盘锦红25井和于105井水温梯度观测试验及其结果分析

对盘锦地震台红25井和于105井水温梯度进行精密测量并对水温梯度特征进行分析。结果表明,观测井不同深度上的水温变化形态有一定的相似性,水温稳定过程均呈对数曲线变化,且两口井水温梯度曲线变化具有一致性特征,其温度—深度曲线几乎重合,但井孔不同深度的井水温度微动态特征明显,显示出一定的差异性。结合井孔柱状图与区域水文地质资料综合分析认为,差异性变化主要与井孔的水文地质特征、地下水类型有关。根据对井孔水温梯度数据的分析确定了水温探头投放的最佳位置。     

水位校测对比实验及结果分析

运用3种不同校测工具进行高频次水位校测实验,研究校测相对误差的变化特征、校测工具的优缺点及现行水位校测规定存在的问题。结果表明:不同工具校测到水位的相对误差均稳定可靠,测钟校测水位容易影响同井孔的水温观测;相对误差变动与水位仪探头本身老化和校测工具有关,也可能源于探头埋深调整误差或错误;现行的"按是否有人值守来划分水位校测时间频次的规定"缺乏科学性,除更换水位仪探头、调整探头埋深、落实水位异常时需校测水位,按季度校测即可满足数据可靠性的要求。鉴于部分井孔水温易受同井孔水位校测的影响,若某井孔水位仪的零漂稳定,水位日动态、月动态清晰且符合正常的变化特征,建议平时可不做水位校测。     

新04井水温梯度观测试验及其结果分析

2020年6月对新04井做了水温梯度测试,发现井孔底部淤泥沉积,通过结合该井孔柱状图和区域水文地质资料分析该井现有水温梯度的特征.结果显示,新04井水温梯度属于正梯度,井内多个含水层导致水温梯度表现出复杂变化特征.结合该井深层水温对远场强震的响应特征分析认为,每次受远场强震振荡激发后,新04井水温探头附近可能存在一热含...     

井孔水温动态变化的影响因素探讨

本文主要通过对近两年来在北京塔院井、 四川西昌太和井不同深度上取得的水温观测资料的对比研究, 得到以下认识: ① 塔院井有套管封闭, 温度梯度变化较小的区段内, 梯度是水温动态的主要影响因素, 梯度变化较大的上部, 水温动态无明显的规律性, 梯度变化较小的下部, 正梯度段内水温潮汐与水位同向变化; ② 塔院井负温度梯度段对其下部旧探头震后变化形态有明显影响, 使得震后需要较长时间才能恢复; ③ 太和井位于观测含水层位范围内的探头由于受温度梯度和含水层进出水的共同影响, 使得其温度动态变化更为复杂。 研究结果表明, 分析水温资料和放置水温探头时, 充分了解井孔水文地质条件、 井孔结构和温度梯度分布是非常必要的。     

水位校测对同井孔水温的影响及机理探讨

以天津高村井和张道口-1井为例,对水温观测受同井孔水位校测影响的特征及机理进行研究。结果表明:(1)测钟撞击水面方式校测水位会对部分同井孔观测的水温产生影响,不同深度水温受影响程度各异,但均表现为数据下降;(2)水温对水位校测的响应时间先后不同,有时为即时,有时则有明显的滞后,并且恢复期差异也较大;(3)水温受同井孔水位校测影响机理为测钟与水面撞击,水体发生震荡并引起水温探头扰动,使井孔内水体上下交替,且水温探头附近水体为正梯度,从而导致水温下降变化。建议在实践中对水温受水位校测影响的井孔以特例对待,若水位仪探头漂移较小且相对稳定,可减少水位校测的频度。     

汶川8.0级地震前后表层水温的异常变化研究

对汶川8.0级地震震中周围800km范围内73个井孔的表层水温资料进行了分析。根据设定的异常与不确定性异常判定依据,发现有9个井孔出现了前兆异常;有5个井孔的异常不能确定是否为前兆异常;有3个井孔出现了典型非前兆异常变化;其余未出现任何异常变化。分析认为异常存在早期、中期和晚期三个阶段,表现为缓变、突变和向下的阶梯状变化。对9个异常井孔的同井水位、气氡等其它流体测项以及同台或邻近台站形变仪器(钻孔应变、钻孔倾斜、洞体应变等)在表层水温异常变化时段内的动态变化特征进行了对比,发现地壳形变与表层水温在异常的晚期阶段具有一定的相关关系;而同井水位与表层水温异常的关系不大。     

