地震引起的近场含水层破坏及渗透系数变化

In the near field, aquifer may be breached and its changes in the hydraulic conductivity will happen during and even after the earthquakes. The breaching of aquifer and the induced hydraulic conductivity changes, which were only studied by few researchers, will induce some hydrological phenomenon and geological disaster. Based on the continuous observation data of water level, the hydraulic conductivity over time are obtained by using the tidal response method. Aim to find the mechanism of earthquake-inducing breaching of aquifer, the time-space evolution characteristics of the changes in the hydraulic conductivity in the near field will be studied. The result of this study is useful to the research on the effect of earthquake to the groundwater resource.

在地震近场区，地震可能造成含水层破坏，并引起渗透系数变化，导致一些水文现象和地质灾害的形成。目前国内外关于地震引起的含水层破坏的研究相对较少。本课题拟利用连续的井孔水位观测数据，通过潮汐响应法估计不同时间段内含水层渗透系数，研究地震破坏情况下近场含水层渗透系数变化的时空演化特征，以此探讨地震引起的含水层破坏及其渗透系数变化的过程与形成机理，为研究地震引起的水资源变化提供一定参考。

本项目主要研究了2008年M8.0汶川地震和2010年M7.1新西兰Darfield地震周边的井孔水位在地震前后潮汐响应振幅和相位的变化规律，以此分析大地震对含水层渗透性的影响，通过影响因素和变化特征分析，明确了地震扰动作用和破坏作用下含水层渗透系数的变化特征，并结合地下水位变化探讨了含水层渗透性变化的形成机理。通过研究发现：地震不仅可以通过疏通/淤堵裂隙和孔隙来引起渗透性变化（扰动作用），同样可以通过破坏含水层来影响渗透性（破坏作用）；地震扰动作用引起的含水层渗透性变化往往在震后可以恢复，而含水层破坏引起的含水层渗透性变化往往是不可恢复的。该研究成果为地震引起的水文现象和水资源变化等科学问题的研究提供一定理论参考和技术支持。