井水位前驅波普遍性問題的探討

張淑亮 呂 芳 李 斌

（山西省地震局，太原 030021）

近年來，國內外一些學者對低頻前驅波現象進行了大量的探索與研究，極大地提高了前驅波與地震之間關系的認識，低頻前驅波異常因其物理意義逐漸明確、干擾影響因素少，更被認為是有重要預報價值的可靠短臨前兆信息。大量的觀測事實表明，低頻前驅波雖然廣泛出現在重力、地傾斜、應變、水位及地震儀等多種觀測資料中，但多是單臺或單手段記錄，對一種儀器記錄到的前驅波事件不能從其他臺站或其他觀測手段進行佐證，因此一直沒有引起足夠的重視和應用于實際短臨預報工作。近期筆者對 2003年全球20次7級以上地震和全國43次（不含7級以上地震）5級以上地震前山西、內蒙、河北等地井水位前驅波現象進行了統計，并對強震前井水位前驅波的普遍性、前驅波所表現的特征以及影響前驅波響應能力的主要因素等問題進行了初步探討，取得一些新的認識。

（1）在統計范圍內多數地震前有前驅波記錄，其比例可達65.1%（41/63），前驅波與地震的對應率在76.5%～92.%。對于映震能力較強的觀測井而言，強震前井水位前驅波現象較為普遍。

（2）雖然井水位前驅波現象對于映震能力較強的觀測井存在一定的普遍性，但是同一地震前不同觀測井前驅波所表現的特征各不相同，同一觀測井在不同地震前前驅波所表現的特征也各異。表現在前驅波起始時間與有效觀測距離分布范圍很廣，時間從幾分鐘至十幾天，且主要集中在7天以內，占93%；有效觀測距離從74～19 028 km范圍均有記錄；相同地震不同觀測井前驅波波動周期各不相同，同一觀測井在不同地震前的波動周期也各異；前驅波波動幅度的范圍也很大，由2～18 mm均有分布，同一次地震前不同觀測井前驅波的波動幅度各不相同，同一觀測井在不同地震前的波動幅度也各異；前驅波形態以脈動變粗、正弦波動、階變型、單脈沖為主要特征，僅有少數觀測井前驅波的波動形態存在相似性，多數觀測井前驅波形態相差較大。這是由于第一不同觀測井具有不同的井-含水層結構，不同的井-含水層結構對前驅波的響應能力則不同；第二不同地震有著不同的波形和震源參數，不同的波形和不同的震源參數則影響前驅波的周期、傳播距離以及波動幅度的大小。

（3）與單井水震波相比，震前有前驅波記錄次數略低于水震波記錄，其比例在39.7%～50.7%之間；震前有前驅波記錄的觀測井占研究區觀測井總數的比例可達 66.7%。井水位前驅波現象無論在記錄次數上還是在空間上均具有一定的普遍性。

強震井水位前驅波現象較為普遍，且具有短臨預報意義。但目前水位觀測儀的靈敏度相對較低，只能記錄到較大地震的前驅波，小震的前驅波太微弱，很難記到。除此之外，多數流體觀測井是以地質、石油、冶金、煤炭、水利等部門的原有鉆孔為基礎，略經篩選定井成網的，絕大多數鉆孔的原布設任務井非是地震前兆監測，很難完全符合臺網的布設要求的觀測井應在多震區與地震構造帶；井點的選定盡可能靠近活動斷裂帶，特別是靠近活動斷裂帶的端點、拐點與交點等應力易集中的部位；井孔的選擇盡可能選深井。因此優化目前地下流體監測臺網，選擇適合前驅波頻率響應范圍與靈敏度的觀測儀器，是解決井水位前驅波地震短臨預測問題的關鍵。