影响张道口-1井数字化水位观测内在质量的因素

采用“水位调和分析(M2波计算)”程序,对天津张道口地震台张道口-1井模拟、数字化水位内在质量变化进行了对比研究。从高频干扰、周围井孔的地下水开采、仪器零漂、探头位置与观测精度变化的关系、仪器自身原因5个方面分析了影响张道口-1井数字化水位内在质量的因素,并提出了数字化水位在日常观测中的注意事项。     

数字化水位仪探头现场检查之检讨

介绍在静水位井中观测的数字化水位仪探头的两种现场检查方法及结果 ,讨论这两种检查方法的优点及不足,提出现场检查方法的改进意见和允许特殊井孔内观测的数字化水位仪现场检查频率降低和定期消除数字化水位仪零漂影响的建议。     

井水温度动态变化分析—以云南丽江党校井为例

以云南丽江党校井为例,分析了水温基本动态和同震变化特征,并对水温前兆异常变化进行了讨论。基本动态方面,水温水位的对比分析和井温梯度结构显示,党校井的温度探头位于井孔水体与含水层连通的主要部位,含水层中补给水的温度较低,水温动态主要受水位泄流状态和水位变化的影响;同震方面,在水位均为振荡的情况下,水温同震变化形态在不同的泄流状态下存在明显的差异,自流期间为上升—下降—恢复型,非自流期间为下降—上升—恢复型,同震变化反映出的温度探头放置位置和低温水源补给的认识与基本动态分析获得的认识相一致;前兆方面,党校井的水位动态受降雨的趋势性影响,温度探头所在处的地下水体活动剧烈,水温动态前兆变化特征不明显。      

井孔水位微动态形成机理的探讨

井孔地下水位微动态是地壳附加应力作用下形成的。地壳中产生附加应力的主要因素有地球固体潮、大气压力变动、降雨与地表水体的荷载及断层活动等。井孔水位微动态形成的基本过程是:产生附加应力→含水层变形与孔隙压力变化→含水层—井孔间产生水流运动→井孔水位发生升降。本文从岩土力学与地下水动力学的观点,对于上述过程中的重要环节进行了初步的探讨     

福建省井水位与体应变观测一致性分析

本文从时域和频域分别对福州台和永安台的体应变和井水位资料观测的一致性进行了分析,并对其力学机制进行了深入探究,在此基础上阐明了二者观测一致性的物理含义.时域内的分析结果显示:福州台体应变与井水位的相关系数为0.7939,钻孔系统的灵敏度为0.0558 mm/10-9,井水位与体应变观测曲线十分相似;永安台体应变与井水位的相关系数为-0.7543,钻孔系统的灵敏度为-0.0005 mm/10-9,井水位与体应变曲线呈镜像对称,这表明两台站的井水位与体应变观测高度相关,且二者的相位滞后近似为零.在频域内,分别对福州台2012年3—5月及永安台2014年3—5月的井水位和体应变资料进行维尼迪柯夫调和分析,分别获取半日波、全日波数个波群的逐月潮汐因子和相位滞后,并计算得到了钻孔系统的灵敏度和井水位相对于体应变的相位滞后.结果表明,3个月中大多数波群的灵敏度十分相近,而且与时域内所得年周期低频分量的灵敏度较接近,但相位滞后误差较大,这可能与采用反正切公式计算相位滞后受计算误差影响有关,即非线性的反正切公式对计算误差具有放大累积效应,因此相位滞后应以时域分析所得接近于零的结果为准.综上,时域和频域的分析结果表明,福州台和永安台的井水位对体应变的响应基本上是线性时不变的,二者观测一致性的根本原因在于两台站的承压含水层井水位观测系统基本上是满足叠加性、齐次性和时不变的物理可实现因果系统.      

