地下流體總復(fù)習(xí)課件

1、孔隙孔隙裂隙裂隙溶隙溶隙巖石中的巖石中的各種空隙各種空隙三、含水層的概念及其類型三、含水層的概念及其類型成巖裂隙成巖裂隙構(gòu)造裂隙構(gòu)造裂隙風(fēng)化裂隙風(fēng)化裂隙含水層含水層: :含有重力水的巖層稱為含水層。含有重力水的巖層稱為含水層。隔水層：指不允許重力水自由流動的巖層。隔水層：指不允許重力水自由流動的巖層。越流含水層：巖層能起隔水作用，但巖層中仍含有一越流含水層：巖層能起隔水作用，但巖層中仍含有一定的水量，甚至可以透水，但透水能力極其微弱的巖定的水量，甚至可以透水，但透水能力極其微弱的巖土層。土層。 三、含水層的概念及其類型三、含水層的概念及其類型按賦存地按賦存地下水的空隙下水的空隙類型可分為類型可

2、分為 孔隙水層孔隙水層裂隙水層裂隙水層巖溶水層巖溶水層裂隙水的特點(diǎn)裂隙水的特點(diǎn)構(gòu)成含水層的條件構(gòu)成含水層的條件有儲存地下水的地質(zhì)條件有儲存地下水的地質(zhì)條件有儲存地下水的空間有儲存地下水的空間有一定的水量有一定的水量幾種典型的水動力系統(tǒng)示意圖幾種典型的水動力系統(tǒng)示意圖向斜盆地儲水構(gòu)造向斜盆地儲水構(gòu)造斷裂儲水構(gòu)造斷裂儲水構(gòu)造斷裂構(gòu)造破碎帶斷裂構(gòu)造破碎帶斷裂內(nèi)帶斷裂內(nèi)帶斷裂外帶斷裂外帶斷裂中帶斷裂中帶斷裂構(gòu)造三個帶的儲水能斷裂構(gòu)造三個帶的儲水能力和富水性不同，其儲水力和富水性不同，其儲水能力主要取決于斷裂的力能力主要取決于斷裂的力學(xué)性質(zhì)和巖性學(xué)性質(zhì)和巖性當(dāng)充填完好、膠結(jié)緊密或脈巖及充填物當(dāng)充填完好、

3、膠結(jié)緊密或脈巖及充填物為非可溶性物質(zhì)時，可起到隔水作用。為非可溶性物質(zhì)時，可起到隔水作用。張性斷裂儲水構(gòu)造張性斷裂儲水構(gòu)造壓性斷裂儲水構(gòu)造壓性斷裂儲水構(gòu)造張性斷裂內(nèi)帶張性斷裂內(nèi)帶張性斷裂中帶張性斷裂中帶張性斷裂外帶張性斷裂外帶壓性斷裂內(nèi)帶壓性斷裂內(nèi)帶壓性斷裂外帶壓性斷裂外帶壓性斷裂中帶壓性斷裂中帶儲水性較差儲水性較差儲水能力和富水能力較強(qiáng)儲水能力和富水能力較強(qiáng)五、地下水的分類五、地下水的分類按地下水的埋藏條件按地下水的埋藏條件可將地下水劃分為可將地下水劃分為 上層滯水上層滯水潛潛 水水承壓水承壓水潛水的特點(diǎn)潛水的特點(diǎn)承壓水的特點(diǎn)承壓水的特點(diǎn)水具有壓力；水具有壓力；補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)、排泄區(qū)不一致；

4、補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)、排泄區(qū)不一致；由于上部有穩(wěn)定的隔水層，與大氣、地表水的聯(lián)系較弱；由于上部有穩(wěn)定的隔水層，與大氣、地表水的聯(lián)系較弱；人為影響明顯小于潛水，越深層的承壓水，人為影響越小；人為影響明顯小于潛水，越深層的承壓水，人為影響越??；承壓水的動態(tài)變化明顯小于潛水，動態(tài)變化較穩(wěn)定；承壓水的動態(tài)變化明顯小于潛水，動態(tài)變化較穩(wěn)定；承壓水的水質(zhì)較好。承壓水的水質(zhì)較好。六、地下水的補(bǔ)給六、地下水的補(bǔ)給大氣降雨的滲入補(bǔ)給。大氣降雨的滲入補(bǔ)給。含水層之間通過斷層或鉆孔相互補(bǔ)給。含水層之間通過斷層或鉆孔相互補(bǔ)給。河水與地下水相互補(bǔ)給。河水與地下水相互補(bǔ)給。七、地下水的排泄七、地下水的排泄對基巖含水層而言，最主

