对1975年海城7.3级地震的地下水位动态异常进行了力学分析,结果表明地下水异常可分为上升型和下降型两类,而且与构造应力状态有一定的关系。 震前地下水异常空间上主要表现为群体性,条带性及象限性;在短临异常阶段中出现了四个异常期,各异常期时间长短呈等差级数递减趋势。采用怀特卡姆、奴尔公式T=(L/D)~2算得异常时间与此相近。因此认为该公式可作为今后判断其它地震地下水异常时间指标的一种方法。     

我国地震地下水动态监测与研究现状

本文扼要论述了我国地震地下水动态观测网建设的概况,较详细地介绍了我国地震地下水动态观测的丰富多彩的信息,阐述了我国地下水微动态形成的理论与试验研究结果,探讨了地下水动态在震前、同震及震后的异常动态,并着重指出地下水动态信息的开发与利用有广阔的前景,它不仅在为地震预报服务,而且可以在地球物理学、水文地质学与新构造研究方面及其他国民经济领域发挥作用。      

天山地区地下水位动态前兆异常敏感点的初步分析(以新04井为例)

天山地区新04井是地下水动力学地震前兆的一个敏感点。观测事实表明,该井水位与地震活动有密切的关系。观测期间,在距该井150km范围内共发生4.0级以上地震24次,其中5.0级以上地震(未发生6.0级以上地震)5次,震前该井水位均出现了明显的下弯形异常变化。大多数4.0—4.8级地震前水位也有不同程度的异常反应。认为,特定的地质构造交汇部位、地热异常区和地下水动力差异不稳定带可能是该井水位动态灵敏反映区域地震活动的原因之一。     

新疆某些地震前地下水动态异常特征的分析

本文在清理乌鲁木齐小区域井网地下水位资料和新疆某些油井动态资料的基础上,通过对震例的分析,探讨了本区地震前地下水动态异常的基本特征。认为,地震前地下水动态短临异常是明显的;异常仅仅出现在震源附近的有限区域;异常形态大致可以分为两种类型,即下降型和喷涌型。最后,对在地震孕育过程中与地下水异常有关的几个问题进行了初步的讨论。     

云南地区地震地下水宏观异常统计分析

对1976—2001年云南38组M≥5地震震例中地下水宏观异常进行统计分析,得到这些震例地下水宏观异常的共同特征;再对2011—2021年云南各地州、市通过地震行业内网上报的755项宏观异常中705项地下水宏观异常进行梳理;参照震例中地下水宏观异常的共同特征对云南M≥5地震与地下水宏观异常间的关系进行分析。结果表明,云南地区地下水宏观异常出现在震前3个月内的、出现在极震区内的比例均为100%。     

中、强地震前兆异常的统计分析

本文运用正交表的方差分析法,对全国若干中、强地震与震前地形变、地下水及水氡异常量之间的关系,进行统计分析。结果表明:地下水的异常面积、地形变的异常幅度与地震存在着明显的关系;水氡的相对变化量与地震也存在着一定的关系。     

北京太平庄井地下水物理动态研究

根据太平庄井地下水水位、流量、水温等物理动态特征，探讨了三项潮汐动态（水位、流量、水温）、洼地积水倒压传递效应、截流效应、水温同震阶降动态、震前流量突变异常动态等微观动态及其与地震的关系。最后讨论了三项潮汐动态机理，认为太平庄井对地震监测预报，特别是首都圈地震监测预报有重要作用     

地下水动态映震理论与预报地震方法

本文根据我国的地震地下水动态震例与映震机制的室内外实验研究结果,检验了国内外地下水动态的映震理论,提出了地下水动态映震场的观点与地下水动态映震的特殊机制问题,并对我国现有的地下水动态预报地震的方法进行了讨论。     

天山地震活动区地下水同震、震后效应的研究

前言一个完整的地震过程应当包括震前孕育、震时发生和震后调整全过程。研究震时、震后效应对认识震源形成及前兆异常演变过程 ,预报后续地震 (强余震、强震群、相关地震和成组地震 )以及评定地震烈度和灾害都具有重要意义。作者收集分析了中国新疆、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦、土库曼斯坦等天山地震活动区 1 970年以来 48次地震 ( M≥ 5 .0 )、35 0多项地下水地震异常资料。研究表明 :地下水动力学和水文地球化学参数不仅在震前表现出明显的前兆异常变化 ,而且在震时和震后异常效应也十分普遍和强烈。震时、震…     

唐山马家沟矿井水位异常分析

地下水动态受水文因素影响较大,对地震和构造活动具有较灵敏的响应。判别并排除各种水文干扰,确认地下水在地震前的异常变化,对提高地震分析预报能力,具有重要作用。马家沟矿井水位动态观测层与地下水开采层为同一含水层,井水位于2010年出现破年变异常,加速持续上升,截至2015年,最大上升幅度约30 m。依据该井水文地质环境特征,根据唐山市区2001-2015年地下水位、降雨量、地下水开采量实测资料,建立合理多元回归模型和三维地下水流动模型,发现地下水开采量减少应为影响马家沟矿井水位动态的可能因素。文中采取的异常识别与分析方法,可为其他类似井孔的地下水动态异常识别及判定提供一定借鉴。     

