張淑亮王 霞劉瑞春王 斌

1）山西省地震局，太原 030021

2）太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，太原 030025

3）太原理工大學水利科學與工程學院，太原 030024

太原井水位的快速上升與構(gòu)造活動的關(guān)系1

張淑亮1,2)王 霞1,2)劉瑞春1,2)王 斌3)

1）山西省地震局，太原 030021

2）太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，太原 030025

3）太原理工大學水利科學與工程學院，太原 030024

利用晉祠泉域巖溶水動態(tài)模型，對太原井水位快速上升時段的水位動態(tài)進行預(yù)測，再由預(yù)測值與實際觀測值的絕對誤差來反演含水層的應(yīng)力值。結(jié)果表明，太原井水位快速上升時段含水層應(yīng)力值也持續(xù)增高，且與太原體應(yīng)變壓性應(yīng)變加速、交城斷裂南端地裂縫擴展加速以及由太原盆地小震綜合機制解反演的區(qū)域應(yīng)力場逆轉(zhuǎn)等現(xiàn)象具有準同步性，它們都是在太原盆地區(qū)域應(yīng)力場發(fā)生改變、盆地西部邊界交城斷裂活動加劇的背景下出現(xiàn)的。太原井水位的快速上升與構(gòu)造活動增強有關(guān)。

井水位 交城斷裂 構(gòu)造活動 區(qū)域應(yīng)力場

張淑亮，王霞，劉瑞春，王斌，2015.太原井水位的快速上升與構(gòu)造活動的關(guān)系.震災(zāi)防御技術(shù)，10（1）：46—58. doi：10.11899/zzfy20150105

引言

2009年8月位于交城斷裂晉祠段太原流體觀測井（以下簡稱太原井）水位出現(xiàn)反年變規(guī)律的快速上升，2011年7月上升速率再次加大。水位第二次加速上升期間，太原臺體應(yīng)變觀測也出現(xiàn)較顯著的加速變化。特別是2013年以來，在水位上升速率趨緩的情況下，體應(yīng)變壓性速率反而加快，脫離了正相關(guān)的關(guān)系。該異?？赡馨袠?gòu)造活動的影響，反映了該區(qū)域自2011年以來，構(gòu)造應(yīng)力場處于增強狀態(tài)2。由于太原井水位在山西及周邊地區(qū)一些中強震前有較顯著的異常，因此水位異常能清晰地反映井區(qū)構(gòu)造活動增強引起水井含水層應(yīng)力的變化（王秀文等，2000）。為此，分析太原井水位快速上升變化與構(gòu)造活動之間的關(guān)系，對地震預(yù)測研究工作有一定的指導意義。

地下水位是地殼活動中反應(yīng)靈敏的組份，而影響井水位動態(tài)變化的因素較為復(fù)雜，它不僅能反映非構(gòu)造因素引起的變化，而且還能反映震源區(qū)的應(yīng)力變化、區(qū)域構(gòu)造活動產(chǎn)生的場兆和源兆信息（車用太，1997）。沈曉松等（2012）分析了非構(gòu)造因素與太原井水位動態(tài)之間的關(guān)系，認為2009年以來太原井水位上升與降雨量增多、地下水開采減少關(guān)系密切；李自紅等（2012；2014）分析了清徐境內(nèi)交城斷裂帶、地裂縫和地貌的分形結(jié)構(gòu)特征，以及交城斷裂帶北段最大潛在地震發(fā)震概率，認為清徐地裂縫的擴展加速與交城斷裂活動增強有關(guān)，交城斷裂帶北段為目標區(qū)主要的發(fā)震斷裂。然而，太原井水位快速上升是與其所處的交城斷裂活動增強有關(guān)，還是非構(gòu)造因素影響所致，到目前為止，尚無定論，更未見相關(guān)的研究或報道。因此，要探討太原井水位快速上升變化與構(gòu)造活動之間的關(guān)系，就必須從現(xiàn)有觀測資料中去除非構(gòu)造因素的影響后，才能較為準確地把握太原井水位快速上升與區(qū)域應(yīng)力場活動之間的關(guān)系。近年來，智能學習理論中的支持向量機（SVM）作為一種新型的機器學習方法，主要用于模型識別和非線性函數(shù)的擬合。由于支持向量機是基于統(tǒng)計學習理論的小樣本學習方法，采用結(jié)構(gòu)風險最小化原則，因此具有很好的預(yù)測性能（閻輝等，2000；張學工，2000）。本文利用支持向量機理論建立現(xiàn)有開采模式下地下水流數(shù)值模型，對太原井地下水位進行預(yù)測。該模型可有效分離大氣降水、地下水開采、煤礦排水等非構(gòu)造活動因素對太原井水位動態(tài)產(chǎn)生的影響。然后再利用預(yù)測值與實際觀測值的差值作為太原井水位變化值來反演含水層的應(yīng)力值，并與研究時段太原盆地應(yīng)力場變化特征、觀測井所在斷裂的活動特征進行對比分析，探討太原井水位的快速上升與構(gòu)造活動的關(guān)系。

