松潘泉點(diǎn)斷流原因分析及保護(hù)地震觀測(cè)環(huán)境建議

毛顯鵬 楊寧 董立杰 杜忠婭

摘? ?要：松潘泉點(diǎn)于2016年8月3日斷流。通過(guò)觀察周?chē)h(huán)境變化，結(jié)合泉點(diǎn)水文地質(zhì)條件分析，發(fā)現(xiàn)松潘泉點(diǎn)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(diǎn)曾為1976年松-平7.2級(jí)地震的成功預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)做出了突出貢獻(xiàn)。然而，由于成-蘭鐵路松潘段隧道的建設(shè)，導(dǎo)致松潘泉點(diǎn)斷流，這對(duì)四川西北部地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)造成極大損失。本文通過(guò)分析松潘泉點(diǎn)的觀測(cè)環(huán)境及動(dòng)態(tài)特征，發(fā)掘松潘泉點(diǎn)的斷流原因，并提出保護(hù)地震觀測(cè)環(huán)境的相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：松潘泉點(diǎn)? 斷流? 觀測(cè)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(guò)程的重要觀測(cè)項(xiàng)目，也是影響地下水多項(xiàng)物理化學(xué)動(dòng)態(tài)的主要因素。松潘泉點(diǎn)的水氡和氣氡觀測(cè)值變化能較好地反應(yīng)龍門(mén)山構(gòu)造帶應(yīng)力積累和地震孕育信息[1]。然而，松潘泉點(diǎn)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(diǎn)出水口有滲漏跡象，推測(cè)此次流量的減小是由泉點(diǎn)出水口滲漏造成的。2016年6月1日對(duì)泉點(diǎn)進(jìn)行改造后，泉點(diǎn)出水口附近滲漏跡象消失，泉點(diǎn)流量恢復(fù)正常。然而，6月7日泉點(diǎn)流量再次低于0.095L/min，并且逐日減小，8月3日，松潘泉點(diǎn)斷流，直接導(dǎo)致松潘地震臺(tái)地下流體各項(xiàng)數(shù)值的監(jiān)測(cè)停止。

從2007—2016年，四川省地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站發(fā)生監(jiān)測(cè)受干擾事件96起，其中破壞地震監(jiān)測(cè)設(shè)施事件59起，地震觀測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)對(duì)研判震情至關(guān)重要，因此，對(duì)地震觀測(cè)環(huán)境的保護(hù)刻不容緩。松潘泉點(diǎn)觀測(cè)遭到破壞并非個(gè)列，應(yīng)盡量避免地震觀測(cè)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(duì)地震監(jiān)測(cè)能力的維護(hù)和提升具有重大意義。

1? 泉點(diǎn)觀測(cè)環(huán)境概述

松潘泉點(diǎn)位于四川省阿壩藏族羌族自治州松潘縣進(jìn)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(diǎn)出水口附近表層裸露巖石較為破碎，影響取水工作的實(shí)施，故對(duì)泉點(diǎn)出水處進(jìn)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(zhǎng)1m的擋水墻，留15Φ出水管口取樣，并修建了一間5m2的泉點(diǎn)房。2005年5月，為增設(shè)數(shù)字化儀器觀測(cè)，對(duì)泉點(diǎn)處再一次進(jìn)行改造，修建一幢18m2的一樓一底泉點(diǎn)觀測(cè)房。

泉點(diǎn)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(mén)山斷裂中段邊緣、山脈江河斷裂上盤(pán)，水文地質(zhì)條件為新都橋組裂隙泉點(diǎn)。水質(zhì)為重碳酸鈣鎂型，水源主要由自然降雨補(bǔ)充。由于泉點(diǎn)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(lái)自大氣降水補(bǔ)給，地下徑流短，泉點(diǎn)出水口低于地下水循環(huán)的最深處，因此判斷松潘泉點(diǎn)為淺循環(huán)泉。基巖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(diǎn)又為下降泉。

如圖1所示，松潘泉點(diǎn)在區(qū)域構(gòu)造上位于岷山隆起地區(qū)，其附近為一個(gè)逆沖斷層。岷山隆起地區(qū)東部為碧口地塊，南部與龍門(mén)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(gè)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(guò)多次地震，是我國(guó)南北向地震帶中段的重要組成部分[2]。

2? 泉點(diǎn)動(dòng)態(tài)特征

根據(jù)監(jiān)測(cè)含水層的抽水試驗(yàn)資料以及近幾年的觀測(cè)結(jié)果，松潘泉點(diǎn)涌水量為0.08～0.17L/S，水溫為7.0℃～10.5℃。2012—2015年，松潘泉點(diǎn)流量最低為0.096L/min，最高0.131L/min。通常以人工測(cè)量松潘泉點(diǎn)流量，具體方法為：每日8時(shí)30分至9時(shí)30分之間用5L鐵桶接水，同時(shí)按下秒表計(jì)時(shí)，當(dāng)鐵桶接滿(mǎn)水時(shí)按下秒表結(jié)束計(jì)時(shí)，通過(guò)時(shí)間計(jì)算得出當(dāng)日泉水流量。由圖2可知，2014—2015年松潘泉點(diǎn)流量月均值變化較為明顯，整體的上升和下降趨勢(shì)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(huì)出現(xiàn)流量的上升或下降。然而，2016年的趨勢(shì)卻發(fā)生了較大的變化。如圖3所示，松潘泉點(diǎn)沒(méi)有出現(xiàn)和松潘降雨量大致相同的上升和下降趨勢(shì)，且2016年松潘泉點(diǎn)流量低于歷史最低值。經(jīng)過(guò)觀察，發(fā)現(xiàn)是泉點(diǎn)周?chē)霈F(xiàn)滲水，對(duì)泉點(diǎn)進(jìn)行改造后，泉點(diǎn)流量恢復(fù)至正常范圍內(nèi)。然而，一段時(shí)間后，泉點(diǎn)流量再次低于歷史最低值，且泉點(diǎn)流量逐日減小。直到8月3日，松潘泉點(diǎn)出現(xiàn)斷流。觀察泉點(diǎn)周?chē)⑽窗l(fā)現(xiàn)泉水滲漏的情況，排除泉點(diǎn)滲漏原因。訪問(wèn)附近使用泉水的居民，被告知自2016年6月以來(lái)，家用泉水也出現(xiàn)流量逐漸減少的情況，松潘泉點(diǎn)斷流后，居民家中泉水也斷流。

