● 张菊 赵德杨

地震，这一自然界中威力巨大的自然现象，不仅在地壳深处引发震动，其影响还延伸至地表之下，对地下水位产生了深远影响。接下来，让我们共同去探索地震如何影响地下水位，以及这些变化背后的科学原理。

当地震发生时，地壳的剧烈运动会瞬间改变地下水的动态平衡。以1964年美国阿拉斯加发生9.2级大地震为例，其产生的影响甚至远及数千公里之外的佛罗里达州，当地水位记录到的波动幅度高达6米。这种现象揭示了地震对地下水位的深远影响。

地震引发的地下水位变化主要表现为三种类型：振荡响应、阶跃响应和持续性响应。

1.振荡响应即水位的急剧波动变化，多在震后较短时间内逐渐消失。这种现象在地震的近场、中场和远场范围都有记录。研究指出，当地震波通过含水层时，会触发含水层介质体的扩张或压缩，导致孔隙压力的振荡，进而引发井水位的波动。井水位的振荡与地震波中的瑞利波的振荡具有良好的相关性，尤其是介于10～20秒之间的信号。

2.阶跃响应表现为地震发生时，井水位的阶梯状变化。这种变化通常发生在震源周围1个主震断层长度的近场区域，表现为水位在地震发生后的短时间内迅速上升或下降。同震静态应变模型是解释这一现象的主要理论，即地震断层的滑动引起的地壳永久变形，导致含水层介质体的压缩与膨胀，从而改变孔隙压力，引起井水位的阶跃变化，在同震收缩区水位上升，同震扩张区水位下降。

3.持续性响应是指地震后，水位持续数天或数周的缓慢变化，这种变化可能不会恢复到震前状态。在近场和中场范围内均有记录，但在近场范围内，由于变化幅度较小，往往被阶跃变化所掩盖。

值得注意的是，水位变化的观测类型与观测仪器的采样频率密切相关。低采样频率的仪器可能无法捕捉到完整的水位振荡现象，或者将持续性变化误记录为阶跃变化。因此，采用高采样频率的仪器对于记录更为真实完整的地下水同震变化至关重要，有助于深入了解地下水同震响应的物理机制。

通过深入研究地震与地下水位变化的关系，不仅能够更好地理解地震的复杂性，还能为地震预警和灾害预防提供科学依据。

（作者单位：四川省地震局监测信息中心）