在讨论“地震前兆”以及“水库诱发地震”的时候，必然涉及到地下水分布和压力的一些问题。虽然由于地球的“不可入性”，人类无法深入到地下的足够深度，来时时监测地震的形成过程，但是，为了开采地下水、石油和天然气，几千米深的钻井非常普遍。对这一深度的地层岩石和流体特征，已经有了足够的材料和充分的认识。任何有关地震的观点，不能违背这一深度的观察结果；而了解地下水的一些知识，也可以排除关于地震的某些想象。
地下水存在于地球表层和浅部的土壤、砂层、粘土层以及岩石的孔隙、裂缝和孔洞当中。这些岩土层的孔隙体积（孔隙度）和孔隙联通情况（渗透率）各不相同。从地表向下，直到第一个广泛分布的低渗透层（比如一段粘土层）之上，水体是连通的，水面高度受蒸发、降水和地表径流的影响。这段低渗透层之上的水层叫做“潜水层”。潜水层的压力是正常压力，即，水面为1大气压，深度每增加10米则压力增加1大气压。
在潜水层底部的低渗透层之下，水体与当地地表水之间的沟通不再通畅、互相的影响比较缓慢。这一水层的水源可能来自远方地势比较高的地区（或者说“水头”更高），所以压力可以大于正常压力。这样的水层叫做“承压水层”。承压水层并非只有一层：从潜水层底部向下，含水透水较差和较好的粘土层、砂层可以交替出现，所以可以相应出现多个分隔层和多个承压水层，总的趋势是，越向下，和地表水的沟通越差，矿物含量越高。
当进入岩石层之后，低渗透层的分隔作用更加明显。各类岩石的孔隙度、渗透率千差万别，比如，沉积岩中的砂岩孔隙度最大，渗透率也最好；石灰岩孔隙度可大可小，甚至可以出现溶洞，但是孔隙之间的沟通一般比较差；泥岩、页岩的孔隙度和渗透率都很差。而结晶岩（即岩浆岩和经过了地下高温高压改造的变质岩）孔隙度和渗透率都非常低。透水性好的岩石和不好的岩石，在横向和纵向上都可以交替出现，因此地下水被分隔在一个个封闭的空间，互相很难连通。如果地层中存在石油和天然气，由于它们比水轻，所以就分布在这些封闭空间的顶部的岩石孔隙里面。
地层中这些封闭空间互相沟通的情况，还受到岩石破裂程度的影响。一个正在活动的断层，可以沟通不同部位的地层水。同样，地下应力的积累也可能造成岩石出现很多小的裂隙，从而增加岩石的渗透率。不过，当应力释放之后，地下水中的矿物质又会沉淀在这些缝隙当中，把它们重新封堵起来。
几公里以下的地层水，不同部位之间连通的情况已经相当微弱。其压力基本不再受地表水影响，很多时候大大偏离了正常压力。比如，在邻近高山的地区，洪水把大量砂石持续堆积到地表，结果地下的岩石在纵向上不断被压实、深埋，孔隙体积变小、岩层温度上升，因此地层水的压力持续增加。又比如，横向挤压的构造应力也会压缩岩石孔隙，从而增加地层水压力。龙门山处于青藏高原和扬子板块之间强烈挤压的部位，附近的地层流体压力就大大高于正常压力。而当这些地层突然和地表沟通之后，地层流体会溢流或者喷涌到地表，比如钻井中的井喷，又比如这次龙门山地震之后个别地点出现来自地层中的热水。
地层中的岩石总体上越向下越致密，所以地层水含量也越来越少；而且或浅或深一定会出现基岩（透水性很差的结晶岩）。而随着深度的增加，地层温度也不断升高。这时岩石发生变质作用，一些矿物发生化学反应，形成水和二氧化碳这样的流体。在这种变质条件下，岩石基本不存在裂隙和节理，流体所处的空间分隔得更小，流体压力可以达到岩石应力（岩石应力来自上面地层的重力，和构造作用引起的侧向挤压应力），大致是正常压力的2.5倍到3倍。另外，地层很深的时候（比如在这次地震19公里的震源深度），地温甚至可能超过了纯水富含盐类的流体的临界温度（374摄氏度），这时水地层流体只能以气态超临界态（而不是液态）存在【感谢读书论坛“平常心”网友指正原文超临界状态方面的错误】。
