衡水冀16井水位異常分析

羅 娜盛艷蕊王 靜丁志華宋 昭趙志遠張國苓喬子云邢臺紅山基準臺，河北邢臺 054000河北省地震局，石家莊 050021

衡水冀16井水位異常分析

羅 娜1）盛艷蕊2）王 靜1）丁志華2）宋 昭1）趙志遠1）張國苓2）喬子云2）
1）邢臺紅山基準臺，河北邢臺 054000
2）河北省地震局，石家莊 050021

衡水冀16井終孔深度1700.41 m，屬高溫自流井，水溫79.5℃，總礦化度44.8 g/L，氣體總量較大，水型屬氯化物重碳酸鈉型水，不受大氣降雨、地表水直接滲入補給。井孔位于華北平原沉降帶冀中新河凸起高點上，屬邢臺—河間地震帶。衡水井水位2014年10月27日4時31分至38分，水位由0.1630 m上升至0.2218 m，上升幅度為0.0588 m，28日后在高水位開始出現(xiàn)明顯臺階變化。衡水冀16井水位異常變化經(jīng)河北省地震局和紅山基準臺工作人員于2014年10月30日進行了現(xiàn)場落實與調(diào)查，通過儀器運行檢查、對比觀測、水溫分析、周圍環(huán)境因素調(diào)查等，確定了異常性質(zhì)，對水位上升及階變異常機制進行了分析。

1　異常調(diào)查

對供電系統(tǒng)進行檢查，測量供電電瓶電壓值在正常工作范圍內(nèi)，表明供電系統(tǒng)正常；然后對水位進行了校測，水位校測結(jié)果與實際變化情況相符。為了進一步確定數(shù)據(jù)可靠性，安裝備用ZKGD3000-N儀器與原有觀測儀器在同一井管進行對比觀測，發(fā)現(xiàn)兩套儀器的觀測數(shù)據(jù)變化趨勢一致，通過平移兩條曲線完全重合，相關(guān)系數(shù)為0.998，說明觀測儀器運行正常，觀測數(shù)據(jù)可信。從水溫數(shù)據(jù)的變化規(guī)律分析，資料變化形態(tài)平穩(wěn)，沒有大幅上升改變，基本排除地下介質(zhì)壓力變化導(dǎo)致的水位上升。

觀測井周圍主要環(huán)境干擾因素有養(yǎng)魚場、屠宰場、洗浴等，3個場所用水均取自觀測井泄流口排水池。發(fā)現(xiàn)井孔附近無溫泉、溫室等地熱項目的開發(fā)建設(shè)，養(yǎng)魚場兩口150 m深的冷水井與觀測井1700 m深的熱水井處于不同含水層，排除養(yǎng)魚場的抽水活動造成水位異常的因素。屠宰場用水時間集中在每天凌晨3 時00分至5時30分之間，為了滿足用水量增加需求，工人用磚頭堵住泄流口排水池，導(dǎo)致泄流管被淹沒在水面之下，而此時間段與水位異常出現(xiàn)的時間較為接近，將磚頭拿開排水池排水順暢后，水位下降，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

2　異常機制分析

排水池泄流口被堵后，隨著水面上升，泄流管逐漸淹沒在排水池水面下，排水口水面壓力增大，排水流量減少導(dǎo)致水位上升。由于觀測井含有大量的氣體，一些小氣泡就會附著在管壁上，大量小氣泡凝聚并形成大氣泡在管壁聚集，擠占了管道的部分空間，相當于泄流口管徑變細，導(dǎo)致水位小幅上升；另一方面，由于泄流不穩(wěn)定，水流沖擊力變大時，一部分小氣泡破裂，另一部分會流出管道（實際觀察時也發(fā)現(xiàn)有氣泡從泄流口排出），破裂氣泡所占空間被井水填補后，水流量就會變大，造成水位小幅下降；水位下降后，由于排水口面壓力大的原因，一些氣泡又會在管壁聚集，一個新的周期形成，造成數(shù)據(jù)反復(fù)出現(xiàn)臺階。

3　結(jié)論

綜合分析認為，衡水冀16井水位異常變化是觀測環(huán)境因素變化造成的，不是地震前兆異常。水位上升變化是由于泄流口排水池被堵造成的，由于該井孔含有大量的氣體，才會導(dǎo)致在水位上升變化的背景上同時出現(xiàn)臺階性變化。動水位比靜水位在映震方面具有先天優(yōu)勢，而泄流量對動水位觀測具有很大影響，為了減少觀測環(huán)境因素對該井孔的影響，對泄流管進行了彎管改造。