井水位對氣壓和潮汐的響應(yīng)特征與機理研究

來貴娟

（中國地震局地球物理研究所，北京100081）

的放大效應(yīng)最為明顯。論文中還將上述結(jié)果與未考慮沉積環(huán)境的模型模擬結(jié)果進行對比，指出沉積環(huán)境主要影響了盆地聚焦效應(yīng)的分布以及加速度反應(yīng)譜中特定周期的地震動反應(yīng)分布。

本論文中使用的數(shù)值模擬方法為基于ADINA軟件的顯示有限元方法。通過二次開發(fā)在ADINA軟件中加入了人工透射邊界，從而使其可以模擬無限域中地震波向計算區(qū)外傳播的過程，建立了模擬局部場地地震反應(yīng)的數(shù)值模擬方法。

關(guān)鍵詞沉積環(huán)境；玉溪盆地；盆地效應(yīng)；ADINA；透射邊界；二次開發(fā)

中圖分類號：P315.72＋3；

文獻標(biāo)識碼：A；

doi：10.3969/j.issn.0235-4975.2015.02.013

（作者電子信箱，李鐵飛：2fen222@163.com）

井水位對氣壓和潮汐的響應(yīng)特征與機理研究

來貴娟

（中國地震局地球物理研究所，北京100081）

井水位作為一種靈敏的體應(yīng)變儀，是一種重要的前兆觀測資料，有望用于提取地下應(yīng)力和介質(zhì)變化信息。目前我國已建成較為密集的地震地下水觀測井網(wǎng)，積累了大量的波形記錄，為建立地下水位變化模型、提取應(yīng)力及介質(zhì)變化信息和開展地震預(yù)測研究等提供了基礎(chǔ)性平臺。然而，由于井水位受多種因素影響，水位變化的信噪比很低，從水位中提取含水層物性和應(yīng)力變化的模型、方法和規(guī)律都有待深入研究。

本論文圍繞井水位對氣壓和潮汐這兩種天然載荷的響應(yīng)特征與機理開展研究。從中國大陸地震地下水觀測井網(wǎng)選取了一些氣壓和水位較為連續(xù)、穩(wěn)定的臺站資料，用于發(fā)展井水位微弱信號分析方法；利用汶川地震和蘆山地震水位資料，分析同震水位階變類型，區(qū)分動態(tài)和靜態(tài)應(yīng)力變化的作用；利用全頻帶氣壓響應(yīng)分析井水含水層的承壓特性，嘗試反演含水層物性；選取潮汐響應(yīng)敏感的臺站，利用水位對潮汐的相位響應(yīng)進行含水層滲透率變化的分析。研究得出：

（1）通過井水位傳遞函數(shù)的多次疊加可以大幅度提高信噪比，首次在一些臺站獲得了井水位對氣壓的全頻帶響應(yīng)。

（2）發(fā)展了全頻帶氣壓響應(yīng)擬合反演含水層物性的方法，相對于低頻帶和幾個潮汐頻點擬合，全頻帶擬合可以提高反演的可靠性，降低強能量潮汐頻點的影響。分析了含水層的承壓狀況以及井筒的儲集效應(yīng)，計算獲得了承壓含水層的壓縮系數(shù)、孔隙度等參數(shù)。

（3）汶川地震近場水位階變主要與靜態(tài)應(yīng)力變化有關(guān)，而蘆山地震400km范圍內(nèi)的井水位同震響應(yīng)與靜態(tài)應(yīng)力變化無關(guān)，這種差別可能與地震能量和地質(zhì)構(gòu)造等因素有關(guān)。

（4）無論汶川地震還是蘆山地震，不管水位同震變化是上升還是下降，多數(shù)臺站同震引起的含水層滲透率都增大，表明滲透率的增強可能主要與動態(tài)應(yīng)力有關(guān)，而與靜態(tài)應(yīng)力變化關(guān)系不大。

（5）蘆山地震引起的水井滲透率增大在震后一年內(nèi)基本恢復(fù)到震前水平，而汶川地震引