0 引言

新汤家坪跨断层短水准场地观测曲线2015年7月17日观测资料显示：观测曲线具有明显下降变化，下降幅度为3.89 mm。四川省地震局测绘工程院就此组织开展了对该项异常的现场落实。

此次异常核实以《地震前兆异常落实工作指南》和《形变学科观测资料异常变化现场核实工作报告编写要求 (试行)》(中震测函[2013]39号) 为依据，对观测仪器进行全面检查，对场地地质构造及基础资料进行详细调查，并勘察观测环境变化，收集气象资料，排除人为因素。在此基础上，对水准观测资料异常变化进行深入分析、讨论，对异常性质做出判定，并据此给出处理意见。

1 短水准场地观测背景 1.1 观测场地

新汤家坪跨断层短水准场地位于四川省凉山州宁南县景星乡黑泥沟九组，测线沿S212省道K124 km桩处布设，水准场地向南东约1.5 km吴家湾大桥。A、B、C、D点位均埋设于公路边山地上，岩性为胶质岩，其中A点埋设于S212省道宁南至巧家方向公路右侧，B、C、D点位于公路左侧，交通条件良好 (图 1)。测线周围植被为灌木林，观测环境较好，无大型工矿企业和明显干扰源。

1.2 地质构造

新汤家坪跨断层短水准观测场地建于2012年，场地地势平坦，观测标志为钢筋混凝土嵌不锈钢标志，埋石深度1.5 m，由A、B、C、D点位组成具有检测性质的3个测段 (AB、BC、CD)，其中AB段测线长0.07 km，BC段测线长0.34 km，CD段测线长0.16 km。A、B点位于断层上盘，C、D点位于断层下盘，点位均为基岩点，测线与断层走向斜交 (图 1)。

场地横跨则木河活动断裂，断层迹象明显，在此处该断层为志留系 (S2s)，与寒武纪 (ε₃e) 地层呈断层接触；断层产状为：走向N30°W，倾向SW，倾角70°，断层破碎带发育，破碎带宽约200余米。断层南西盘，地层为志留系 (S2s) 页岩、泥质岩夹石灰岩及白云岩；北东盘为寒武纪 (ε₃e) 泥砂质白云岩、夹砂岩、页岩。在构造破碎岩中发育1组走向N30°W的剪切裂面，倾向SW，倾角70°，显示断层属压扭性质。

2 异常调查 2.1 跨断层短水准异常

2015年7月17日新汤家坪跨断层短水准观测资料显示：观测曲线有明显下降变化，下降幅度为3.89 mm，与2014年同期断层活动方式和量级类似 (张祖胜等，2008)。调查发现，场地观测环境无人为破坏和干扰；测线右下方公路桥墩桩基钻孔作业未见施工；测线附近无滑坡和新的开挖痕迹；观测期间无大量降水等极端天气出现。2015年7月25日对该场地水准进行复测，观测结果无明显变化，与8天前结果相近。

2.2 异常产生原因初步判断

将2015年7月17日观测资料与上期进行对比，做以下分析：① 年变形态分析：从2012年10月至2013年10月的观测结果看，目前该时段应为次峰值 (图 2中红色椭圆所示)，且单周期变化量级应为1.5 mm左右，而本次单期变化量为3.89 mm，是之前2.5倍左右，且方向相反；② 各测段变化分析：测线产生变化的是AB、BC测段，见图 2，图中AB测段变化量2.25 mm、BC测段有变化量1.68 mm，CD测段相对稳定，变化量仅0.04 mm。参考薄万举等 (1994, 1998) 的研究，分析认为：新汤家坪短水准观测场地水准曲线变化较大，BC测线2015年7月破年变出现异常。