5、要的排泄形式是泉與人工對基巖含水層而言，最主要的排泄形式是泉與人工開采。開采?；鶐r中的泉水按基巖中的泉水按其成因可分為其成因可分為侵蝕泉侵蝕泉接觸泉接觸泉溢出泉溢出泉斷層泉斷層泉21KIV八、地下水滲流運(yùn)動規(guī)律八、地下水滲流運(yùn)動規(guī)律水頭壓力：水頭壓力：上升到一定高度的鉆孔中的水柱，可以上升到一定高度的鉆孔中的水柱，可以看作是含水層中某一點(diǎn)的一種水頭或水頭壓力。看作是含水層中某一點(diǎn)的一種水頭或水頭壓力。達(dá)西定律適用于含水層中水流運(yùn)動為層流時達(dá)西定律適用于含水層中水流運(yùn)動為層流時 KIV VQ哲才定律適用于含水層中水流運(yùn)動為紊流時哲才定律適用于含水層中水流運(yùn)動為紊流時 VQ九、潛水、承壓水等水位線

6、圖九、潛水、承壓水等水位線圖十、地下水的物理性質(zhì)十、地下水的物理性質(zhì)地?zé)釒У膭澐郑鹤儨貛?、常溫帶、增溫帶。地?zé)釒У膭澐郑鹤儨貛?、常溫帶、增溫帶。地?zé)崽荻龋涸谠鰷貛В疃让吭黾拥責(zé)崽荻龋涸谠鰷貛?，深度每增?00m100m，所增高的溫度值。單位為所增高的溫度值。單位為/100m/100m。地?zé)嵩鰷丶墸簻囟让可叩責(zé)嵩鰷丶墸簻囟让可? 1 所需增加的深所需增加的深度（度（m m）稱為地?zé)嵩鰷丶墸▎挝唬海┓Q為地?zé)嵩鰷丶墸▎挝唬?m / m / ）。）。GhHTTBH十一、地下水的化學(xué)性質(zhì)十一、地下水的化學(xué)性質(zhì)地下水化學(xué)成分地下水化學(xué)成分礦化度礦化度-地下水中離子、分子與化合物的總量。地下水中離子、

7、分子與化合物的總量。硬硬 度度-取決于地下水中鈣、鎂離子含量。取決于地下水中鈣、鎂離子含量。離子成分離子成分 H H+ +, Na, Na+ +, K, K+ +, Mg, Mg2+2+, Ca, Ca2+2+, Fe, Fe2+2+ ，OHOH- -, Cl, Cl- -, SO, SO4 42-2-, NO, NO2-2-, HCO, HCO3 3- -, CO, CO3 32-2-, SiO, SiO3 32-2-, PO, PO4 42-2-氣體成分：氣體成分： O O2 2、N N2 2 、H H2 2S S 、CHCH4 4、COCO2 2深層地下水礦化度高于淺層地下水，熱水礦深層

8、地下水礦化度高于淺層地下水，熱水礦化度高于冷水?；雀哂诶渌Ｄz體成分：膠體成分： SiOSiO2 2 Fe(OH) Fe(OH)3 3 Al(OH) Al(OH)3 3十一、地下水的化學(xué)性質(zhì)十一、地下水的化學(xué)性質(zhì)地下水化學(xué)成地下水化學(xué)成分的形成作用分的形成作用溶濾作用溶濾作用蒸發(fā)濃縮作用蒸發(fā)濃縮作用混合作用混合作用陽離子交替吸附作用陽離子交替吸附作用脫碳酸作用脫碳酸作用脫硫酸作用脫硫酸作用十二、地下熱水十二、地下熱水地下熱水的氣體成分地下熱水的氣體成分地下熱水中的地下熱水中的O O2 2的含量微小，以的含量微小，以COCO2 2、CHCH4 4、H H2 2S S等等氣體組分為主，氣體組分為

