伊朗東南部的巴姆地區，2003年12月發生里氏6.5級地震，本研究調查了該區域地震對地下水的影響，研究選擇30口井為樣本采集點，分析水樣中陰離子和陽離子的含量，以及電導率EC和固體溶解量TDS的大小。其中，所研究的陽離子包括鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子，陰離子包括碳酸氫根、硫酸根、氯離子、硝酸根等。分析的時間范圍為2004年冬季到2006年春季，然后，研究人員再使用統計學上的T檢驗法，對地震前和地震后的情況進行了比較。研究發現，地下水中大多數的化學參數在地震后都增加了很多，這些參數的變化在地震后的第一年和2004年夏天達到最大。據估計，整個伊朗巴姆平原70-65.5％的水井，約相當于17.5 - 88.3％的水體受到影響。可以認為：地下水化學特征在地震發生后的波動主要是由于以下因素造成的：A）地震直接導致水位的變化；B）水溫的變化導致更多的礦物質溶解；C）巖石層和地下承壓水層中壓力的改變；D）本地地下水與鄰近含水層的混合。

1、介紹

地震可能會嚴重地影響地下水，地面層運動影響地下含水層的水質和水量。另一方面，地震可能會造成巖石中非常小的裂縫，從而導致物質微粒的電子與原子的分離，以及造成地下水體的移動，同時，地震會導致地下層的移動，造成水體污染。地震發生前后，有一些水文指標以及化學組成會發生改變，例如溫度、氣味、地下水和地表水的水位等。再例如，在地震以前，巖石中鈾衰變會造成氡含量會增加。因此，當巖石發生裂縫，水流進入的時候，水流所運載的氡的含量就會增加，這可以視為地震前的先兆。同時，有很多報道表明，在很多地震之前，地下水的儲量和水位會發生了較大變化，而且會發生噴泉的突然出現或者突然消失的現象。伊朗這次發生6.5級地震在其歷史也是最強烈的。在地震之后的一年多，伊朗的巴姆地區余震不斷。同時，也出現了諸如山體滑坡、泥石流等自然災害。本研究重點是地震對巴姆地區地下水資源化學方面的影響。

2、研究方法

巴姆地震發生于伊朗東南部的Lut沙漠，研究區域的平均海拔為960米，總面積9927平方公里，其中平原面積4357平方公里。區域的氣候類型為熱帶和干旱類型。平原由沖積沉積物組成，主要形成于第四紀地質時代，該區域的地理特征為北部和西南部廣泛分布的火山地形，年平均降水量在60毫米左右，地下水主要是通過開挖深井和坎兒井的方式進行開采。在伊朗巴姆大地震發生之前，該區域大約有126個能夠工作的坎兒井，其所提供的水源能夠滿足城市50%以上的水需求，其余的水需求由深井取水來滿足。該區域的深井深度可達150米到200米之間。首先，鑒于區域的條件，由當地公司開挖的20口壓力井被選擇為研究對象，這些水井可以用來研究地下水水位變化情況和化學變化。這些水井位于平原的中部和東部，這些地下水大多數被用于農業灌溉。同樣，另外還有10口水井被選擇用于研究巴姆城市飲水供應的變化。這些水井位于平原西部，正好是震源位置和大裂縫的位置。現場調查和地形圖表明，這些被選擇的水井的位置具有代表性，能夠代表平原的地下水特征。為了研究地震發生以后承壓井的水質的變化，從2004年到2006年，對每口井每5天取樣一次。所分析的參數包括：鉀離子、鈉離子、鎂離子、鈣離子、硫酸根離子、硝酸根離子和碳酸氫根離子，TH(總硬度)和總溶解度(TDS)。然后，這些值的最大、最小和均值都可以計算出來，比較這些數據在地震發生以后直到2006年各季節的不同，同時，直到2006年春季各季節的不同與2003年秋季的情況進行對比。然后，這些參數的最大值、最小值和平均值再與伊朗的飲用水標準進行比較，伊朗的飲用水標準是建立在在國際衛生組織(WHO)的基礎之上的。同樣的比較分析也被應用于農業水井，所有的實驗都符合伊朗水與污水檢驗國家標準(APHA，1998)。然后，研究人員使用統計學上的SPSS軟件和T檢驗，比較與2003年秋季地下水各參數的不同，就可以對比出地震發生前后地下水的變化。

