水溫微動態(tài)形成的水熱動力學與地熱動力學機制

車用太 何案華 魚金子

1）中國北京100029中國地震局地質(zhì)研究所

2）中國北京100085中國地震局地殼應力研究所

引言

自20世紀80年代末我國開展高精度井水溫度（簡稱水溫）觀測以來，除了在多次強震前觀測到信度較高的水溫前兆異常外，還在上百口井中觀測到水溫的同震響應，在幾十口井中觀測到水溫潮汐效應.筆者將上述水溫動態(tài)，即與地殼動力作用有關的井水溫度變化的信息，統(tǒng)稱為水溫微動態(tài).

Poly-AFPOs相對于單體而言,有很高的比旋光度.Poly-AFPO相比Poly(S)-TPBO有更高的聚合度、分子量和更窄的分子量分布(見表1),其原因有兩個：1)聚合過程中側(cè)鏈的阻礙作用??；2)聚合過程中沒有與溶劑發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移.與Poly(S)-TPBO聚合物類似,Poly-AFPOs具有很高的光學活性,而且也主要是由于在溶液中形成螺旋結構而導致的,不同的是Poly-AFPOs的旋光性與其對應單體的旋光性是相反的.

前人對水溫微動態(tài)形成機制已作過一些研究，提出了多種觀點.付子忠（1988）通過研究一些震例中的水溫異常，提出井水溫度微動態(tài)的形成是由地殼巖石受力變形與地熱作用耦合引起的.劉耀煒（2009）通過研究井水溫度的同震響應，認為井水溫度微動態(tài)的形成是含水層變形導致含水層內(nèi)地下水的上、下運動引起的.馬玉川（2010）通過研究井水溫度潮汐認為，當含水層受潮汐力作用而膨脹變形時，含水層上部水向下運動會使水溫下降，而含水層壓縮變形時下部水向上運動則使水溫上升.上述觀點所強調(diào)的是井水溫微動態(tài)的形成是含水層受力變形的直接結果，可統(tǒng)稱為井水溫度形成的巖體力學機制.

魚金子等（1997）在北京太平莊自流井觀測到地震波作用使井水位產(chǎn)生振蕩，井水中有大量氣泡逸出并伴有水溫同震階降的現(xiàn)象，認為自流熱水井水溫同震階降是由氣泡逃逸引起的.陳大慶等（2007）從理論上論證了氣泡逃逸論，并明確提出氣泡逃逸機制.

張永仙等（1991）通過研究泉水溫度動態(tài)的形成機制，認為水溫的變化與泉水流量的變化密切相關.石耀霖等（2007）通過研究唐山井水溫的同震響應提出了井水溫度變化的水動力學彌散觀點，并解釋了井水溫度的同震階變機制.尹寶軍（2010）在此基礎上提出了井筒內(nèi)水動力學彌散與井內(nèi)－井外的熱傳導模式，較好地解釋了井水溫度的同震響應及其后恢復過程.

2.2.1 混合對照品溶液 分別精密稱取丹皮酚、芍藥苷、沒食子酸、氧化芍藥苷、沒食子酸甲酯、丹皮酚原苷、苯甲酰氧化芍藥苷對照品各適量，加甲醇分別制成單一對照品貯備液；分別精密量取上述單一對照品貯備液各0.8 mL，置于同一10 mL棕色量瓶中，加甲醇定容搖勻，制成每1 mL含0.266 mg丹皮酚、0.798 mg芍藥苷、0.884 mg沒食子酸、1.393 mg氧化芍藥苷、0.143 mg沒食子酸甲酯、0.096 mg丹皮酚原苷、0.090 mg苯甲酰氧化芍藥苷的混合對照品溶液。

1 井－含水層熱系統(tǒng)及其對水溫動態(tài)的影響

觀測井及其外圍的熱主要來源于地熱.觀測井任何點上的溫度，不論水溫還是地溫都是地球內(nèi)部的熱由深處向地表釋放的結果.但由于觀測井－含水層系統(tǒng)中水溫與井筒外地溫之間、觀測井水溫與井中無水段氣溫之間均存在熱的不平衡與溫度的差異，導致各點溫度隨時間變化，即形成了動態(tài)水溫.因此，分析井水溫度的動態(tài)變化，必須先弄清楚井－含水層中的熱系統(tǒng).

