松遼盆地井水位潮汐周日波震前異常特征及機理分析

摘要：選取松遼盆地黑龍江地區甘南臺、延壽臺、通河臺、肇東臺和北林臺井水位觀測數據，應用維尼迪科夫調和分析方法進行潮汐分析，得到了2008—2020年黑龍江及鄰區20次中強地震（震群）前，井水位潮汐周日波異常特征，并對異常機理進行分析。結果顯示：①松遼盆地中強地震前井水位潮汐周日波存在配套性異常，主要表現為3個及以上臺站同步或準同步異常變化；統計表明，優勢異常等待時間為5個月，優勢震中距為200～500 km。②地震震級與周日波異常幅度成正比，與異常等待時間成反比；地震震級越大，周日波異常臺站空間分布范圍就越廣。③嫩江斷裂附近阿榮旗M5.2、龍江M4.6、嫩江M5.0等地震和依蘭—伊通、敦化—密山斷裂附近撫松M4.6、雞東M4.1、友誼M4.2、中俄交界M4.8等地震前，周日波異常臺站空間上呈現“震中—外圍”的遷移特征；在松遼盆地內部，安達M4.5和前郭M5.8震群、寧江M5.0、M4.5、M5.1地震前，周日波異常臺站空間上呈現“外圍—震中”的遷移特征，分析其原因主要與太平洋板塊向我國東北地區的俯沖動力作用有關。

關鍵詞：井水位；潮汐響應；周日波；松遼盆地

中圖分類號：P315.723 文獻標識碼：A 文章編號：1000-0666（2025）02-0237-10

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2025.0025

0 引言

在引潮力的作用下，地下含水層發生周期性變形，導致井水位也呈周期性變化，表現為水位固體潮汐效應。井水位對含水層潮汐應力（應變）響應（簡稱井水位潮汐響應），是井-含水層系統孔隙彈性響應和水力響應的綜合（Doan et al，2016）。有研究表明，承壓、封閉性好的水位觀測井可以記錄到固體潮，同時隨著含水層體積壓縮、膨脹變形，含水層對固體潮有不同程度響應，這種有固體潮響應的水位觀測井是地殼應變的靈敏指示器（Sun et al，2019）。這是因為在地震孕育和發生過程中，震源區應力積累、斷層錯動引起應力變化，使得局部地區地殼介質發生彈性變形，導致巖體中的孔隙壓力和含水層的介質特性發生改變，進而引起井水位的變化（Shi et al，2013）。劉序儼等（2009）研究顯示，井水位能靈敏地響應外力作用所引起的含水層介質體應變的微小變化。因此，在地下水微動態觀測中，利用井水位不同參數的潮汐響應特性，可以識別出地震前兆信息或地下異常脈動（廖欣等，2014；錢建秀等，2019）。可見，井水位潮汐響應是探索地震前兆信息的有效手段。

目前，水位潮汐數據主要是通過維尼迪科夫調和分析方法獲得，該方法采用數字頻率濾波器對觀測數據進行濾波，得到日波或半日波群中的振幅比或潮汐因子等參數，基本不受降水、氣壓等因素的影響（王玥琪，楊立明，2015）。目前，松遼盆地數字化井水位潮汐地震前兆異常研究尚處于起步階段，李繼業等（2023）使用該方法對2017—2019年吉林松原寧江3次M≥5.0中強地震前潮汐響應周日波異常進行了提取與分析，并結合震源區ML≥3.0小地震調制比異常，探討了周日波異常與小地震調制作用的關系，取得了較好的效果。

為進一步拓展該方法在松遼盆地及周邊地區顯著地震前的震兆效能，本文以松遼盆地作為一個整體的構造單元，使用維尼迪科夫調和分析方法提取松遼盆地井水位潮汐全日波群中周日波潮汐因子變化特征，分析潮汐響應與中強地震的關系，以期獲取周日波異常在中強地震前兆研究中的應用效能，為松遼盆地中強地震預測研究提供參考。