9、主，HeHe、H H2 2等含量也較多。等含量也較多。地下熱水的化學(xué)成分地下熱水的化學(xué)成分地下熱水中除含有冷水中常見的地下熱水中除含有冷水中常見的7 7種離子種離子外，還含有較多的微量元素，如：外，還含有較多的微量元素，如：F F、BrBr、I I、B B、SrSr、LiLi、RbRb、CsCs、HgHg、AsAs等。等。地下熱水的分布概況地下熱水的分布概況溫度對地下水化學(xué)成分的影響溫度對地下水化學(xué)成分的影響一、地下流體動態(tài)分類一、地下流體動態(tài)分類地下流體動態(tài)地下流體動態(tài)-井（泉）中觀測到的地殼流體物理井（泉）中觀測到的地殼流體物理化學(xué)特性隨時間的變化?；瘜W(xué)特性隨時間的變化。地下水宏觀動態(tài)地下

10、水宏觀動態(tài)-水流的水動力狀態(tài)發(fā)生變化。水流的水動力狀態(tài)發(fā)生變化。地下水微動態(tài)地下水微動態(tài)-含水層骨架發(fā)生變形破壞。含水層骨架發(fā)生變形破壞。地下水正常動態(tài)地下水正常動態(tài)-無地震和干擾情況下，能夠表征周期性無地震和干擾情況下，能夠表征周期性環(huán)境影響或動力作用相對穩(wěn)定的一種動態(tài)。環(huán)境影響或動力作用相對穩(wěn)定的一種動態(tài)。地下水異常動態(tài)地下水異常動態(tài)-受到構(gòu)造作用或其他因素影響出現(xiàn)的非受到構(gòu)造作用或其他因素影響出現(xiàn)的非穩(wěn)定變化的一種動態(tài)。穩(wěn)定變化的一種動態(tài)。二、井水位固體潮效應(yīng)二、井水位固體潮效應(yīng)含水層在日、月起潮力作用下，產(chǎn)生固體潮體應(yīng)變的含水層在日、月起潮力作用下，產(chǎn)生固體潮體應(yīng)變的反映，含水層的體應(yīng)

11、變使其孔隙中的流體壓力產(chǎn)生潮汐反映，含水層的體應(yīng)變使其孔隙中的流體壓力產(chǎn)生潮汐波動，迫使水在井孔與含水層之間產(chǎn)生潮汐滲流，從而波動，迫使水在井孔與含水層之間產(chǎn)生潮汐滲流，從而形成了井孔內(nèi)水位的潮汐變化。形成了井孔內(nèi)水位的潮汐變化。井潮潮差井潮潮差固體地球產(chǎn)生潮汐變形而引起的井水位變固體地球產(chǎn)生潮汐變形而引起的井水位變化幅度，是表征井孔水位潮汐效應(yīng)大小的主要指標(biāo)?；?，是表征井孔水位潮汐效應(yīng)大小的主要指標(biāo)。三、井水位氣壓效應(yīng)三、井水位氣壓效應(yīng)井水位隨氣壓波動而表現(xiàn)出的起伏現(xiàn)象。當(dāng)大氣壓力井水位隨氣壓波動而表現(xiàn)出的起伏現(xiàn)象。當(dāng)大氣壓力增大時井水位下降增大時井水位下降, ,大氣壓力變小時井水位上升

12、大氣壓力變小時井水位上升. .四、井水位地面荷載效應(yīng)四、井水位地面荷載效應(yīng)井水位隨地面荷載的變化而變現(xiàn)出的起伏現(xiàn)象。常見井水位隨地面荷載的變化而變現(xiàn)出的起伏現(xiàn)象。常見的有列車荷載效應(yīng)、降雨積水荷載效應(yīng)等。的有列車荷載效應(yīng)、降雨積水荷載效應(yīng)等。五、地下流體干擾異常的基本類型五、地下流體干擾異常的基本類型觀測技術(shù)系統(tǒng)干擾（儀器設(shè)備運(yùn)行環(huán)境、日常管理）觀測技術(shù)系統(tǒng)干擾（儀器設(shè)備運(yùn)行環(huán)境、日常管理） 地表水體引起的干擾異常地表水體引起的干擾異常 地下水開采引起的干擾異常地下水開采引起的干擾異常 地下注水引起的干擾異常地下注水引起的干擾異常 礦山采礦活動引起的干擾異常礦山采礦活動引起的干擾異常 其它環(huán)境

