小江断裂带不同区段渗透性特征及其对地下水同震响应的影响

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41602266
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
20.0万
负责人：
史浙明
依托单位：
中国地质大学（北京）
学科分类：
D0702.环境水科学
结题年份：
2019
批准年份：
2016
项目状态：
已结题
起止时间：
2017-01-01 至2019-12-31

项目参与者：
许庆宇；黄丹丹；张寿川；孔庆敏；郭亮；
关键词：
井水位含水层参数渗透性同震响应断裂带

项目摘要

The permeability in the fault zone are spatially and temporally complicated, understand the permeability of the fault zone, however, is critical to understand the groundwater flow and its response to earthquake. Despite its importance, the hydrogeological properties of fault zone are still poorly understood. Our study focus on the Xiaojiang active fault zone, by using the groundwater wells, hot springs that occurred around the fault zone and combing with the geodesy observations, we want to understand the permeability structure, co-seismic groundwater responses and permeability evolutions to tectonic activity in the fault zone. This will gain insights on the relationship between spatially and temporally permeability evolution of the Xiaojiang fault zone and the tectonic activities, also the characteristic and mechanisms of co-seismic response abilities of wells located in different locations. We hope that our results may promote the research on the fault zone hydrogeology and also provide suggestions to the constructions of groundwater monitoring wells. Finally, this study may help us better understand the forming of earthquake precursors.

断裂带渗透性结构在时空分布上十分复杂，认识断裂带的渗透性结构对于了解断裂带地下水运动以及断裂带地下水对地震活动的响应等具有重要的意义。然而人们对断裂带水力特征以及其动态变化对水文响应的影响一直缺乏深入的理解。本项目拟以云南的小江活动断裂带为研究区，通过利用沿着小江断裂带广泛出露的温泉以及沿着断裂带分布的地震地下水监测井，结合构造运动资料，研究小江断裂带不同区段渗透性特征及演化、地下水对地震的同震响应特征以及与构造活动的关系。开展这一研究，有助于我们深入理解小江断裂带渗透性的时空变化特征以及断裂带不同部位地下水对地震等构造活动的响应特征及机理，推进断裂带地下水的研究，同时也为断裂带地震地下水监测井的布设以及理解地震前兆孕育发生过程提供科学的依据。

结项摘要

断裂带是沟通地壳浅部与地球深部的主要通道，其渗透性特征控制了断裂带导水-阻水特性，对地下水运移、泉水出露及水位埋深具有重要的影响，并进一步影响了地下水流动类型、油气迁移、地震活动等一系列地质过程。因此，认识断裂带的渗透性结构对于了解断裂带地下水运动以及断裂带地下水对地震活动的响应等具有重要的意义。然而人们对断裂带水力特征以及其动态变化对水文响应的影响一直缺乏深入的理解，对于如何评估其渗透性一直是一个难题。. 本项目以云南的小江活动断裂带为主要研究区，同时结合其他几个观测条件较好的断裂带，通过沿断裂带广泛出露的温泉、沿着断裂带布设的地震地下水监测井，以及流动地球化学气体探测等方法，结合构造运动资料，评估断裂带流体循环特征、不同区段渗透性特征及演化、不同部位地下水对地震的同震响应特征差异，以及与构造活动的关系。通过本项目的研究，我们发展了基于水位、气压、固体潮和地震波等低扰动信号计算含水层参数的方法，提出了利用温泉温度结合水位监测评估断裂带渗透性的方法。通过不同部位井孔水位对多次地震的响应，发现断裂破碎带内的井孔相较于断裂带外部的井孔对地震响应更为灵敏。此外，对小江断裂带渗透性的研究表明，小江断裂带渗透性分布特征较为复杂，高渗透性部位分布较为离散，且具有明显的分段性，南北两端渗透性较大，中部较低。结合断层气氡和CO2结果表明，小江断裂带南段具有更强的活动性。基于本项目，在Geophysical Research Letters, Journal of Hydrology, Geophyscial Journal International, Geofluids, Pure and Applied Geophysics等知名期刊上发表论文10篇。上述认识，对于深入理解断裂带渗透性的时空变化特征以及断裂带不同部位地下水对地震等构造活动的响应特征及机理，推进断裂带地下水的研究具有重要意义，同时也为断裂带地震地下水监测井的布设以及理解地震前兆孕育发生过程提供科学的依据。