活动断裂带附近地下水中的氢同位素变化与地震关系研究

本文主要研究活动断裂带附近地下水中的氢同位素变化与地震的相关性。2009年1月初,我们在汶川地震的发震断裂带——龙门山断裂带南缘的雅安进行考察,并开始采集地热深井的地下水样品,到5月初结束。在采样期间,龙门山断裂带发生4～5级余震多次。对所采地下水样品氢同位素δD值的分析结果表明,发震断裂带附近地下水中的氢同位素异常与该断裂带上4.0级以上地震有一定相关性。从氢同位素δD值随时间变化曲线可看出,(1)震前氢同位素δD值由背景值逐渐降低,震后升高,然后再逐渐回归背景值;(2)地震的级别越大,氢同位素δD值变化越显著;(3)从氢同位素δD值开始系统地降低到地震发生,这个过程大约可持续一周左右时间,属于临震预报的时间范畴。从本研究结果可得出地下水中氢同位素δD值异常能够反映断裂带的地震活动性,可作为5.0级以上地震临震预测的一种方法。

云南地区地下水动态的地震源兆与场兆特征分析

在地震预报中 ,对发震地点的预测一般都是“以场求源”。如何区别源兆与场兆的特征 ,是地震预报特别是短临预报必须回答的问题。根据云南 1 979～ 2 0 0 0年间的 2 0余年中地下水动态观测的事实 ,作者在“七五”、“八五”攻关项目的基础上 ,对地震源兆与场兆的地下水动态特征进行了深入分析 ,认为源兆特征为短临异常多、空间分布密集、以高频异常为主 ;场兆特征为中短期异常多、空间分布稀疏、以破年变异常为主。

新04号井、新10号井水位和新10号泉流量地震前兆特征的对比分析

通过分析认为乌鲁木齐地区的年降雨、年气温对新 0 4号井、新 1 0号井水位和新 1 0号泉流量没有明显干扰。新 0 4号井、新 1 0号井和新 1 0号泉的震兆特征是 0 4号井水位为负异常 ,1 0号井水位、1 0号泉流量为正异常 ,产生差异的原因可能与观测点所处的构造环境有关。预测了新疆及邻近地区未来一年或稍长一段时间内有发生 7级左右地震的可能。

2006年9月14日担杆岛海域3.5级地震前兆异常特征研究

通过对珠江三角洲地区前兆监测资料的分析,发现担杆岛海域3.5级地震前部分重力、体应变和水位测项有临震异常显示。研究各测项的异常起止时间、幅度以及异常台项的分布,得到此次地震的临震异常特征。

光纤传感技术在地下水pH动态监测中的应用研究

阐述了应用于地下水ｐＨ实时监测的光纤传感技术，介绍了光纤地下水ｐＨ动态监测仪的工作原理、设计及其测试结果，并给出了它的主要特性参数。

华北构造区强震短期水氡异常空间图像演化及其前兆判别标志的研究

开展了水氡前兆异常参数提取方法的研究，并以其提取的结果为输入，对1985-2002年华北水氡异常参数分布做了全时空扫描，继而将全部图像与华北地区构造活动性评估的数字化图像进行了叠加，实现了水氡异常动态扫描与区域构造活动性背景的结合。在此基础上，1985年以来华北地区5级以上地震前的水氡短期图像演化情况做了全面分析，提取出判别异常区的指标以及地震短期异常演化特征，并提出了华北地区强震前水氡短期前兆的判别标志。

华北地下水位强震短期异常演化及前兆判别标志研究

对地下水位地震前兆异常开展了参数提取方法的研究, 并以其提取的结果为输入, 对1984～2002年华北地区地下水位异常参数分布做了全时空扫描, 继而将全部图像与华北地区构造活动性量化评估的数字化图像进行了叠加, 实现了地下水位异常动态扫描与区域构造活动性背景的结合. 在此基础上, 对1985年以来华北地区5级以上地震前的地下水位短期图像演化情况做了全面分析, 提取出了判别异常区的指标以及地震短期异常区的演化特征, 并最终建立了华北地区强震前地下水位短期前兆的判别标志.

数字化地下水单井综合观测平台的结构设计

为地震地下水前兆观测技术实现数字化和综合化这一发展目标 ,性能先进的数字化观测仪器和功能优良的综合观测平台是相辅相成的两个基本方面。本文在分析已有综合观测体系模式的基础上 ,应用最新研究成果 ,提出了新一代综合观测模式 ,给出了单井综合观测平台结构设计。该平台在与地下水各测项的数字化观测仪器对接后 ,可实现静水位。

地下水单井综合观测的“循环法”及其原理

主要介绍在地下水前兆观测中采用“循环法”实现静水位 -水化学单井综合观测技术方案。该方法通过设置一循环系统 ,在保持静水位状态观测的同时 ,位于井口处的循环回路上部可获取深部含水层水化学观测 ,从而为实现同时满足水位和水化学观测要求的单井综合观测提供了基础。还就该方法在水化学观测方面的工作原理给出了定量描述 ,推导了井孔观测系统的水化学平衡方程 ,为该方法的有效性给出了理论证明 。

煤矿地下水库煤柱坝体失稳机理及前兆信息

煤矿地下水库是解决西部矿区水资源保护利用的关键技术之一,维持水库安全运行的基础是工程安全,而水库坝体是保证工程安全的核心。针对煤矿地下水库煤柱坝体安全稳定问题,从煤柱坝体受到的顶板岩层压力(垂向应力)、储水高度(水平应力)角度出发,基于力学模型、相似模拟和数值计算等方法,综合分析煤柱坝体破坏时应力变化(垂直应力和水平应力)、裂隙发育及扩展情况、位移变化等多参量变化规律,研究煤柱坝体破坏时各参数变化特征,提出煤柱坝体破坏前兆关键信息,为现场煤矿地下水库安全运行监测预警提供基础。研究结果表明:煤柱坝体在垂直应力作用下,上覆岩层应力造成煤柱坝体破坏的位置首先为煤矿地下水库侧的坝体顶板处,煤柱尺寸越小越容易产生应力集中,承载的应力越大发生破坏的可能性越大,基于此得到了煤柱坝体破坏临界点;水平应力作用下,煤柱坝体共经历弹性阶段、初始破坏阶段和破坏增加等3个阶段,煤柱坝体在达到极限强度后才显现较明显的位移,煤柱坝体受到损伤,在水平应力降低后位移有回弹趋势,但煤柱坝体不适宜再继续储水;分析了引起煤柱坝体发生失稳的主要因素,垂直应力和水平应力共同作用下,煤柱坝体发生失稳的部位主要在临库侧小尺寸坝体顶板、底板及中间位置,以上湾矿为例,得到了15 m煤柱坝体能承载最大水头高度为50 m,但此时煤柱坝体已经发生破坏,即使降低水位煤柱坝体整体稳定性也受到不可恢复性破坏;综合研究煤矿地下水库煤柱坝体发生失稳的特点和规律,结合位移变化及煤柱坝体物理力学性质,得到了煤柱坝体破坏前兆信息,即在外力作用下达到极限强度前应对水库进行安全处理措施,建议在现场监测预警时重点监测水库侧尺寸较小的煤柱顶板应力变化信息,保障煤矿地下水库安全运行。

天水地震台附近2次小地震的前兆

研究了天水地震台附近地区 2次小地震的地震前兆 ,发现地电阻率、自然电位、地下水位、水温、水氡、地温、地应力在震前都有变化。