13、干擾異常其它環(huán)境干擾異常 a a、觀測井管老化開裂引起的干擾異常、觀測井管老化開裂引起的干擾異常 b b、井口裝置改變引起的干擾異常、井口裝置改變引起的干擾異常 c c、泄流口堵塞引起的干擾異常、泄流口堵塞引起的干擾異常 d d、觀測操作不當(dāng)引起的干擾異常、觀測操作不當(dāng)引起的干擾異常 觀測條件改變的干擾（觀測觀測條件改變的干擾（觀測井、其它）井、其它）觀測環(huán)境變化的干擾（井區(qū)自觀測環(huán)境變化的干擾（井區(qū)自然環(huán)境、井區(qū)人類活動、地質(zhì)動然環(huán)境、井區(qū)人類活動、地質(zhì)動力活動）力活動）一、地下水物理動態(tài)一、地下水物理動態(tài)地下水的物理性質(zhì)（水溫、透明度、顏色、嗅、味、導(dǎo)電性、地下水的物理性質(zhì)（水溫、透明度、

14、顏色、嗅、味、導(dǎo)電性、放射性、水的流速、水頭壓力、水位埋深、流量）隨時間的變化放射性、水的流速、水頭壓力、水位埋深、流量）隨時間的變化規(guī)律（多年動態(tài)、年動態(tài)、月動態(tài)與日動態(tài)）。規(guī)律（多年動態(tài)、年動態(tài)、月動態(tài)與日動態(tài)）。二、地下水化學(xué)動態(tài)二、地下水化學(xué)動態(tài)三、地下流體主要觀測對象分三、地下流體主要觀測對象分類類地震監(jiān)測預(yù)報以及地震科學(xué)研究的目的和現(xiàn)有技術(shù)水地震監(jiān)測預(yù)報以及地震科學(xué)研究的目的和現(xiàn)有技術(shù)水平與可行的條件出發(fā)，目前國內(nèi)外地下流體觀測較為廣平與可行的條件出發(fā)，目前國內(nèi)外地下流體觀測較為廣泛的項(xiàng)目：泛的項(xiàng)目：井水位、井水溫度、水氡與氣氡、水汞與氣井水位、井水溫度、水氡與氣氡、水汞與氣汞四大

15、類汞四大類6 6種測項(xiàng)。種測項(xiàng)。 有一些臺點(diǎn)還觀測常量離子、微量組分、氣體總量、有一些臺點(diǎn)還觀測常量離子、微量組分、氣體總量、二氧化碳、氫氣、氦氣等。二氧化碳、氫氣、氦氣等。四、地下流體觀測場地勘選與基本要求四、地下流體觀測場地勘選與基本要求觀測區(qū)資料齊全，地質(zhì)觀測區(qū)資料齊全，地質(zhì)水文地質(zhì)條件清楚水文地質(zhì)條件清楚觀測點(diǎn)應(yīng)選擇在對應(yīng)力應(yīng)變敏感的構(gòu)造部位觀測點(diǎn)應(yīng)選擇在對應(yīng)力應(yīng)變敏感的構(gòu)造部位觀測點(diǎn)還可選擇在有深部物質(zhì)上涌的部位觀測點(diǎn)還可選擇在有深部物質(zhì)上涌的部位觀測區(qū)應(yīng)發(fā)育承壓性和封閉性好的含水層觀測區(qū)應(yīng)發(fā)育承壓性和封閉性好的含水層盡量避開觀測環(huán)境干擾盡量避開觀測環(huán)境干擾五、觀測井建設(shè)規(guī)范化五、觀

