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        井水位前驅(qū)波普遍性問題的探討

        2012-04-02 00:05:04張淑亮
        地震科學(xué)進(jìn)展 2012年6期
        關(guān)鍵詞:普遍性強(qiáng)震井水

        張淑亮 呂 芳 李 斌

        (山西省地震局,太原 030021)

        近年來,國內(nèi)外一些學(xué)者對低頻前驅(qū)波現(xiàn)象進(jìn)行了大量的探索與研究,極大地提高了前驅(qū)波與地震之間關(guān)系的認(rèn)識(shí),低頻前驅(qū)波異常因其物理意義逐漸明確、干擾影響因素少,更被認(rèn)為是有重要預(yù)報(bào)價(jià)值的可靠短臨前兆信息。大量的觀測事實(shí)表明,低頻前驅(qū)波雖然廣泛出現(xiàn)在重力、地傾斜、應(yīng)變、水位及地震儀等多種觀測資料中,但多是單臺(tái)或單手段記錄,對一種儀器記錄到的前驅(qū)波事件不能從其他臺(tái)站或其他觀測手段進(jìn)行佐證,因此一直沒有引起足夠的重視和應(yīng)用于實(shí)際短臨預(yù)報(bào)工作。近期筆者對 2003年全球20次7級(jí)以上地震和全國43次(不含7級(jí)以上地震)5級(jí)以上地震前山西、內(nèi)蒙、河北等地井水位前驅(qū)波現(xiàn)象進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),并對強(qiáng)震前井水位前驅(qū)波的普遍性、前驅(qū)波所表現(xiàn)的特征以及影響前驅(qū)波響應(yīng)能力的主要因素等問題進(jìn)行了初步探討,取得一些新的認(rèn)識(shí)。

        (1)在統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)多數(shù)地震前有前驅(qū)波記錄,其比例可達(dá)65.1%(41/63),前驅(qū)波與地震的對應(yīng)率在76.5%~92.%。對于映震能力較強(qiáng)的觀測井而言,強(qiáng)震前井水位前驅(qū)波現(xiàn)象較為普遍。

        (2)雖然井水位前驅(qū)波現(xiàn)象對于映震能力較強(qiáng)的觀測井存在一定的普遍性,但是同一地震前不同觀測井前驅(qū)波所表現(xiàn)的特征各不相同,同一觀測井在不同地震前前驅(qū)波所表現(xiàn)的特征也各異。表現(xiàn)在前驅(qū)波起始時(shí)間與有效觀測距離分布范圍很廣,時(shí)間從幾分鐘至十幾天,且主要集中在7天以內(nèi),占93%;有效觀測距離從74~19 028 km范圍均有記錄;相同地震不同觀測井前驅(qū)波波動(dòng)周期各不相同,同一觀測井在不同地震前的波動(dòng)周期也各異;前驅(qū)波波動(dòng)幅度的范圍也很大,由2~18 mm均有分布,同一次地震前不同觀測井前驅(qū)波的波動(dòng)幅度各不相同,同一觀測井在不同地震前的波動(dòng)幅度也各異;前驅(qū)波形態(tài)以脈動(dòng)變粗、正弦波動(dòng)、階變型、單脈沖為主要特征,僅有少數(shù)觀測井前驅(qū)波的波動(dòng)形態(tài)存在相似性,多數(shù)觀測井前驅(qū)波形態(tài)相差較大。這是由于第一不同觀測井具有不同的井-含水層結(jié)構(gòu),不同的井-含水層結(jié)構(gòu)對前驅(qū)波的響應(yīng)能力則不同;第二不同地震有著不同的波形和震源參數(shù),不同的波形和不同的震源參數(shù)則影響前驅(qū)波的周期、傳播距離以及波動(dòng)幅度的大小。

        (3)與單井水震波相比,震前有前驅(qū)波記錄次數(shù)略低于水震波記錄,其比例在39.7%~50.7%之間;震前有前驅(qū)波記錄的觀測井占研究區(qū)觀測井總數(shù)的比例可達(dá) 66.7%。井水位前驅(qū)波現(xiàn)象無論在記錄次數(shù)上還是在空間上均具有一定的普遍性。

        強(qiáng)震井水位前驅(qū)波現(xiàn)象較為普遍,且具有短臨預(yù)報(bào)意義。但目前水位觀測儀的靈敏度相對較低,只能記錄到較大地震的前驅(qū)波,小震的前驅(qū)波太微弱,很難記到。除此之外,多數(shù)流體觀測井是以地質(zhì)、石油、冶金、煤炭、水利等部門的原有鉆孔為基礎(chǔ),略經(jīng)篩選定井成網(wǎng)的,絕大多數(shù)鉆孔的原布設(shè)任務(wù)井非是地震前兆監(jiān)測,很難完全符合臺(tái)網(wǎng)的布設(shè)要求的觀測井應(yīng)在多震區(qū)與地震構(gòu)造帶;井點(diǎn)的選定盡可能靠近活動(dòng)斷裂帶,特別是靠近活動(dòng)斷裂帶的端點(diǎn)、拐點(diǎn)與交點(diǎn)等應(yīng)力易集中的部位;井孔的選擇盡可能選深井。因此優(yōu)化目前地下流體監(jiān)測臺(tái)網(wǎng),選擇適合前驅(qū)波頻率響應(yīng)范圍與靈敏度的觀測儀器,是解決井水位前驅(qū)波地震短臨預(yù)測問題的關(guān)鍵。

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