北京塔院井数字化观测水温的同震效应研究

基于北京塔院井数字化水温观测资料,分析了远震引起的水温同震效应,注意到塔院井水温同震变化总是具有下降－上升－恢复的过程,不受地震方位和震源机制的影响;水温同震下降幅度随震级的增大而增大,随震中距的增大而减小, 三者之间有较好的关系;震后水温后效恢复上升幅值受水位动态影响. 最后,对塔院井水温同震效应机理进行了探讨,初步研究结果显示,井孔中的水体受震荡激发而加速对流与掺混是导致水温先下降的主要原因:当井水受到地震波的作用时,对流加速,井内深部较热的水体上涌, 而浅部较冷的水体下沉,水温探头将先观测到温度下降现象; 震后水震波逐渐平息,探头附近井水温逐步恢复上升.      

中国大陆井水位与水温动态对汶川M_S 8.0地震的同震响应特征分析

分析了汶川MS8.0地震在中国大陆引起的水位、水温同震变化特征,对比研究了2007年9月12日印尼苏门答腊MS8.5远震和汶川MS8.0近震在四川及其附近地区引起的水位、水温同震变化差异,结果表明:汶川地震在中国大陆引起的水位同震变化以上升为主,同时水位上升与下降的井点空间分布表现出一定的分区性;水位、水温同方向阶变的井点数比例高于两者反方向阶变井点数比例,当水位同震变化为振荡型时,水温以下降型为主;相对于远震,近震引起的水位、水温同震变化井点数量增加,无变化井点数量减少;所有井水位和大多数井水温同震阶变的方向都不因地震的远近、大小、震源机制或地震方位的变化而改变,个别发生水温同震升降方向变化的井点是由于水的自流状态和水位同震阶变由振荡转为阶变的改变所引起;水位同震升降性质受控于当地的地质构造环境和水文地质条件,而水温同震变化还与地震波引起的井孔中水的运动方式、水温探头放置的位置等因素有关,其机理更为复杂     

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。     

传感器放置深度对水温动态特征的影响及其机理分析

地热井的观测规范要求尽可能将水温传感器放置在井下深处, 一般放置深度应当大于100 m, 小于200 m。 然而, 近几年的观测结果表明, 水温传感器的放置深度对水温动态特征的影响较大。 在多数观测井中, 同井水温与水位的时值动态、 潮汐效应、 同震响应及震后阶变等动态特征的相关性或一致性, 多与水温传感器的放置深度有关。 本文主要探讨了传感器放置深度对水温动态特征的影响, 水温传感器放置在观测含水层中, 都受井—含水层间水流运动的影响, 会造成水温动态随井水位变化而变化; 当放置在观测含水层下部时, 水温动态则不受井水位变化的影响, 多表现为动态相对稳定。 其原因是水温动态的形成受水热动力学与地热动力学两种不同机制的控制, 此外, 井—含水层系统的条件也会产生影响。     

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...     

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。     

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。     

福建永春桃东井水位同震响应特征及记震能力分析

利用福建永春桃东观测井2004—2013年的数字化水位资料,分析该井的同震响应变化特征,同时结合该区的降雨及地震活动性资料,分析该井的水位变化动态和井孔水位的记震能力变化得到以下主要结论:永春桃东井水位的同震响应特征主要表现为震荡型、震荡-上升型和阶升型,且以震荡型为主;井水位同震变化幅度主要随震级增大而增大,随井震距增大而减小,三者之间呈现出良好的相关性;在2006—2007年该井水位呈现出高值现象,可能反映了该区域构造应力活动在该时段增强的迹象,具有一定的前兆性质;该井水位记震能力在2007年8月29日永春4.6级地震前后存在一个明显的变化,记震能力显著增强。震源机制解表明,该井在震时处于压应力范围区内,震后可能随着井区所在范围压应力的减弱,张应力的增强,井-含水层系统导水能力增强,从而使得含水层对地震波响应能力增强。     

