陜鼓井水位上升異常原因分析

王磊

摘 要：利用實(shí)測(cè)水位、與往年模擬觀測(cè)資料對(duì)比、與固體潮對(duì)比分析、與雨量對(duì)比分析、與當(dāng)?shù)氐叵滤畡?dòng)態(tài)對(duì)比分析、等手段對(duì)陜鼓井水位上升異常進(jìn)行全面分析，認(rèn)為：多年的水位下降，成井孔附近的含水層下降，可能會(huì)引起井孔附近圍巖的塌陷或破裂，形成新的地下水涇流通道，山前承壓水、雨量充沛補(bǔ)給充足可能導(dǎo)致陜鼓井水位的上升，以及高陵M4.4地震大量余震導(dǎo)致陜鼓井水位的上升。

關(guān)鍵詞：陜鼓井；水位；異常

中分類號(hào)：P315.723 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）08-0172-02

地下流體作為地震監(jiān)測(cè)的重要手段之一， 一直被研究人員關(guān)注。尤其是5.12汶川大地震后，全國(guó)地應(yīng)力發(fā)生了改變。陜鼓井水位自2004年數(shù)字化觀測(cè)以來持續(xù)下降，2010年2月12日開始轉(zhuǎn)折上升，6月底與8月初經(jīng)過2次短暫回落后持續(xù)上升，目前已經(jīng)累計(jì)上升780mm。在2010年5月水位上升后我們?cè)F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查過，當(dāng)時(shí)分析認(rèn)為陜鼓廠觀測(cè)井處于驪山山前的洪積平原附近，周邊地層大多為沙、粉沙及亞粘土，透水性較強(qiáng)；而且2010年2月份以來比往年要陰濕，雨水充足，使得山前承壓水補(bǔ)給充足，可能導(dǎo)致靠近山邊的陜鼓井水位處于上升趨勢(shì)。在隨后7個(gè)月內(nèi)，水位仍持續(xù)上升，情況自觀測(cè)以來比較罕見，本文分析了陜鼓井水位上升異常的可能性，這對(duì)于今后更好的利用該臺(tái)觀測(cè)資料進(jìn)行地震預(yù)報(bào)有一定幫助。

1 臺(tái)站概況

陜鼓廠觀測(cè)井位于東經(jīng)109°17′48″，北緯34°23′18″，海拔571米，地處汾渭地震帶渭河斷陷與秦嶺北側(cè)大斷裂交匯的驪山北麓，NWW向斷裂與NNE向斷裂從此經(jīng)過， 斷裂帶南側(cè)為太古界混合巖。成井于1984年5月，深129.5米，井孔直徑600毫米，12#鑄鐵管下至80米，地表層用粘土封堵，鐵管以下礫石回填。地表為Q2，Q3黃土淺水層，其中夾高導(dǎo)水性礫石和含礫細(xì)沙巖各一層，礫石層埋深17.6—20.8米，細(xì)礫層埋深44.3—48.1米。如圖1所示。

1998年1月8日涇陽(yáng)ML5.4地震和2007年2月24日臨潼ML3.3級(jí)地震，發(fā)震前陜鼓井水位出現(xiàn)了雙峰走勢(shì)。如圖2所示。

2 異常分析

2.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)水位

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)水位23.16米，與儀器產(chǎn)出數(shù)據(jù)23.28米基本相符合。說明儀器的產(chǎn)出數(shù)據(jù)真實(shí)反映了觀測(cè)井水位的變化。

2.2 與往年模擬觀測(cè)資料對(duì)比

陜鼓井1994年初開始模擬觀測(cè)，期間除在觀測(cè)初期曾出現(xiàn)5個(gè)多月的上升外，水位一直持續(xù)下降，在1998年1月5日涇陽(yáng)4.8級(jí)地震時(shí)年動(dòng)態(tài)較以前明顯，像目前連續(xù)10個(gè)月的持續(xù)上升現(xiàn)象未曾出現(xiàn)過。如圖3所示。

2.3 與固體潮對(duì)比分析

無論正常時(shí)段，還是異常時(shí)段陜鼓井水位均能一定程度上反應(yīng)潮汐變化形態(tài)。如4、5所示。

2.4 與雨量對(duì)比分析

2010年雨量與近幾年相比相對(duì)充沛（2009年儀器故障，降雨量低于2008年），與水上升可能存在一定關(guān)系，但從具體時(shí)間上分析，降雨集中在7、8月份，而陜鼓井水位從2月初就已經(jīng)開始上升，對(duì)應(yīng)關(guān)系不明顯。如圖6所示。

2.5 與當(dāng)?shù)氐叵滤畡?dòng)態(tài)對(duì)比分析

我們?nèi)ギ?dāng)?shù)厮苷臼占烁浇?0個(gè)井2010年的觀測(cè)資料，為了對(duì)比分析，又從市水?？傉臼占皆?0個(gè)井的2009年資料以及部分2008年資料，處理分析后發(fā)現(xiàn)大部分井水位處于上升趨勢(shì)，尤其是與陜鼓井相鄰的84#與A402#，2010年度的上升幅度也相仿。但與往年對(duì)比分析來看，其他觀測(cè)井年動(dòng)態(tài)變化相對(duì)平穩(wěn)，只有陜鼓井年動(dòng)態(tài)差異較大；并且其他井水位上升都是在6月份以后。說明陜鼓井水位上升可能為一個(gè)單點(diǎn)的異?，F(xiàn)象。

2.6 周邊水庫(kù)調(diào)查

在臺(tái)站東偏南方向2.1公里有一個(gè)玉川水庫(kù)，如圖7所示。從水庫(kù)看管人員處了解到該水庫(kù)已規(guī)劃建為生態(tài)農(nóng)業(yè)園，曾在2009年初進(jìn)行全面改造，當(dāng)時(shí)水全部排出，目前水庫(kù)蓄水深度僅為2米多，排水時(shí)間與陜鼓井水位上升時(shí)間不相符，另外水庫(kù)的庫(kù)容水量不大，對(duì)陜鼓井水位的上升影響不大。

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)陜鼓井異常的調(diào)查，初步得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：（1）經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)水位實(shí)測(cè)，與儀器觀測(cè)到的數(shù)據(jù)相符，排除了儀器故障的因素。（2）通過對(duì)理論固體潮對(duì)比分析，該井的水位固體潮變化正常。（3）水位上升與2010年雨量充沛可能有一定的關(guān)系，但具體時(shí)間上對(duì)應(yīng)不明顯。（4）陜鼓井水位連續(xù)上升10個(gè)月為觀測(cè)20年來首次出現(xiàn)，情況比較罕見。（5）陜鼓井的水位上升幅度大，與當(dāng)?shù)氐牡叵滤畡?dòng)態(tài)變化存在一定差異，這一變化可能為單點(diǎn)異常。（6）陜鼓井的水位的上升與玉川水庫(kù)的排蓄水相關(guān)性應(yīng)該不大。

通過以上分析，我們初步認(rèn)為：多年的水位下降，成井孔附近的含水層下降，可能會(huì)引起井孔附近圍巖的塌陷或破裂，形成新的地下水涇流通道，從而導(dǎo)致陜鼓井水位的上升；山前承壓水補(bǔ)給充足以及2010年雨量充沛也有可能導(dǎo)致陜鼓井水位的上升。