1 研究區概況及觀測井選取

松遼盆地是中國大陸六大活動盆地之一，是東北地區地震活動水平最高的地質構造單元。據史料記載，1119年松遼盆地曾發生吉林前郭M63/4地震（吳戈等，1988）。自有地震儀器觀測記錄以來，1941年和1942年黑龍江綏化兩次M6地震以及1986年黑龍江德都M5.5震群均發生在松遼盆地（國家地震局震害防御司，1995）。近20年來，松遼盆地中強地震活動水平顯著增強，相繼發生了2005年黑龍江林甸M5.1、2006年吉林乾安M5.0、2013年吉林前郭M5.8震群以及2017—2019年吉林寧江M5.0、M5.7、M5.1等地震。

松遼盆地總體呈NE向展布，斷裂構造發育，主要有NW向展布的第二松花江斷裂、濱州斷裂和NE向展布的扶余—肇東斷裂、呼蘭河斷裂、依蘭—伊通斷裂和嫩江斷裂（圖1）。該盆地構造活動十分活躍，尤其是新生代以來火山活動強烈，地震頻發（邵濟安等，2010）。

本文使用2008—2020年松遼盆地20次M≥4.0中強地震（震群）地震目錄（國家地震科學數據共享中心，https：//data.earthquake.cn/.）。井水位潮汐分析觀測井選取原則：①水位固體潮清晰、氣壓效應明顯；②水位動態穩定，年度數據連續率、完整率均在90%以上；③觀測井孔條件好，周邊環境干擾少，受降雨影響小；④觀測井位于構造斷裂上或構造交會處附近（李繼業等，2023）。最終確定采用位于濱州斷裂與扶余—肇東斷裂交會附近的肇東臺、呼蘭河斷裂附近的北林臺、嫩江斷裂與阿倫河斷裂交會附近的甘南臺以及依蘭—伊通斷裂附近的延壽臺、通河臺水位觀測數據，進行潮汐分析（圖1）。

2 數據預處理

水位觀測數據中包含著天體運動對地球作用引起的地形變信息以及大氣壓、地溫、降雨、地表負荷等外部環境信息和儀器漂移等觀測系統信息。水位觀測數據中的階變、脈沖和缺數等均會對潮汐因子的計算精度產生影響。為避免因干擾數據對潮汐分析帶來的影響，需對氣壓、遠場強震影響、周邊環境干擾、儀器維修、電源故障、系統漂移等原因造成的數據脈沖、階躍等進行預處理（劉春平等，2017）。

首先對黑龍江甘南臺、延壽臺、通河臺、肇東臺和綏化北林臺的水位原始數據進行預處理，結合各臺站觀測日志和觀測環境調查，對水位原始數據中有明確干擾源的數據進行預處理，得到剔除氣壓與降雨后的水位觀測數據曲線（圖2）；然后將各臺站的數據劃分為有震年份和無震年份，分別分析其長期變化趨勢和正常年變背景，評定數據的質量和觀測誤差。在5個臺站潮汐周日波正常背景值的基礎上（李繼業等，2023），應用2014年和2015年無顯著地震、無明顯干擾時段，對5個臺站周日波背景值進行校驗，取得一致的結果。

3 計算結果與分析討論

馬宗晉（1980）研究指出，當一個地區的地殼受到板塊運動的作用時，地殼中會有多個點發生應力集中，當其中某一點上集中的應力超過地殼巖石強度時，巖石發生破裂而發震。因此，地震前兆異常不只出現在未來震中地區，還會出現在多個應力集中點及附近，且其空間分布也不均一，甚至是斷續的。從水位潮汐變化中，以提取與地震孕育有關的含水層變化為主要目的，本文在參考地下流體異常震中距與震級之間定量關系的基礎上（中國地震局監測預報司，2020），結合塊體構造運動下的整體相關性，將全部異常配套臺站作為一個整體的地震前兆異常響應，系統分析周日波異常幅值、等待時間、異常同步特征與松遼盆地中強地震的關系，并給出了優勢震中距，這與5～5.9級地震的單臺映震范圍一般為300 km，4～4.9級地震的單強映震范圍一般為200 km的傳統認識有所不同。

