基于水化学和物理方法的井水位异常分析.pdf

《基于水化学和物理方法的井水位异常分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、地震地质Vo1．36．No．2第36卷第2期2014年6月SEISMOLOGYANDGEOLOGYJune，2014doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2014．02．019基于水化学和物理方法的井水位异常分析张磊’刘耀炜孙小龙方震。1)中国地震局地球物理研究所，北京1000812)中国地震局地壳应力研究所，地壳动力学重点实验室，北京1000853)安徽省地震局，合肥230031摘要针对2008年汶川M8．0地震后江苏地区的地震观测井水位上升现象，选取了苏18井和井周边地表水进行了水化

2、学和物理分析，研究了井水位异常与地表水和大气降水的补给关系，讨论了井水补给来源及其与高邮一宝应4．9地震的关系。离子含量和氢氧同位素结果表明，苏l8井水主要为大气降水成因，存在一定的水岩作用。应用氯离子分析降水对地下水的补给，其结果显示大气降水在井水补给源中占了重要份额，井水位的突然上升与同期降水量增加有一定关系。水库水与苏18井水之间存在水力联系，大气降水增多致使水库水位升高，对该井水位变化有一定的影响。综合分析认为，大气降水的增多致使水库蓄水增加，水库水通过侧向渗透补给造成了2011年苏18井的水位显著

3、升高。苏l8井异常不是由构造活动引起的，作为高邮一宝应肘4．9地震的前兆依据不充分。水化学和物理结合的方法为今后判别地下水位异常干扰提供了依据。关键词水位水化学地震苏18井中图分类号：P315．723文献标识码：A文章编号：0253-4967(2014)02—0513—1O0引言地下水位观测已经成为地下流体监测的重要手段之一(刘耀炜，2006)。国内外学者研究了地下水位在震前的异常变化现象(Koizumieta1．，2004；陆明勇等，2005；车用太等，2008)。地震能够引起孔隙压扩散、浅部含水层压缩和

4、地表物质渗透性的增减，从而引起井水位的变化，其响应范围可达到距震中几百至几千km的区域(Montgomeryeta1．，2003)。但是，井水位变化除了受到井孔一含水层系统的应力应变状态变化影响外(兰双双等，2010)，大气降水和地下水开采对井水位影响最为普遍(车用太等，2011)。那么及时排除干扰异常，对于成功识别前兆异常和正确把握震情至关重要。前人应用物理方法开展了大量关于地下水位震前干扰异常的识别及前兆响应机制的研究，如降水与井水流量变化、抽水和汶川M8．0地震的相关性(车用太等，2011)。但是，通

5、过水化学方法和水物理方法的综合分析，研究地下水位异常的工作较少。地下水组分记录了流体来源、运移及岩石圈内的重要信息(Reddyeta1．，2011a，b)。在地下水循环过程中，水化学成[收稿日期]2013-03-25收稿，2014-02—28改回。(基金项目]“十二五”国家科技支撑计划项目(2O12BAK19BO002O4)和中央级公益性科研院所基本科研业务专项(ZDJ201102)共同资助。通讯作者：刘耀炜，研究员，电话：010—62911045，E-mail：liuyw20080512@126．tom。

6、516地震地质2．2氢氧稳定同位素特征大气降水线引自Craig(1961)，其方程62}I=880+10。式中，6H为氢同位素实测比值，80为氧同位素实测比值。井水和库水氢氧同位素组成与大气降水线对比如图4，其结果可以用来说明样品的来源及其相互转化关系。水库水较为接近区域大气降水线，同时在680与cl一对比图上(图5)，库水与当地大气降水C1一和艿80数值接近，表示出库水主要是大气降水补给。K／图4水样氢氧同位素与大气降水线的关系图图3水样的Na-K-Mg三角图Fig．4Relationshipbetwee

7、nhydrogenandoxygenFig．3Na—K—Mgtriangulardiagramisotopesinwatersamplesandmeteoricwaterline．ofthewatersamples．苏18井水向左偏移了大气降水线(图4)，说明地下水存在与CO，的交换作用，这与该处为灰岩含水层富含CO：有一定关系。同时当量浓度比／^y<1，表明地下水来自灰岩含水层(李学礼等，2010)，这与主要出水井段为灰岩是一致的。水库水和井水位于图5上的2个端元，对于井水还存在其他的补给源，该补给源68

8、O值较低，可能为水岩作用的结果。同位素和离子含量结果表明，苏18井水主要来自大图5水样氯离子与氧同位素关系图气降水，但有一定水岩作用。Fig．5Relationbetweenchlorideionsandoxygenisotopeinwatersamples．3讨论影响地下水动态的因素，主要包括大气降水、水文、地震活动和人为活动(抽水与注水)等(张人权等，2011)。通过调研，井水补给区周边未见人为地下水开采与补