2.3 观测系统工作状态检查

该场地短水准测量采用的仪器检查项目齐全，各项参数正常，满足《跨断层测量规范》(范九善等，1991) 要求。现场检查仪器、标尺及零部件、记录设备等，均未发现异常，观测设备工作状态正常。利用该套仪器设备在其他断裂带上进行的观测未发现异常，且因仪器故障引起水准观测值出现大幅度加速上升-下降-恢复的可能性小，故认为该异常非观测设备故障因素所致。

2.4 观测场地标志稳定性调查

观察新汤家坪跨断层短水准场地，发现A、C、D点位均稳定、无人为破坏现象，近处环境无明显干扰 (图 3)，地质上无滑坡现象。B点左侧边坡有开挖痕迹、下方约50 m处及附近有开挖和施工痕迹。

经了解，B点附近施工项目系白鹤滩电站前期路桥改建项目之一，施工标段为S212线，在K12 km桩处 (新汤家坪场地所在位置)--新汤家坪场地上方两山之间修建一座高架桥。该高架桥在新汤家坪场地一侧修建3组桥墩，2014年初开挖，每组墩位各设圆柱形基柱，各基柱直径1.5 m，1、2号桥墩 (B点附近沿测线方向左侧) 各设2根基柱，3号墩位 (B点下方约50 m处) 设4根基柱。调查发现，3号墩位桩基钻孔施工作业完成，边坡表面开挖面较大，进深较浅，不足以使B点受力改变；1、2号墩位于2014年9月挖掘，目前未修建，因施工引起变化的可能性不大。

B点所在山脊2014年10月开挖高架桥引桥路基 (图 4第2、3开挖区)，2014年11月19日进行桩基开孔作业，目前已开挖完成。开挖过程中可能造成B点产生瞬间形变，此时可能性不大，也可能产生趋势形变，但该开挖处与A、B点位相距较远 (图 4第2开挖区)，直接产生影响的可能性不大。

2.5 人为影响

在水准观测中观测员操作规范，数据处理方法正确，观测资料不存在系统误差影响。为了检查是否存在人为影响，于2015年7月25日对该场地进行加密观测，2次观测结果差值为0.15 mm (表 1)，表明该异常确实存在，非人为因素引起的变化；另外，本周期四川境内跨断层形变监测场地观测任务均由同一作业组完成，人员、设备不变，观测结果除则木河断裂上的新汤家坪场地有显著性变化外，其余场地均未见异常，说明新汤家坪水准观测异常变化非人为因素引起。

2.6 气象因素

温度、气压、浓雾和降雨等气象因素可能对水准观测造成影响。分析认为：当地温度和气压为正常年周期变化，不会导致水准观测值出现明显变化；新汤家坪区域浓雾天气多出现在冬季，时值夏季，无浓雾影响；降雨量可能导致基岩标石收缩不均，使水准观测结果产生明显变化。为此收集宁南县气温、气压、降雨量资料，以分析气象条件可能对水准观测值产生的影响。由于气象部门管理要求，资料收集时间截至2015年5月31日。

(1) 宁南县2010年1月至2015年5月气温、气压日均值和降水量时序变化见图 5。由图可知，气温、气压日均值年周期性较好，无显著变化。因降水量资料时间限制，不能对2015年7月新汤家坪跨断层水准异常进行同步分析，故利用2014年降水资料进行分析。在此选取2013-2015年降水资料，与新汤家坪跨断层水准资料进行同步分析，见图 6，可知：① 宁南地区降雨主要集中在每年6-9月，且2014年降水总量 (1 065.3 mm) 较2011-2013年 (平均年降水量859.76 mm) 增大，最大降水量出现在2014年8月10日、18日、27日 (2014年8月3日鲁甸6.5级地震后)，分别降水46.9 mm、68 mm、63.1 mm，而新汤家坪跨断层水准资料未出现明显下降或上升变化，2014年9月水准资料变化量为+1.5 mm，表明降雨非导致水准异常的主要原因；② 2014年8月5日、16日水准资料仅发生-0.16 mm的下降变化，而8月10的降雨再次证明新汤家坪水准异常变化与降雨量关系不大；③ 调研发现，2015年6-7月宁南县虽有降雨，但降雨量正常，可见新汤家坪2015年7月水准异常非降雨影响所致。