首先，在地殼增溫帶范圍內(nèi)，井－含水層中的熱系統(tǒng)（圖1）存在兩個梯度.其一，井筒內(nèi)水（井水）中存在隨深度變化的水溫垂向梯度，一般為正值，但梯度值在各深度段上是可變化的，個別情況下局部還可能出現(xiàn)負梯度；其二，在井－含水層之間存在隨井筒外邊到含水層深處的距離而變化的水平向梯度，這種梯度不會太大，而且存在的范圍也不會很大，一般在幾—十幾米.在這兩個梯度帶內(nèi)存在水流運動，垂向梯度帶內(nèi)井水的上下運動將引起井筒內(nèi)熱的對流；水平向梯度帶內(nèi)井與含水層之間水的橫向運動，也必然引起井筒內(nèi)水的上下運動與相應的熱對流.其次，井筒內(nèi)井水與井筒外圍巖之間存在一個溫差與熱流.由于井筒內(nèi)水柱不斷上下運動，其間的熱平衡也不斷遭到破壞，從而導致其間的熱流（熱傳導）也在不斷變化.在某一深度上，當井水溫度高于圍巖地溫時，熱由井內(nèi)向井外傳導；當井水溫度低于圍巖地溫時，熱由井外向井內(nèi)傳導.再次，井水面上存在井水與大氣間的熱輻射，即不同介質(zhì)界面上電磁效應向熱物體外傳遞的熱效應.由此可見，井－含水層系統(tǒng)中的熱運動有3種基本形式，即熱對流、熱傳導和熱輻射，其方式?jīng)Q定了井筒內(nèi)某一點的水溫變化.

上述的水熱動力學機制，只適合于簡單的井－含水層水文地質(zhì)模型.如果觀測井有多個觀測含水層，且各含水層的滲透系數(shù)（K）與厚度（M）不同時，由于各層的導水系數(shù)（T＝KM）不同，同一力學作用下各含水層對井水溫度或熱變化的貢獻不同，再加上溫度傳感器放置深度不同，因此會導致更加復雜多樣的水位與水溫同震響應關系和水溫同震響應形態(tài).這種情況下，用水熱動力學機制解釋水溫微動態(tài)特征，顯然是復雜的.

上述的井－含水層熱系統(tǒng)分析，是指非自流井中水溫動態(tài)觀測的情況.自流熱水井中的情況則略有不同，主要有以下3點：① 井筒內(nèi)的水溫梯度值相對較小，其大小不完全取決于當?shù)氐牡販靥荻龋饕Q于熱水層的水溫與井口泄流處的水溫之差；② 井－含水層間的水流運動，也不是井水與含水層地下水之間水流方向的變化，而表現(xiàn)為含水層流入井內(nèi)的水流量變化；③ 井筒內(nèi)不會有水柱的上、下運動，而表現(xiàn)為井筒內(nèi)由下向上運動的水流速度發(fā)生變化.盡管存在上述不同，但對觀測井中某一點水溫動態(tài)的形成機制不會有根本的改變.

非自流井井水表面存在的熱輻射，對井中一定深度下水溫動態(tài)的影響并不大.其影響深度一般認為是當?shù)氐牡販睾銣貙由疃?，平原區(qū)多為20—30m，高山峽谷區(qū)可達100m左右.

關于井水溫度的同震及震后變化機制的另一種觀點是，水溫震后效應是由井－含水層系統(tǒng)的水文地質(zhì)條件變化所致（史浙明等，2013）.該觀點認為在地震波的強烈作用下含水層巖體結構發(fā)生變化，如含水裂隙被沖開或被堵塞，導致其滲透性或?qū)园l(fā)生改變，甚至造成新的裂隙，使不同溫度的含水層地下水彼此溝通等，從而改變了井筒內(nèi)水溫梯度以及不同含水層水流對井水的熱貢獻比例等.這種觀點有一定的合理性，但目前尚難以確認.

