松潘泉點斷流原因分析及保護地震觀測環(huán)境建議

毛顯鵬 楊寧 董立杰 杜忠婭

摘? ?要：松潘泉點于2016年8月3日斷流。通過觀察周圍環(huán)境變化，結(jié)合泉點水文地質(zhì)條件分析，發(fā)現(xiàn)松潘泉點斷流與成都-蘭州鐵路（成-蘭鐵路）松潘段隧道施工建設(shè)有關(guān)。松潘泉點曾為1976年松-平7.2級地震的成功預(yù)測、預(yù)報做出了突出貢獻。然而，由于成-蘭鐵路松潘段隧道的建設(shè)，導(dǎo)致松潘泉點斷流，這對四川西北部地震監(jiān)測預(yù)報造成極大損失。本文通過分析松潘泉點的觀測環(huán)境及動態(tài)特征，發(fā)掘松潘泉點的斷流原因，并提出保護地震觀測環(huán)境的相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：松潘泉點? 斷流? 觀測環(huán)境

Abstract： The Songpan Spring Spot has been cut-off on August 3， 2016.Through observing the changes of the surrounding environment and analyzing the hydrogeological conditions， it was found that the breakdown of the Songpan spring spot was related to the construction of the Songpan section tunnel of Chengdu-Lanzhou Railway. In 1976， Songpan Spring Spot has made significant contribution to the successful prediction of the magnitude 7.2earthquake between Songpan and Pingwu. However， the Songpan spring point was cut off due to the construction of section tunnel， which caused enormous losses to the monitoring and prediction of earthquake in Northwest Sichuan. In this study， we analyze the observation environment and dynamic characteristics of Songpan Spring Spot， explore the causes of the cutout for Songpan Spring spot， and subsequently put forward several suggestions for protecting the seismic observation environment.

Key Words： Songpan Spring Spot; Cut-off; Observation environment

泉水流量是反應(yīng)地震孕育與發(fā)生過程的重要觀測項目，也是影響地下水多項物理化學(xué)動態(tài)的主要因素。松潘泉點的水氡和氣氡觀測值變化能較好地反應(yīng)龍門山構(gòu)造帶應(yīng)力積累和地震孕育信息[1]。然而，松潘泉點泉水流量在2016年1月24日低于往年最低值（0.095 L/min），觀察發(fā)現(xiàn)泉點出水口有滲漏跡象，推測此次流量的減小是由泉點出水口滲漏造成的。2016年6月1日對泉點進行改造后，泉點出水口附近滲漏跡象消失，泉點流量恢復(fù)正常。然而，6月7日泉點流量再次低于0.095L/min，并且逐日減小，8月3日，松潘泉點斷流，直接導(dǎo)致松潘地震臺地下流體各項數(shù)值的監(jiān)測停止。

從2007—2016年，四川省地震監(jiān)測臺站發(fā)生監(jiān)測受干擾事件96起，其中破壞地震監(jiān)測設(shè)施事件59起，地震觀測環(huán)境受影響事件37起。連續(xù)、穩(wěn)定和最新的地震監(jiān)測數(shù)據(jù)對研判震情至關(guān)重要，因此，對地震觀測環(huán)境的保護刻不容緩。松潘泉點觀測遭到破壞并非個列，應(yīng)盡量避免地震觀測設(shè)施的破壞。一旦遭到破壞，應(yīng)當(dāng)盡量采取有效措施降低損失，這對地震監(jiān)測能力的維護和提升具有重大意義。

1? 泉點觀測環(huán)境概述

松潘泉點位于四川省阿壩藏族羌族自治州松潘縣進安鎮(zhèn)東峪村，經(jīng)緯度為東經(jīng)103°36′01.5″，北緯32°39′00″。1982年8月，由于松潘泉點出水口附近表層裸露巖石較為破碎，影響取水工作的實施，故對泉點出水處進行改造。將其表層破碎巖石清除，用水泥砂漿筑起一道高0.8m、長1m的擋水墻，留15Φ出水管口取樣，并修建了一間5m2的泉點房。2005年5月，為增設(shè)數(shù)字化儀器觀測，對泉點處再一次進行改造，修建一幢18m2的一樓一底泉點觀測房。

