井水位潮汐是评价水位观测质量好坏的一个重要参数，通过研究井水位的潮汐因子和相位、振幅等参数可能获得震前异常信息^[1-8]。深入分析井水位潮汐对推算含水层的各种参数，衡量井水位对应力应变响应量，了解含水层动态、解释井水位微动态等都具有重要的科学意义和现实必要性^[9-12]。

利用流体井潮汐参数进行地震预报工作由来已久，学者们多致力于研究潮汐对地震的触发作用，利用流体观测探讨固体潮与地震关系的研究较多^[13-16]，而结合震源机制解研究震中周边流体潮汐参数时间、空间变化情况甚少。

震前流体井固体潮潮汐参数时间和空间变化特征与地震到底具有何种关系，一直是困扰诸多学者的重要问题。本文结合2021年云南漾濞6.4级地震震源机制解精细研究本次地震前井水位潮汐参数在时间和空间变化特征，分析提取孕震相关信号，为利用流体井观测资料进行地震预报和机理研究提供震例参考。

2017年1月至2021年5月21日，云南省内共发生4级以上地震38次、5级以上地震5次（数据来源于中国地震台网中心），震中主要分布在普洱、昭通、玉溪、大理等地。通过对所研究井口附近4级以上地震进行分析发现，近三年时间内，云南省内井水位潮汐因子在震时会发生较大幅度变化，但所研究的中等地震并未改变井水位潮汐因子变化趋势，故认为本次研究所得结果具有一定可靠性。

云南地处印度洋板块和欧亚板块碰撞带东侧，新构造运动和现代构造活动十分强烈，地震频繁，有震级大、频度高、分布广、灾害重的特点。2021年5月21日21时48分在云南大理州漾濞县（25.67°N， 99.87°E）发生6.4级地震，震源深度8 km。本次地震发生在青藏高原东南缘川滇块体的西边界，震中地区分布有多条活动断裂，构造较为复杂，系地震多发区域，历史上发生地震比较多。本次地震震中100 km范围内，1990年以来5.0～7.9级地震34次。

本文选取云南省内观测质量较好、固体潮清晰的32口井为研究对象（图1）。收集各井2017年1月1日至2021年7月31日（其中，丽江井从2018年12月数据开始稳定，曲江井从2019年8月30日数据开始稳定，下文不再单独说明）水位整点值数据及气压整点值数据，为后续分析做准备。

图  1  震中及流体井分布图

首先，对各井水位、气压原始数据中的突跳、脉冲及校测、仪器故障等产生的台阶变化人工予以剔除；然后，对缺测数据运用克里金插值法进行补全^[17]；最后，对各井水位采用一般多项式拟合去趋势后进行傅里叶变换（FFT），以确定井水位对潮汐作用的响应程度。所得结果中明显含有日潮、半日潮、三分之一潮信息，且半日潮振幅最大、日潮次之、三分之一潮振幅最小，这与固体潮理论是一致的。频谱图中频率振幅将近0.010～0.015的信号，本研究尝试了不同的数据，该信号一直存在，推断这可能和频谱分析方法本身有关，大多信号经过频谱分析变换后都会有类似的现象，即接近0的频段出现幅值高的现象。

本文所用潮汐分析软件是基于Baytap-G程序的改进，该程序主要功能有：①自动去除数据趋势项，并计算其频谱，自动去除相关联项如气压影响；②对少量缺失的数据进行插值和对阶梯变化量进行估计；③粗略查找、识别异常数据；④计算ABIC值以此分析模型好坏。

把各井较长时间观测数据的潮汐分析情况作为其潮汐观测背景。通过baytap-G程序，取计算窗长720 hr，滑动步长168 hr^[7]，计算32口井2017年1月1日至2021年7月31日水位整点值数据，得到各井12个主要波群的潮汐参数，这其中包括6个日波群、5个半日波群及1个三分之一日波群。下面以弥勒井为例（表1）。

计算结果可知：M2波计算误差最小，O1波计算误差次之，其他各井情况类似。通过计算32口井每月M2波、O1波潮汐因子，得出其方差变化曲线（图2）。由图可知：M2波的潮汐因子方差要明显比O1波潮汐因子方差小。2017年1月1日至2021年7月31日O1波方差基本维持在5‰以内（江川井除外），而除去下关井、昭通井、大姚井、普洱井、开远井、泸西井、江川井、通海高大井、剑川井和孟连井10口井外，其余22口井M2波方差基本维持在1‰以内。由此可看出：M2波稳定性要好于O1波稳定性，而稳定性会影响其对地震事件的响应，故本文选用稳定性较高的M2波。

图  2  各井M2波、O1波稳定性分析

井水位潮汐参数的变化情况是地球对月亮、太阳及其他近地天体引潮力的反映^[18]。基于井水位潮汐变化，通过baytap-G程序计算32口井2017年1月1日至2021年7月31日水位整点值数据，得到M2波潮汐因子及其误差的变化曲线，误差棒的大小表示该点计算值的误差水平。根据曲线变化形态进行线性拟合，拟合结果大致可分为3组，一组基本为趋势性上升（图3），一组基本为趋势性下降（图4），另外一组变化趋势不明显（图5）。