(2) 由于新汤家坪水准观测场地测线沿山间公路展布，位于黑水河上游分支--吴家湾河上方约50 m，可能会受河水涨落影响形成一定年变化趋势，但出现显著性变化的可能性不大。经现场调查，吴家湾河已断流，只有小股水流经过，河床基本干涸，故排除河水涨落对水准观测值造成的影响。

3 异常变化与性质判定 3.1 水准异常变化特点及分析

跨断层水准观测断层两侧水准端点标石间垂直方向的相对变化，因此，标石不稳或受外界干扰均会导致水准观测结果出现显著变化 (中国地震局监测预报司，2002)。经现场调查，认为新汤家坪水准观测场地4个测点本身稳定，近场无明显干扰因素，只有B点位附近高架桥墩的修建可能影响水准变化。统计2015年5-7月新汤家坪水准观测高差变化，分析AB、BC、CD测段水准高差及相邻两期变化量，见表 1，结合图 2和图 3，可知：AB、BC测段累积变化是导致整个测段 (BC) 发生变化的主要原因，CD段未见明显变化 (表 1)；B点位附近开挖施工不是造成AB、BC测段变化的主要原因。

AB、BC测段共用B点位，假设该点水准观测受开挖影响发生变化，那么2测段观测曲线在变化形态上势必相反，量级相当，而实际情况是：AB、BC测段在2015年7月17日观测曲线同向变化 (图 2)，且量级存在明显差异 (表 1)，表明非B点位引起水准观测发生变化，而是测段变化所致。

新汤家坪水准观测场地水准观测由A点开始，经B、C点至D点结束，由2015年7月观测结果及图 7观测曲线反映，断层上盘 (A、B点所在盘) 相对下盘 (C、D点所在盘) 作相对运动，据周硕愚 (1994)的研究，表明该场地处断层受到挤压应力作用。

通过前文分析，排除可能影响新汤家坪观测曲线变化的环境及气象影响因素，认为新汤家坪水准观测异常应为场地处断层活动所致，表明目前新汤家坪处断层受外力影响，挤压活动增强。

3.2 历史资料和震例对比分析

新汤家坪跨断层短水准场地建点位较晚，积累资料不多，于2012年9月25日首期水准观测，每月1期，至2013年底，BC测线受季节干扰明显，年变峰值分别在每年3月和8月，谷值出现在每年6月和9月，2014年8月3日鲁甸发生6.5级地震，水准观测资料变化明显，见图 7。

由图 7可知，2014年水准观测资料于2014年6月开始异常变化，观测曲线低于谷值，幅度为3.79 mm，持续近2个月，7月30日BC测线发生较大幅度转折，接着发生云南鲁甸6.5级地震，强震发生在同属于川滇块体的大凉山断裂南端组成部分的NW向包谷垴-小河断裂上 (徐锡伟等，2014)，震中距52 km，震后各测段观测曲线很快恢复到正常变化形态，完成年变。

4 结论

通过对新汤家坪水准观测场地各点位稳定性、山体开挖、公高架桥施工、滑坡等可能导致异常因素的核实、分析和讨论，得出以下结论：① 从新汤家坪场地观测曲线异常形态看，2015年7月17日水准异常非滑坡影响所致；② 山体开挖和局部桩基开挖与异常出现在时间不同步，由此引起曲线变化的证据不足；③ AB、BC测段变化非B点附近山体开挖所致；④ 新汤家坪水准BC测线2015年7月17日3.89 mm的压性异常属实。

鉴于目前则木河断裂带上短期突出异常较单一、趋势异常继续存在，且新汤家坪短水准异常因资料积累时间短，不利于进一步研判分析，建议重点关注水准异常的发展变化，继续加强对跨断层形变观测结果的分析。