為了保護淺層地下水，美國大陸許多被圈閉地層覆蓋的深層含水層被用作油氣勘探聯產廢水的地質儲存庫，此種實踐的前提假設是：被泥岩或頁岩覆蓋的深層含水層中注入的流體不會向上遷移汙染淺層地下水。然而，目前為止並沒有對這一假設進行系統性的檢驗論證。
針對上述問題，中科院地質與地球物理研究所地球與行星物理院重點實驗室張豔副研究員與加州大學伯克利分校王其允教授等合作，以華北地臺為例，對其地下水位、氣壓觀測質量較高，上覆蓋層為極低孔滲的泥岩/頁岩地層的流體井進行了首次無前提假設引數的潮汐響應混合流模型測試，計算垂向滲透率（及氣壓係數），估算蓋層封閉性，並且分析大地震（2008 MW7.9 Wenchuan 、2011 MW9.1 Tohoku）對封閉性的影響。
圖1 華北地臺輪廓（藍色軌道線）、地下流體臺站（紅色三角形）、氣壓臺站（藍色圓點）以及大地震震中位置（沙灘球）分佈
研究表明3400 m 深度以上含水層，不論深淺，都可能在遠距離地震發生後變得漏水。絕大部分地下流體井的垂向水力傳導係數K’>0，且氣壓係數BE的大小排序也符合垂向水力傳導係數K’的計算結果排序（圖2）, 即封閉性越好的井（K’越小）對應的氣壓係數就越高。這一資料表明，就算上覆蓋層為極低孔滲的泥岩/頁岩，大部分含水層在大地震發生前也會發生明顯的滲漏。因此深部含水層的封閉性可能並不如預想中那麼理想，深部含水層廢水、廢料的埋存需要謹慎採用，且需密切監測。
圖2 2008年至2011年隔水層的垂向水力傳導係數 K’及含水層的儲水系數 T、導水系數S。垂直虛線表示大地震的發生時刻（2008 MW 7.9 Wenchuan 、2011 MW9.1 Tohoku）
研究成果發表於水文地質領域國際學術刊物WRR（張豔, 王其允*, 符力耘*, 楊秋野. Are deep aquifers really confined? Insights from deep groundwater tidal responses in the North China Platform[J]. Water Resources Research, 2021, 57: e2021WR030195. DOI: 10.1029/2021WR030195）。
美編：陳菲菲