通過對5個臺站數字化水位（整點值）潮汐周日波異常特征進行分析，給出了松遼盆地部分中強地震前井水位潮汐周日波異常特征（表1）。由于篇幅關系，本文僅描述具有代表性的典型異常。

2008年6月10日內蒙古阿榮旗M5.2和7月7日黑龍江龍江M4.6地震前，甘南臺、延壽臺和北林臺井水位，分別于2月22日、3月11日和3月20日出現周日波中期異常（掃描窗長為30 d，滑動步長為48 h，下同）。其中，延壽臺異常幅度最大，為背景值2.4倍；甘南臺異常出現最早，可能與其距離兩次地震震中較近有關，分別為127 km和92 km。

2013年10月31日、11月22、23日吉林前郭先后發生M5.5、M5.0、M5.3、M5.8、M5.0地震，11月20日黑龍江樺南發生M4.7地震。前郭震群發生在扶余—肇東斷裂南段，樺南地震發生在依蘭—伊通斷裂和敦化—密山斷裂相夾地塊。這兩組地震前，延壽臺、甘南臺井水位于2月21日出現周日波高值中期異常，肇東臺井水位于9月10日亦出現周日波高值短期異常，具有一定的同步性。異常臺站由東向西、由北向南先后出現，樺南地震、前郭震群也是由東北向西南遷移，顯示井水位潮汐響應周日波異常存在向未來震中遷移的特征。距離前郭震群最近（204 km）的肇東臺水位潮汐周日波最晚出現高值異常，異常幅度達73.3 ×10-9mm，為正常背景值的11.8倍，這可能與肇東臺與前郭震群位于同一條發震斷裂有關。

2018年5月28日吉林寧江發生M5.7地震，較上一次M5.0地震間隔10個月，此次地震震中位于扶余—肇東斷裂與第二松花江斷裂交會處。地震前，肇東臺、甘南臺、延壽臺、通河臺井水位分別于2月28日、3月14日出現周日波高值中期異常，其中甘南臺、延壽臺、通河臺異常幅度分別是正常背景值的83、40、38倍，異常形態高度一致，且具有較好的同步性（李繼業等，2023）。值得注意的是，位于扶余—肇東斷裂的肇東臺（震中距100 km）最早出現異常，但異常幅度僅略高于正常背景值。

3.1 地震震級與異常幅度關系

潮汐因子主要反映地殼介質對引潮力響應的彈性狀態（喬子云，陳建國，2001）。水位周日波潮汐因子是評判承壓水位對地球應變固體潮響應靈敏度的重要參數之一，潮汐因子越大，井水位變化對潮汐響應的靈敏度越高。與波速比一樣，潮汐因子也是介質力學參數的函數，也可以應用于地震預測研究中。研究結果表明，膨脹區的波速比變化達15%時，傾斜潮汐因子變化可達50%（Beaumout，Berger，1974）。

由表1可見，松遼盆地20次中強地震中有16次震前不同臺站周日波異常出現時間同步、形態一致特征，且地震震級越大，周日波異常幅度也越大。以臺站為例，安達M4.5、寧江M5.1和前郭M5.8地震前，肇東臺周日波異常幅值分別為正常背景值的1.1、3.8和11.8倍。以地震為例，安達M4.5地震前，延壽、通河、甘南臺周日波異常幅值僅為正常背景值1.8、2.5、1.2倍；嫩江M5.0地震前，延壽、通河、甘南臺周日波異常幅值為正常背景值5.6、3.2、3.0倍；寧江M5.7地震前，延壽、通河、甘南臺周日波異常幅值可達正常背景值40、38、83倍。

