衡水冀16井水位异常分析

罗 娜盛艳蕊王 静丁志华宋 昭赵志远张国苓乔子云邢台红山基准台，河北邢台 054000河北省地震局，石家庄 050021

衡水冀16井水位异常分析

罗 娜1）盛艳蕊2）王 静1）丁志华2）宋 昭1）赵志远1）张国苓2）乔子云2）
1）邢台红山基准台，河北邢台 054000
2）河北省地震局，石家庄 050021

衡水冀16井终孔深度1700.41 m，属高温自流井，水温79.5℃，总矿化度44.8 g/L，气体总量较大，水型属氯化物重碳酸钠型水，不受大气降雨、地表水直接渗入补给。井孔位于华北平原沉降带冀中新河凸起高点上，属邢台—河间地震带。衡水井水位2014年10月27日4时31分至38分，水位由0.1630 m上升至0.2218 m，上升幅度为0.0588 m，28日后在高水位开始出现明显台阶变化。衡水冀16井水位异常变化经河北省地震局和红山基准台工作人员于2014年10月30日进行了现场落实与调查，通过仪器运行检查、对比观测、水温分析、周围环境因素调查等，确定了异常性质，对水位上升及阶变异常机制进行了分析。

1　异常调查

对供电系统进行检查，测量供电电瓶电压值在正常工作范围内，表明供电系统正常；然后对水位进行了校测，水位校测结果与实际变化情况相符。为了进一步确定数据可靠性，安装备用ZKGD3000-N仪器与原有观测仪器在同一井管进行对比观测，发现两套仪器的观测数据变化趋势一致，通过平移两条曲线完全重合，相关系数为0.998，说明观测仪器运行正常，观测数据可信。从水温数据的变化规律分析，资料变化形态平稳，没有大幅上升改变，基本排除地下介质压力变化导致的水位上升。

观测井周围主要环境干扰因素有养鱼场、屠宰场、洗浴等，3个场所用水均取自观测井泄流口排水池。发现井孔附近无温泉、温室等地热项目的开发建设，养鱼场两口150 m深的冷水井与观测井1700 m深的热水井处于不同含水层，排除养鱼场的抽水活动造成水位异常的因素。屠宰场用水时间集中在每天凌晨3 时00分至5时30分之间，为了满足用水量增加需求，工人用砖头堵住泄流口排水池，导致泄流管被淹没在水面之下，而此时间段与水位异常出现的时间较为接近，将砖头拿开排水池排水顺畅后，水位下降，数据恢复正常。

2　异常机制分析

排水池泄流口被堵后，随着水面上升，泄流管逐渐淹没在排水池水面下，排水口水面压力增大，排水流量减少导致水位上升。由于观测井含有大量的气体，一些小气泡就会附着在管壁上，大量小气泡凝聚并形成大气泡在管壁聚集，挤占了管道的部分空间，相当于泄流口管径变细，导致水位小幅上升；另一方面，由于泄流不稳定，水流冲击力变大时，一部分小气泡破裂，另一部分会流出管道（实际观察时也发现有气泡从泄流口排出），破裂气泡所占空间被井水填补后，水流量就会变大，造成水位小幅下降；水位下降后，由于排水口面压力大的原因，一些气泡又会在管壁聚集，一个新的周期形成，造成数据反复出现台阶。

3　结论

综合分析认为，衡水冀16井水位异常变化是观测环境因素变化造成的，不是地震前兆异常。水位上升变化是由于泄流口排水池被堵造成的，由于该井孔含有大量的气体，才会导致在水位上升变化的背景上同时出现台阶性变化。动水位比静水位在映震方面具有先天优势，而泄流量对动水位观测具有很大影响，为了减少观测环境因素对该井孔的影响，对泄流管进行了弯管改造。