Calculating Skempton constant of aquifer from volume strain and water level response to seismic waves at Changping seismic station

Based on linear poroelastic theory of ideal poroelastic media, we apply the mathematic expression between pore pressure and volume strain for well-aquifer system to analyzing the observed data of water level and volume strain changes aroused by Sumatra MS8.7 (determined by China Seismic Networks Center) seismic waves at Changping, Beijing, station on December 26, 2004 from both time and frequency domain. The response coefficients of water level fluctuation to volume strain are also calculated when seismic waves were passing through confined aquifer. A method for estimating Skempton constant B is put forward, which provide an approach for understanding of the characteristics of aquifer.     

利用钻孔应变资料预报新疆伽师强震群

介绍了利用钻孔应变资料预报１９９７年新疆伽师强震群的基本情况,分析了钻孔应变异常的基本特点．伽师地震前距震中２５０ｋｍ的乌什钻孔应变趋势变化一反常态并且短临阶段的应变值出现突跳．     

从昌平井体应变、水位对地震波的响应特征求算含水层的Skempton常数

以理想孔隙弹性介质线性孔隙弹性理论为基础, 利用井含水层系统孔隙压力变化与体应变之间的数学表达式. 以2004年12月26日苏门答腊MＳ8.7（根据中国地震台网中心目录）地震波引起的昌平地震台水位和体应变波动资料为例,分别从时间域和频率域分析了水位与体应变之间的相互关系,并计算出地震波通过含水层时引起的水位波动对体应变的响应系数,给出了一种估算Skempton常数B的方法,为求解含水层特性提供了途径.      

宽城地震台体应变仪观测数据干扰因素及其映震能力分析

本文通过分析宽城地震台体应变仪自运行以来所有的观测数据,对宽城地震台体应变仪运行良好的区段（2005年-2008年）的动态特征进行分析研究,在此基础上对影响宽城地震台体应变仪的地下水位、温度、气压等相关因素进行了相关性分析,得出了宽城地震台体应变仪数据主要受到地下水位和气压的影响,温度则对宽城地震台体应变仪影响较小。通过观测数据拟合分析来看,宽城地震台体应变仪映震能力较好,体应变仪在震情监测预报以及地震研究工作起到重要的作用,对地震监测预报工作的长远发展做了较大的贡献。     

地下水位与应变的相关性分析

根据弹性动态理论，变形介质中流体的动态，是由封闭含水层所受压力变化引起的。利用川－18井水位与仁和台钻孔应变资料，使用最大相关系数方法进行分析，结果表明在强震的孕育、发展的某一阶段，测点处的应力－应变场对于水位的变化起主导作用，这种相关性也可以作为异常判据。     

青岛地震台钻孔体应变异常变化因素分析

分时段研究降雨、钻孔水位、工程施工等因素对青岛地震台体应变的影响，研究结果表明:钻孔水位反映区域地下水主要由降雨补给，降雨下渗改变地下水状态，并影响体应变观测；青岛体应变与钻孔水位的相关性及其周期特性均在2015年前后出现变化，可能与2015—2016年降雨偏少及工程施工有关；2018年1月17日台站钻孔施工很可能改变了体应变周围岩石孔隙环境，并扩大孔隙压力作用系数，可解释2018年3月以来水位小幅上升引起的体应变显著压性上升现象，受钻孔施工的影响，体应变与钻孔水位相关性的滞后特征明显减弱。     

台址下表层介质电阻率变化对视电阻率观测值影响特征的初步研究

气候的交替变化将导致大地表层含水量发生变化，从而使该层介质的电阻率发生变化，进而使得观测结果(即视电阻率)发生变化，显然这对地震前兆观测而言是一种干扰。目前我国绝大多数前兆地电阻率台采用单极距观测方式，因此观测到的视电阻率变化应是表层变化(主要是干扰)和观测范围内深部变化(地下介质应力与应变状态发生变化)的综合反映。作先依据台址下的水平层状模型进行了模拟计算研究，发现大地表层含水量的变化对单极距四极装置视电阻率观测值的影响有两个特征：(1)无论台址下电阻率结构是下伏低阻还是下伏高阻，表层介质电阻率升高对观测值的影响都很小；(2)表层电阻率降低对观测值的影响很明显，且对下伏高阻结构的影响大于对下伏低阻结构的影响。然后用视电阻率实际观测资料说明了将其特征用于预报的可能性。     

