水井网发展过程与意义

水库诱发地震监测系统除测震台网以外,还包含地下水井网。

利用地下水动态监视水库区诱发地震活动的科学思想来自于实践。首先,在赞比亚和津巴布韦交界处的卡里巴(Kariba)水库(坝高128m,库容1750×108m3,1959年开始迅速蓄水后不久地震活动性增强,1963年9月23日发生MS6.1级地震),发现随着水库蓄水与地震活动性增强,沿着跨水库的断裂带上出现温泉与井水自流现象。其次,在美国南卡罗来纳州乔卡西(Joccassee)水库(坝高107m,库容14.3×108m3,1974年4月开始蓄水,1975年10月开始出现地震活动,1979年8月25日发生ML3.7级诱发地震)发现某些ML≥2.0级地震前水氡与井水位的异常现象,并利用水文异常与地震活动性异常开始了诱发地震的预报研究。最后,在美国南卡罗来纳州蒙特塞洛(Monticello)水库(坝高55m,库容55×108m3,1977年12月初开始蓄水,当月底开始地震活动性增强,1978年2月地震活动达到高潮,最大地震为ML2.8级),因此打了两口深井观测断层带孔隙压力扩散过程,结果也发现地震活动与孔隙压力异常变化有关。

鉴于上述发现与认识,印度科学家首先于1997年开始在Koyna与Warna两个水库联合建设了世界上第一个以监测水库诱发地震前兆为目的的地下水观测网,紧接着我国在长江三峡水库区于1998年开始建设了世界上第二个水库诱发地震地下水监测网并已正常运行8年。我国于2006—2008年间在金沙江下游梯级电站响家坝与溪落渡工程区,又建设了由7口井组成的我国第二个水库诱发地震地下水监测网。

采用地下水动态预报地震,具有观测物理量明确、影响因素易于识别、异常易于提取,以及深井水位有较高的分辨率和放大作用等优点,为国内外地震专家所广泛采用。我国自邢台地震后,开始了地下水动态的研究工作,并取得了许多成功预报地震的经验,这充分证明了地下水动态观测是预报地震的重要手段。研究地下水物理和化学参数在时间轴上的变化特征,目的在于找出对地震敏感的映震因子和捕捉地震前兆信息,用以探索分析预报地震的方法。