井水位前驱波普遍性问题的探讨

张淑亮 吕 芳 李 斌

（山西省地震局，太原 030021）

近年来，国内外一些学者对低频前驱波现象进行了大量的探索与研究，极大地提高了前驱波与地震之间关系的认识，低频前驱波异常因其物理意义逐渐明确、干扰影响因素少，更被认为是有重要预报价值的可靠短临前兆信息。大量的观测事实表明，低频前驱波虽然广泛出现在重力、地倾斜、应变、水位及地震仪等多种观测资料中，但多是单台或单手段记录，对一种仪器记录到的前驱波事件不能从其他台站或其他观测手段进行佐证，因此一直没有引起足够的重视和应用于实际短临预报工作。近期笔者对 2003年全球20次7级以上地震和全国43次（不含7级以上地震）5级以上地震前山西、内蒙、河北等地井水位前驱波现象进行了统计，并对强震前井水位前驱波的普遍性、前驱波所表现的特征以及影响前驱波响应能力的主要因素等问题进行了初步探讨，取得一些新的认识。

（1）在统计范围内多数地震前有前驱波记录，其比例可达65.1%（41/63），前驱波与地震的对应率在76.5%～92.%。对于映震能力较强的观测井而言，强震前井水位前驱波现象较为普遍。

（2）虽然井水位前驱波现象对于映震能力较强的观测井存在一定的普遍性，但是同一地震前不同观测井前驱波所表现的特征各不相同，同一观测井在不同地震前前驱波所表现的特征也各异。表现在前驱波起始时间与有效观测距离分布范围很广，时间从几分钟至十几天，且主要集中在7天以内，占93%；有效观测距离从74～19 028 km范围均有记录；相同地震不同观测井前驱波波动周期各不相同，同一观测井在不同地震前的波动周期也各异；前驱波波动幅度的范围也很大，由2～18 mm均有分布，同一次地震前不同观测井前驱波的波动幅度各不相同，同一观测井在不同地震前的波动幅度也各异；前驱波形态以脉动变粗、正弦波动、阶变型、单脉冲为主要特征，仅有少数观测井前驱波的波动形态存在相似性，多数观测井前驱波形态相差较大。这是由于第一不同观测井具有不同的井-含水层结构，不同的井-含水层结构对前驱波的响应能力则不同；第二不同地震有着不同的波形和震源参数，不同的波形和不同的震源参数则影响前驱波的周期、传播距离以及波动幅度的大小。

（3）与单井水震波相比，震前有前驱波记录次数略低于水震波记录，其比例在39.7%～50.7%之间；震前有前驱波记录的观测井占研究区观测井总数的比例可达 66.7%。井水位前驱波现象无论在记录次数上还是在空间上均具有一定的普遍性。

强震井水位前驱波现象较为普遍，且具有短临预报意义。但目前水位观测仪的灵敏度相对较低，只能记录到较大地震的前驱波，小震的前驱波太微弱，很难记到。除此之外，多数流体观测井是以地质、石油、冶金、煤炭、水利等部门的原有钻孔为基础，略经筛选定井成网的，绝大多数钻孔的原布设任务井非是地震前兆监测，很难完全符合台网的布设要求的观测井应在多震区与地震构造带；井点的选定尽可能靠近活动断裂带，特别是靠近活动断裂带的端点、拐点与交点等应力易集中的部位；井孔的选择尽可能选深井。因此优化目前地下流体监测台网，选择适合前驱波频率响应范围与灵敏度的观测仪器，是解决井水位前驱波地震短临预测问题的关键。