當心理調(diào)整不起作用的時候，不如先提高技術水平。我認為在技術水平不可提高或者相同的情況下，心理素質(zhì)的強弱才對結果有影響。否則，都應該更重視技術水平的提高。

2 水熱動力學機制

水熱動力學機制指井水溫度的變化是由水流運動引起的機制.當含水層受到力的作用而變形破壞并導致孔隙壓力變化時，會引起井－含水層間與井筒內(nèi)的水流運動，此時在兩個水溫梯度作用下會產(chǎn)生井筒內(nèi)各深度上的水溫變化.同樣，當含水層內(nèi)存在地下水的補給與排泄作用時，也會按此機制引起井水溫度變化.這種變化屬于水溫的宏觀動態(tài).很顯然，水熱動力學機制下井水溫度的變化與井水位的變化密切相關，如表1所示.由表1可見，不同條件下，特別是水溫梯度特征不同的情況下，同一水文地質(zhì)條件或地球動力作用下可能表現(xiàn)出水溫動態(tài)的不同特征.

表1 水熱動力學機制下井水溫度變化特征Table 1 Characteristics of water temperature variation in a well under water-heat dynamics mechanism

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水溫的同震響應與水位同震響應的關系更為復雜.據(jù)劉耀煒（2009）統(tǒng)計，2008年5月12日汶川MS8.0地震時，全國地下流體臺網(wǎng)中水溫和水位均有同震響應的井共有97口，二者的關系可分為6種情況，如表3所示.這種復雜的情況也可用水熱動力學機制給出合理的解釋（圖4）.井水位振蕩意味著井筒內(nèi)不同溫度的水上下混合.當井水溫度梯度為正時，混合結果使水溫梯度線斜率改變.井水上下混合后井筒上半部水溫升高、下半部水溫下降，因此溫度傳感器若放置在井筒下半部時會記錄到水溫下降（圖4a中A型），而傳感器若放置在井筒上半部時則會記錄到水溫上升（圖4a中B型）.在井水溫度梯度值為正的井中，當水溫傳感器放置在觀測含水層以上時，井水位上升時水溫梯度線上移，井中某一點的水溫上升（圖4b中C型）；井水位下降時水溫梯度線下移，井中某一點的水溫下降（圖4c中E型）.在井水溫梯度值為負的井中，若將水溫傳感器放置在觀測含水層以上，井水位上升時水溫梯度線上移，井中某一點的水溫下降（圖4d中D型）；井水位下降時水溫梯度線下移，井中某一點的水溫上升（圖4e中F型）.

(4)對于CFRP布加固簡支下表面裂紋DF梁,裂紋處轉(zhuǎn)角跳躍值隨載荷增加而增大,隨著CFRP布加固含量H2的增加,CFRP布加固裂紋梁的撓度減小,且裂紋效應逐漸減弱,最后幾乎完全消失.

表2 塔院井6個深度上水溫潮汐基本特征比較Table 2 Basic features of water temperature tide at six depths of the well Tayuan

表3 汶川MS8.0地震水溫與水位同震響應的組合類型Table 3 Combination types of coseismic response of water temperature and water level of Wenchuan MS8.0earthquake

圖4 井水位與水溫同震響應組合關系多樣性的水熱動力學機制解釋虛線為井水溫度的原梯度線；實線為同震響應后井水位變化引起的水溫梯度線變化（a）井水位振蕩時，井筒上半部水溫上升，下半部水溫下降；（b）水溫梯度值為正時，井水位上升，井水溫上升；（c）水溫梯度值為正時，井水位下降，井水溫下降；（d）水溫梯度值為負時，井水位上升，井水溫下降；（e）水溫梯度值為負時，井水位下降，井水溫上升Fig.4 Explanation of several combination relations of coseismic response of water level and water temperature by using water-heat dynamic mechanism where dashed line denotes original gradient of water temperature，solid line denotes the gradient of water temperature resulted from change in water level after coseismic response（a）If water level oscillates，water temperature rises in upper half of a well and drops in lower half of the well；（b）If the gradient of water temperature in a well is positive，water level rises，water temperature also rises；（c）If the gradient of water temperature in a well is positive，water level drops，water temperature also drops；（d）If the gradient of water temperature in a well is negative，water level rises，water temperature drops；（e）If the gradient of water temperature in a well is negative，while water level drops，water temperature rises

