水位潮汐因子异常变化与地震活动关系的分析VIP专享VIP免费

第29卷第1期防灾减灾学报Vol.29No.12013年3月JOURNALOFDISASTERPREVENTIONANDREDUCTIONMar.2013收稿日期：2012-09-25修订日期：2012-12-02作者简介：王海涛（1982－），男，黑龙江省哈尔滨市人，本科，助理工程师，现主要从事地震监测与预报工作。摘要：研究表明，地震活动与水位潮汐因子变化有一定的关系，利用地下水静水位对潮汐应力的响应，分析了通河台1号井含水层在一些地震孕育过程中，应力变化的响应形式。运用潮汐计算模型及固体潮汐数字化观测结果，计算了固体潮汐参数，并对其潮汐变化分析出现的异常值进行了系统分析对比，总结了潮汐因子变化异常与地震的对应关系，和该井静水位潮汐变化的映震特征。结果表明，通河台潮汐异常形态对通河台附近的小震活动有较好的对应关系，讨论了通河地震台附近地震活动与水位潮汐因子异常变化的关系。关键词：水位；潮汐因子；地震活动中图分类号：P332．3文献标志码：A文章编号：1674－8565（2013）01－0055－04水位潮汐因子异常变化与地震活动关系的分析王海涛，贾秀玲，岳力（通河地震台，黑龙江哈尔滨150900）0引言水位的固体潮效应是含水层在日、月起潮力作用下，产生固体潮体应变的反映。这种含水层的体应变使其孔隙中的流体压力产生潮汐波动，迫使水在井孔与含水层之间产生潮汐渗流，从而形成了井孔内水位的潮汐变化。大量的地下水位观测事实表明，一个好的承压井的地下水位变化，能反映出地球潮汐体应变的变化。因此，对地球潮汐提应变的分析完全适合于对地下水位观测资料的分析。地震孕育是震源区内介质的变形、损伤并导致失稳的过程，即震源区介质的损伤、演化、破坏过程。根据震源区介质受构造应力作用后的破坏过程这一非线性系统失稳的自然现象，利用潮汐因子变化分析方法，进行计算、分析和研究，以期识别和提取本地区井水位的地震短临异常前兆信息。1通河静水位测量井（通河台1号井）基本情况通河台地理构造于伊春—延寿地槽北段，北东向依舒断裂、东西向通河断裂、北西向岔林河断裂。其中静水位测量井位于台站院内，井深200米，数据产出质量较稳定。静水位主要采用LN－3A数字水位仪，水位探头埋深为7．24米，可以很好的反映地下水固体潮汐效应。水位传感器每月标定合格，目前没发现外界环境对观测数据有影响，地下水类型属孔隙承压水，其下也有较厚的粘土层隔水层。2井水位固体潮分析原理与方法地壳在日、月起潮力的作用下，会产生相应的固体潮体应变，这种应变使含水层孔隙中的流体压力产生波动。在钻孔穿透含水层后，防灾减灾学报29卷图1通河地震台2008—2012年地下水位O1波潮汐因子变化图Fig．1Tidalfactorsofwave01ofthegroundwateratTongheSeismicStationfrom2008to2012含水层和井内的压力差使水流流入（或流出）井孔，井水水位就会出现相应的潮汐波动，这种由固体潮应变引起的水井水位的潮汐现象，就是水井水位的固体潮效应。井水位固体潮效应的机理为因地球表层潮汐应力大小随地球与天体在运动中的相对位置的变化而有规律的变化，地下水位也必然随之产生有规律的升降变化。当潮汐应力增大时，含水岩体发生膨胀，含水空隙水压降低，井水位下降。反之，井水位上升。设水柱高度含水层层压为P，P为大气压力，σ为潮汐应力，γ为水的密度，则水位与潮汐应力的平衡方程为：P-σ=p+γh（1）由此可以看出，井水位h随着潮汐应力σ的变化而变化，且与σ反向。井水位潮汐因子是将水位观测值△h转换为固体潮观测值C后与固体潮理论值△g的比值：δ=△h/c△g（2）1966年，Venedikov提出了适用于计算机上的数字滤波器，采用这种滤波方法对固体潮资料进行调和分析，即被称为维尼迪科夫调和方法。在实际对地下流体固体潮的分析研究中，通常采用维尼迪科夫调和分析法求解出各井孔固体潮效应的各个参数值。固体潮观测值可表示为：y（tj）=iΣhicos（ωiti+φ（Tj））+准（tj）（3）其中，y（tj）为时间观测序列；hi角频率为ωi的潮汐波观测振幅；φi（Tj）为同一潮汐波的初相位；Tj为观测序列中央时刻的时间间隔；准（tj）为tj时的零点漂移。为了从观测序列中将日波与半日波分离开，用Venedikov设计的偶数字滤波器将以上滤波器作用...