我國大陸水位、水溫觀測對印尼8.7級地震的同震響應(yīng)特征及機理研究

1、Y 3 S 9 7 3 8中國地震局地殼應(yīng)力研究所碩士學(xué)位論文我國大陸水位、水溫觀測對印尼8 ．7 級地震的同震響應(yīng)特征及機理研究C h a r a c t e r i s t i c sa n d M e c h a n i s m s o f C o —s e i s m i c w a t e rl e v e l ，t e m p e r a t u r e r e s p o n s e so f s o m e w e l

2、l sa n ds p r i n g si nC h i n a d u e t oD e c e m b e r 2 6 ，2 0 0 4 ，M s 8 ．7I n d o n e s i a E a r t h q u a k e專 業(yè)：固體地球物理學(xué)研究方羯：地下流體與地震預(yù)報指導(dǎo)教師：劉耀煒研究員揚選輝研究員研究生：陳大慶二0 0 六年五月中文摘要度越大，潺度下降的越快；( 4 ) 各觀測井之間。水位振蕩幅度和溫度下降幅度并沒

3、有一定的關(guān)系，印并不是某個觀測井的水位振蕩幅度大，其水淀下降的幅度裁大；( 5 ) 井孔的空間分布對水位和水溫同震響應(yīng)特征也未表現(xiàn)出規(guī)律性，這種特征可能和井～禽水層系統(tǒng)的水文地質(zhì)條件、水溫觀測條件等有關(guān)。本論文還系統(tǒng)收集與分柝了唐由礦井水位歷年網(wǎng)震響瘟豹資糕，發(fā)瑰該勢同震水位振蕩的最大雙振幅△H ( 單位m ) 、水溫的最大F 降幅度△r ( 單位℃) 、震級^ 彳以及震中距D( 單位k m ) 四個量之闊經(jīng)回歸分析發(fā)現(xiàn)滿足以下三個關(guān)系

4、式：A T = 0 ．0 0 9 9 A 日o ?2l g A 廳= 2 ．2 3 2 9 M —1 ．2 5 2 7 l z D 一7 ．9 2 0 5l g A T = 0 ．8 5 7 9 M 一0 ．4 8 1 3 1 9 D ～7 ．6 5 8 3英條件為：6 ．0 ≤M ≤9 ．0 ，1 0 0 0 k m ≤D ， 肼S 3 ．0 。在對所有可能造成水溫同震下降的影響因素逐一排除的基礎(chǔ)上，本論文提出了同震水溫F 降的氣體脫

5、逸模式：認(rèn)為地震波傳播到井孔所在的含水層，使得含水層固體骨架產(chǎn)生周期性彈性變形，賦存在張隙尖端的氣體在饜期性變化的外力、表面張力、氣液壓力差的共同作用下形成氣泡，氣泡在上升豹過程中體積增大，吸熱對外做功，由此造成周圍的井水溫度下降。另外地下水中的溶解氣在高額振蕩過程中也會脫逸，同樣也會造成水溫下降。在以上脫逸模式的基礎(chǔ)上，本論文對觀測到的幾個現(xiàn)象做出了較為會理的解釋，比如良鄉(xiāng)并幾次遠場大震觀測到了水溫F 降，僵并沒有觀瀏到水位振蕩的過程

6、，訶以解釋為此地震波的能量較小還不足于使得水位振蕩，但賦存在固體孔隙中的氣體相對比較敏感仍然有脫逸的過程，因此造成水溫F 降。同樣我們可以解釋良鄉(xiāng)井水淥同震響應(yīng)要比趙備莊勞好的原因，建鄉(xiāng)并的蕊霧l l 含水層豹封閉性要好于趙各嶷菇( 這一點可以板其水溫的日變化幅度以及觀測含水層性質(zhì)中得到) ．因此趙各莊井氣體脫逸的通道較分散。井孔并不是其氣體脫逸的唯一通道，所以其水溫下降幅度不明最。部分觀濺井其溫度日變化幅度達到或者超過l O ?！媪考?/p>

7、，同震水位出瑰振蕩、永溫?zé)o同震晌痤，其原因毽可以這樣解釋。因此此類觀測井可以通過調(diào)整水溫探頭的觀測層位來優(yōu)化水溫的觀測效果。對于同震水位、水灄雙階變型，經(jīng)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)其變化具有以下特氬E ：( 1 ) 她類勢茲翡承箍性都比較強，大多數(shù)為垂流勢，靜本掇豹井水位埋深也擾較淺，部分井孔水位和水溫都能記隸到同體潮，說明其含水層對應(yīng)力的改變比較敏感；( 2 ) 大多數(shù)水位和水溫同向變化，即水位上升溫度上井，水飩下降溫度下降，是符合地淥梯發(fā)的規(guī)律的

8、，毽同時鴦承位、溫度反淘變化的，這可能是受其并一含水層系統(tǒng)的水文地質(zhì)條件比如和正常相反的地溫梯度，頂、底板透水性斷層的開啟等等都可能造成這種情況?？梢妳^(qū)域性應(yīng)力的加載方式只是影響水位、溫度變化方向的一個影響因素，由于井一翕水層系統(tǒng)豹水文建質(zhì)條件豹復(fù)雜性，使得水位和永溫的同震變化學(xué)現(xiàn)多樣性；( 3 ) 大多數(shù)井孔的水溫響應(yīng)要滯斤水位的響應(yīng)速度，這是符合溫度變化的水動力學(xué)解釋的。由于含水層的不可恢復(fù)性的變形，造成流體泄流通道的改變．由丁地溫

9、梯度的存在，使得冷、熟東得到混合，所以溫度改變。在j } 匕進程中永侮的變純是壓力傳導(dǎo)日l 起豹。兩水溢豹變化是水對流引起的，前者屬于能量傳遞，后者屬下熱量傳遞，自然前者的響應(yīng)要快一些：( 4 ) 不同觀測井相同水位的變化幅度，其對應(yīng)的水漱變化幅度相差比較大，這可能受§《其她灄梯度、流璧大小，永溢背景值大小、水文地震條件等多種因素影響。前人對此類變化類型的水位和水溫的響麻機理都給出了較為合理的解釋。水位響應(yīng)的機理，認(rèn)為是由于應(yīng)