對于觀測井某一深度處水溫背景值與水溫動態(tài)的分析，無疑應放在這個熱系統(tǒng)中進行.某一深度處水溫的背景值，主要取決于該地大地熱流作用下形成的地溫梯度，此梯度與井筒內(nèi)的水溫梯度相近，但二者是有差異的.目前由于離開鉆孔還無法測得地溫梯度，所以一般忽視了這種差異，認為水溫梯度就是地溫梯度，其實不然.某一深度的水溫動態(tài)雖取決于多種因素，但主要取決于井－含水層間水（熱）流運動與兩個梯度及井水與圍巖之間的熱平衡與熱傳導，有時還可能與當?shù)卮蟮責崃髯饔玫淖兓嚓P.

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但是，有些水溫微動態(tài)的形成是無法用水熱動力學機制解釋的.例如，井水溫度變化后，為什么有時逐漸恢復？為什么恢復時間有長有短？甚至為什么有時又不能恢復？特別是無水的干井中為什么也可記錄到地溫同震階變？這些矛盾，說明了水熱動力學機制盡管可以解釋很多水溫微動態(tài)的形成機制，但也有很多現(xiàn)象是無法解釋的.因此，下面又提出了另一類機制——地熱動力學機制.

3 地熱動力學機制

地熱動力學機制指井水溫度的變化是由固體（巖土）介質(zhì)的熱傳導引起的，是一種與井筒或井－含水層系統(tǒng)中水熱運動無關的機制.這種機制可以合理地解釋井水溫度同震響應之后的兩類變化：一類是同震響應逐漸消失；另一類是同震響應“長久”不消失，或井水溫度背景值發(fā)生變化的震后效應（圖5）.

圖5a為山東省蒙陰井汶川MS8.0地震時的水溫同震響應及震后效應記錄圖.該井深491m，觀測含水層為頂板埋深331m的第四系（Q）砂礫石孔隙承壓含水層.水溫同震響應為下降，但震后水溫很快轉(zhuǎn)為上升，約8小時后水溫完全恢復到震前水平.據(jù)107口井對汶川地震的水溫震后效應統(tǒng)計（趙剛等，2008），約占38%的井屬于此類.但各井震后水溫恢復到震前水平所需的時間長度差異很大，其中短者僅為1—2小時，長者則需3—10天.對于這類井的水溫震后恢復機制，可用井筒內(nèi)水熱（溫）與井筒外地熱（溫）的熱（溫度）平衡和熱傳導的地熱動力學機制給出合理的解釋.各井水溫震后恢復時間之所以有長有短，主要取決于井筒外巖土層的熱傳導能力.不同巖石的導熱系數(shù)，以及裂隙化程度有差異的同一種巖石的導熱系數(shù)差異都較大（表4），表現(xiàn)為井筒外圍巖的導熱系數(shù)大，井筒內(nèi)水溫的震后恢復時間就短；井筒外圍巖的導熱系數(shù)小，井筒內(nèi)水溫的震后恢復時間則長.

圖5 b與圖5c分別為四川省南溪井與陜西省周至井的水溫同震響應及震后效應記錄圖.南溪井深101m，觀測層為頂板深僅5m的上三迭統(tǒng)（T3xj）石英砂巖裂隙承壓水層；汶川地震的同震響應為上升，升幅為0.14℃，上升后一直保持在高值上.周至井深3 201m，觀測層為頂板埋深1 100m的上第三系（N2）砂巖孔隙承壓水層，井水自流；汶川地震的同震響應為突降轉(zhuǎn)緩降，下降過程持續(xù)8天，降幅為0.5℃，然后一直保持在低值上.