塔院井水位和水温的同震响应特征及其机理探讨

本文统计分析了塔院井水位与水温对2004年1月至2007年9月全球68次Ms7.0以上大震的同震响应资料.分析结果显示塔院井对全球大震具有很好的映震能力,同震响应形态总是表现为水位振荡→水温下降、振荡停止(减弱)→水温恢复.进一步的分析表明,水位与水温的变化幅度不仅与震中距、震级有一定的统计关系,而且还与井-含水层特性及地震波到达时井-含水层系统的瞬时状态密切相关.综合分析了前人对水位振荡、水温下降-恢复过程的机理研究,概括为气体逸出说、热弥散说和冷水下渗说等.分析认为塔院井同震响应现象是各类机理共同作用的结果,单一的机制并不能很好地解释多次地震引起的同震响应现象.     

STUDY FOR ABNORMAL VARIATIONS OF UNDERGROUND FLUID IN LIJIANG AREA,YUNNAN PROVINCE BEFORE LUDIAN MS6.5 EARTHQUAKE IN 2014

The study is based on the underground fluid observation data in Lijiang area, northwest Yunnan Province. The data include the water level and temperature in Dangxiao well and Jinjia well, and the ion measurements in Ganze spring. Combining with the data of regional hydrogeology, rainfall, well structures, and the geothermal gradient, we analyzed the variations of each measurement item before the Ludian M_S6.5 earthquake on August 3, 2014 and discussed the possible mechanism for the abnormal variations. The water levels of both Dangxiao well and Jinjia well are influenced by local rainfall, but the former shows hysteresis according to rainy seasons and is the long trend influence; while the latter shows synchronization between high water level and rainy season, indicating good connection between well water and shallow aquifer. The recharge water for Dangxiao well is in relatively low temperature, and the temperature sensor is located at the major connecting section between the well water and the aquifer; the water temperature variation is mainly affected by the discharge status and variation of water level. The Jinjia well is always in static level, and the temperature sensor is below the major connecting section between the well water and aquifer, so the water temperature is affected little by water level variations and in smooth fluctuation. The recharge source for Ganze spring can generally increase the contents of calcium and magnesium ions, so does the conductivity. The water level data of Dangxiao well since 2012 are decomposed with wavelet technique. The results, excluding such high-frequency components as the noise and the semidiurnal and daily wave components influenced by earth tide, are further processed with difference method in order to eliminate the trend effect. The results show that the relative change of water level is enhanced and in relatively rapid increase before the Ludian M_S6.5 earthquake; the corresponding water temperature values are high. The tendency of water level in Jinjia well displays descending, while the corresponding water temperature shows ascending. The content of calcium ion, magnesium ion, bicarbonate ion, and conductivity of Ganze spring are descending, while the content of fluoride ion is ascending. The abnormal variations of underground fluid in Lijiang area appeared in turns and were accompanied with minor earthquakes before Ludian M_S6.5 earthquake, which indicates enhancing of regional stress and increasing of fluid activity.     

Coseismic effects of water temperature based on digital observation from Tayuan well, Beijing

On the basis of digital records from Tayuan well,we study coseismic effects of water temperature caused by re-mote earthquakes.The records show that the water temperature changes are consistently following the process ofdrop-rise-recovery regardless of focal mechanism or epicentral directions.The step amplitude of water temperatureincreases with the increase of earthquake magnitude,and decreases with the decrease of epicentral distances.Theyhave rather well correlation.Water temperature rising after earthquake is influenced by water level variations.Fi-nally,the mechanisms of coseismic effects of water temperature have been discussed.Preliminary study shows thataccelerated convection and mixing of different temperature water in virtue of seismic wave are the main causes ofwater temperature drops.Seismic wave accelerates water convection,which causes warm water to move up fromdeeper part of the well and cold water to go down from the upper part.Temperature probe will detect water tem-perature drops at early stage.After the occurrence of earthquake,as the fluctuation of water level gradually quietsdown,water temperature near the probe begins to rise.     