龙陵地震与地应力异常

本文根据云南省电感地应力和土应力相对测量资料,总结了龙陵大震前地应力中期异常和短临异常的基本特征,以及与地震三要素的对应关系。认为:地应力中期异常有近—早、大、长,异常由震中区向外围区扩展的特征。短临异常有远—早、大、跳,异常由外围区向震中区逐步收缩的特征。结合震前地震活动、多种前兆手段的异常,认为它们有着异常在空间发展上的一致性和随时间变化的同步性。并初步讨论了地应力异常与龙陵大震震源孕震过程的关系,地应力中期异常可能与震源岩石膨胀过程有关,而震源的岩石硬化、断层的予滑过程可能是造成一定范围内地应力出现短临异常的主要原因。     

地下水动态固体潮畸变与地震

在总结辽宁非网上位、流量固体潮畸变震例的基础上,探讨了水位、流量固体潮畸变异常与地震时、空、强三要素关系,并在利用地下水微动态预报地震方面做了有益地探索。     

水位潮汐因子异常变化与地震活动关系的分析

研究表明,地震活动与水位潮汐因子变化有一定的关系,利用地下水静水位对潮汐应力的响应,分析了通河台1号井含水层在一些地震孕育过程中,应力变化的响应形式。运用潮汐计算模型及固体潮汐数字化观测结果,计算了固体潮汐参数,并对其潮汐变化分析出现的异常值进行了系统分析对比,总结了潮汐因子变化异常与地震的对应关系,和该井静水位潮汐变化的映震特征。结果表明,通河台潮汐异常形态对通河台附近的小震活动有较好的对应关系,讨论了通河地震台附近地震活动与水位潮汐因子异常变化的关系。     

华北地区强地震前地下水动态的重现性异常

分析华北地区 2 0余年地下水动态与强地震活动的关系 ,发现部分井水位动态在几次强地震前短期阶段出现形态相似的下降变化 .其特征表现为水位以突变下降或加速下降开始 ,转折后变为速率较缓慢的上升 ,其幅度比下降幅度小得多 ;地震发生在水位缓慢上升过程 ,震时或震前水位大幅度上升 .这种下降形态的异常在华北地区上百口观测井中记录虽然不多 ,但是在几次强地震前不同的井记录了形态相同的水位变化过程 .表明地下水的地震前兆异常具有一定的重现性 ,在不同的强地震前可重复出现 .因此 ,有必要研究这类异常的成因及其与强地震活动的关系 .     

滇西南地区双震序列应力触发及地震活动性研究

利用弹性半空间模型和岩石圈介质波速模型,计算了1976年龙陵7.3、7.4级地震和1988年澜沧-耿马7.6、7.2级地震2次双震间及对后续地震的应力变化影响,同时对该区未来地震活动性进行了研究。得到以下结论:1龙陵双震属共轭型双震活动,前一次地震的发生对后一次地震有抑制作用;而澜沧-耿马地震则属于牵动型双震活动,澜沧7.6级地震对其后的耿马7.2级地震有一定的触发作用,其库仑应力变化值为0.35bar;2绝大多数后续余震受到了主震的应力触发作用,其中龙陵双震触发效果较明显;3根据震后粘弹性松弛应力场变化得出,现阶段NW向的腾冲-龙陵、永德-勐省以及澜沧东南地区,NE向的瑞丽、镇安、大理、上允、永平等地区地震危险性有所增强,这与该区地震活动性增强相吻合。     

华北地区强地震前地下水动态的重现性异常

分析华北地区20余年地下水动态与强地震活动的关系，发现部分井水位动态在几次强地震前短期阶段出现形态相似的下降变化. 其特征表现为水位以突变下降或加速下降开始，转折后变为速率较缓慢的上升，其幅度比下降幅度小得多；地震发生在水位缓慢上升过程，震时或震前水位大幅度上升. 这种下降形态的异常在华北地区上百口观测井中记录虽然不多，但是在几次强地震前不同的井记录了形态相同的水位变化过程. 表明地下水的地震前兆异常具有一定的重现性，在不同的强地震前可重复出现. 因此, 有必要研究这类异常的成因及其与强地震活动的关系.      

强震地下水动态中短临异常空间特征研究

研究了中国大陆部分强震、中强震(统称强震)地下水动态(水位、流量)观测结果，得到:地下水动态短临异常和一年尺度的中短期异常(以下称中短临异常)的空间分布及无异常测点分布，主要与强震发震机制以及震源周围的主要活断层(深大活动性断裂、强活动性断层)有关，异常空间分布符合异常-震源地点-发震机制-主要活断层相互之间的特定关系．最后，对地下水动态中短临异常空间分布与发震机制和主要活断层之间关系的机理作了讨论，阐述了研究结果的意义．