1 太原井水動態(tài)及非構(gòu)造影響因素分析

1.1 太原井水動態(tài)

自太原井水位觀測以來，水位動態(tài)在正常年份表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，一般是每年的11月到次年的3月水位較高且平穩(wěn)，從4月份開始下降至7月初，7月后水位回升（圖1）。但在1994年9月，太原井水位因受西山巖溶水過量開采的影響出現(xiàn)反年動態(tài)加速下降。2009年8月，太原井水位在長達15年趨勢下降的背景下出現(xiàn)加速上升，至2012年底，累計上升幅度達17.1m，且目前仍在持續(xù)上升（圖2）。

圖1 太原井水位動態(tài)變化曲線Fig. 1 Dynamic curve of water level with time in Taiyuan well

對太原井水位變化與震例關(guān)系的研究結(jié)果表明，該井水位變化具有一定的映震能力。例如：在1989年10月大同-陽高發(fā)生5.9級地震的前1年，該井水位就曾出現(xiàn)過反年動態(tài)變化，震前10天有小波動，震前1天有突跳現(xiàn)象；1991年1月忻州發(fā)生5.1級地震和當年3月大同-陽高發(fā)生5.8級地震的前2年左右，該井水位出現(xiàn)年變改變、且變化速率加大的趨勢異常（圖1）。特別是忻州發(fā)生5.1級地震前，山西省地震局監(jiān)測預(yù)報研究中心綜合預(yù)報研究室，在1991年1月11日召開的地震會商會上，以晉7-1井水位突跳為主要依據(jù)，對該地震做出了較為準確的預(yù)報。太原井水位的震前特征主要表現(xiàn)為：在時間上以中期異常和臨震異常為主，中期異常一般出現(xiàn)在震前的1—2年，臨震異常出現(xiàn)在震前的1天左右；在異常形態(tài)上以反年動態(tài)變化和突跳變化為主。

圖2 太原井水位月均值曲線圖Fig. 2 Monthly mean of water level vs. time in Taiyuan well

1.2 非構(gòu)造影響因素分析

由于太原井位于晉祠泉域巖溶水區(qū)，因此它與泉域巖溶水具有相同的非構(gòu)造干擾源。筆者從以下三方面，對非構(gòu)造干擾源與晉祠泉域巖溶水動態(tài)之間的關(guān)系進行了分析。

（1）降雨量的影響

晉祠泉域巖溶水主要依靠大氣降水入滲補給，因此泉水的天然動態(tài)與降雨量之間一定存在某種相關(guān)性。假設(shè)晉祠泉天然流量與降雨量之間的關(guān)系滿足線性回歸方程，對晉祠泉流量與泉域降雨量資料進行相關(guān)分析，筆者的計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，晉祠泉流量與前3年的年降雨量密切相關(guān)（圖3），相關(guān)系數(shù)可達0.952，這說明降雨量是晉祠泉域巖溶水動態(tài)的主要影響因素之一，降雨補給一般滯后3年。

（2）地下水開采的影響

對晉祠泉域南北兩側(cè)邊山斷裂帶巖溶水的開采，始于上世紀60年代初，由于地下水開采量的不斷增加，使晉祠泉流量逐年減少，因此地下水開采與晉祠泉流量密切相關(guān)（圖3）。筆者對晉祠泉流量與邊山斷裂帶巖溶水開采量進行了一元回歸計算，得到的相關(guān)系數(shù)為-0.96，因此可以認為，晉祠泉域南北兩側(cè)邊山斷裂帶巖溶水的開采是巖溶水動態(tài)的另一個重要影響因素。