联系到紫坪铺水库和汶川地震的关系，上面这些知识能够排除一些似是而非的猜测。要把水库和地震联系起来，靠的是三点：①水库水体自身重量导致应力增加；②水体高度增加导致地层流体压力增加（降低有效正应力）；③水库水体迫使地层水顺着断层下渗（降低岩石强度，使得断层更容易活动）。
上述第一点显然可以用这样的事实排除：水库自身重量与承担它的地质体相比，微不足道；由于地层存在围压，越往深、水库重量越被分散到更大面积的岩体上。因此，水库水体尽管看起来很重，但是并不能导致纵向的应力向下无限传递。按照水电部门自己的有限元计算，“在水库正下方10km深度，库水荷载的附加应力已小于自重应力的0.05％”（注1）。
所以，有关“水库诱发地震”的说法，只能采用上述第二、第三点做依据。而根据前面的介绍，地下几公里以下的地层流体压力普遍高于正常压力，其压力并不受水库蓄水的影响；在震源深度，流体处于高温高压状态（相比于地表而言）。在龙门山这样的挤压地区，在几公里以下的深度不可能出现张性断层；而即使深处的地层能够通过断层与地表沟通，地层流体也只能是向地表方向迁移（所以地震之后出现新的热水点），而不是相反。
同样，意识到地层浅部分布着大量地下水，也可以排除一些不可靠的“地震前兆”。例如，许多国家的研究人员都曾报导地震之前的电离层异常，国内也有也有很多爱好者醉心使用无线电收音机来接收“地震信号”。但是根据美国地质调查局（USGS）总结，“尽管这方面的工作做了几十年，未曾发现电磁前兆令人信服的证据（no convincing evidence of electro-magnetic precursors to earthquakes has been found, despite decades of work，注2）”。这一结果可以从地下水的角度考虑：因为地下水能够强烈吸收电磁波，所以空气中和浅地表的一些电磁现象很难反映震源深度的岩石变化。
注：
（1）李敏、汪雍熙，“紫坪铺水库与5.12汶川大地震有关系吗？”，http://www.xys.org/xys/ebooks/others/science/misc/wenchuan502.txt
（2）美国地质调查局关于“全国地磁项目”的常见问答，http://geomag.usgs.gov/faqs.php#thirteen
2009年3月15日 at 2:43 am
Amsel的科普真是越写越好啊。
【谢谢鼓励！】
2009年3月16日 at 6:12 am
一个脆弱的地裂带好比一层薄薄的鸡蛋内膜，不需要多大力量就可以轻易捅破，龙门山本身就是地震频繁地带，就象一个容易得病的病人，未发地震时，只是一种脆弱平衡状态，想破坏这个脆弱平衡，实际不需要太大力量，一个紫萍铺足够。
按照砖家的计算，看来广东60年代那个6,2级库震也不是水库诱发，劳驾AMSEL大砖家把这个公认的库震写个文章去否决掉，还有其他几个6级以上的库震，全否定掉。。。。。
还有，AMSEL，水库诱发地震，根本原因不在于你所说的那3点，挖深井采取地热导致的地震我看你根本没有明白其机理，这里不给你提示，看你这个砖家能否继续编造出让人信服的原理出来。
2009年3月16日 at 6:26 am