魚金子等（1997）通過對太平莊井水溫潮汐效應的研究提出了水動力學機制；車用太等（2008）通過對水溫同震響應的研究提出熱對流與熱傳導機制；魚金子等（2012）通過研究金沙江水網(wǎng)對日本2011年3月11日MS9.0地震的同震響應及震后變化，提出水熱動力學機制與地熱動力學機制的概念，認為前者指水溫變化是由帶熱的水流引起的，后者指水溫變化是由井水與外圍巖石之間的熱傳導或井區(qū)大地熱流作用引起的.

表4 常見巖石的導熱系數(shù)Table 4 Heat conductivity of common rocks

圖5 汶川MS8.0地震的3個典型的水溫同震響應及震后效應記錄圖（a）同震下降－震后恢復型；（b）同震上升－震后高值型；（c）同震下降－震后低值型Fig.5 Three recordings of typical coseismic response to the Wenchuan MS8.0earthquake and post-seismic change of water temperature in some wells（a）Coseismic response drops，post-seismic effect is resumable（Mengyin well，Shandong Province）；（b）Coseismic response rises，post-seismic effect keeps on a high value（Nanxi well，Sichuan Province）；（c）Coseismic response drops，post-seismic effect keeps on a lower value（Zhouzhi well，Shanxi Province）

3.3.4 來自臨床醫(yī)療領域的質(zhì)疑和挑戰(zhàn) 醫(yī)生是影響APN角色發(fā)展主要障礙之一[18]。部分醫(yī)生質(zhì)疑APN角色主要原因包括APN的執(zhí)業(yè)范圍與醫(yī)生存在潛在重疊并間接導致行醫(yī)領域的縮小和受限、APN的自主性和獨立性程度、APN承擔醫(yī)療事故中法律責任與否以及APN的技能和專業(yè)知識能否勝任。此外，任何將工作移交給護士做法可能導致醫(yī)生收入損失，如APN獨自處理一些預防性疾病、長期護理咨詢和隨訪。老年慢性病患者照顧者發(fā)現(xiàn)，影響其承擔并繼續(xù)發(fā)揮照顧功能的主要障礙包括護理角色強度大、缺乏足夠社區(qū)支持與缺少醫(yī)護團隊協(xié)作。缺少醫(yī)護團隊合作更是一個負性因素，直接影響患者和醫(yī)護之間共同決策，導致雙方權力失衡[7]。

對于上述兩種震后效應的機制，目前有兩種不同的觀點.一種觀點是，井區(qū)大地熱流作用強度發(fā)生變化，即用地熱動力學機制解釋.大地熱流是由地球內(nèi)部向地球外通過熱傳導作用釋放的熱，一般用熱流密度（q）表示，其大小取決于地殼介質(zhì)的導熱系數(shù)（к）與地溫梯度（ΔT／Δh），即q＝к（ΔT／Δh）.全球的平均熱流密度為（63±6）mW／m2，我國大陸為40—70mW／m2.總體上南北構造帶、華北平原帶、東南沿海帶等多震強震區(qū)偏高，塔里木盆地、鄂爾多斯塊體等少震弱震區(qū)偏低（高文學等，2000）.一般認為，各地的大地熱流值是長期穩(wěn)定的，短時可視為穩(wěn)定不變，但由上述強震區(qū)高熱流值與弱震區(qū)低熱流值的事實推測地震活動可改變各地的大地熱流值.任雅瓊等（2012）利用DODIS衛(wèi)星觀測資料系統(tǒng)地研究了依蘭—伊通斷裂帶2000—2011年地表溫度變化，發(fā)現(xiàn)2011年3月11日日本MS9.0地震前2個月有明顯的降溫異常.這一發(fā)現(xiàn)佐證了地震活動可改變有關地區(qū)大地熱流作用強度的認識.近幾年我國對震前熱紅外異常的研究逐步加深，尤其是關于汶川地震的震區(qū)及外圍地區(qū)震前、震時與震后的異常.多數(shù)研究者認為熱異常出現(xiàn)在震前幾—幾十天，發(fā)震前后一兩天熱異常表現(xiàn)最為強烈，而震后的熱異常則有很快消失與久不消失之別（王成喜等，2009；李美等，2010；張元生等，2010），甚至有的在外圍地區(qū)震后幾十天才出現(xiàn)熱異常（程建等，2010）等復雜現(xiàn)象.這些結果進一步表明，無論震前還是震后都存在著地熱的顯著異常.因此，大震后井水溫度的“永久”性變化，可認為是由井點所在區(qū)的大地熱流作用強度變化引起的動態(tài)背景值的變化.