3.2 地震震級與異常等待時間關系

地殼介質物性參數變化可用于分析地震前地殼巖石的彈性狀態，判定孕震區應力演化由線性進入非線性階段的短期特征（張晶，張立，2003）。異常等待時間是指井水位潮汐周日波異常出現，與未來中強地震發震時刻之間的時間間隔，這個時間段通常反映了地震前孕震區應力調整過程。對地傾斜突變與地震關系的研究結果表明：在應力應變積累達到峰值后，地震震級越大，距離發震的時間間隔通常就越短（牛安福，2003）。從松遼盆地中強地震前井水位周日波異常等待時間的分析結果（圖3a）可看出，震級越大，異常等待時間越短，根據震例總結得到初步統計經驗公式為：

D=1 050-180M（1）

式中：D為異常等待時間；M為震級。

式（1）震級的適用范圍為M4.0～6.0，依據該公式可知：M4.0地震等待時間不超過1年，M4.5地震的等待時間不超過8個月，M5.0地震的等待時間不超過5個月，M5.5地震的等待時間不超過3個月，M6.0地震的不超過1個月。由圖3a可見：各臺站異常等待時間在5個月內的占84%，3個月內的占47%，多表現為中、短期異常特征。

3.3 地震震級與異常空間范圍關系

強震孕育可能涉及非常大的地殼空間范圍（車用太等，2002）。對松遼盆地中強地震前井水位周日波異常空間范圍進行分析，結果如圖3b所示。從圖中可見，震級越大，周日波異常空間分布范圍越廣，其中，甘南臺井水位周日波異常映震距離最廣，肇東臺映震距離最近。根據震例總結，初步統計經驗公式如下：[KH*7/8]

Δ=160M-（390±150）（2）

式中：Δ為震中距；M為震級，擬合優度為0.7。其中與經驗公式擬合較好的是通河臺、北林臺、延壽臺，優勢震中距為200～500 km，尤其是2013年前郭M5.8震群和2017、2018、2019年寧江M5.0、M5.7、M5.1地震均位于優勢震中距內。總之，地震孕育過程的復雜性、區域構造背景的差異性和地殼介質的各向異性等因素，會對孕震區潮汐響應特征產生影響，還需要更多的震例才能更加清晰、準確地給出統計經驗公式。

3.4 異常同步特征

異常同步特征是指多個臺站的井水位潮汐周日波，在震前半年出現同步或準同步異常，主要衡量指標是出現異常的臺站數量和異常空間遷移方向。由表2可見，每次地震前至少有3個臺站井水位出現同步或準同步周日波異常，最多可達5個臺站。周日波異常空間遷移方式主要有兩種，一種是周日波異常由震中向外圍遷移，即距離震中相對近的臺站最先出現周日波異常，而位于松遼盆地內部或盆地另一側、相對遠的臺站最后出現異常，尤其是嫩江斷裂附近阿榮旗M5.2、龍江M4.6、遼蒙交界M5.3、嫩江M5.0等地震和依蘭—伊通、敦化—密山斷裂附近的撫松M4.6、雞東M4.1、友誼M4.2、中俄交界M4.8等地震前，異常主要表現為“震中—外圍”遷移特征，占比為11/20。另一種周日波異常為由外圍向震中遷移，即距離震中相對近的臺站最后出現周日波異常，尤其是黑龍江安達M4.5和吉林前郭M5.8震群、寧江M5.0、M4.5、M5.1地震前，主要表現為“外圍—震中”遷移特征，占比為9/20。此外，每次地震前周日波異常跨度在時間上也存在差異，1個月以內的異常占80%，6個月以內的異常占95%，最長異常跨度為6.8個月。

