地震波引起的井水位水温同震变化及其机理研究

摘 要 ： 本论文以这一命题为科学问题开展对徐州区域内及其周围地区的苏 02 井、苏 03 井、丰县 23 井、宿迁苏 05 井研究 工作，试图揭示地下水位水温同震变化规律、影响因素、相互关系和产生机理。

关键词 地下水水位 ；动态特征；影响因素；同震变化 0 引言 本论文首先选择徐州及其周边代表性井点，对其多年连续观测数 据进行细致分析，研究一震多井的水位水温同震变化特征和同丼水位水温变化的组合类型；并挑选出以国内汶川 M8.0 级近 震和 2016 年新西兰 M8.0 级远震， 引起的水位水温同震变化的异同及其影响因素；对水位和不同深度的水温动态变化进行对比观测，探讨 了水温动态的影响因素，分析探讨水位水温同震变化的机理。

1 水位同震变化的研究 水位同震变化可分为振荡和阶变（包括上升和下降）。水位振荡是含水层对地震波的弹 响应，这里主要关注阶变型同震变化。本论文主要选择的徐州苏 02 井、苏 03 井、丰县 23 井、宿迁苏 05 井为研究对象 ，对水位同震阶变上升和下降变化特征进行研究； 然后系统收集了井水位在、 2008 年汶川 M8. 0 的国内地震和 2016 年新西兰 M8.0 级远震 的同震变化观测资料，分析对比了近震和远震引起的水位同震变化的异同。

对比分析结果表明：无论对于远震还是近震来说，水位同震下降的比例大于同震下上升变化；相比于远震，近震引起的水位同震阶变井点数量大大增加，水位同震升降的方向不因地震的远近、大小、震源机制或地震方位的变化而改变，更多地受控于本地的地质构造环境和水文地质条件。 2 水温同震变化的研究 水温同震效应有上升和下降变化，但没有观测到振荡现象。分析结果显示，水位水温同震变化主要存在 2 种组合 ， 它们分别是：水位下降水温上升型、水位振荡水温上升型。然后系统收集了水温响应资料进行分析；最后在 2008 年汶川 Ms8. 0 的国内地震和 2016 年新西兰 M8.0 级远震 地震前后的同震变化观测资料，分析对比了近震和远震引起的水温同震变化的异同及其影响因素。

分析认为，井孔水温探头下方可能存在热的含水层，它与断层的共同作用，控制着井水位、水温的变化。当地震波激发井水沿断层外泄时，水位下降引起的水温降低与含水层补给热水产生的水温升高中和平衡，温度不发生明显变化（稳定 ）； 地震波过后井水沿断层外泄减少，而含水层中的热水继续流向丼内，井水位上升，温度上升；井水位上升停止后，含水层中的热水也停止流向井内，受地温梯度的控制，井水温下降恢复到正常状态。 水温同震下降的主要原因。水温探头一般放置在较深的部位，在正常情况下温度较高。当受到地震波的作用 时，井孔中水体对流加速，深部热水体上涌，而浅部较冷水体下沉，水温探头将先观测到温 度下降现象。随水震波的逐渐平息，探头附近井水温逐步恢复上升。 3 不同深度井水温对比观测及水位水温动态关系的研究 通过对井水位水温同震变化的系统观测和分析研究，本研究取得的认识如下： 同一口井水位同震升降的性质主要受井孔局部水文地质条件控制，不因地震方位、 大小、距离和震源机制的不同而改变，上升的井总是上升，下降的井总是下降。 单井水位升降幅度随震级的增大而增大，随井震距的增大而减小， 3 者之间有良好的相关性；地震波跨越断层或者说来自于某个方向的地震波、季节性的降水会使同震变化的 幅度偏离总体统计关系；井孔附近孕震可能使同震响应能力发生改变。 同一口丼的水位同震变化是水温同震变化的必要条件，水温同震变化的幅度受到震级、井震距、季节、地温梯度、探头放置位置等因素的影响。 参考文献 : ［ 1 ］穆慧敏，程冬焱，胡玉良等，山西省地下水位干扰异常特征分析， 山西地震 .2013(1):16-19 作者简介 ：刘晶， 女， 出生年月： 1980 .5 ，助理 工程师， 主要从事形变、 地下流体工作 .