楊竹轉(zhuǎn)（2011）于2007年12月—2008年11月在北京塔院井的6個深度上進行了水溫潮汐特征差異性的試驗觀測研究.塔院井深361m，套管設置深度為0—252m，觀測含水層是頂板埋深為252m的J2t凝灰?guī)r裂隙承壓含水層（圖2a）.井水溫度梯度基本特征如下：30—80m井段為正梯度，80—184m井段為負梯度，184m以下井段又變?yōu)檎荻龋▓D2b）.在48，85，130，178，184和187m等6個深度上分別進行水溫潮汐動態(tài)觀測，并與水位潮汐動態(tài)進行比較，其結果如圖3所示.顯然，不同深度上觀測到的水溫潮汐特征差異明顯（表2），特別是130和178m深度上觀測到的水溫潮汐相位與水位潮汐相位相反，即井水位上升時水溫下降，而井水位下降時水溫上升，這樣的特征可能與此井段（相當于第四系孔隙含水層段）水溫負梯度有關；184和187m深度上水溫潮汐相位與水位潮汐相位一致，可能與此井段水溫正梯度有關.由此可見，水溫潮汐微動態(tài)形成機制可用水熱動力學機制予以很好的解釋.

綜上，一般情況下影響井水溫度動態(tài)的主要因素是井－含水層間及井筒內(nèi)的水流運動，其次是井水與井筒外巖石間存在的溫度差異.筆者將這兩類因素作用下產(chǎn)生的水溫動態(tài)，在形成機制上分別歸納為水熱動力學機制與地熱動力學機制.

干井中地溫的同震響應及震后效應的記錄是支持強震導致井區(qū)大地熱流作用強度變化的有力依據(jù).圖6為青海省德令哈井地溫對汶川地震的同震響應及震后效應曲線.該井深88m，為無水干井，井底巖石為華力西期花崗巖（γ4）；同震階升（升幅0.01℃），接著緩升約10天（升幅0.007℃）后，穩(wěn)定在高值上.類似的情況在青海西寧井（干井，深105.6m，觀測層為N含石膏砂巖）的地溫動態(tài)中也曾出現(xiàn).顯然，上述干井中地溫的同震響應及震后效應肯定是地熱動力學作用機制.

圖6 青海省德令哈干井中地溫對汶川MS8.0地震的同震響應及震后效應曲線Fig.6 Recordings of coseismic response to the Wenchuan MS8.0earthquake and post-seismic change of earth temperature in a dry well，Delingha，Qinghai Province

4 水熱動力學與地熱動力學的復合機制

水熱動力學機制與地熱動力學機制是兩種基本機制，可以用來解釋較為簡單的井－含水層系統(tǒng)井水溫度微動態(tài)的形成.但當井－含水層系統(tǒng)較為復雜時，如與觀測井相連通的含水層為多層時，用這兩種基本機制尚難以圓滿地解釋水溫微動態(tài)的形成.