3.5 異常機理分析

地球固體潮能夠反映地殼介質物性變化：當地殼介質應力狀態和外部觀測環境保持不變時，潮汐響應參數變化較為穩定，周日波等潮汐因子僅在很小范圍內波動。當地殼應力應變積累到一定程度，地殼介質的力學狀態發生明顯改變，其物性和潮汐響應特征也會隨之發生顯著變化（范桂英等，2001），并可能在一定范圍內出現多個潮汐因子異常。這是由于地殼被深大斷裂切割成多個地塊，地震多發生在塊體邊界上，塊體規模越大，可能出現潮汐因子異常的范圍就越大（郭增建，秦保燕，1979）。潮汐因子反映了地殼介質對引潮力響應的彈性狀態。中強地震前，隨著孕震區應力水平不斷增強，地殼介質的應力狀態也會發生改變，當孕震區應力應變進入失穩階段，地下含水層也會隨之變形，基于數字化水位連續觀測資料，采用適合的調和分析方法，便有可能提取不同頻段的潮汐因子異常信息，進一步分析地殼介質的應力應變特征，突出地震短期異常變化信息，捕捉到有效的地震前兆異常。趙可新等（2022）探討了汶川地震對含水層水力特征及地下水流運動狀態的影響，并對其變化機制進行解釋，揭示了井孔-含水層系統與地震活動的響應關系。

巖石實驗給出了巖石應力-應變階段性變形特征（張晶等，2005）。在地震孕育的后期，巖石變形由線性階段進入非線性階段，巖石的物理性質發生明顯改變，地下介質出現非彈性變形，受引潮力的響應特性也隨之改變，導致與區域構造單元有關的井水位出現潮汐響應配套異常，伴隨著應力峰值的出現，震源區進入失穩階段，周日波配套性異常基本結束，出現異常等待時間，此時孕震系統已經進入非穩定階段，隨時可能發生地震。本文研究發現，松遼盆地井水位潮汐周日波配套異常優勢時間不超過7個月，異常等待優勢時間為5個月，具有短臨特征（圖4）。

松遼盆地20次中強地震前，井水位潮汐周日波異常在盆地周邊和盆地內部臺站之間反復出現，多表現為異常臺站由盆地周邊向盆地內部遷移，中強地震可能發生在遷移起始（結束）臺站附近或與遷移起始（結束）臺站構造相關的區域。這主要與東北地區淺源地震的發生受統一構造應力場的影響，具有清晰的外部動力源有關，即太平洋板塊向我國東北地區的俯沖作用（張慧等，2012）。筆者認為，西太平洋板塊俯沖作用對松遼盆地產生了水平向的推擠力和垂直向的上涌力，松遼盆地每一次構造應力調整，均與盆地周邊的推擠力和盆地下方的上涌力相互作用有關，當以盆地周邊的推擠力為主時，盆地周邊臺站先于內部臺站出現周日波異常，此時位于松遼盆地周邊的周日波異常起始臺站附近的應力集中點容易得到釋放；當以盆地下方的上涌力為主時，松遼盆地內部臺站先于周邊臺站出現周日波異常，此時位于松遼盆地內部的應力集中點就更容易釋放。

4 結論

本文使用2007年以來黑龍江地區甘南臺、延壽臺、通河臺、肇東臺和北林臺井水位觀測數據，應用維尼迪科夫調和分析方法，提取黑龍江及鄰區20次中強地震（震群）前，井水位潮汐周日波異常特征，并對異常機理進行分析，得到以下結論：

（1）松遼盆地中強地震前井水位潮汐周日波存在配套性異常，主要表現為3個及以上臺站同步或準同步異常變化；統計表明，優勢異常等待時間為5個月，優勢震中距為200～500 km。

（2）地震震級與潮汐周日波異常幅度成正比，與異常等待時間成反比，經驗公式為：D=1 050-180M，震級適用范圍為M4.0～6.0。地震震級越大，出現異常的臺站的震中距越大，井水位周日波異常臺站空間分布范圍就越廣。