16、測井建設(shè)規(guī)范化井深、井徑、套管與止水、過水?dāng)嗝婢?、井徑、套管與止水、過水?dāng)嗝?、沉砂管。、沉砂管。 六、地下流體觀測環(huán)境保護(hù)六、地下流體觀測環(huán)境保護(hù)目的是遏止和減弱可能產(chǎn)生干擾異常的各類因目的是遏止和減弱可能產(chǎn)生干擾異常的各類因素或作用的行為，確保地震觀測站觀測的各類動素或作用的行為，確保地震觀測站觀測的各類動態(tài)是按著一定規(guī)律變化的正常動態(tài)，防止各類非態(tài)是按著一定規(guī)律變化的正常動態(tài)，防止各類非規(guī)律性的干擾動態(tài)出現(xiàn)，以便地震活動期間能夠規(guī)律性的干擾動態(tài)出現(xiàn)，以便地震活動期間能夠捕捉到非常顯著的地震前兆異常信息。捕捉到非常顯著的地震前兆異常信息。 七、地下流體監(jiān)測背景調(diào)查的主要內(nèi)容七、地下流體監(jiān)

17、測背景調(diào)查的主要內(nèi)容開展野外調(diào)查，掌握井區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造與水文地質(zhì)背景開展野外調(diào)查，掌握井區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造與水文地質(zhì)背景氣候水文背景條件氣候水文背景條件調(diào)查區(qū)地下水開采工程布局調(diào)查區(qū)地下水開采工程布局監(jiān)測井建設(shè)規(guī)范化衡量監(jiān)測井建設(shè)規(guī)范化衡量調(diào)查其它干擾因素調(diào)查其它干擾因素一、觀測系統(tǒng)的組成一、觀測系統(tǒng)的組成含水層含水層( (井井) )、井口裝置、觀測儀器設(shè)備、井口裝置、觀測儀器設(shè)備二、井水位動態(tài)觀測的類型二、井水位動態(tài)觀測的類型靜水位觀測靜水位觀測-是指觀測井口至井水面間的垂直深度，是指觀測井口至井水面間的垂直深度，相當(dāng)于觀測地下水面的埋深。相當(dāng)于觀測地下水面的埋深。動水位觀測動水位觀測-是指觀測泄流

18、口的中心面至井水面間是指觀測泄流口的中心面至井水面間的垂向高度，相當(dāng)于觀測泄流口以上的水柱高度。的垂向高度，相當(dāng)于觀測泄流口以上的水柱高度。機(jī)械式水位儀的工作原理機(jī)械式水位儀的工作原理( (井水位變化井水位變化浮標(biāo)升浮標(biāo)升降降滾筒轉(zhuǎn)動滾筒轉(zhuǎn)動記錄筆記錄記錄筆記錄( (同時隨時鐘移動同時隨時鐘移動)水水位隨時間的變化過程位隨時間的變化過程. .數(shù)字型水位儀的工作原理數(shù)字型水位儀的工作原理( (壓力式水位傳感器壓力式水位傳感器P=P=gHgH壓強(qiáng)與井水柱高度成正比）壓強(qiáng)與井水柱高度成正比）三、水位動態(tài)觀測儀器的基本原理三、水位動態(tài)觀測儀器的基本原理l 測量鉆孔中的溫度測量鉆孔中的溫度l 測量鉆孔中

19、的溫度梯度測量鉆孔中的溫度梯度l 測量地表淺層溫度和溫泉溫度測量地表淺層溫度和溫泉溫度l 衛(wèi)星遙感衛(wèi)星遙感目前，地?zé)崆罢子^測主要是測量深井、淺目前，地?zé)崆罢子^測主要是測量深井、淺井與溫泉水的變化。井與溫泉水的變化。一、地?zé)釀討B(tài)觀測類型一、地?zé)釀討B(tài)觀測類型穩(wěn)態(tài)地?zé)釄鱿到y(tǒng)穩(wěn)態(tài)地?zé)釄鱿到y(tǒng)震源應(yīng)力場作用震源應(yīng)力場作用動態(tài)地?zé)釄鰟討B(tài)地?zé)釄觯ǜ郊拥責(zé)釄觯ǜ郊拥責(zé)釄觯?與地震有一定的對應(yīng)關(guān)系（前兆、與地震有一定的對應(yīng)關(guān)系（前兆、同震反應(yīng)、震后調(diào)整及強(qiáng)余震前兆）同震反應(yīng)、震后調(diào)整及強(qiáng)余震前兆） 二、地?zé)崆罢子^測的原理二、地?zé)崆罢子^測的原理三、地?zé)釀討B(tài)基本特征三、地?zé)釀討B(tài)基本特征利用石英頻率隨溫度變化的特性構(gòu)