六合体应变干扰因素与地震短临异常特征研究

利用江苏省南京市六合地震台钻孔体应变2003年1月1日至2008年12月31日的数字化观测资料,对气压和降雨这二种主要干扰因素的基本变化规律进行分析,讨论了发生在该台预报效能范围内的3次中强地震的短临异常特征.结果表明:气压变化在各个季节对观测值均有较大的影响,以短周期的正相关干扰影响为主,在时间上往往表现为准同步,相关系数能达到0.6～0.7以上;降雨对体应变的影响与降雨过程、降雨量及降雨时间等有密切的关系,持续降雨只有积累到一定程度才能促成固体潮畸变,这一过程虽较复杂,但仍有一定的规律可循.六合体应变对区域内中强地震有1～2月的突出短临异常变化.     

INFLUENCE OF PUMPING ON FOUR-COMPONENT BOREHOLE STRAIN AT TAI'AN SEISMIC STATION AND ITS INTERFERENCE MECHANISM

Four-component borehole strainmeter (FCBS) is one kind of high-precision borehole strain observation instruments invented in China. As a kind of near-surface deformation observation instrument, FCBS is also easily disturbed by the external environment factors. As a common factor, pumping has significant influence on FCBS observation. Existing studies mostly identify the pumping interference from the perspective of observation curve morphology, relatively few studies focus on its interference mechanism. In order to truly capture earthquake precursor information, it is necessary to study the interference mechanism. In recent years, RZB-3 type FCBS at Tai'an seismic station has been seriously affected by pumping, so it is necessary and also feasible to study the interference mechanism of pumping. Since the influence of pumping interference on borehole strainmeter is common, this work would be very practical and be used for reference by other borehole strain observation stations. We find that the original observation curves and observed surface strain, shear strain from RZB-3 type FCBS at Tai'an seismic station have the characteristics of synchronous change with the borehole water level, in which the linear correlation coefficient between the two observed shear strain curves and borehole water level reached 0.70 and 0.82 respectively. We further find that the principal strain direction of borehole and borehole water level after normalization meet the nonlinear function as y=1.217arctan(x)^0.224-0.284. The above phenomenon indicates that the observation of RZB-3 type FCBS at Tai'an seismic station is significantly affected by the borehole water level, and the influence is more obvious and the gradient is larger at the stage of low water level. Pumping interference often appears in low water level stage and changes the rock pore pressure state. Statistics show that pumping interference affects the borehole strain state. To investigate the interference mechanism of pumping to RZB-3 type FCBS at Tai'an seismic station, we take a known pumping as an example, in which we study the principal strain state of the borehole in three periods of normal pumping, interruption of pumping and resuming pumping respectively. During each period, we solve 3 parameters of the principal plane strain state, i.e. the maximum principal strain rate, the minimum principal strain rate and the maximum principal strain direction from four observation equations of FCBS by nonlinear iterative least squares algorithm. On the other hand, concentrated load model (CLM) is used to simulate the mechanical mechanism of pumping. Firstly, the depth of FCBS relative to pumping source and the concentrated load at pumping source are inversed, then, the strain state surrounding the pumping well, including the state at RZB-3 borehole, is simulated by forward modeling. By comparing these results, we find that: (1)The concentrated load at pumping source inversed by CLM during periods of normal pumping and resuming pumping are both located at or near the bottom of the pumping well, which is consistent with the actual situation, indicating that mechanism and degree of the influence of pumping on borehole strain are well simulated by CLM. (2)The observed strain state is consistent with the simulation result of pumping interference by forward modeling, indicating that the principal strain state of borehole calculated based on observation of FCBS reflects the true strain state of borehole under different pumping states.(3)The inversed concentrated load at pumping source during pumping periods is significant greater than the load of the pumped water, indicating that the pumping process has more significant influence on the pore pressure of rocks than the load of the pumped water. Even though CLM is an approximate simulation since it's based on some elastic assumptions, the interference mechanism of pumping on RZB-3 type FCBS at Tai'an seismic station is well explained, which is maybe very helpful for studying the influence of pumping interference on other deformation instruments, locating the unknown pumping source and studying the characteristics of pore pressure of rocks.