（3）嫩江斷裂附近阿榮旗M5.2、龍江M4.6、嫩江M5.0等地震以及依蘭—伊通、敦化—密山斷裂附近撫松M4.6、雞東M4.1、友誼M4.2、中俄交界M4.8等地震前，周日波異常在空間上均呈現“震中—外圍”遷移特征。在松遼盆地內部，在安達M4.5和前郭M5.8震群、寧江M5.0、M4.5、M5.1等地震前，周日波異常空間上呈現“外圍—震中”的遷移特征。這主要與太平洋板塊向我國東北地區的俯沖作用有關。

井水位潮汐周日波異常在松遼盆地中強地震前兆研究中具有較好的應用效果，可作為區域中強地震預測指標進行跟蹤。

參考文獻：

車用太，谷元珠，魚金子，等.2002.昆侖山口西MS8.1地震前地下流體的遠場異常及其意義［J］.地震，22（4）：106-113.Che Y T，Gu Y Z，Yu J Z，et al.2002.Remote anomalies of subsurface fluid before the MS8.1 earthquake in west of Kunlun Mountain mouth and their significance［J］.Earthquake，22（4）：106-113.（in Chinese）

范桂英，蘇澤云，丁建國.2001.常熟地傾斜固體潮汐調和分析及預報效能［J］.地震學刊，21（1）：4-8.Fan G Y，Su Z Y，Ding J G.2001.Harmonic analysis of earth tides using the tiltmeter records taken at the Changshu，Jiangsu seismic station and its efficiency in earthquake prediction［J］.Journal of Seismology，21（1）：4-8.（in Chinese）

郭增建，秦保燕.1979.震源物理［M］.北京：地震出版社.Guo Z J，Qin B Y.1979.Physics of earthquake source［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

國家地震局震害防御司.1995.中國歷史強震目錄（公元前23世紀—公元1911年）［M］.北京：地震出版社.Department of Earthquake Disaster prevention，State Seismological Bureau.1995.Catalogue of Chinese historical strong earthquakes（23rd century B.C.to 1911 A.D.）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

李繼業，晏銳，張思萌，等.2023.井水位潮汐響應與小地震調制作用的關系［J］.地震地質，45（3）：668-688.Li J Y，Yan R，Zhang S M，et al.2023.The relationship between tidal response of well water level and modulation of small earthquakes［J］.Seismology and Geology，45（3）：668-688.（in Chinese）

廖欣，劉春平，石云，等.2014.川06井水位固體潮效應變化初探［J］.地震學報，36（2）：299-305.Liao X，Liu C P，Shi Y，et al.2014.Changes in solid tidal effect of water level in the well Chuan 06［J］.Acta Seismologica Sinica，36（2）：299-305.（in Chinese）

劉春平，廖欣，石云，等.2017.地殼應力與地下水動力響應［M］.北京：地震出版社.Liu C P，Liao X，Shi Y，et al.2017.Crustal stress and groundwater dynamic response［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

劉序儼，鄭小菁，王林，等.2009.承壓井水位觀測系統對體應變的響應機制分析［J］.地球物理學報，52（12）：3147-3157.Liu X Y，Zheng X Q，Wang L，et al.2009.Response analysis of the well-water-level system in confined aquifer［J］.Chinese Journal of Geophysics，52（12）：3147-3157.（in Chinese）

馬宗晉.1980.華北地殼的多（應力集中）點場與地震［J］.地震地質，2（1）：39-47.Ma Z J.1980.Multipoints（concentrated）stress field and earthquakes in north China crust［J］.Seismology and Geology，2（1）：39-47.（in Chinese）

牛安福.2003.地傾斜變化的突變性及與地震關系的研究［J］.地震學報，25（4）：441-445.Niu A F.2003.Study on the sudden changes in ground tilt and earthquakes［J］.Acta Seismologica Sinica，25（4）：441-445.（in Chinese）

