三峡库区2009年9月地质灾害的电磁解析初探.pdfVIP

三峡库区2009年9月地质灾害的电磁解析初探 曾小苹’)王望簸≈ 蒋璀3’ 王斌邬 郑吉盎2} 勾宪斌3’ 陈雷3)林云芳1’ 1)中国地震局地球物理研究所 2)美国益正科技发展有限公司 3)重庆市地震局 4)河南南阳师范学院 事件，它们分别是黔江山体滑坡、巫溪大型山体滑坡、和万州崖壁崩塌事件。我们用2种地磁数据考察了 三峡库区地磁场的异常变化与3起地质灾害的关系，初步得到：(1)在地磁相空间结构的暴雨前兆信息出 现后。紧随其后出现滑坡和崖壁崩塌的地磁前兆信息；(2)提出地质灾害前出现的超低频地磁ULF波属于 一种磁次声波；(3)推算出此3起灾害事件前，ULF磁次声波的发生时间、传播速度、传播路径和传播 方式等特征；(4)提出一种解释滑坡和崩塌的地磁前兆信息的地一气电磁耦合模式；(5)结合灾害发生前 温度的异常分布．讨论了ULF磁次声波传播特征；(6)由此提出地磁方法有可能作为监测山体滑坡、崩 塌等地质灾害的一种手段。 1．引言 滑坡的发生主要与地质和气候等因素有关，如：江湖、水库的岸坡、地形高差较大的 峡谷地带；断裂带和地震带；暴雨多发区等。都是滑坡的易发地区。另外，地质灾害 还与人类的活动等外因有关。三峡库区在蓄水之前本来就具备产生滑坡的这些客观条 件。2003年库区开始蓄水以后，原来的岸边陆地淹于水下，岸坡处于新的调整环境。 例如，库区百年出现一次的洪水水位涨落约30米：而三峡水库形成后，库区水位每 年涨落30米，这意味着库水对两岸的侵蚀强度比自然洪水对两岸的侵蚀强度增强了 100倍：又如库区移民、城镇新的建设，必然会孕育一些地质隐患。由此，形成了 独特的三峡地质灾害。 地质灾害的破坏强度和空间范围虽不及大地震和洪水，但其对人员生命财产带来的损失，以 及对其附近道路交通产生的破坏也不容小觑。为减轻这些损失。不少学者在滑坡产生的条件 及其分布和活动规律，以及滑坡发生的前兆和预防措施等方面做了大量的、甚至是比较成熟 的工作(刘传正等，2004：叶殿秀等，2005；郁淑华，2003：陈剑等，2005)。 2007年中国地震局平¨重庆市地震局在三峡库区增设了6个地磁台站，与原有的重庆地磁台 00分，在重庆市发生了3起地质灾害事件，它们是黔江山体滑坡、巫溪100万米3体积的 大型山体滑坡和万州崖壁崩塌事件。为发挥地磁台网的监测作用，我们试图探索地磁与山体 滑坡和岩钿．崩塌的关系。特别需要考察滑坡和崩塌发生前是否出现地磁异常信息。为此，我 们用整点值和秒值2种地磁数据考察了三峡库区地磁台网的磁场变化，发现地质灾害事件 发生前出现了明显的地磁信息。 2．地磁相空间结构异常与山体滑坡和崩塌事件 22 经过多年的探索研究，我们发现地磁数据结构的异常特征与灾害事件(地震、暴雨、极端天 气等)的联系非常密切(曾小苹、林云芳，2006)。从地磁每小时整点值或绝对值的逐日变 化的传统“时序”信息上看，一般发现不了数据的异常，而用相空间结构方法，则可以容易 地发现其异常特征。非规则信息的相空间结构方法的具体做法是用折返函数。取地磁变化参 量作为方位角变量，以折返函数作为相空间，绘制出地磁相空间结构图，即可分析研究其与 灾害事件的关系。 2009年9月19—21日，重庆地区东北部的开县、梁平、万州，东南部的石柱、黔江等地 出现暴雨。20日凌晨黔江发生山体滑坡：20日16：50巫溪发生大型山体滑坡，滑坡总体积 超过100万米。；21日11：00万州发生崖壁崩塌事件。由三峡库区地磁台网的7个台站加 上湖北的恩施地磁台一共8个台。我们用2009年9月1--25日8个地磁垂直分量Z的整 点值，计算并绘制了每日相空间结构图。台站和灾害事件分布见图1。各地磁台站与巫溪事 件的距离和异常日期列于表1。图2为表1的举例说明。 ． (。N) (oE) 图1．三峡库区地磁台网各台(▲)及黔江、巫溪、万州地质灾害事件(·)位置分布 表1。2009年9月20日巫溪山体滑坡事件的地磁相空间结构异常统计 台站名 与事件点的 9月19日暴雨前的地磁信息 滑坡事件前