地震是岩石在地壳运动过程中由于应力的不断积累增强,超过了岩体所能承受的最大强度,于是地球内部介质局部发生急剧的破裂,产生地震波,从而在地面一定范围内引起振动的现象。大量观测和分析研究表明,地下流体不仅能灵敏地记录岩石的应力-应变变化,还可调制和引发地壳岩石的应力-应变变化,尽管目前还未能完全了解各种与地震有关的地下水位异常形成机理,但地震预报潜在的社会经济价值,随着研究的深入和认识水平的提高,利用地下水位的异常变化来进行地震前兆的预报是非常有意义的。本文通过对地下水位影响因素的分析,利用井-含水层系统岩石力学-水动力耦合理论,分析主要非构造应力对井水位的影响机理,推导出井水位分别随引潮力和气压变化的解析解；然后根据非构造应力高频和周期性等特征,估计井水位对各种主要非构造应力的响应系数,从而从井水位数据中把引潮力、气压和降雨对其的影响分解出来,得到单纯由构造应力引起的井水位变化数据。在此基础上,对已消除非构造应力(主要是气压、潮汐、降雨)引起的井水位变化数据,结合震区水文地质、工程地质特征,从震前构造应力异常变化角度出发,分析构造应力作用下的水位变化；同时,利用响应系数中包含的岩石力学和水动力学物理量的变化对井水位变化的影响,分析震前水位异常成因,探讨震前水位异常识别方法,为利用地下水位的动态变化预报地震提供基础依据。取得如下结论：(1)井水位分别随引潮力和气压变化的解析解井水位随引潮力变化之解析解：Δh=[E+(E’-E)e-AΔt](△ψ2/g)。井水位随气压变化之解析解：△h=-(1-β)(1-e-4TΔt/rw2)Δp(2)地下水位的分解通过对易门、南溪和德阳3口观测井的数据分析,分别对易门井使用一元回归分析方法和小波分析法、对南溪井使用二元回归分析方法和小波分析法、对德阳井使用状态空间分析方法和小波分析法分离非构造因素对井水位的影响,意在检验方法的可行性及对比这三种方法的分解效果。对比上述3口观测井原始水位曲线图和分解后的水位曲线图,分解后的水位曲线不仅更光滑且波动幅度更小,更能用来描述构造应力的变化。在国内应用回归分析法处理地震观测井数据已非常普遍,但状态空间分析法和小波分析法应用极少,所以本文对状态空间分析法和小波分析法做了详细的描述。(3)震前地下水位异常识别2008年5月12日14时28分,四川省汶川县发生Ms8.0大地震,本文通过对四川邛崃、泸沽湖、南溪、德阳和西昌等5口观测井的数据分析,考虑到邛崃井水位对气压响应很好,故采用计算气压系数,来进行异常识别；考虑到泸沽湖井水位对重力固体潮响应很好,水位的变化反应了固体潮的变化,故采用固体潮畸变异常方法,来进行异常识别；考虑到南溪井水位对引潮力和气压响应很好,故采用二元回归分析法和小波分析法,从原始井水位数据中分解出引潮力和气压的影响,进行异常识别；对德阳井采用状态空间分析法和小波分析法分离引潮力、气压和降雨的影响,进行异常识别；对西昌井采用水位固体潮加卸载响应比,进行异常识别。通过对上述5口观测井的异常识别,得到结论：(1)邛崃井井水位在震前有短期异常；(2)泸沽湖井井水位在震前有短期异常；(3)南溪井井水位在震前没有出现异常；(4)德阳井井水位在震前有明显的短临异常；(5)西昌井井水位在震前有短期异常。