20、成石英溫度計(jì)。由于石英晶體高純度利用石英頻率隨溫度變化的特性構(gòu)成石英溫度計(jì)。由于石英晶體高純度的特性，決定了具有高的特性，決定了具有高Q Q值，其頻率值，其頻率- -溫度變換的關(guān)系可表示為：溫度變換的關(guān)系可表示為： T=A T=A0 0+A+A1 1f+Af+A2 2f f2 2+A+A3 3f f3 3+A+A4 4f f4 4+式中，式中，f f是石英諧振器的自振頻率；是石英諧振器的自振頻率；T T為石為石英諧振器的溫度；英諧振器的溫度；A A0 0，A A1 1，A A2 2，A A3 3，A A4 4則是隨著每個石英溫度傳感器的則是隨著每個石英溫度傳感器的個性不同而不同的常數(shù)。儀器所配

21、探頭的五個常數(shù)由計(jì)量部門標(biāo)定時給出。個性不同而不同的常數(shù)。儀器所配探頭的五個常數(shù)由計(jì)量部門標(biāo)定時給出。SZW-1ASZW-1A型數(shù)字式溫度計(jì)的探頭由測溫諧振器和變換電路共同組成，封裝型數(shù)字式溫度計(jì)的探頭由測溫諧振器和變換電路共同組成，封裝在一個外徑在一個外徑30mm30mm，長約，長約300mm300mm的紫銅管內(nèi)，由電纜引到主機(jī)。電纜由一芯的紫銅管內(nèi)，由電纜引到主機(jī)。電纜由一芯一屏蔽構(gòu)成，即負(fù)責(zé)由主機(jī)向探頭內(nèi)變換電路供電，又將探頭的信號送回一屏蔽構(gòu)成，即負(fù)責(zé)由主機(jī)向探頭內(nèi)變換電路供電，又將探頭的信號送回主機(jī)（見圖）主機(jī)（見圖）四、地?zé)釘?shù)字化觀測儀工作原理四、地?zé)釘?shù)字化觀測儀工作原理 主機(jī)主機(jī)

22、變換電路變換電路RnRn的射氣特性的射氣特性 含有含有RaRa的巖石，具有向周圍空間擴(kuò)散氡氣的能力，的巖石，具有向周圍空間擴(kuò)散氡氣的能力，這種能力稱為巖石的射氣作用巖石的射氣作用。這種能力稱為巖石的射氣作用巖石的射氣作用。射氣強(qiáng)度：射氣強(qiáng)度：1 1克巖石在克巖石在1 1秒鐘內(nèi)析出的自由氡射氣量。秒鐘內(nèi)析出的自由氡射氣量。 射氣能力：射氣能力：1 1克巖石在其建立放射平衡（克巖石在其建立放射平衡（ RaRa與與RnRn之間）之間）的時間內(nèi)析出的總射氣量。的時間內(nèi)析出的總射氣量。射氣系數(shù)：射氣系數(shù)：在單位時間內(nèi)，析出到巖石空隙中的自由在單位時間內(nèi)，析出到巖石空隙中的自由氡量與在同一時間間隔內(nèi)形成的

23、總射氣量的比值。氡量與在同一時間間隔內(nèi)形成的總射氣量的比值。一、氡的射氣特性一、氡的射氣特性氡射氣在地殼中的遷移是一個復(fù)雜的過程。氡射氣在地殼中的遷移是一個復(fù)雜的過程。二、氡的遷移作用二、氡的遷移作用擴(kuò)散作用擴(kuò)散作用對流作用對流作用水?dāng)y帶作用水?dāng)y帶作用伴生氣體的壓力作用伴生氣體的壓力作用地?zé)嶙饔玫責(zé)嶙饔贸毕?、大氣壓的縱深效應(yīng)潮汐、大氣壓的縱深效應(yīng)氡的前兆異常機(jī)制氡的前兆異常機(jī)制三、氡與地震的關(guān)系三、氡與地震的關(guān)系 孕震過程，當(dāng)受到附帶有滲流場擾動時，巖土空孕震過程，當(dāng)受到附帶有滲流場擾動時，巖土空隙中自由氡或地下水中溶解氡都將發(fā)生變化，甚至地隙中自由氡或地下水中溶解氡都將發(fā)生變化，甚至地下水中

