地震预测方法

地下流体异常地震预测法

——李宇杰土木1202 20121167 引言

多年的地震监测预报实践表明(在强震前可观测到十分明显的水位、水氡等测项的中期和中短期异常变化，但实践表明只采用看图识字方法来识别测项异常是不够的，往往会造成异常判定的失误。在前人研究的基础上按照同一化技术思路、差分从属函数、变差和变化率等方法来判定地下流体的中期及中短期前兆异常。由不同方法所给出的异常变化彼此之间具有较大的可比较性，从而有利于地震的综合分析预报。

一理论提出

最早提出系统发展地下流体观测的国家是苏联，但直到1966年4月塔什干地震发生后，苏联才开始大规模开展以水文地球化学为基础地震预测方法的研究。

美国的地下流体研究方向主要是地下水水位、水温、孔隙压力大小和水氡等。正在实施的“地球透镜计划”可用于研究大地构造和地壳中流体间的关系。

日本对地下流体的观测包括水位、水温及地下水的化学性质，重点发展深度(>1000 m)探测及对深度流体的直接取样以避开地表因素的干扰。

内陆最早由刘耀炜（现任中国地震局地壳应力研究所监测预报研究室主任、研究员）等实践并发展。对1966年3月26日宁晋百尺口6.2

级地震提出了较好的预测，这是中国第一次对强余震成功预测，而主要依据就是震中区水位急剧涨落、井水翻花、发浑等临震异常.

二理论

作为地下流体前兆，观测项目主要有水位、水温(地热)、水氡与水汞等，近年来开始并得到推广的还有气氡、气汞和H2、He、CO2等.根据布雷斯等人得到的有效应力定律关系可知，孔隙压力的增加会使有效正应力减小，而对剪应力分量没有影响.孔隙压力增大，断层面上的抗剪强度下降，当断层面上积累的剪切力变大时，断层发生滑动；另外，流体压力所产生的应力转移会使剪应力增加，进一步加强岩石不稳定性（王博等，2008）。Matthai等认为流体压力近似于静岩压力时，断层膨胀或蠕动重复发生，会使各封闭的孔隙连通，形成网络.进而产生流体，导致较弱的断层岩石局部发生水压破裂。另有学者指出，水的扩散会在岩体结构面内产生相应的孔隙压力，从而造成弱化断层的粘滑不稳定，导致岩体破裂并诱发地震（施行觉等，1986；颜玉定等，2005)。陆明勇认为孔隙压力及动水压力的变化异常可以作为中短期的地震预测(陆明勇等，2005).

三异常判定方法简介

按照分析预报方法研究，同一化的技术思路，差分、从属函数、变差和变化率4种方法，用以判定地下流体的中期异常，判定方法的计算式与做法结合震例资料对这些方法进行了检验，其效果良好。四实例

摘自《地震》2008年第28卷第2期

据统计，1966-1991年间的114个震例中，地下流体台站捕捉到的震前异常数量占总异常数的53.2%.1975-2000年间我国成功预报的10个破坏性地震中，地下流体台站捕捉到的异常，为其中5个地震的短临预测提供了决策性的依据，为3个地震的短临预报提供了重要依据(温静，2010）。

邵永新等以1976年唐山地震，1989年和1991年的大同地震，1996年包头地震及1998年张北地震时的实际观测资料为依据，生成空间演化图像分析，提出预测强震危险区的5个标志和3个步骤(邵勇新等，2000a,2000b,2001a,2001b）。根据对包括唐山大地震在内的5个中强度地震震前地下流体异常观测结果生成动态演化图像，异常集中区呈波浪式发展且伴随应力的传递而向震中区迁移的现象，提出了预测强震危险区的方法.

张新基等1986年利用门源和渤海地震异常数据，通过采用异常频次累加和异常频次变化速率法对强震前后地下流体群体异常的研究，认为地震前后地下流体异常频次累加曲线和变化速率曲线的特征为“平稳-加速-恢复”形式，而地震与异常的关系为“加速-地震”形式.并对1989年大同地震和1976年唐山地震前兆进行了分析.

上述异常判定方法还是经验性的，因而需要在地震预报实践中反复检验与修正。

五参考文献

国家地震局预测预防司,地下流体地震预报方法,北京地震出版社1997.151-154

张炜，王吉易，鄂秀满等,水文地球化学预报地震的原理与方法,北京教育科学出版社1988.215-249

汪成民，车用太，万迪坤等,地下水微动态研究,北京地震出版社1988.198-233

蒋骏，李胜乐，张雁滨等,地震前兆信息处理与软件系统，北京地震出版社2000.178-181，201-102，208-210