泉點所在地層為第四紀(jì)覆蓋黃土層，層底深度約10m。含水層主要巖性為第四紀(jì)新都橋組碳質(zhì)板巖，孔口標(biāo)高為2875m。構(gòu)造部位為龍門山斷裂中段邊緣、山脈江河斷裂上盤，水文地質(zhì)條件為新都橋組裂隙泉點。水質(zhì)為重碳酸鈣鎂型，水源主要由自然降雨補充。由于泉點出水口在山地地帶，含水層為火山巖，并處在斷裂破碎帶，節(jié)理、構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙和張裂隙發(fā)育，故該泉水為基巖裂隙水。基巖裂隙水主要來自大氣降水補給，地下徑流短，泉點出水口低于地下水循環(huán)的最深處，因此判斷松潘泉點為淺循環(huán)泉?；鶐r裂隙水受重力影響自上往下，泉水沿著地表裂隙流出，所以松潘泉點又為下降泉。

如圖1所示，松潘泉點在區(qū)域構(gòu)造上位于岷山隆起地區(qū)，其附近為一個逆沖斷層。岷山隆起地區(qū)東部為碧口地塊，南部與龍門山腹陸帶相接，北部為勉略縫合帶。勉略縫合帶北部為秦嶺-大別山造山帶和南秦嶺造山帶。此外，松潘被三個斷裂包圍，其東部為虎牙斷裂，北部為雪山斷裂，西部為岷江斷裂。岷山隆起區(qū)已發(fā)生過多次地震，是我國南北向地震帶中段的重要組成部分[2]。

2? 泉點動態(tài)特征

根據(jù)監(jiān)測含水層的抽水試驗資料以及近幾年的觀測結(jié)果，松潘泉點涌水量為0.08～0.17L/S，水溫為7.0℃～10.5℃。2012—2015年，松潘泉點流量最低為0.096L/min，最高0.131L/min。通常以人工測量松潘泉點流量，具體方法為：每日8時30分至9時30分之間用5L鐵桶接水，同時按下秒表計時，當(dāng)鐵桶接滿水時按下秒表結(jié)束計時，通過時間計算得出當(dāng)日泉水流量。由圖2可知，2014—2015年松潘泉點流量月均值變化較為明顯，整體的上升和下降趨勢與月均降雨流量大致相同，并稍滯后于月均降雨量的變化，即月均降雨量上升或下降后，才會出現(xiàn)流量的上升或下降。然而，2016年的趨勢卻發(fā)生了較大的變化。如圖3所示，松潘泉點沒有出現(xiàn)和松潘降雨量大致相同的上升和下降趨勢，且2016年松潘泉點流量低于歷史最低值。經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)是泉點周圍出現(xiàn)滲水，對泉點進行改造后，泉點流量恢復(fù)至正常范圍內(nèi)。然而，一段時間后，泉點流量再次低于歷史最低值，且泉點流量逐日減小。直到8月3日，松潘泉點出現(xiàn)斷流。觀察泉點周圍并未發(fā)現(xiàn)泉水滲漏的情況，排除泉點滲漏原因。訪問附近使用泉水的居民，被告知自2016年6月以來，家用泉水也出現(xiàn)流量逐漸減少的情況，松潘泉點斷流后，居民家中泉水也斷流。

3? 泉點斷流原因分析

松潘泉點泉水主要來源為自然降水補充，2016年松潘降雨量與前幾年相差不多，況且，松潘泉點流量從前即使在較為干旱的時期也不會出現(xiàn)泉水?dāng)嗔鞯那闆r，因此松潘泉點斷流并不是由降雨量變化引起。2016年6月，松潘泉點進行了泉點改造，修復(fù)了泉水滲漏的問題，泉水?dāng)嗔髑耙参闯霈F(xiàn)泉水滲漏現(xiàn)象，故排除泉水滲漏是造成泉點斷流的原因。