錢建秀，劉春平，樊春燕，等.2019.地震前后井-含水層系統潮汐參數變化特征分析——以云南彌勒井為例［J］.中國地震，35（1）：169-181.Qian J X，Liu C P，Fan C Y，et al.2019.Analysis of tidal parameters variation in the well-aquifer system before and after the earthquake：a case study of the Mile well in Yunnan Province［J］.Earthquake Research in China，35（1）：169-181.（in Chinese）

喬子云，陳建國.2001.應變固體潮NaKai擬合檢驗及潮汐變化的映震效果［J］.地震，21（3）：85-90.Qiao Z Y，Chen J G.2001.The earthquake-reflecting effect of NaKai fitting and tidal analysis of earth strain tide data［J］.Earthquake，21（3）：85-90.（in Chinese）

邵濟安，趙誼，張福松，等.2010.黑龍江省中西部地球排氣與地震活動的探討［J］.巖石學報，26（12）：3651-3656.Shao J A，Zhao Y，Zhang F S，et al.2010.Discussions on earth degassing and seismic activities in central west Heilongjiang Province［J］.Acta Petrologica Sinica，26（12）：3651-3656.（in Chinese）

王玥琪，楊立明.2015.維尼迪科夫調和分析對大甸子井水位潮汐因子和相位的氣象影響研究［J］.地震工程學報，37（1）：255-259. Wang Y Q，Yang L M.2015.Meteorological influence of Venedikov harmonic analysis method on tidal factor and phase of the Dadianzi well water level［J］.China Earthquake Engineering Journal，37（1）：255-259.（in Chinese）

吳戈，房賀巖，李志田，等.1988.1119年前郭地震考察與研究［J］.東北地震研究，4（1）：67-76.Wu G，Fang H Y，Li Z T，et al.1988.The investigation and study of Qianguo earthquake，1119［J］.Northeastern Seismological Research，4（1）：67-76.（in Chinese）

張慧，焦明若，劉峽.2012.太平洋板塊俯沖對中國東北深淺震影響機理的數值模擬［J］.地震，32（2）：135-141.Zhang H，Jiao M R，Liu X.2012.Numerical simulations of the influencing mechanism of the Pacific Plate subduction to NE China on deep and shallow earthquakes［J］.Earthquake，32（2）：135-141.（in Chinese）

張晶，牛安福，高福旺，等.2005.固體潮汐參數變化與地震關系研究［J］.大地測量與地球動力學，25（3）：86-90.Zhang J，Niu A F，Gao F W，et al.2005.Study on relationship between earth tide parameters and earthquake［J］.Journal of Geodesy and Geodynamics，25（3）：86-90.（in Chinese）

張晶，張立.2003.強震前形變固體潮汐資料短期信息的提取［J］.地震，23（3）：71-78.Zhang J，Zhang L.2003.Short-term anomaly extracted from tidal deformation data before moderately strong earthquakes［J］.Earthquake，23（3）：71-78.（in Chinese）

趙可新，蘭雙雙，谷洪彪，等.2022.基于井水位潮汐響應探討含水層的水力特征及其變化［J］.南水北調與水利科技（中英文），20（4）：802-813.Zhao K X，Lan S S，Gu H B，et al.2022.Discussion on hydraulic characteristics and changes of aquifer based on tidal response of well water level［J］.South to North Water Transfers and Water Science amp; Technology，20（4）：802-813.（in Chinese）

中國地震局監測預報司.2020.地下流體分析預測技術方法工作手冊［M］.北京：地震出版社.Monitoring and Forecasting Department，China Earthquake Administration.2020.Administration Working manual on underground fluid analysis and prediction techniques and methods［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

Beaumout C，Berger J.1974.Earthquake prediction：Modification of the earth tide tilts and strains by dilatancy［J］.Gerohysical Journal International，39（1），doi：10.1111/j.1365-246X.1974.tb05441.x.

Doan M L，Brodsky E E，Prioul R，et al.2006.Idal analysis of borehole pressure：a tutorial［R］.Schlumberger Research Report，34-35.