井孔水温对远场巨震同震响应及其机制的数模研究

热量的流动必然伴随着温度的改变, 地震活动期间的井孔水温同震响应也服从热力学的基本规律。 本文以汶川8.0级地震和日本9.0级地震为例, 以海口ZK26井水温同震响应的观测数据为基础, 运用热力学传导方程的数值模拟方法, 研究了同震响应过程中井孔水温度变化与热量传导之间的关系及相关的热力学机制问题.通过正演的方法, 得出沿井深方向不同时刻水温同震响应变化的数值模拟曲线, 水温数值模拟曲线与实际测量数据一致. 研究结果表明, 井孔中水温同震响应方式(上升、 下降或不变), 与水温传感器的位置、 热源的位置和分布、 传感器与热源之间的相对空间等因素有关。     

地震地下流体井水位、水温观测数据集

地震地下流体井水位、水温观测是地震地球物理台网主要观测手段,其数据集包含水位、水温测项的原始数据、预处理数据、产品数据和均值类数据,可为地震监测预报研究提供重要的数据支撑,用于前兆异常、同震响应、区域应力变化特征、含水层参数反演、观测机理等研究。地下流体井水位、水温数据集不仅可为地震预测预报和科学研究提供服务,而且在国民经济建设领域具有重要的应用价值。     

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。     

2013年芦山MS7.0地震和2008年汶川MS8.0地震井水位同震变化的比较分析

以芦山、汶川地震震中为中心,选择了8个井点,对2个地震引起的井水位同震变化进行了比较,重点分析了3口同震变化反向的井点,即重庆的荣昌华江井、北碚柳荫井和四川的泸沽湖井。为使对比研究结果可靠,进一步收集了2011年3月11日日本9.0级地震、2012年4月11日苏门答腊北部海域8.6级地震引起的井水位同震变化资料。对汶川、芦山地震引起的同震体应变的计算结果显示：汶川地震时,荣昌华江井、北碚柳荫井和泸沽湖井水位同震变化与井点位置处的同震体应变一致,即位于同震体应变压缩区的井水位上升,位于体应变膨胀区的井水位下降;芦山地震时,3口井的水位同震变化与同震体应变不一致,表现出与日本、苏门答腊地震时相似的同震变化特征。     

句容16井远大震同震效应的初步研究

通过分析江苏句容16井2001～2007年间几次远大震的同震效应现象,发现苏16井动水位和水温资料对震级大于Ms7．5,震中距800～5000km不等的远大震,有较明显的同震效应反映,且动水位和水温的同震阶变总是上升,幅值随震级的增大而增大,随震中距的增大而减小。本文对苏16井动水位和水温同震效应的同步变化机理进行了初步探讨。     

2022年芦山MS 6.1、马尔康MS 6.0地震井水位、水温同震响应特征

基于全国地震地下流体台网数据,分析了芦山M_S 6.1、马尔康M_S 6.0地震引起的地下流体井水位、水温同震响应特征。结果表明,对于芦山M_S 6.1地震水位同震响应观测井数量较多,以上升变化为主,同震变化幅度较大;而对于马尔康M_S 6.0地震水位同震响应观测井数量较少,以振荡为主,变化幅度较小;2次地震引起的水位同震响应能力均强于水温测项,水温记录同震响应的前提是同井能记录到水位同震变化;2组地震引起的同震响应特征差异主要与震源机制解、台站分布密度、同震响应机理不同等有关。     

采用相关分析法研究降雨对水位的影响

地下水位动态受降雨影响显著,且由于降雨的持续时间、强度和面积的不同,由降雨引起的水位变化形态也复杂多样。为了能直观地判别降雨对水位的影响,排除水位资料中降雨的影响成分,本文采用水位月变化量与降雨月累计值作相关分析后得到的余差值,作为水位微动态研究对象。选用与降雨关系分别为显著、一般、不相关的连江江南井、泉州局一号井、福州浦东井水位进行分析,结果显示水位月变化量均表现了高值异常,异常与地震时间的对应关系有3个震前异常,2个同震异常、1个震后效应、1个无震异常。