井孔水温对远场巨震同震响应及其机制的数模研究

地震 ›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (1): 29-39.

井孔水温对远场巨震同震响应及其机制的数模研究

顾申宜¹, 刘博维², 张慧¹, 刘阳¹, 解晓静¹, 叶向顶¹

1.海南省地震局, 海南海口 570203;
2.华东理工大学理学院, 上海 200237

收稿日期:2012-07-12 修回日期:2012-09-18 出版日期:2013-01-31 发布日期:2020-10-16
作者简介:顾申宜(1961-),女,浙江海盐人,高级工程师,主要从事地下流体观测与地震预报研究。
基金资助:
中国地震局2011年星火计划(XH1020)和海南省重点科技计划项目(ZDXM20110107)资助

Numerical Simulation of Coseismic Response and Mechanism of Borehole Water Temperature to Far-field Strong Earthquakes

GU Shen-yi¹, LIU Bo-wei², ZHANG Hui¹, LIU Yang¹, XIE Xiao-jing¹, YE Xiang-ding¹

1. Earthquake Administration of Hainan Province, Haikou 570203, China;
2. East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China

Received:2012-07-12 Revised:2012-09-18 Online:2013-01-31 Published:2020-10-16

摘要/Abstract

摘要： 热量的流动必然伴随着温度的改变, 地震活动期间的井孔水温同震响应也服从热力学的基本规律。本文以汶川8.0级地震和日本9.0级地震为例, 以海口ZK26井水温同震响应的观测数据为基础, 运用热力学传导方程的数值模拟方法, 研究了同震响应过程中井孔水温度变化与热量传导之间的关系及相关的热力学机制问题.通过正演的方法, 得出沿井深方向不同时刻水温同震响应变化的数值模拟曲线, 水温数值模拟曲线与实际测量数据一致. 研究结果表明, 井孔中水温同震响应方式(上升、下降或不变), 与水温传感器的位置、热源的位置和分布、传感器与热源之间的相对空间等因素有关。

关键词: 井水温, 同震响应, 热力学, 数值模拟

Abstract: Variations of temperature are accompanied by exchange of heat, and thus, coseismic response of water temperature during the activity of earthquake should obey the laws of thermodynamics. Taken the cases of the 2008 Wenchuan M_S8.0 earthquake in China and the 2011 Fukushima 9.0 Earthquake of Japan, and based on the coseismic response data of water temperature collected from well ZK26 in Haikou, Hainan province, we analysed the relationship between variations of water temperature and heat conduction as well as the thermodynamic mechanism by numerical simulation of thermodynamic conduction equation. Then through forward modeling, we obtained several simulation curves of coseismic effect of water temperature along the axis of well at different times, and the water temperature simulation curves fit the measurement curves approximately. Our research indicates that the way of coseismic response (ascending, descending or stable) has something to do with factors like the locations of sensors, distribution and locations of heat sources, the span between sensors and heat sources and so on.

Key words: Water temperature, Coseismal response, Thermodynamics, Numerical simulation

中图分类号:

P315.7

顾申宜, 刘博维, 张慧, 刘阳, 解晓静, 叶向顶. 井孔水温对远场巨震同震响应及其机制的数模研究[J]. 地震, 2013, 33(1): 29-39.

GU Shen-yi, LIU Bo-wei, ZHANG Hui, LIU Yang, XIE Xiao-jing, YE Xiang-ding. Numerical Simulation of Coseismic Response and Mechanism of Borehole Water Temperature to Far-field Strong Earthquakes[J]. EARTHQUAKE, 2013, 33(1): 29-39.

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