图  3  潮汐因子趋势性上升

图  4  潮汐因子趋势性下降

图  5  潮汐因子变化趋势不明显

根据计算结果可知，2017年1月至2021年7月云南漾濞6.4级地震前有10口井潮汐因子处于上升趋势，分别为澜沧井、景谷井、孟连井、弥渡井、普洱井、下关井、永胜井、洱源井、丽江井、曲江井。

澜沧井、景谷井、孟连井、弥渡井、普洱井、曲江井在漾濞地震前潮汐因子出现明显增大，其中孟连井增大幅度最大；下关井、永胜井和洱源井震前潮汐因子出现显著减小，其中下关井减小幅度最大。

近年澜沧井潮汐因子基本维持在0.07左右，5月17日潮汐因子由0.069骤增到0.093，增幅34.8%，震后恢复正常水平；景谷井潮汐因子基本维持在0.001左右，5月21日潮汐因子突增到0.005，增幅400%，6月5日恢复正常水平；丽江井潮汐因子基本维持在0.08～0.09左右，从2020年7月27日开始潮汐因子呈现下降，10月25日降至极小值0.063后开始回升，一直持续到漾濞地震的发生，截止至7月潮汐因子维持在一个较高水平，后续变化不明朗；孟连井潮汐因子基本维持在0.05左右，2021年2月初潮汐因子快速上升为0.031，持续一个月后回落至4月27的0.01，24天后发生漾濞6.4级地震，推断孟连井潮汐因子畸变应该与震前应力调整有关；弥渡井潮汐因子基本维持在0.006左右，2019年底潮汐因子出现增大趋势，基本维持在0.008左右，2021年5月13日潮汐因子骤增到0.13后迅速下降，潮汐因子畸变18天后发生漾濞地震，初步推断该次潮汐因子畸变是由漾濞地震前应力调整引起；2017年至2019年底普洱井潮汐因子呈现出逐渐下降趋势，2019年底至2021年7月潮汐因子呈现上升趋势，2021年2月底潮汐因子由0.013骤增到0.094后快速回落，于5月21日极小值时发生漾濞地震后开始回升；下关井2017年至2018年中旬潮汐因子变化较平稳，后续开始呈现增大趋势，2021年5月19日潮汐因子出现极小值0.005，2天后发生漾濞地震；永胜井潮汐因子2019年底出现快速上升后维持在一个较高水平，2021年4月8日出现极小值0.058后开始回升；洱源井2019年中旬后潮汐因子上升较明显，漾濞地震发生在潮汐因子极小值时，震后潮汐因子开始回升；曲江井潮汐因子基本维持在0.06左右，地震当天达到极大值0.075，震后开始回落。

保山井潮汐因子从2017年的0.008逐渐下降为2021年5月的0.006，下降速率较稳定。2021年5月21日漾濞地震当天潮汐因子降为0.005，震后维持在0.005左右；2017年至2021年澄江井潮汐因子呈现出下降-上升-下降的趋势，地震当天潮汐因子达到极小值0.005后快速回升为0.01；楚雄井和姚安井潮汐因子基本呈下降趋势，下降速率较平缓，其中楚雄井震前-震时-震后潮汐因子由0.082下降至0.065后迅速回升至0.083，震后变化幅度较小，漾濞地震发生在姚安井潮汐因子极小值时；德宏法帕井潮汐因子为先小幅上升后下降的变化形态，但总体呈现下降趋势。潮汐因子由震前的0.104下降至地震当天的0.090后快速回升，震后维持在0.011水平左右；会泽井潮汐因子大速率下降至2019年9月18日的0.006后基本维持不变，整体呈下降趋势。潮汐因子由2021年5月初的0.006骤升为5月14日的0.038，6天后漾濞地震发生，震后快速下降至0.012水平；江川井近年潮汐因子呈缓慢下降趋势，震时潮汐因子骤升，震后维持在较高水平；昆明井和昆明小哨井近年潮汐因子呈缓慢下降趋势，下降速率较平缓。震时昆明井潮汐因子变化不大，而昆明小哨井出现快速下降，这说明虽然两井距离较近，但地质构造、井口结构存在一定差异；弥勒井、腾冲井、建水井、元谋井潮汐因子起伏较大，整体呈现下降趋势。其中，弥勒井和建水井震时潮汐因子骤降，元谋井变化不明显，腾冲井震时潮汐因子急剧增大，震后快速回落，4口井震时潮汐因子变化差异可能与井口结构及所处地质构造有关；南华井2017年初至2020年6月潮汐因子变化较平缓，2020年下半年开始出现下降，下降速率较小，震前潮汐因子出现极小值；通海高大井4月底潮汐因子出现极小值，23天后发生地震；昭通井和昭通渔洞井潮汐因子呈下降趋势，2021年初至漾濞地震前两井潮汐因子起伏较大，地震均发生在极小值时，两井变化形态基本一致，可能与两井距离较近、地质构造相近及井口结构基本一致有关。

