滇中、滇南部分井水位下降的構(gòu)造作用因素分析

摘要：利用滇中和滇南地區(qū)6口井水位動(dòng)態(tài)觀測資料，通過計(jì)算井水位固體潮的振幅和相位差的動(dòng)態(tài)過程，分析井—含水層系統(tǒng)受區(qū)域應(yīng)力場作用的程度，從構(gòu)造活動(dòng)因素方面為井水位下降的機(jī)理解釋提供參考依據(jù)。結(jié)果表明，在易門、高大、建水和開遠(yuǎn)水位下降過程中，水位振幅和相位差異常變化不顯著，不能證明水位下降是受區(qū)域應(yīng)力（應(yīng)變）作用的影響，井水位下降異常可能主要是因?yàn)榻邓a(bǔ)給減少造成的。新平和元江井水位的振幅和相位差異常明顯，井—含水層系統(tǒng)可能受到區(qū)域應(yīng)力場作用的影響，同時(shí)也不能排除有降水減少因素的影響。

關(guān)鍵詞：井水位；固體潮；構(gòu)造活動(dòng)；降水；含水層

中圖分類號(hào)：P315.721文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-0666（2013）04-0443-07

0引言

2008年以來，滇中和滇南地區(qū)建水、易門、高大和元江4口井井水位持續(xù)下降，水位異常的顯著特點(diǎn)是在時(shí)間和空間分布上都相對(duì)集中。這種異常變化是由區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)引起的，還是由降水補(bǔ)給、抽水等水文因素的干擾所致，引起了有關(guān)部門和學(xué)者們的關(guān)注，分析多口井水位持續(xù)下降可能的成因機(jī)理，對(duì)本地區(qū)的震情分析也具有重要意義。

引潮力和構(gòu)造應(yīng)力所引起的井水位潮汐現(xiàn)象揭示了含水層孔壓與構(gòu)造應(yīng)力（巖石形變）的耦合關(guān)系，一直受到巖石力學(xué)和地震學(xué)界的關(guān)注。早期研究大多基于用Biot孔彈性理論研究孔壓、井水位與應(yīng)力（或應(yīng)變）之間的響應(yīng)關(guān)系（Van der Kamp，Gale，1983；張昭棟，張廣城，1987）。Bower（1983）認(rèn)為，潮汐水位變化的日波和半日波成分依賴于斷裂的開度、方位（傾向和走向）以及斷裂的徑向延伸和裂隙面的壓縮性，給出了潮汐分波應(yīng)力計(jì)算公式，并且根據(jù)潮汐分波相位差和振幅得到基巖的裂隙參數(shù)。Hsieh等（1987）提出了水位和含水層孔壓振幅比計(jì)算公式，從理論上建立了井水位—孔壓的響應(yīng)關(guān)系。張昭棟等（1999）給出一種利用井水位的固體潮系數(shù)反演含水層應(yīng)力變化的方法。孫小龍等（2011）運(yùn)用小波分析法提取井水位多年動(dòng)態(tài)變化的趨勢信息，探討了華北地區(qū)近年來的構(gòu)造應(yīng)力場變化特征。石云等（2013）研究了裂隙巖石中潮汐水位相位和振幅變化規(guī)律，即在構(gòu)造應(yīng)力作用下，井孔—裂隙水流交換和裂隙間水流交換是潮汐相位、振幅發(fā)生變化的重要影響因素。

利用滇中和滇南地區(qū)6口井水位動(dòng)態(tài)觀測資料，應(yīng)用BaytapG提供的潮汐分析方法，計(jì)算井水位優(yōu)勢潮汐分波M2波的振幅、相位差，根據(jù)水位振幅和相位差的異常變化信息，分析井水位可能受到區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用的程度，探討滇中和滇南地區(qū)導(dǎo)致井水位下降異常的可能原因。

1地下流體監(jiān)測井簡介1.1監(jiān)測井基本情況本文所研究的井孔位于小江斷裂帶南段與紅河斷裂帶中段交匯處，其中，元江井和新平井位于紅河斷裂帶上，華寧井位于小江斷裂帶上（圖1）。筆者共選取6口井進(jìn)行頻譜分析，分析區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。

分析6口井的井水位數(shù)據(jù)，其含水層類型為裂隙承壓水，具有顯著的固體潮效應(yīng)，可以進(jìn)行頻譜分析。觀測時(shí)間段最早從2001年8月開始，各井孔詳細(xì)情況見表1。