（3）煤礦礦坑排水的影響

盡管泉水流量受到大氣降水和地下水開采的影響，但煤礦礦坑的排水量對其影響也是不容忽視的。筆者的研究發(fā)現(xiàn)，泉水流量與煤礦礦坑排水量呈負相關(guān)關(guān)系，一元回歸求得相關(guān)系數(shù)為-0.851，即泉水流量隨著煤礦礦坑排水量增加而減?。▓D3）。

根據(jù)各種因素對晉祠泉巖溶水影響程度的大小，以及降雨入滲的滯后性和疊加性，筆者最終確定降雨量、地下水開采量、煤礦礦坑排水量為主要非構(gòu)造影響因素。

圖3 晉祠泉綜合要素圖Fig. 3 Important factors of Jinci spring

2 由模型預(yù)測太原井水位值

2.1 巖溶井水位動態(tài)模型的建立

根據(jù)支持向量機的學習理論，筆者建立了晉祠泉域巖溶水動態(tài)模型，其目的是為了使如下表達式能夠成立：

本文利用Libsvm完成模型的訓練和預(yù)測。所選樣本的數(shù)據(jù)來源于晉祠泉域內(nèi)23個長期觀測井、泉域內(nèi)多年降雨觀測資料和地下水開采量（包括煤礦排水），所有相關(guān)樣本均參與模型的訓練、校正和預(yù)測。選取2002—2008年的樣本為模型的訓練樣本，選取2009—2012年的樣本為預(yù)測樣本。預(yù)測比較由模型求解出的井水位預(yù)測值與太原井實測觀測值之間的差異性來進行。

學習樣本建立后，在對核函數(shù)訓練對比以及與模型建立有關(guān)參數(shù)優(yōu)化選擇等工作的基礎(chǔ)上，最終得到的最優(yōu)動態(tài)模型為：

2.2 模型計算結(jié)果分析

利用所建模型對太原井水位2009年快速上升以來的地下水位動態(tài)進行預(yù)測，并與實測數(shù)據(jù)進行了對比，預(yù)測結(jié)果見表1和圖4。從中可以看出：最大絕對誤差小于1.037m；最大相對誤差小于2.3%；預(yù)測值與實測值相關(guān)系數(shù)為0.998。表明該模型是可靠的、合理的，降雨、地下水開采和煤礦礦坑排水的確是影響太原井水位動態(tài)變化主要的非構(gòu)造因素。太原井水位快速上升與近幾年補給區(qū)降雨增多、晉祠泉域地下水開采量減少（含礦坑排水）有較好的一致性。

表1 水位預(yù)測值與實測值對比及含水層應(yīng)力綜合表Table 1 Comparison of predicted and actual water level as well as the aquifer pressure

續(xù)表

圖4 預(yù)測水位與實測水位對比圖Fig. 4 Comparison of predicted and actual water level

但從圖5可以看出，由預(yù)測模型求得的太原井水位相對誤差值在2009年7月前后突然增大，變化幅度明顯，之后相對誤差逐漸減小，均在1.62%以下；2011年7月前后，相對誤差再次增大，在2%左右波動，隨后相對誤差呈下降趨勢，至2012年6月減小到0.052%。與太原井水位原始觀測值相比，相對誤差較大時段正是太原井水位快速上升時段。在井水位快速上升階段，該模型預(yù)測結(jié)果的適應(yīng)性并不好，這一現(xiàn)象表明太原井水位快速上升不僅受降雨、地下水開采量和煤礦礦坑排水量大小的影響，可能還存在其他的影響因素。

圖5 太原井水位與相對誤差對比圖Fig. 5 Comparison of water level and relative error in Taiyuan well

3 由水位變化反演水井含水層應(yīng)力值

如前所述，由動態(tài)模型計算的水位預(yù)測值與實際觀測值的誤差變化存在明顯的規(guī)律性：在太原井水位變化較平穩(wěn)時段，模型的適應(yīng)性較好，相對誤差也?。欢谒豢焖偕仙龝r段，模型的適應(yīng)性較差，相對誤差也較大。由于地下水位是地殼活動中的靈敏組份，它不僅能反映非構(gòu)造因素引起的變化，而且還能反映震源區(qū)的應(yīng)力變化、區(qū)域構(gòu)造活動產(chǎn)生的場兆和源兆信息（車用太，1997）。當它形成一個封閉的承壓系統(tǒng)時，就能客觀、靈敏地反映地殼中的應(yīng)變狀態(tài)（汪成民等，1981）。因此，在相對誤差較大的時段，可能還存在構(gòu)造活動的影響。目前，利用水位值反演含水層應(yīng)力值來表述應(yīng)力變化，是探討區(qū)域應(yīng)力場演化過程的有效方法。賈化周等（1996）以地球固體潮的理論、彈性理論和地下流體動力學理論為基礎(chǔ)，推導出給定的井孔含水層系統(tǒng)水井水頭的變化與引起其變化的固體潮體應(yīng)力變化之間的關(guān)系為：

