平定井水位异常成因探讨

宫静芝 吕永青 闫美蓉 王振江

摘 要：通过对平定井水位工作环境和工作状态的检查、观测环境排查、水下电视探测、等现场工作，认为平定井水位异常现象是水位下降到花管段所致，不是地震前兆异常。

关键词：水位;井下电视;异常成因

0 引言

地下流体的动态变化有可能与地震的孕育和发展过程之间有着密切的成因上的关系[1]。地下水动态的异常变化既有可能是地震前兆异常信息，也有可能是某种环境干扰所引起，如降雨和地下水开采等。如何排除干扰，找出水位异常原因，对于震情判定具有至关重要作用[2]为识别是前兆异常还是由外界环境因素干扰，需要逐步排查各种可能的干扰因素。

1 平定井概况及观测资料异常变化

1.1平定井概况

平定县观测井位于阳泉市平定县巨城镇移穰村，经度113°40′10″，纬度37°41′50″，高程820m。观测井周围地质为古生界奥陶系中统上马家沟二段，上部：灰黑色中厚—厚层状致密似蠕虫状灰岩、石灰岩，下部：灰黄色疏松状泥灰岩中夹似蠕虫状灰岩。该观测井位于一条南北走向的断层上，在其东面有另一条实测正断层，为晋获断裂带。地表除巨城—移穰褶断带内有少量石炭系地层覆盖、桃河河穰断带为一走向SN的构造，大致由同走向的一个向斜和二个背斜所组成，并将该区分为东西两部分。含水层厚度由东向西逐渐增加，水位深埋也逐渐增加，岩溶水流向基本是由西向东，由北向南和由南而北，地下水在该区汇集。

平定井深270米，孔径250mm（图1），1977年成井，2013年10月以来用于地震地下流体观测，观测类型为静水位。水位观测仪器为SWY-II 型数字水位仪，观测精度 0.001 m，水位探头位于井口下130m 处。

1.2 观测资料异常变化

平定井水位多次出现水位突升，随后下降到原有水位高度（图2），在井口能听到水井里有开水翻滚的声音，校测水位时测钟在118-125米之间不同高度均能出声音，不能校测到水位实际深度。

2 异常排查

2019年9月27日季度校测时，工作人员制定了工作方案，到现场进行全面深入调查。

（1）检查仪器观测系统和工作状态;

（2）收集观测井的地质资料和井管档案，了解观测井的构造和含水层的位置;

（3）利用井下电视观察井壁和套管是否完整。

在以上工作基础上进行综合分析， 得出异常核实结果。

2.1 观测系统和工作状态检查

平定观测井供电采用UPS逆变电源向井房各仪器室提供220V交流工作电压。检查井房UPS逆变电源供电系统，现场切换UPS电源主机交、直流供电方式，主机运行及输出电压均正常。

水位仪数据采集器显示运行状态正常，数据采集传输系统正常。

综合以上工作结果， 确定仪器工作环境良好，工作状态正常。

但在现场校测水位时，测钟在118-125米之间不同高度均能出声音，不能校测到水位实际深度。

2.2 井下电视探测

使用井下电视进行探测观测井井壁和套管是否完好， 是否存在渗水点， 探测结果显示：

（1）井口至井106m套管、井壁完好，未发现明显的渗水迹象。

（2） 107m往下为花管，溶洞发育加上裂源发育，井下118米和124米处有渗漏现象。

（3）水位埋深约125米，传感器在水面下5.5米处。

（4）井下135 m 处被水泥块堵住 ， 未能继续下放井下电视探头。

3 结论与建议

经过对仪器和供电系统检查， 认为仪器工作环境和工作状态正常。 通过井下电视探测  认为平定井水位异常变化，不是地震前兆异常。

（1）井水位以下降到花管段，当大气降水或外界水流量增大，周围水混入井水，造成水位快速上升，随后逐渐恢复原有平衡状态。平定水位的多次突升变化不是由构造活动引起的，不属于地震前兆异常。

（2）因井下118米和124米处有外界水流入井管，测钟与流水接触发出声音，不能判断井水位埋深，井口听到的声音也是此原因。

（3）地下水在循环过程中，水化学成分和环境同位素作为示踪剂可以记录地下水运移、转化的过程，为判定地下水类型和地下水成因等地球化学特征提供了判定依据。目前将水物理方法和水化学方法结合分析研究地下水异常工作已广泛应用，将两者结合則有利于研究地震观测井中井含水层系统中动力过程，为有效判定和识别地下水异常提供一种可靠途径[3]。建议采集平定井水位与周围河流的水样做水化学测试，进一步判断井水的变化和周边的地表水的联系。

参考文献：

[1]孙小龙，刘耀炜，晏锐，等.云南姚安井2009年10月后水位下降的成因分析.地震学报，2013，35（3）：410-420.

[2] 张清秀，陈 莹，李毅伟，等.福建仙游郊尾井水位、水温异常成因探讨 [J].华南地震， 2018 ，38 （2）：8-16.

[3]车用太，鱼金子，刘成龙，等. 判别地下水异常的干扰性与前兆性的原则及其应用实例[J].地震学报，2011，33（6）：800-808.

[3]张 涛，朱成英，高小其，等. 新疆伽师 55 井水位大幅异常实验分析[J]. 内陆地震， 2016 ，30 （3）：266-270.

作者简介：

宫静芝（1989 —），女，山西省昔阳县人，2012 年 6 月毕业于山西大学商务学院信息学院信息管理与信息系统专业，获学士学位，助理工程师，主要从事地震监测工作。基金项目：山西省地震局青年项目（SBK-1926）