2016年，距離松潘泉點一公里內(nèi)，成都到蘭州鐵路在進行隧道施工，隧道海拔高度與松潘泉點海拔高度一致。隧道工程區(qū)的地下水環(huán)境與隧道有著復(fù)雜的聯(lián)系，隧道大量疏干地下水，會造成隧址區(qū)地下水位下降，水循環(huán)平衡遭到破壞，從而導(dǎo)致地面塌陷、地表水和井泉水流量減小甚至枯竭及水質(zhì)惡化、地表水土大量流失、生態(tài)環(huán)境惡化等一系列水文地質(zhì)問題[3-4]。此外，隧道施工穿越斷層、破碎帶及富水地層時會出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，長時間出水將破壞區(qū)域內(nèi)原有的水循環(huán)體系，引發(fā)水環(huán)境問題，影響范圍的地下水位下降，地表泉點斷流，對原有的生態(tài)環(huán)境及當(dāng)?shù)匕傩丈a(chǎn)、生活影響較大[5]。然而，詢問隧道施工負責(zé)人時發(fā)現(xiàn)，松潘泉點隧道施工過程中出現(xiàn)了水流。松潘泉點距離成-蘭鐵路松潘段松潘縣城隧道較近，隧道施工以后，松潘泉點流量下降，逐漸低于往年最低流量，直到斷流。隧道施工過程中水流的出現(xiàn)，說明松潘泉點斷流與鐵路施工有必然聯(lián)系。綜上所述，隧道施工造成松潘泉點附近水文地質(zhì)環(huán)境條件變化，使松潘泉點的泉水流向改變，不再從原有泉點流出，導(dǎo)致松潘泉點斷流。

4? 保護地震觀測環(huán)境建議

松潘泉點是松潘地震臺重要的地下流體觀測點，通過觀測泉點可獲得溫度、流量、氣氡值、水氡值和氣汞值等信息。自1976年松潘泉點建立到2016年，松潘泉點對附近地震發(fā)生的預(yù)測具有良好效能。例如，1976年成功預(yù)測了松-平地震，大幅度減少人員傷亡和經(jīng)濟損失。連續(xù)穩(wěn)定的觀測資料對震情研判和地震預(yù)測有重要的作用，然而，成-蘭鐵路松潘段的建設(shè)，卻使松潘泉點斷流，造成松潘泉點觀測資料中斷。歷史上松潘地震臺的觀測環(huán)境不止這一次遭到破壞。1971年1月松潘地震臺在松潘縣川主寺鎮(zhèn)建立，1976年松-平7.2級地震后，由于松潘縣水泥廠采石放炮和粉碎石塊，觀測環(huán)境被嚴(yán)重破壞，不能再用于測震、地磁觀測。故于1976年11月搬遷至松潘縣城關(guān)的拱北建臺，即現(xiàn)在的松潘地震臺。松潘地震臺是地球物理、地下流體、地應(yīng)力、大地磁場和大地形變等多學(xué)科同時觀測的綜合性臺站。目前成-蘭鐵路建設(shè)，造成松潘泉點斷流。未來成-蘭鐵路建設(shè)完成后，鐵路開通，由于鐵路距離松潘地震臺不足兩公里，必然會直接影響松潘地震臺，使多種觀測環(huán)境遭到破壞。

松潘地震臺處于偏遠的四川省松潘縣，松潘泉點更是遠離松潘縣城，但鐵路建設(shè)卻導(dǎo)致了松潘泉點的斷流。地震觀測需要長期穩(wěn)定的觀測環(huán)境，然而，隨著經(jīng)濟發(fā)展與經(jīng)濟建設(shè)的需求，越來越多的地震監(jiān)測環(huán)境遭到破壞。面對這些問題，需提前做好準(zhǔn)備以降低損失。例如，成-蘭鐵路建設(shè)前，應(yīng)與有關(guān)部門進行商討，避開地震觀測環(huán)境進行建設(shè);鐵路建設(shè)時，施工方應(yīng)采取相應(yīng)措施，減少對松潘泉點附近地下水環(huán)境的破壞;鐵路建設(shè)完成后，松潘地震臺應(yīng)采取有效手段減少鐵路對地震監(jiān)測干擾，保護地震監(jiān)測。隨著地震監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，可以在干擾源出現(xiàn)前、出現(xiàn)時和出現(xiàn)后采取相應(yīng)措施，提高地震監(jiān)測能力，避免監(jiān)測環(huán)境被破壞。除了地震監(jiān)測技術(shù)的提高以及地震工作人員的努力之外，還需要各個單位和部門積極配合，共同維護良好的監(jiān)測環(huán)境。

參考文獻

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