式中，Δh為水井水頭的變化；Δσ為含水層應(yīng)力變化；ρ為含水層內(nèi)水的密度；g為重力加速度；n為含水層孔隙度；α為含水層固體骨架的體積壓縮系數(shù)；β為含水層內(nèi)水的體積壓縮系數(shù)；λ和μ為拉梅常數(shù)。

由（1）式可知，對于某一井孔含水層系統(tǒng)來說，水井水頭的變化與引起其變化的固體潮體應(yīng)力的變化成正比，因此上式可簡寫為：

式（2）是利用井水位變化反演含水層應(yīng)力變化的計算公式。其中：

為比例系數(shù)，對于給定的水井含水層系統(tǒng)，比例系數(shù)kw是一個常數(shù)。經(jīng)計算筆者得出的太原井的比例系數(shù)為3.59。

本文以預(yù)測值與實際觀測值的差值作為太原井水位變化值Δh，再由式（2）求出相應(yīng)的含水層應(yīng)力變化值Δσ，計算結(jié)果見表1和圖6。從中可以看出，2009年以來太原井含水層應(yīng)力變化值呈現(xiàn)增強趨勢，特別是在水位加速上升時段，應(yīng)力值明顯高于趨勢預(yù)測值。

圖6 太原井含水層應(yīng)力變化Fig. 6 Variation of aquifer stress values with time in Taiyuan well

4 與構(gòu)造活動之間關(guān)系分析

如前所述，在太原井水位快速上升時段，含水層的應(yīng)力值也在持續(xù)增加，特別是在水位加速上升時段，含水層應(yīng)力也明顯偏大。那么，太原井水位快速上升變化是否與區(qū)域應(yīng)力場調(diào)整引起交城斷裂活動加劇有關(guān)呢？為此，筆者從以下幾方面進行了討論。

4.1 與太原臺體應(yīng)變同步變化對比分析

太原鉆孔體應(yīng)變與太原水位觀測井都位于交城斷裂晉祠段的太原地震臺。自2007年開始觀測以來呈連續(xù)張性變化，2009年下半年張性速率明顯減緩，2010年下半年轉(zhuǎn)為壓性變化，2011年10月以后壓性速率逐年加快。體應(yīng)變的3次速率改變與太原井水位3次加速時段同步（圖7）。大量研究及觀測事實表明，體應(yīng)變的大小反映了含水層中孔隙壓的變化情況，地殼應(yīng)變是引起地下水水位變化的主要原因，而地下水又是溝通地殼應(yīng)力與固體變形最敏感的物質(zhì)。Bredehoeft（1967）和Narasimhan等（1984）認為，體應(yīng)變與固體潮引起的水位變化之間存在密切關(guān)系；Tsutomu等（2004）和Yuichi等（2006）對利用潮汐效應(yīng)以及位錯模型計算的體應(yīng)變進行了比較，發(fā)現(xiàn)地下水同震變化幅度和方向與同震地殼應(yīng)變相對應(yīng)；Gahalaut等（2010）利用孔隙彈性理論模擬體應(yīng)變和水位變化，發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與實測結(jié)果在正負號變化上相似，而且位于震中附近的承壓井的模擬體應(yīng)變與觀測值在大小上也比較相近。

由于太原井水位快速上升變化是在含水層應(yīng)力增強的情況下出現(xiàn)的，而體應(yīng)變的3次速率改變也均與水位3次加速同步，因此，體應(yīng)變的壓性加速變化表明測點所在區(qū)地殼應(yīng)力狀態(tài)也發(fā)生了改變。

圖7 太原井水位與太原體應(yīng)變對比圖Fig. 7 Comparison of water level and local volumetric strain

4.2 交城斷裂活動增強的證據(jù)

