地下水动态变化与地震活动的关系研究

发布时间：2020-11-16 01:56

　　 地下水具有分布广、易流动和不可压缩等特征,当井-含水层系统处于封闭性良好的承压体系中时,地下水能起到“灵敏测压计”的作用,且具有可将井-含水层系统应力波动放大的能力。多年的观测实践及研究表明,中强地震发生前震中区部分观测井会出现明显的地下水异常变化,这种震前异常变化与地震孕育过程中的构造作用和岩体变形密切相关,断裂带或断裂带附近区域的地下水动态变化可能是构造变形乃至地震事件的敏感信号。《中国震例》中详细记录了地下流体前兆信息,前人也做过大量的流体前兆特征研究工作,随着地下流体观测技术的提高,观测资料的采样频率明显提高,这些高频采样的观测资料中蕴含着丰富的构造信息。但是,并非所有的地下水位异常变化都与构造变形有关,地下水观测井的水位也常常受到地下水开采、人工注水等因素的干扰,这些干扰不仅会引起地下水活动的异常变化,也会引起地震活动的增强。本文从远场地震引起的地下水同震响应、地震孕育过程中的地下水异常变化、注水作用诱发的地震活动和地下水开采引起的水位下降等几个方面,深入分析了地下水动态变化与地震活动之间的相关性,主要内容包括:1)分析了2011年3月11日日本Mw9.0地震引起的昌平井水震波特征,通过水震波与地震波响应特征的分析,证明了远场大震引起井-含水层渗透性增强的认识;2)系统总结了地震孕育过程中地下流体前兆异常信息特征,并基于数字化观测资料,引入概率密度分布法,分析了2008年汶川Ms8.0地震前南北地震带地下水观测资料中的高频异常信息,结合区域构造应力场探讨了异常与孕震过程的相关性;3)利用流体扩散系数法研究油田注水驱油、盐矿注水采盐引起的地震活动特征,基于三维地下水流动模型,运用有限差分方法分析了地热开采所引起的区域水位降落漏斗。论文基于应用实践提出了相应的分析手段和方法,并分别探讨了地震活动引起的地下水动态变化和地下水作用诱发的地震活动特征。本研究的相关成果与方法,可为地下水动态的形成机理、地下水异常与构造作用的相关性、地下水诱发断层错动的机制等研究的实际需求提供理论基础和分析手段。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2016
【中图分类】：P315.723
【部分图文】：

中国地质大学（北京）博士学位论文第一章 绪论1.1 选题背景地震是地壳运动和构造活动的强烈表现形式。地震孕育和发生过程中，能引起局部或区域尺度深、浅部介质的结构、力学、物理化学性质的变化。作为地壳中普遍存在和活跃的组分的地下水，其动态变化能较灵敏地反映地震和构造活动的信息。哪些地下水异常可能是地震前兆, 地震地下水异常的形成机理是什么,地震地下水异常与地震“ 三要素”之间的关系如何, 等等诸如此类的问题, 是地震地下水研究的重要任务（王广才等，2010）。

地下水动态变化与地震活动的关系

昌平井-含水层系统及其井孔柱状图
【参考文献】

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本文编号：2885481