24、出現(xiàn)氡的過飽和而自由逸出的現(xiàn)象。因此，連下水中出現(xiàn)氡的過飽和而自由逸出的現(xiàn)象。因此，連續(xù)觀測地下水中溶解氡與逸出氡及巖土空隙中自由氡續(xù)觀測地下水中溶解氡與逸出氡及巖土空隙中自由氡濃度的變化，有可能捕捉到地震孕育與發(fā)生的前兆異濃度的變化，有可能捕捉到地震孕育與發(fā)生的前兆異常信息。常信息。在地震監(jiān)測領(lǐng)域，根據(jù)觀測對象分為水氡測量、逸在地震監(jiān)測領(lǐng)域，根據(jù)觀測對象分為水氡測量、逸出氣氡測量和土壤中氡測量三大類。出氣氡測量和土壤中氡測量三大類。四、氡測量方法分類四、氡測量方法分類 按測量時間長短劃分為微分（瞬時）測量和積分按測量時間長短劃分為微分（瞬時）測量和積分（積累）測量。（積累）測量。地震監(jiān)測預(yù)報

25、中臺站使用的：地震監(jiān)測預(yù)報中臺站使用的：FD-105KFD-105K型靜電計(jì)、型靜電計(jì)、FD-125FD-125型氡釷分析器和型氡釷分析器和SD-3ASD-3A型自動測氡儀都屬微分型自動測氡儀都屬微分測量儀器。測量儀器。五、電離靜電計(jì)法和閃爍脈沖計(jì)數(shù)法的基本原理五、電離靜電計(jì)法和閃爍脈沖計(jì)數(shù)法的基本原理 電離靜電計(jì)法：電離靜電計(jì)法：氡氣被鼓入電離室，氡及其子體的氡氣被鼓入電離室，氡及其子體的 射線使空氣分子電離，在外加電場作用下產(chǎn)生電離電射線使空氣分子電離，在外加電場作用下產(chǎn)生電離電流，使靜電計(jì)的石英絲偏移，目測指示絲移動的格值，流，使靜電計(jì)的石英絲偏移，目測指示絲移動的格值，計(jì)算水氡濃度。計(jì)

26、算水氡濃度。閃爍脈沖計(jì)數(shù)法：閃爍脈沖計(jì)數(shù)法：氡氣被鼓入電閃爍室，氡及其子體氡氣被鼓入電閃爍室，氡及其子體的的 粒子沖擊閃爍室內(nèi)壁的硫化鋅（銀）閃爍體粒子沖擊閃爍室內(nèi)壁的硫化鋅（銀）閃爍體，激，激發(fā)出光子，經(jīng)光電倍增管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并在陽極負(fù)發(fā)出光子，經(jīng)光電倍增管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并在陽極負(fù)載上形成脈沖電流，輸出負(fù)脈沖，經(jīng)電子線路放大、載上形成脈沖電流，輸出負(fù)脈沖，經(jīng)電子線路放大、甄別、整形后被自動定標(biāo)器記錄，根據(jù)在單位時間內(nèi)甄別、整形后被自動定標(biāo)器記錄，根據(jù)在單位時間內(nèi)的脈沖計(jì)數(shù)計(jì)算出水氡濃度。的脈沖計(jì)數(shù)計(jì)算出水氡濃度。六、氡觀測的影響因素六、氡觀測的影響因素 自然環(huán)境類：降雨、氣壓、氣溫、水溫、

