地震觸發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害對人民生命財產(chǎn)和重要基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成威脅。基于多重散射波的新型地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)憑借高應(yīng)力敏感性和高時空分辨率的特點，能夠敏銳捕捉地質(zhì)災(zāi)害體內(nèi)部變應(yīng)力場時空變化過程，利用波速變化及微裂隙變化快速準確評估地震導(dǎo)致的滑坡等地質(zhì)災(zāi)害體的損傷程度。

瀘定地震發(fā)生后，在中國地震局地球物理研究所“雅江下游地質(zhì)災(zāi)害地球物理監(jiān)測與預(yù)警示范工程”和國家自然科學(xué)基金國際(地區(qū))合作與交流項目“大規(guī)?；?、泥石流動力過程的震動響應(yīng)和基于地震動信號反演的災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警方法”的支持下，中國地震局地球物理研究所謝凡研究員與四川省地震局震災(zāi)風(fēng)險防治中心戴仕貴高工合作，利用距離震中距離分別約90公里，180公里和360公里的三處地質(zhì)災(zāi)害示范監(jiān)測點獲取的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過基于多重散射波的速度變化監(jiān)測到在地震發(fā)生后這三處示范監(jiān)測點產(chǎn)生了由瀘定地震導(dǎo)致的速度下降分別是約-2.1%，-0.5%和-0.2%（圖1），且在地震發(fā)生后的12小時內(nèi)，距離震中較近的示范點A并未發(fā)生對數(shù)型強度恢復(fù)過程。這表明距離震中較近的地質(zhì)災(zāi)害體整體強度顯著地下降，并可能需要長的恢復(fù)時間。但離震中較遠的地質(zhì)災(zāi)害體整體強度受到地震影響較為微弱。

圖1 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測示范點位及相應(yīng)示范點的監(jiān)測結(jié)果

盡管瀘定6.8級地震對示范點c的影響微弱，但借助在該示范點試運行的全新散射波動態(tài)變化快速成像系統(tǒng)，監(jiān)測到了在地震發(fā)生前，示范點坡體波速變化整體均勻；地震發(fā)生時及發(fā)生后坡體出現(xiàn)局部波速下降區(qū)域，該區(qū)域集中在示范點的坡頂局部區(qū)域（圖2）。這表明由于非均勻性及地形效應(yīng)的存在，地震對示范點C加載后會導(dǎo)致其坡體頂部局部區(qū)域強度發(fā)生弱化。這為利用非破壞性地震（中小地震）對地質(zhì)災(zāi)害體開展遠程健康監(jiān)測提供全新手段。

圖2 地質(zhì)災(zāi)害示范點C在瀘定地震發(fā)生前后一小時快速成像結(jié)果

具有自主知識產(chǎn)權(quán)[1] 的基于多重散射波的新型地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)是由謝凡研究員將實驗室尺度的介質(zhì)四維變化監(jiān)測方法[2]引入地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警領(lǐng)域，該系統(tǒng)在2019年成功預(yù)警過一次邊坡崩塌事件并被中國地震局官網(wǎng)報道[3,4]，以及對此前的長寧[5]、珙縣[6]、瑪多[7]地震以及此次瀘定地震響應(yīng)過程的研究證明該系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警領(lǐng)域應(yīng)用的可行性。該系統(tǒng)不僅能夠監(jiān)測由地震觸發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，還能夠?qū)涤?、氣溫、地下水等不同加載過程對地質(zhì)災(zāi)害體內(nèi)部產(chǎn)生的影響開展實時監(jiān)測和早期預(yù)警，具有廣泛應(yīng)用的前景，能夠有力地支撐防震減災(zāi)工作。

參考文獻：

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[6] Xie et al, 2022, Rock slope destabilization in situ monitoring with high frequency ambient seismic noise interferometry in southwest China, Engineering Geology, under reviewing.

[7] Huang, H., Dai, S., Yu, Y., & Xie, F(通訊作者). (2022). Observing Earthquake-Induced Velocity Change on the Rock Slope Following the 2021 M 7.4 Maduo Earthquake 780 km Away. Sustainability, 14(15), 9345.