井水位对气压和潮汐的响应特征与机理研究

来贵娟

（中国地震局地球物理研究所，北京100081）

的放大效应最为明显。论文中还将上述结果与未考虑沉积环境的模型模拟结果进行对比，指出沉积环境主要影响了盆地聚焦效应的分布以及加速度反应谱中特定周期的地震动反应分布。

本论文中使用的数值模拟方法为基于ADINA软件的显示有限元方法。通过二次开发在ADINA软件中加入了人工透射边界，从而使其可以模拟无限域中地震波向计算区外传播的过程，建立了模拟局部场地地震反应的数值模拟方法。

关键词沉积环境；玉溪盆地；盆地效应；ADINA；透射边界；二次开发

中图分类号：P315.72＋3；

文献标识码：A；

doi：10.3969/j.issn.0235-4975.2015.02.013

（作者电子信箱，李铁飞：2fen222@163.com）

井水位对气压和潮汐的响应特征与机理研究

来贵娟

（中国地震局地球物理研究所，北京100081）

井水位作为一种灵敏的体应变仪，是一种重要的前兆观测资料，有望用于提取地下应力和介质变化信息。目前我国已建成较为密集的地震地下水观测井网，积累了大量的波形记录，为建立地下水位变化模型、提取应力及介质变化信息和开展地震预测研究等提供了基础性平台。然而，由于井水位受多种因素影响，水位变化的信噪比很低，从水位中提取含水层物性和应力变化的模型、方法和规律都有待深入研究。

本论文围绕井水位对气压和潮汐这两种天然载荷的响应特征与机理开展研究。从中国大陆地震地下水观测井网选取了一些气压和水位较为连续、稳定的台站资料，用于发展井水位微弱信号分析方法；利用汶川地震和芦山地震水位资料，分析同震水位阶变类型，区分动态和静态应力变化的作用；利用全频带气压响应分析井水含水层的承压特性，尝试反演含水层物性；选取潮汐响应敏感的台站，利用水位对潮汐的相位响应进行含水层渗透率变化的分析。研究得出：

（1）通过井水位传递函数的多次叠加可以大幅度提高信噪比，首次在一些台站获得了井水位对气压的全频带响应。

（2）发展了全频带气压响应拟合反演含水层物性的方法，相对于低频带和几个潮汐频点拟合，全频带拟合可以提高反演的可靠性，降低强能量潮汐频点的影响。分析了含水层的承压状况以及井筒的储集效应，计算获得了承压含水层的压缩系数、孔隙度等参数。

（3）汶川地震近场水位阶变主要与静态应力变化有关，而芦山地震400km范围内的井水位同震响应与静态应力变化无关，这种差别可能与地震能量和地质构造等因素有关。

（4）无论汶川地震还是芦山地震，不管水位同震变化是上升还是下降，多数台站同震引起的含水层渗透率都增大，表明渗透率的增强可能主要与动态应力有关，而与静态应力变化关系不大。

（5）芦山地震引起的水井渗透率增大在震后一年内基本恢复到震前水平，而汶川地震引