27、江河水、水庫。自然環(huán)境類：降雨、氣壓、氣溫、水溫、江河水、水庫。人類活動類：地下抽水、地下水回灌、礦井疏干、礦山爆破。人類活動類：地下抽水、地下水回灌、礦井疏干、礦山爆破。觀測條件：觀測井結(jié)構(gòu)、井口裝置、井水自流狀態(tài)、儀器工觀測條件：觀測井結(jié)構(gòu)、井口裝置、井水自流狀態(tài)、儀器工作環(huán)境、臺站工作環(huán)境。作環(huán)境、臺站工作環(huán)境。觀測工作：水樣的采集、觀測基準(zhǔn)點(diǎn)、儀器與設(shè)備（老化、觀測工作：水樣的采集、觀測基準(zhǔn)點(diǎn)、儀器與設(shè)備（老化、故障、更新等）、操作與規(guī)范、標(biāo)定與檢查。故障、更新等）、操作與規(guī)范、標(biāo)定與檢查。其它偶然因素。其它偶然因素。一、汞的物理化學(xué)特性一、汞的物理化學(xué)特性 電離勢高，電離勢高，1 1

28、價和價和2 2價汞易從化合物中還原成零價汞；價汞易從化合物中還原成零價汞；具有化學(xué)穩(wěn)定性，不易同其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；具有化學(xué)穩(wěn)定性，不易同其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；汞能溶解許多金屬而形成金汞齊，且易被黃金吸附；汞能溶解許多金屬而形成金汞齊，且易被黃金吸附；揮發(fā)能力強(qiáng)。常溫下即具有明顯的蒸汽壓，它的蒸汽揮發(fā)能力強(qiáng)。常溫下即具有明顯的蒸汽壓，它的蒸汽壓力、揮發(fā)速度隨溫度升高而急劇增加；壓力、揮發(fā)速度隨溫度升高而急劇增加；具有極強(qiáng)的穿透力，容易沿裂隙、孔隙等向周圍介質(zhì)具有極強(qiáng)的穿透力，容易沿裂隙、孔隙等向周圍介質(zhì)擴(kuò)散遷移。擴(kuò)散遷移。 二、汞觀測的技術(shù)思路二、汞觀測的技術(shù)思路 與地震活動有關(guān)的深部斷裂帶

29、上都存在汞氣暈，某些與地震活動有關(guān)的深部斷裂帶上都存在汞氣暈，某些汞氣濃度的增高與地震活動有關(guān)。汞氣濃度的增高與地震活動有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明巖層瞬時加壓和持續(xù)過程中汞量變化最為明實(shí)驗(yàn)表明巖層瞬時加壓和持續(xù)過程中汞量變化最為明顯、清晰。顯、清晰。汞具有很高的蒸汽壓。沿?cái)嗔褞Ш蛶r石空隙的遷移能汞具有很高的蒸汽壓。沿?cái)嗔褞Ш蛶r石空隙的遷移能力強(qiáng)。力強(qiáng)。構(gòu)造活動伴有應(yīng)力、熱力作用，使圍巖與周圍介質(zhì)發(fā)構(gòu)造活動伴有應(yīng)力、熱力作用，使圍巖與周圍介質(zhì)發(fā)生相互作用，定點(diǎn)、定期測量各種介質(zhì)中汞量變化可了生相互作用，定點(diǎn)、定期測量各種介質(zhì)中汞量變化可了解構(gòu)造的活動性，捕捉地震前兆信息。解構(gòu)造的活動性，捕捉地震前兆信息。三

30、、汞觀測的對象三、汞觀測的對象 四、數(shù)字測汞儀器工作原理四、數(shù)字測汞儀器工作原理 某一種元素的基態(tài)原子蒸汽對同種元素發(fā)射的特征某一種元素的基態(tài)原子蒸汽對同種元素發(fā)射的特征輻射線有選擇性吸收。在一定濃度范圍內(nèi)，均勻吸輻射線有選擇性吸收。在一定濃度范圍內(nèi)，均勻吸收介質(zhì)中透射光的強(qiáng)度和基態(tài)原子濃度的關(guān)系符合收介質(zhì)中透射光的強(qiáng)度和基態(tài)原子濃度的關(guān)系符合朗伯朗伯- -比爾定律：比爾定律：A=lg(IA=lg(I0 0/I)=KLN/I)=KLN0 0=Kc =Kc 式中，式中，A A為為吸光度；吸光度；KK為比例常數(shù)；為比例常數(shù)；c c為被測元素的濃度。因?yàn)楸粶y元素的濃度。因此，測量吸光度此，測量吸光度A A，就可以得到原子濃度，就可以得到原子濃度c c值。值。冷原子吸收測汞儀冷原子吸收測汞儀主動參與主