近年來在交城斷裂南端出現(xiàn)大面積地裂縫。2008年地裂縫發(fā)展尤其迅速，在不到半年的時間內(nèi)，裂縫沿斷裂向兩側(cè)擴展了8mm。李自紅等（2012）對裂縫的成因機制進行了研究，發(fā)現(xiàn)地裂縫在地表最顯著的運動特征為兩盤的垂直差異升降、橫向水平拉張，垂直升降量為10—120cm，拉張量為7—60cm，右旋扭動量為1—2cm。同時在微地貌上，地裂縫發(fā)育在地形陡變帶上，裂縫兩側(cè)普遍為高差0.5—3m的陡坎，說明地裂縫的形成是下伏斷層長期活動的結(jié)果，而地裂縫是最新一期的蠕滑形式。由于主地裂縫是交城斷裂的一部分，其活動方式、力學性質(zhì)均與交城斷裂基本相同，是由交城斷裂無震蠕滑活動過程中引起的地面破裂（李自紅等，2012；2014）。根據(jù)地球物理勘探和探槽揭露，主地裂縫與下部的交城斷裂走向完全重合，傾向相同，傾角相近。因此，清徐地裂縫是下伏斷層最新活動的破裂現(xiàn)象，屬構(gòu)造成因，與交城斷裂活動增強有關(guān)。

4.3 太原盆地應(yīng)力場變化特征分析

由于構(gòu)造活動的增強一般與區(qū)域應(yīng)力場變化有關(guān)。前文提到的太原斷陷盆地西界主控邊界的交城斷裂近年來活動在持續(xù)增強，這種現(xiàn)象可能反映了太原盆地應(yīng)力場活動的增強。為了進一步證實太原井水位快速上升期間，太原盆地應(yīng)力場特征發(fā)生了改變，本文利用太原盆地2.0級以上中小地震震源機制解來分析應(yīng)力場的變化特征。首先由震源機制解獲得最優(yōu)應(yīng)力模型，然后再由模型得到主應(yīng)力方向（Gephart，1990a；1990b）。用單個震源機制的滑動矢量與在應(yīng)力張量作用下產(chǎn)生的滑動矢量之間的夾角來表征震源機制的一致性（Liu等，1996）。計算結(jié)果見圖8和圖9?？梢钥闯?，2009年以前太原盆地小震震源球所顯示的是以走滑地震類型為主；從震源機制解結(jié)果反演的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場結(jié)果可以看出，太原盆地在2002—2008年時段內(nèi)，單個震源機制解結(jié)果比較凌亂，多個震源機制解結(jié)果反演的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場震源類型未知。太原盆地內(nèi)部在該時段內(nèi)受力情況不突出，主要以太原盆地局部應(yīng)力場活動為主。2009年后太原盆地小震震源球所顯示的是以正斷地震類型為主；從震源機制解結(jié)果反演的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場結(jié)果來看，2009—2012年太原盆地構(gòu)造應(yīng)力場與華北地區(qū)接近，震源類型為正斷類型，表明太原盆地內(nèi)部主要以張應(yīng)力作用形式為主。

圖8 太原盆地≥2.0級地震震源球分布與采用Gephart方法求得的應(yīng)力場方向（2002—2008年）Fig. 8 Distribution of focal mechanisms of earthquakes（M≥2.0）and the direction of stress field derived by Gephart approach in the Taiyuan basin（2002—2008）

圖9 太原盆地≥2.0級地震震源球分布與采用Gephart方法求得的應(yīng)力場方向（2009—2012年）Fig. 9 Distribution of focal mechanisms of earthquakes（M≥2.0）and the direction of stress field derived by Gephart approach in the Taiyuan basin（2009—2012）

由單個震源機制的滑動矢量與在應(yīng)力張量作用下產(chǎn)生的滑動矢量之間的夾角表征震源機制一致性參數(shù)隨時間變化曲線來看，2002年以來太原盆地一致性參數(shù)顯示，2009年以前震源機制解3個主應(yīng)力方向較為凌亂的狀態(tài)，在2009年以后趨于穩(wěn)定，且接近背景構(gòu)造應(yīng)力場（圖10）。