3、結果

不同參數所代表的化學物質含量的變化，伊朗巴姆平原從東向西，不管是農業用水方面的，還是居民生活用水方面的，都呈現出一個消極和非可持續性的變化。結果表明，伊朗的巴姆區域的地下水中的陽離子和陰離子，在地震發生的前后都有著很多的變化。

以上的變化，都可以視為地震對地下水的影響。另外，地震后的余震增加了地下水的水位和地下水水質的波動，造成更多的礦物質溶解在地下水中。對比在巴姆平原和附近Baravat平原2003年秋季，與2004年冬季、春季、夏季和秋季的不同表明，很多參數有著值得考慮的增加，這些參數的增加情況在地震后的第一年和2004年夏季最為強烈。也即，平原各地不同的參數增加的范圍為17.5%到88.3%。地下水水質的反復波動可以認為是地震后不斷發生的余震造成的。據統計，伊朗巴姆主震發生以后的2003年12月到2004年的11月，伊朗巴姆地區發生大小余震93起。數據的統計研究和分析代表了不同參數的有意義的變化，例如陰離子和陽離子的不同含量，以及EC(電導度)和TDS(總溶解度)在2003年秋季(地震發生之前)和地震發生后直到2006年各季節的變化。從2006年以后，隨著地震余震的減少，地下水水化學物質的變化和波動遵循自然狀態。但是水資源仍然顯示出短缺和負面變化的趨勢，主要因為干旱、缺水、水資源的不當管理和土地的不合理使用造成的。為了發現地震對地下水水質的影響，尤其是對震源附近和地震裂縫附近的飲用水水質的變化，有一些參數，例如EC、TH和TDS需要在不同的季節進行考慮。另外，在主震地區和震源附近距離在10公里以外的水井，其化學其它參數在不同季節的表現也進行了分析。研究人員將地震附近水井的水質化學含量與伊朗的國家標準相比較，并沒有發現任何化學物質超標。然而，地震發生前后，地下水化學物質確實有著一定程度的增加。研究人員對承壓井的水質也進行了分析，以分析其是否適合農業灌溉。所選擇的承壓井大多數位于阿巴德市(Rostam Abad)附近，在平原的東北部，并且距離震源較遠，結果表明，這些水井的水質有退化，從鈉吸收率（SAR），電導率和總溶解度(TDS)的分析表明，這些井中的水不再適合農業灌溉了。這些退化的地下水化學特征表明，在平原的中部和東部發生了較大的地殼質量改變，造成有更多的礦物質溶解在地下水中，通常，地下水的水質變化認為與以下原因有關：A)地震引起的水位波動，地震造成不同地層之間的相互接觸；B)地震造成的水溫波動，以及更多的礦物質溶解；C)地震造成某些承壓水水壓的變化；D)地震造成的一個水體與鄰近水體的混合。盡管降雨對地下水的水質影響是比較在的，但是在伊朗巴姆地震發生的前后，降雨很少，因此，地震前后，降雨對伊朗巴姆地區地下水水質的影響較小。

在地震后的第二年，當水質開始好轉的時候，降水也明顯地增加了(67.8毫米)，所以降水對水質的好的方面的影響不能忽視。在北愛爾蘭2002年12月份Tjomes地震所造成的地理化學變化的調查表明，一些化學物質發生14%到19%的增加，這些物質包括鋇離子、鈣離子、鉀離子、鋰離子、鉬離子、鈉離子、銣離子、硫離子、硅離子、鍶離子、氯離子和硫酸根離子等。1993年1月日本神戶大地震以后的第九周，在地震震源附近的水井中，所觀察到的氯離子和硫酸根離子明顯增加了。這些結果和特征與伊朗巴姆地區的地震情況相似。在1999年9月臺灣中部的地震研究表明，硫酸根和硝酸根離子的含量在1999年的3月到7月(地震前)穩步增加，地震前這兩種離子的含量表現為增加，然而，地震以后，這兩種離子的含量卻表現為減少，其中，硫酸根和硝酸根離子分別減少了10%和20%，這是由于地震后地下水與地表水混合，地下水受到了稀釋。