《地震導致地下水與含水介質變化研究及套用》是由中國地質大學（北京）、中國地震局地質研究所、中國地震台網中心、南開大學、防災科技學院擔任主要完成單位，王廣才、史浙明、劉成龍、趙丹、易立新、牛安福、劉春國、劉春平、車用太、武雄擔任主要完成人的一項科技項目。
基本介紹
- 中文名：地震導致地下水與含水介質變化研究及套用
- 主要完成單位：中國地質大學（北京）、中國地震局地質研究所、中國地震台網中心、南開大學、防災科技學院
- 主要完成人：王廣才、史浙明、劉成龍、趙丹、易立新、牛安福、劉春國、劉春平、車用太、武雄
- 等級：二等
- 獲獎序號：20180018
- 獲獎證書編號：KJ2018-2-11
- 獎種：國土資源科學技術獎
項目摘要
本項目以國家自然科學基金重點項目與地震行業專項項目為依託，聚焦構造活動與井-含水層系統回響，圍繞地下水及含水層系統在地震和構造活動作用下產生的各種動態變化和機理這一科學主題，進行了一系列研究，取得了以下主要研究成果：
1.揭示了不同時空尺度地下水位同震回響機制。在大陸尺度上，同震水位變化與活動構造展布特徵關係密切；同震水位變幅總體上隨井震距增大呈減小趨勢，但兩者之間不存在明顯的相關關係，這一認識與國內外已有研究結果有所不同；在區域尺度上，汶川地震震中距300km範圍內（相當於地震破裂帶長度），靜態應力是影響水位變化的重要因素，300km以外，動態應變起了主導作用；在井-含水層系統尺度上，對於8級以上地震，地震能量密度大於1×10-3 J·m-3時能造成地下水位變化，且產生的同震水位、水溫變幅具有良好的相關關係。這些認識為指導地震監測井網布設及理解地震流體前兆提供了重要的理論基礎。
2.構建了含水層參數計算新方法，利用井潮分析、解析模型及數理統計等方法，從不同時空尺度揭示了地震對含水層參數造成的動態變化特徵，識別了可能造成的含水層結構變化。發現地震可造成較大範圍內含水層參數變化，汶川地震後中近場含水層導水係數和儲水率變化明顯，在離震中700km之外，地震仍可導致含水層參數100%的變化。三峽地區斷裂帶導水係數最大增幅可達1.5倍，震後緩慢恢復。地震導致的含水層參數變化是地下水動態變化的重要原因。這些成果對於水資源管理、環境保護及地質災害防治具有重要意義。
3.形成了地下水位、應變觀測數據干擾識別與處理技術方法，建立了“斷裂帶降雨—地下水位動態模型”與“淺部岩體水力耦合模型”，基於Molchan圖像法、潮汐因子識別法、地震活動性函式法，識別地震地下水前兆異常並建立相應判據，闡述了異常與構造活動及地震的相互關係，為利用地下流體進行地震預測提供科學依據。
本成果共發表論文160篇，其中SCI文章36篇，刊於《Earth and Planetary Science Letters》、《Geophysical Research Letters》、《Journal of Geophysical Research》、《Journal of Hydrology》等知名期刊，並被多次引用。培養碩、博士研究生200餘名，累計培訓基層從業人員千餘人。
2008年以來，本成果先後服務於北京奧運會的首都圈地下水異常排查工作，判定了地下水異常原因主要為降雨及人類活動，排除了構造活動的影響，為保障北京奧運會的順利召開貢獻了力量。其次，排查了小江斷裂帶中、南段地下水異常，分析了地殼形變和應力變化，排除了地下水位變化由區域地殼應力變化引起的推定。此外，成果還推廣套用於不同單位對多個省市地區地下水觀測數據的分析處理、含水層滲透性變化的識別，取得了良好實用效果與社會效益。
