淺析水庫誘發(fā)地震

盧楊　劉修峰

[摘要]近年來，隨著地殼運(yùn)動的持續(xù)進(jìn)行，地震發(fā)生的次數(shù)也越來越頻繁。地震在海底或?yàn)I海地區(qū)容易引發(fā)海嘯，在大陸地區(qū)則會引發(fā)滑坡、崩塌、地裂縫等次生災(zāi)害。因此，國家和人民對地震的關(guān)注度也逐步提高，尤其是對于因水庫蓄水而誘使庫壩區(qū)、近岸范圍發(fā)生的地震逐步開始重視并探討；人們根據(jù)多次較大地震誘發(fā)的原因、地震的特征對水庫誘發(fā)地震的原因和特征進(jìn)行了分析，同時也針對水庫誘發(fā)地震采取了相應(yīng)的預(yù)防和預(yù)測措施。本文主要是對水庫地震誘發(fā)的原因、特征及預(yù)防措施進(jìn)行了淺層的探索研究。

[關(guān)鍵詞]水庫誘發(fā)地震 誘發(fā)原因 特征 預(yù)防措施

[中圖分類號] P315 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-391-1

1水庫誘發(fā)地震的原因

1.1地層巖性的影響

根據(jù)我國水庫誘發(fā)地震的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，碳酸鹽巖地區(qū)的發(fā)震幾率最高，占47%左右，其次為火成巖地區(qū)，發(fā)震幾率約占22%，最后為碎屑巖地區(qū)，其發(fā)震幾率最小。同時，區(qū)域巖體的強(qiáng)度往往決定了地震震級的大小，這說明巖石強(qiáng)度越高，當(dāng)積聚了足夠的能量后，應(yīng)變積累接近于巖體破裂的臨界值時，在有利于誘發(fā)水庫地震的地質(zhì)構(gòu)造條件的地段，其導(dǎo)致巖體內(nèi)累積的應(yīng)變能也越快釋放從而產(chǎn)生地震，這樣地震的震級也就越大。例如我國湖北省的鄧家橋水庫、湖南省的黃石水庫，這些水庫每當(dāng)水庫的蓄水位將庫尾的巖石淹沒時就要誘發(fā)不同程度的地震。以上直接說明了地層巖性成為水庫誘發(fā)地震的重要影響因素之一。

1.2構(gòu)造活動的影響

地質(zhì)構(gòu)造活動誘發(fā)的地震主要是巖體中的斷裂在庫水作用下發(fā)生錯動引起的。張性斷裂或張扭性斷裂更利于庫水向深部滲透，易于誘發(fā)地震?，F(xiàn)代構(gòu)造活動較強(qiáng)烈的地區(qū)，由于活動斷裂常常隨地應(yīng)力的局部集中，有利于誘發(fā)較強(qiáng)的水庫地震。構(gòu)造活動誘發(fā)的水庫地震雖然發(fā)生概率較低，但其破壞性較強(qiáng)，多為中強(qiáng)震或強(qiáng)震。根據(jù)統(tǒng)計資料顯示，我國共有約49例地震位于斷陷盆地和褶皺帶上或者直接位于活動斷層附近，而水庫誘發(fā)地震的發(fā)生基本上均與附近的小構(gòu)造活動存在密切關(guān)系，例如我國廣東新豐江水庫發(fā)生的6.1級水庫地震。

1.3水庫規(guī)模的影響

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，誘發(fā)地震的發(fā)生概率隨著壩高、蓄水深度和庫容的增大而明顯增高。我國現(xiàn)有壩高15 m以上的水庫18000座，其中僅有13座發(fā)生過水庫誘發(fā)地震，比例約占7.2/10000。隨著水庫壩高的增加，蓄水的增多，發(fā)生誘發(fā)地震的概率明顯增大，其中庫容大于100億m3的大型水庫發(fā)震概率大于1/10。

2水庫誘發(fā)地震的特征

2.1震中位置

根據(jù)現(xiàn)有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，水庫誘發(fā)地震的震中除極少數(shù)發(fā)生在水庫壩址的附近外，其主要是密集分布于水庫邊岸幾公里到十幾公里的范圍內(nèi)，也或是密集分布于水庫最大水深處及其附近位置。

2.2震源深度

水庫誘發(fā)地震的震源深度與陸地震源深度不同，一般水庫誘發(fā)地震的震源深度較淺，均屬于淺源地震，大多數(shù)在地底10m左右范圍內(nèi)，略大于水庫內(nèi)水沿構(gòu)造下滲的深度。從我國部分的地震數(shù)據(jù)分析可以得出，水庫地震震源深度小于3km占48.8%、而3-5m范圍內(nèi)占約32.6%，震源深度大于5km占18.6%。由此可見，水庫誘發(fā)地震的震源深度較淺，其影響范圍也較小。