3? 泉點(diǎn)斷流原因分析

松潘泉點(diǎn)泉水主要來(lái)源為自然降水補(bǔ)充，2016年松潘降雨量與前幾年相差不多，況且，松潘泉點(diǎn)流量從前即使在較為干旱的時(shí)期也不會(huì)出現(xiàn)泉水?dāng)嗔鞯那闆r，因此松潘泉點(diǎn)斷流并不是由降雨量變化引起。2016年6月，松潘泉點(diǎn)進(jìn)行了泉點(diǎn)改造，修復(fù)了泉水滲漏的問(wèn)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(diǎn)斷流的原因。

2016年，距離松潘泉點(diǎn)一公里內(nèi)，成都到蘭州鐵路在進(jìn)行隧道施工，隧道海拔高度與松潘泉點(diǎn)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(huì)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(wèn)題[3-4]。此外，隧道施工穿越斷層、破碎帶及富水地層時(shí)會(huì)出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)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(wèn)題，影響范圍的地下水位下降，地表泉點(diǎn)斷流，對(duì)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(xún)問(wèn)隧道施工負(fù)責(zé)人時(shí)發(fā)現(xiàn)，松潘泉點(diǎn)隧道施工過(guò)程中出現(xiàn)了水流。松潘泉點(diǎn)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(diǎn)流量下降，逐漸低于往年最低流量，直到斷流。隧道施工過(guò)程中水流的出現(xiàn)，說(shuō)明松潘泉點(diǎn)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(diǎn)附近水文地質(zhì)環(huán)境條件變化，使松潘泉點(diǎn)的泉水流向改變，不再?gòu)脑腥c(diǎn)流出，導(dǎo)致松潘泉點(diǎn)斷流。

4? 保護(hù)地震觀測(cè)環(huán)境建議

松潘泉點(diǎn)是松潘地震臺(tái)重要的地下流體觀測(cè)點(diǎn)，通過(guò)觀測(cè)泉點(diǎn)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(diǎn)建立到2016年，松潘泉點(diǎn)對(duì)附近地震發(fā)生的預(yù)測(cè)具有良好效能。例如，1976年成功預(yù)測(cè)了松-平地震，大幅度減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。連續(xù)穩(wěn)定的觀測(cè)資料對(duì)震情研判和地震預(yù)測(cè)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(diǎn)斷流，造成松潘泉點(diǎn)觀測(cè)資料中斷。歷史上松潘地震臺(tái)的觀測(cè)環(huán)境不止這一次遭到破壞。1971年1月松潘地震臺(tái)在松潘縣川主寺鎮(zhèn)建立，1976年松-平7.2級(jí)地震后，由于松潘縣水泥廠采石放炮和粉碎石塊，觀測(cè)環(huán)境被嚴(yán)重破壞，不能再用于測(cè)震、地磁觀測(cè)。故于1976年11月搬遷至松潘縣城關(guān)的拱北建臺(tái)，即現(xiàn)在的松潘地震臺(tái)。松潘地震臺(tái)是地球物理、地下流體、地應(yīng)力、大地磁場(chǎng)和大地形變等多學(xué)科同時(shí)觀測(cè)的綜合性臺(tái)站。目前成-蘭鐵路建設(shè)，造成松潘泉點(diǎn)斷流。未來(lái)成-蘭鐵路建設(shè)完成后，鐵路開(kāi)通，由于鐵路距離松潘地震臺(tái)不足兩公里，必然會(huì)直接影響松潘地震臺(tái)，使多種觀測(cè)環(huán)境遭到破壞。

松潘地震臺(tái)處于偏遠(yuǎn)的四川省松潘縣，松潘泉點(diǎn)更是遠(yuǎn)離松潘縣城，但鐵路建設(shè)卻導(dǎo)致了松潘泉點(diǎn)的斷流。地震觀測(cè)需要長(zhǎng)期穩(wěn)定的觀測(cè)環(huán)境，然而，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，越來(lái)越多的地震監(jiān)測(cè)環(huán)境遭到破壞。面對(duì)這些問(wèn)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(mén)進(jìn)行商討，避開(kāi)地震觀測(cè)環(huán)境進(jìn)行建設(shè);鐵路建設(shè)時(shí)，施工方應(yīng)采取相應(yīng)措施，減少對(duì)松潘泉點(diǎn)附近地下水環(huán)境的破壞;鐵路建設(shè)完成后，松潘地震臺(tái)應(yīng)采取有效手段減少鐵路對(duì)地震監(jiān)測(cè)干擾，保護(hù)地震監(jiān)測(cè)。隨著地震監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，可以在干擾源出現(xiàn)前、出現(xiàn)時(shí)和出現(xiàn)后采取相應(yīng)措施，提高地震監(jiān)測(cè)能力，避免監(jiān)測(cè)環(huán)境被破壞。除了地震監(jiān)測(cè)技術(shù)的提高以及地震工作人員的努力之外，還需要各個(gè)單位和部門(mén)積極配合，共同維護(hù)良好的監(jiān)測(cè)環(huán)境。

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