劉巍等（1994）在研究了太原盆地大量震源機制解資料后發(fā)現(xiàn)，山西地震帶一些中強地震發(fā)生前，太原盆地小震綜合斷面解由有別于華北現(xiàn)代地殼應(yīng)力場的局部小區(qū)域應(yīng)力場作用為特點的格局，轉(zhuǎn)為受華北區(qū)域應(yīng)力場控制、且接近華北構(gòu)造應(yīng)力場的現(xiàn)代地殼應(yīng)力場特點，這種差別可能是區(qū)域應(yīng)力場的作用增強、山西地震帶中強地震逐漸活躍的一種顯示。太原盆地小震震源機制解結(jié)果反演的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場，在2009年以前單個震源機制解結(jié)果比較凌亂，主要以局部小區(qū)域應(yīng)力場作用為主，而在2009年后區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場接近華北構(gòu)造應(yīng)力場；單個震源機制一致性參數(shù)所反映的3個主應(yīng)力方向，在2009年前后由較為凌亂的局部應(yīng)力場轉(zhuǎn)為且接近背景構(gòu)造應(yīng)力場。這些特征表明，2009年以來太原盆地區(qū)域應(yīng)力場發(fā)生了改變，并呈現(xiàn)增強的態(tài)勢。

圖10 應(yīng)力場隨時間變化曲線Fig. 10 Variation of stress field with time

5 幾點認識

大量的觀測實踐表明，太原井水位在山西忻州至晉冀蒙交界區(qū)幾次5級以上中強地震發(fā)生前有較顯著的異常顯示。特別是1991年忻州5.1級地震發(fā)生前，山西省地震局監(jiān)測預(yù)報研究中心綜合預(yù)報研究室，在1991年1月11日的地震會商會上，以晉7-1井水位突跳為主要依據(jù)，對該地震做出了較為準確的預(yù)報，太原井水位異?？勺鳛槲磥淼卣疒厔菖袆e的主要依據(jù)之一。而2009年下半年以來，太原井水位快速上升變化又是在周邊煤礦陸續(xù)關(guān)停、太原市關(guān)井限采、地下水的開采量減少的情況下出現(xiàn)的，要判別這種變化是非構(gòu)造成因，還是構(gòu)造活動成因就顯得更加困難。通過對太原井水位快速上升與構(gòu)造活動之間關(guān)系的分析，筆者得到了以下一些認識：

（1）要探討水位上升與構(gòu)造活動之間的關(guān)系，須分析影響地下水動態(tài)的主要因素；在排除各種非構(gòu)造因素影響后，再分析其與構(gòu)造活動的關(guān)系，這樣所得到的認識才是可靠的。

（2）預(yù)測水位與實測水位的差值，在排除了非構(gòu)造因素的影響后，可作為分析含水層應(yīng)力值變化特征的依據(jù)。

（3）影響含水層應(yīng)力值大小的因素多種多樣，要分析含水層應(yīng)力值變化是否與構(gòu)造活動增強有關(guān)，需要多方面探尋與構(gòu)造活動增強有關(guān)的其他證據(jù)以及區(qū)域應(yīng)力場的變化特征。

（4）太原井水位快速上升是多種因素共同作用的結(jié)果，它即與降雨量增大、地下水開采量減少等非構(gòu)造因素有關(guān)，也包含有區(qū)域應(yīng)力場改變而引起的構(gòu)造活動增強的影響。

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Relationship between the Water Level Rapid Rising and Regional Tectonic Activity of Taiyuan Area

Zhang Shuliang1,2), Wang Xia1,2), Liu Ruichun1,2）and Wang Bin3）
1) Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan 030021, China
2) National Continental Rift Valley Dynamics Observatory of Taiyuan, Taiyuan 030025, China
3) College of Water Resources science and Engineering in the Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China

We built a dynamic model of the Karst water in the Jinci Spring to predict the water level of Taiyuan well, and inversed the aquifer stress values by the difference between the predict data and actual observation data. The results show that the aquifer stress appears the sustainable rising trend with the rapid rising of water level of Taiyuan well, and it has a synchronism in time with the accelerating compression strain of Taiyuan volumetric strain, the rapid growth of ground fissure in the south of Jiaocheng fault, and the disturbance of regional stress field in Taiyuan basin. The rapid increasing water level of Taiyuan well is related to the enhanced tectonic activity related to Jiaocheng fault at the west border of Taiyuan basin.

Well water level；Jiaocheng fault；Tectonic activity；Regional stress field

地震科技星火計劃項目（XH13004、XH14010Y）；山西省自然科學基金（2011011027）

2014-06-25

張淑亮，女，生于1963年。正研級高工。主要從事地震綜合預(yù)報工作。E-mail：zzsl-009@163.com

2 山西省地震局，2013. 山西省2014年度地震趨勢研究報告.