2.3震中烈度及震級

由于水庫誘發(fā)地震的震源深度淺，其面波強(qiáng)烈，震中烈度一般較天然地震高。 例如我國烏溪江水庫誘發(fā)Ms2.8級地震時，震中區(qū)烈度達(dá)到V-VI度，而同級別天然地震震中區(qū)烈度只能達(dá)到Ⅲ度左右。絕大多數(shù)水庫誘發(fā)地震強(qiáng)度相對較小，其影響范圍較小，從烈度相對較高的震中區(qū)向四周衰減速度較快，影響范圍多屬局部。從地震震級角度來看，全球發(fā)生6.0級以上強(qiáng)烈地震的僅占3%，5.9-4.5級中等強(qiáng)度的占27%，發(fā)生4.4-3.0級弱震和3.0級以下微震的占到70%（分別為32%和38%）。在我國這一比例相應(yīng)為4%、16%和80%。

2.4地震頻率

一般而言，水庫誘發(fā)地震的頻率較低，但是它的發(fā)生具有一定的規(guī)律性，它的發(fā)生頻率與水位和庫容值有關(guān)，特變是水位的上升和下降，對誘發(fā)地震有較大影響。

3水庫誘發(fā)地震的預(yù)測及防治措施

因水庫蓄水而引起庫盆及其鄰近地區(qū)原有地震活動性發(fā)生明顯變化從而誘發(fā)地震，這是我們興建水庫的工程建設(shè)活動與地質(zhì)環(huán)境中原有的內(nèi)、外應(yīng)力引起的不穩(wěn)定因素相互作用的結(jié)果。根據(jù)我國部分水庫誘發(fā)地震的特點(diǎn)，我們可以通過以下三點(diǎn)對水庫誘發(fā)地震進(jìn)行預(yù)測：

（1）利用水庫地震判別標(biāo)志進(jìn)行預(yù)測；

（2）利用已誘震水庫及在建水庫分析對比判斷；

（3）利用概率方法進(jìn)行預(yù)測。

水庫誘發(fā)地震雖然迄今為止未發(fā)生過大壩因水庫地震而潰垮或嚴(yán)重破壞的情況，但水庫誘發(fā)地震對庫區(qū)及鄰近地區(qū)居民點(diǎn)的影響則更為常見，強(qiáng)震和中強(qiáng)震甚至?xí)斐扇藛T傷亡，帶來重大物質(zhì)損失。因此，通常為避免水庫誘發(fā)地震所造成的不利影響，應(yīng)采取以下幾點(diǎn)進(jìn)行預(yù)防：

（1）對大中型及其以上水庫建設(shè)地震監(jiān)測臺網(wǎng)，小型水庫則提高警惕，注意加強(qiáng)定期檢查并制定《地震應(yīng)急預(yù)案》。

（2）水庫建設(shè)盡量避免在構(gòu)造活動集中地區(qū)，比如斷裂帶或者褶皺附近，規(guī)避其引發(fā)的地震風(fēng)險。

（3）加強(qiáng)水庫誘發(fā)地震的認(rèn)識學(xué)習(xí)，提高全民防震抗災(zāi)意識。

4結(jié)束語

綜上所述，本文主要是對水庫誘發(fā)地震原因和特征進(jìn)行分析，同時也根據(jù)實(shí)際情況提出了對水庫誘發(fā)地震的預(yù)防及防治措施。

水庫的建設(shè)應(yīng)避開構(gòu)造活動劇烈影響地區(qū)，這樣水庫蓄水后就不易發(fā)生較大的地震。水庫誘發(fā)地震震級通常較小，震源深度較淺、向四周衰減較快。但是，為安全起見，建議在對水庫進(jìn)行選址、設(shè)計時一定要對地形特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的勘察研究，同時在施工過程中也要加強(qiáng)施工管理。在水庫蓄水并投入使用后，要做好監(jiān)控記錄，捕捉水庫震前信息，最終要將可能引發(fā)的水庫地震危害降到最小。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘鳴.基于關(guān)聯(lián)規(guī)則和云模型的水庫誘發(fā)地震風(fēng)險多層次模糊綜合評價.[D]華中科技大學(xué) .2013.05.01

[2].鄒樂樂； 金菊良； 周玉良.基于遺傳模糊層次分析法的水庫誘發(fā)地震綜合風(fēng)險評價指標(biāo)體系篩選模型 .[J]地震地質(zhì).2010.12.15

[3]張秋文； 章永志； 鐘鳴.基于云模型的水庫誘發(fā)地震風(fēng)險多級模糊綜合評價.[J]水利學(xué)報.2014.01.05

[4]華衛(wèi)；陳章立； 鄭斯華； 晏純清.水庫誘發(fā)地震與構(gòu)造地震震源參數(shù)特征差異性研究--以龍灘水庫為例.[J]地球物理學(xué)進(jìn)展.2012.06.15

[5]汪雍熙等.水庫誘發(fā)地震研究[M]//中國水利發(fā)電工程：工程地質(zhì)卷.北京：中國電力出版社，2000