近年来，剑川井、开远井、泸西井和勐腊井潮汐因子变化趋势不明显。其中，剑川井、开远井和勐腊井震前或震时出现极大值，泸西井潮汐因子大致存在1个一年左右的变化周期，震时潮汐因子变化不明显。

井水位持续变化是对地震最好的水文响应^[19]。2021年5月21日云南漾濞6.4级地震震源机制解和地震波形反演显示该地震为右旋走滑型，破裂面走向NW，与川滇块体西边界的维西-乔后、红河断裂带的运动性质和走向一致。此次地震的主压应力方向为近NS向，整体上呈现NS向压缩、EW向拉张的受力状态。为更深入研究潮汐因子的变化规律，绘制了云南省32口井水位潮汐因子长趋势变化空间分布图(图6)。

图  6  震前潮汐因子变化趋势空间分布

由图6可知，2018年至2021年7月（震前3.5年）澜沧井、景谷井、弥渡井、普洱大寨井、下关井、永胜井潮汐因子为趋势性上升；孟连井（去除漾濞地震时潮汐因子畸变后）、洱源井、保山井、澄江井、德宏法帕井、会泽井、江川井、南华井、腾冲井、姚安井、建水井、通海高大井、昭通井、昭通渔洞井和元谋井潮汐因子为趋势性下降；楚雄井、昆明井、昆明小哨井、弥勒井、剑川井、开远井、泸西井和勐腊井潮汐因子变化趋势不明显。

2019年1月至2021年7月（震前2.5年），澄江井、会泽井、建水井潮汐因子由下降趋势逐渐减缓，并维持基本不变；昆明井和弥勒井潮汐因子变化趋势仍不明显；楚雄井潮汐因子出现下降趋势；其余井口潮汐因子变化趋势基本维持原状。

2020年1月至2021年7月（震前1.5年），普洱大寨井、下关井潮汐因子上升速率变缓，变化趋势不明朗；保山井、德宏法帕井、通海高大井、昭通渔洞井、元谋井潮汐因子下降至一定程度，并基本维持不变；曲江井和丽江井潮汐因子为趋势性上升；其余井口潮汐因子基本维持上年变化趋势。

2021年1月至2021月7月（震前半年），孟连井、潮汐因子由下降转为上升；普洱大寨井、下关井、保山井、德宏法帕井、会泽井、昆明小哨井、建水井、通海高大井、昭通渔洞井和元谋井潮汐因子呈现下降趋势；其余井潮汐因子基本维持上年变化趋势。

经过3年的应力调整，震前半年漾濞近南北方向流体潮汐因子基本呈现上升趋势，而震中东西方向流体潮汐因子基本呈现下降趋势。结合本次地震震源机制解得出，潮汐因子变化形态主要受本次地震主应力方向影响，南北向压缩，东西向拉张。剑川井、开远井、泸西井、勐腊井在这次应力调整过程中潮汐因子变化不明显，这可能跟井口结构、灵敏程度及所处地质构造有关，需进一步研究。根据前人研究结果，井孔压在走滑断层破裂带周边成四象限分布^[19]，震中附近水位潮汐因子基本符合四象限分布，这种变化特征可用震前闭锁剪力模型来解释^[20]。

根据历史震例总结，在大震前震源附近会有应力积累过程。本文利用云南省内32口流体井资料，绘制近3年流体井口水位变化趋势曲线（图7）。

图  7  近年水位变化趋势空间分布

由图7可看出，震中近南北方向流体水位基本呈现上升趋势，近东西方向流体水位基本呈现下降趋势，部分井口水位变化不明显。根据线性孔弹性理论和同震体应变理论得出：震中南北方向水位上升，说明南北方向基本所受压应力控制；震中东西方向水位下降，说明东西方向基本受拉张力控制。所得结论符合本次地震震源机制解，再次验证了结论的正确性。

通过对云南省32口井流体潮汐参数计算结合实测水位的升降，得出以下结论。

1)震前漾濞近南北方向流体潮汐因子基本呈现上升趋势，而震中东西方向流体潮汐因子基本呈现下降趋势，符合本次地震震源机制解，潮汐因子变化形态主要受本次地震主应力方向影响。

2)震中近南北方向流体水位基本呈现上升趋势，说明南北方向基本所受压应力控制；近东西方向流体水位基本呈现下降趋势，说明东西方向基本受拉张力控制，所得结论符合本次地震震源机制解，再次验证了结论的正确性。

3)井孔压在走滑断层破裂带周边成四象限分布，震中附近水位潮汐因子、水位基本符合四象限分布，这种变化特征可用震前闭锁剪力模型来解释。

致谢　由于潮汐对地震的触发作用研究较多，但潮汐参数的时空变化特征研究略显不足，本文大胆进行尝试，研究所得到的认识有限，文中欠妥之处，谨望专家批评指正。感谢审稿专家对本文提出的宝贵修改意见。