2008年5月6－15日在四川省西昌川03井3個不同深度（395，595和765m）上同步觀測到汶川地震前、后的水溫微動態(tài)曲線（圖7a）.該井深765m，套管深0—40m，觀測含水層有多個，除了39.95—100.02m間第三系半膠結的砂礫石孔隙水層外，以下有8個含鐵輝長巖與釩鈦磷鐵礦層裂隙含水層，但各層的滲透系數(shù)和厚度均不同（圖7b）.井筒內(nèi)水溫梯度為正，但各井段的梯度大小差異較大，最低為1.234℃／hm，最高可達3.353℃／hm，平均為2.3586℃／hm（圖7c）.在此種復雜多變的水文地質(zhì)與地熱條件下，井水溫的同震響應（表5）和水溫潮汐效應（表6）都表現(xiàn)得相當復雜，不可能用上述兩種機制予以合理解釋.淺層（395m）水溫微動態(tài)的形成可能以水熱動力學機制為主，深層（765m）水溫微動態(tài)形成可能以地熱動力學機制為主，而中層（595m）水溫微動態(tài)可能是水熱動力學與地熱動力學共同機制下形成的.但利用現(xiàn)有的資料尚難以給出令人信服的論證.

圖7 四川西昌川03井3個不同深度上水溫微動態(tài)（a）、井孔水文地質(zhì)特征（b）和井水溫度梯度變化（c）圖Fig.7 Micro-behavior of water temperature at three depths（a），hydrogeological characteristic of well hole（b）and change in gradient of water temperature（c）in the well Chuan03，Xichang，Sichuan Province

表5 川03井3個不同深度水溫的汶川地震同震響應與震后效應特征比較Table 5 Characteristics of coseismic response to Wenchuan MS8.0earthquake and post-seismic change of water temperature at three depths of the well Chuan03

表6 川03井3個不同深度水溫的潮汐效應特征比較Table 6 Tide response of water temperature at three depths of the well Chuan3

由此可見，井水溫度微動態(tài)的形成機制，在井孔水文地質(zhì)與地熱條件復雜多變時，表現(xiàn)得相當復雜，尚需進一步研究.特別是在弄清井孔水文地質(zhì)條件與精密測量水溫梯度的前提下，除了開展水動力學與熱動力學的綜合研究，重點剖解一些典型井孔的觀測資料外，還需開展必要的物理實（試）驗與數(shù)值模擬研究，以深化對井水溫度微動態(tài)形成機制的認識，提升井水溫度觀測及其動態(tài)分析的科學性.

5 討論與結論

井水溫度觀測已發(fā)展成為我國地震地下流體前兆觀測的第二大主測項，不僅在多次強震前記錄到成組的水溫前兆異常，而且還記錄到潮汐效應、同震響應及震后效應等重要的地球動力學作用信息.然而，目前對上述水溫微動態(tài)的形成機制眾說紛紜.筆者在前人研究的基礎上，經(jīng)過進一步的分析研究，對水溫微動態(tài)形成機制歸納為兩類基本機制：水熱動力學機制和地熱動力學機制.

現(xiàn)場采樣依據(jù)《環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》，選擇正確的采樣方法，然后正式取樣。采樣時要現(xiàn)場填寫采樣記錄。對水質(zhì)的物理特性，如顏色、氣味、渾濁度等進行現(xiàn)場描述，記錄采樣時間、點位、天氣、氣溫、采樣量、采樣儀器和現(xiàn)場測定項目等。詳細核查采樣記錄的完整性，必要時可以重復相似條件采樣。另外，采集的水樣量應滿足化驗和復驗的需要，全分析水樣應不少于5 L，單項分析用水樣應不少于0.3 L。

水熱動力學機制的核心是井水中某一點的溫度變化是由井－含水層間與井筒內(nèi)伴隨著水流運動產(chǎn)生的熱對流作用引起的.這種機制可以很好地解釋井水溫度的潮汐效應與同震響應.地熱動力學機制的核心則是井中某一點的溫度變化是由井水與井筒外圍巖間熱傳導及井區(qū)大地熱流作用強度的變化引起的.井筒內(nèi)外熱傳導機制較好地解釋了井水溫度同震響應后可恢復的變化過程，大地熱流作用強度變化機制則較好地解釋了井水溫度同震響應后不可恢復的“永久”性變化.

然而，水溫微動態(tài)的特征十分復雜，其形成機制也相當復雜.用上述的水熱動力學機制和地熱動力學機制尚難以解釋已記錄到的某些水溫微動態(tài)特征.

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