Shi D C F，Wu Y M，Chang C H.2013.Significant coherence for groundwater and Rayleigh waves：Evidence in spectral response of groundwater level in Taiwan using 2011 Tohoku earthquake，Japan［J］.Journal of Hydrology，486（1）：57-70.

Sun X L，Xiang Y，Shi Z M，et al.2019.Sensitivity of the response of well-aquifer systems to different periodic loadings：A comparison of two wells in Huize，China［J］.Journal of Hydrology，572：121-130.

Characteristics and Mechanism Analysis of the Anomaly of the Diurnal Tidal Wave of the Well Water Level before Earthquakes in the Songliao Basin

LI Jiye1，MENG Lingsheng1，MA Longchen1，HU Lanbin2，REN Jianhui2，ZHOU Chen1

（1.Heilongjiang Earthquake Agency，Harbin 150090，Heilongjiang，China）

（2.Harbin Technical Center of Earthquake Prevention and Disaster Reduction，Harbin 150021，Heilongjiang，China）

Abstract Underground fluid plays a vital role in the process of the earthquake genesis and occurrence. In this paper，the observational data of the water level at Gannan station，Yanshou station，Tonghe station，Zhaodong station，and Beilin station in the Songliao Basin of Heilongjiang Province are selected，and the tidal analysis is carried out by using Venedikov harmonic analysis method. Before 20 moderate- and strong-earthquakes（including earthquake swarms）in Heilongjiang and its adjacent areas from 2008 to 2020，the anomaly characteristics of the tidal diurnal wave of the water level in the wells are obtained，and the anomaly mechanism is analyzed. The results show that： ① There is a matching anomaly of daily tidal wave of the water level in the wells before moderate-and strong-earthquake in Songliao Basin， mainly represented by the synchronous and morphologically consistent anomaly of the water level appeared at three or more stations;" The lasting time of the dominant anomaly is 5 months， and the most probable epicenter lies within 200-500 km. ② It is found that the earthquake magnitude is directly proportional to the amplitude of the diurnal wave and inversely proportional to the lasting time of the anomaly. Statistics show that the wider the spatial distribution ranges of the stations which have diurnal wave anomaly， the larger the earthquake magnitude. ③ Before the Arogqi M5.2 earthquake， Longjiang M4.6 earthquake， and Nenjiang M5.0 earthquake near the Nenjiang fault and the Fusong M4.6 earthquake， Jidong M4.1 earthquake， Youyi M4.2 earthquake and Sino-Russian border M4.8 earthquake near the Yilan-Yitong fault and Dunhua-Mishan fault，" the anomalous diurnal wave of the water level appeared at stations showed order of" “from the epicenter to the surrounding areas” . In the Songliao Basin， before the Anda M4.5 earthquake， Qianguo M5.8 earthquakes， Ningjiang M5.0 earthquake， Ningjiang M4.5 earthquake， and Ningjiang M5.1 earthquake， the anomalous diurnal wave of the water level appeared at stations showed order of" “from the surrounding areas to the epicenter”. The phenomenon is mainly related to the dynamic action of the Pacific Plate subducting to Northeast China.

Keywords：well water level；tidal response；diurnal wave；the Songliao Basin

收稿日期：2024-05-27.

基金項目：中國地震局地震科技星火計劃攻關項目（XH19011）；地震預測開放基金項目（XH22035D）.

第一作者簡介：李繼業（1981-），高級工程師，主要從事地下流體和地震綜合預測、前兆機理研究.[DW]E-mail：jiye_li@126.com.

李繼業，孟令升，馬龍辰，等.2025.松遼盆地井水位潮汐周日波震前異常特征及機理分析［J］.地震研究，48（2）：237-246，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2025.0025.

Li J Y，Meng L S，Ma L C，et al.2025.Characteristics and mechanism analysis of the anomaly of the diurnal tidal wave of the well water level before earthquakes in the Songliao Basin［J］.Journal of Seismological Research，48（2）：237-246，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2025.0025.