水库诱发地震是指因水库蓄水而诱使坝区、水库库盆或近岸范围内发生的地震。根据精确定位的水库诱发地震的震中资料证明，水库诱发地震震中位置均分布在坝区、水库库盆及近岸地段范围内，距库边线一般不超过3～5千米，最远10千米。 对水库地震成因的探讨一直是人们最感兴趣的课题，也曾有许多似是而非的观点流行。库水的重力荷载作用和孔隙压力作用是诱震因素之一，但库水的作用必须借助于地质体中存在的导水结构面才能向深部传递。通过查明库区是否存在特定的水文地质条件来判别诱发地震的可能性，进而估计发震地点和最大可能强度，称为水库诱发地震研究中的水文地质结构面理论，是现阶段预测水库诱发地震的理论基础。 据研究，我国曾归纳了以下七条可能诱发水库地震的定性标志。①坝高大于100米，库容大于10亿立方米；②库坝区有新构造，活断裂呈张，扭性和张扭，压扭性；③库坝区为中，新生代断陷盆地或其它边缘，近代升降活动明显；④深部存在重力梯度异常；⑤岩体深部张裂隙发育，透水性强；⑥库坝区有温泉；⑦库坝区历史上曾有地震发生。上述七条，符合数越齐备，越典型，则该水库蓄水后诱发地震的可能性就越大。 按工程地质条件来分类，水库诱发地震具有不同的成因类型，主要有岩溶塌陷型和断层破裂型。其他类型的诱发地震震级很小，不会对大坝和周围环境造成危害，因此一般不作过多的研究。 岩溶塌陷型水库诱发地震最常见，多为弱震或中强震。我国在岩溶地区的大型水库有8个，其中4个诱发了地震。断层破裂型水库诱发地震发生的概率虽然较低，但有可能诱发中强震或强震。我国的新丰江水库和印度的柯依纳水库的诱发地震都属于这种类型。 20世纪40年代以来，世界上已有34个国家的134座水库被报道出现了水库诱发地震，其中得到较普遍承认的超过90处。它们仅占世界大坝会议已登记的3.5万座水库的2‰～3‰。但是不容忽视的是，随着大坝坝高的增加，发生水库诱发地震的比例也相应增加，坝高超过200米的水库，发生诱发地震的实际比率为34％。迄今为止有4例发生了6级以上地震，他们是中国的新丰江(1962年,6.1级)、赞比亚─津巴布韦的卡里巴(Kariba,1963年,6.1级)、希腊的克瑞马斯塔(Kremasta,1966年,6.3级)、和印度的柯依纳(Koyna,1967年,6.5级)。 发生在坝址附近的强震和中强震，有可能对大坝和其它水工建筑物造成直接损害。已知挡水建筑物遭受损害的有两个震例(表1)，迄今为止尚未发生过大坝因水库地震而溃垮或严重破坏的情况。水库诱发地震对库区及邻近地区居民点的影响则更为常见，强震和中强震会给库区造成人员伤亡，带来重大物质损失。即使一般的弱震微震，也会对震中区造成一定危害，影响当地居民的正常生产和生活，是库区主的环境地质问题之一。从水库诱发地震的强度来看，全球发生6.0级以上强烈地震的仅占3%，5.9-4.5级中等强度的占27%，发生4.4-3.0级弱震和3.0级以下微震的占到70%(分别为32%和38%)。在我国这一比例相应为4%、16%和80%。但是水库诱发地震往往出现在历史地震较平静的地区，强烈和中强水库地震在大多数情况下都超过了当地历史记载的最大地震。 由于高坝水库诱发地震一旦发生，危害极大。因此我国”水工建筑抗震设计规范”要求：”在兴建高水位大水库时，如库区地质构造复杂，并有较近期活动断裂分布，应研究产生诱发地震可能性。对产生诱发地震可能性大的水库，应尽量在蓄水前由有关部门设地震台进行监视。” （一）坝高１00米以上、库容５亿立方米以上，且可能诱发５级以上地震的水库；应当建设专用地震监测台网。
2009年3月16日 at 6:27 am
【删除了重复的回复。】
2009年3月16日 at 9:35 am
对了Amsel，你怎么看冯锐的那个地动仪？最近有人缠住我问这个问题，想听听你的意见。
【回复：本来没听说过，刚搜了一下，我的认识也不超过那些评论的水平。】
2009年3月16日 at 10:38 am
你指哪些评论？有些人自己也在搞地动仪，原理和冯的不同，于是就说冯的地动仪有问题，你不可能是指这些评论吧？
如果你觉得公开答复不方便，可以寄信到我的邮箱。
【回复：这个东东还有很多人在打算复制？真没听说过。这属于科技史和机械方面的话题，我确实不了解。】