时间：2022-09-18 02:52:44
【摘 要】通过对睢宁苏02井数字化改造后的水温动态变化规律、结合环境和水文地质情况对水温动态的影响因素进行了初步的分析与研究，结果表明：（1a）睢宁苏02井水温一直存在缓慢上升趋势，且年变较为明显；背景变化平稳时，日变也较为清晰；（2）水温受环境、水文地质条件影响比较大；（3）同震阶变特征明显。
【关键词】地下水水温；动态特征；影响因素；同震变化
一.引言
地下流体水温观测主要是通过深井水温观测，测量水平地热场随时间的变化。研究井点水温的动态类型，了解其成因和形成机制，排除各种干扰，提取资料的真实可靠的背景性变化，就有可能捕捉到与地震孕育和发生有关的信息。
睢宁苏02井属于全国地下水井网基本台之一。该井于2007年7月1日进行数字化改造，2008年1月1日以来仪器正式运行投入观测，数据连续、可靠。本文对该井2008年1月1日至2012年12月31日水温观测数据进行了分析，对可能引起水温变化的因素进行了探讨。
二.苏02井概况
图1苏02井井区地质构造
苏02井位于江苏省徐州市睢宁县王集镇王营村，坐标34.03°N，117.75°E，海拔27.56m；井深283.6m。东距郯庐断裂带约35km，北距北西走向的废黄河断裂带仅 7 km（见图1）。井区附近地表至地下132m为第四系亚粘土覆盖，132m以下为远古宙震旦纪的泥灰岩、碳质灰岩、灰岩、角砾状灰岩为主。
三.水温正常动态特征类型
（一） 长期动态特征
水温长期正常动态是指井孔观测点处温度的长期形态及特征变化。苏02井水温连续五年2008年1月1日至2012年12月31日水位、水温、降水量的观测资料，存在明显的年变化规律，排除同震效应或降雨的干扰，水温总体呈现逐年上升趋势，年变幅为0.01℃，动态规律较为清晰，动态背景相对平稳。对于水温多年上升漂移型动态的成因一般认为：一是大地热流值的微弱改变在水温上的反映；二是由于围岩在缓慢线性增加的应力场作用下，导致空隙水上升引起观测点处温度的变化。
（二）短期动态特征
地热短期正常动态是指井孔观测点处温度1天至1个月短期的形态及特征变化，是正常的短期背景变化[3]，从图2上可以看出，苏02井水位、水温都有明显的潮汐现象。水温观测中苏02井大潮时日变幅为0.0224℃，小潮时日变幅为0.0148℃。观测点处的温度存在周期为10分钟至40分钟，幅度为0.0004℃至0.0085℃的温度波动变化的短周期型动态类型。这类短周期动态的成因，是由于观测部位的地下水的不规则流动引起的。
四.水温动态主要影响因素分析
（一）环境因素对水温的影响
环境因素对睢宁苏02井水温的影响主要体现在大气降雨上，主要表现为水温与降雨量呈正相关性。表现在大的降雨过程出现后1-2天，水温快速上升，然后停止，在高位上变化。一次大的集中式降雨后，水温上升幅度可达0.01℃。降雨结束后呈下降趋势。分析原因：降雨对地下水变化的影响有两种形式。一为雨水渗入补注地下水层，一般而言，雨水渗入补注的速率很缓慢，在降雨后的数天内，应无直接渗入补注的情况。另一为降雨在地表的积水和极浅层的渗入形成“降雨荷重”的影响，使深部地下水层产生垂直向应力变化，造成孔隙水压增大的影响（张昭栋等，1986），这种补给导致水位上升，水温上升。
（二） 水文地质条件对水温动态类型的影响
不同的动态类型与观测点处的水文地质情况密切相关。苏02井地质构造上处于郯庐断裂带西侧（相距约35km），北西向废黄河断裂带附近。井区在这种长期应力作用下，有可能使附近的深部热流沿断裂带上升，并缓慢地向周围的岩层传导，这可能是苏02井水温长期呈现上升漂移动态的主要原因。
（三）远大震对水温动态类型的影响
苏02井同震异常表现为水位震荡水温下降型，水位震荡水温下降型表现为水位同震变化总是振荡，水温同震变化形态总是具有下降-上升-恢复的过程。水温同震变化总是发生在地震波到达和水震波开始之后，见图3。 2008年1月1日至2012年12月31日的共记录到全球Ms>7.0级地震83次，该井记录到非常显著的同震阶变为2次。水温的同震异常特征表现为每次当大震发生时，该井水温出现瞬时突降，平均下降幅度最大为0.034℃，最小为0.032℃，然后缓慢回升，有时下降后几十天才能恢复到变化前的温度值附近。苏02井水温对于Ms6-7级左右地震引起的水温变化，一般震后数小时左右基本恢复到变化前的温度值附近。分析认为，井孔中的水体受振荡激发而加速对流与掺混是导致苏02井水温同震下降的主要原因。
五.结论
本文基于睢宁苏02井2008年以来数字化观测资料，对水温动态特征进行了分析研究，并得到了以下初步认识：
（1）睢宁苏02井水温动态类型为：长期动态特征为上升漂移型，短期动态特征为短周期型。
（2）影响睢宁苏02井水温动态的因素主要为固体潮汐、环境因素和水文地质条件。
（3）睢宁苏02井同震异常现象十分普遍，对于同震响应能力除了震级、距离外，主要取决于井区水文地质条件、构造部位和井孔特性。
参考文献：
[1]中国地震局监测预报司.地震地下流体理论基础与观测技术[M].北京：地震出版社，2009.
[2]贾化周，杨玉荣.地震地下水动态及其影响因素分析[M].北京：地震出版社，1985.
[3]杨竹转.地震波引起的井水位水温同震变化及其机理研究[J].国际地震动态，2012，（11）：23-28.