論文-汶川地震與水庫誘發(fā)地震

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1、汶川地震與水庫誘發(fā)地震——《專業(yè)文獻閱讀》讀書報告10712811馬宏達汶川特大地震已經(jīng)過去了近一年半，但是圍繞這次地震所展開的科學(xué)研究和學(xué)術(shù)爭論卻仍在繼續(xù)。其中一個焦點問題就是，汶川地震是否和長江和岷江流域的水庫有關(guān)，這次8.0級特大地震究竟是天災(zāi)還是人害？一.水庫誘發(fā)地震水庫誘發(fā)地震，是指由于水庫水位變化等原因，改變原有地震活動性，誘發(fā)庫區(qū)及鄰近地區(qū)出現(xiàn)地震的現(xiàn)象。根據(jù)前人研究，水庫誘發(fā)地震的成因和主要特征如下：1.水庫誘發(fā)地震的成因(1)水體重力作用修建水庫蓄水后，特別是高壩水庫，水的重力對地下應(yīng)力場的影響不可忽視。當(dāng)水的重力導(dǎo)致應(yīng)力場變得不穩(wěn)定時，有可能會增強地震活動性，

2、反之亦有可能使得應(yīng)力場變得穩(wěn)定，反而會減弱地震的活動性。(2)孔隙水作用當(dāng)?shù)叵麓嬖诳紫丁鄬?、破碎帶、溶洞等儲水帶時，可能將水的壓力傳遞到數(shù)公里以下的深部巖體，從而影響地下的應(yīng)力場誘發(fā)地震。(3)水體物理化學(xué)作用水庫蓄水后，地表水和地下水的分布范圍發(fā)生了較大的變化，自然狀態(tài)下處于干燥或非飽和狀態(tài)的地質(zhì)體，變得濕潤甚至飽和。水對地質(zhì)體產(chǎn)生軟化、泥化、潤滑、溶蝕、凍融等作用，惡化了地質(zhì)體的穩(wěn)定條件，導(dǎo)致變形破裂從而誘發(fā)水庫地震。在大多數(shù)時候，庫水的各種作用是共同存在的，同一次水庫誘發(fā)地震，往往是多種成因混合作用的結(jié)果。2.水庫誘發(fā)地震的分類(1)構(gòu)造破裂型構(gòu)造破裂型水庫地震比例最大，

3、所有的強震、絕大部分中強震均為該種類型。其誘發(fā)的內(nèi)因無疑是存在具有破壞趨勢或臨界破壞狀態(tài)的較大構(gòu)造帶。(2)巖溶塌陷型常見于巖溶發(fā)育的青壯年期，特別是在碳酸巖鹽分布廣，具有明顯巖溶管道，自然狀態(tài)下己發(fā)生過大規(guī)模巖溶塌陷的地區(qū)。而如果存在連通巖溶通道的斷裂帶，可能誘發(fā)構(gòu)造破裂型水庫地震。(3)其他類型如卸荷帶破裂型，凍裂型，滑坡崩塌型等，相對前兩者影響要小很多，一般不超過3級。3.水庫誘發(fā)地震的時間-空間特征(1)震中距離水庫近，一般在庫區(qū)5公里范圍內(nèi)。(2)震源深度淺，一般在5公里之內(nèi)，很少有超過10公里的。(3)通常具有前震-主震-余震的特征，蓄水初期出現(xiàn)前震。(4)最大地震一

4、般出現(xiàn)在蓄水達到最高點時間附近。4.水庫誘發(fā)地震尺度-概率特征(1)目前世界上已經(jīng)觀測到的水庫地震超過6級僅4例，最大僅6.5級。(2)80%的水庫誘發(fā)地震小于5級，屬于弱震或微震。(3)全世界登記在冊的1萬多座大壩中，誘發(fā)過地震的僅有100余例，誘發(fā)概率在1%左右，比例很小。5.水庫誘發(fā)地震的震源機制類型水庫誘發(fā)地震主要的震源機制是走滑斷層或者正斷層，逆沖斷層的情況十分罕見。根據(jù)陳颙院士的介紹，僅有兩個特例：1967年印度Koyna6.3級誘發(fā)地震主震震源機制為走滑型的,其后一些4級左右的余震有個別是逆沖型的;1977年美國南卡羅來納的Monticello水庫(4億立方米的中小

5、水庫)蓄水后發(fā)生的2.6~2.8級地震.這些地震的震級很小,將誘發(fā)的2.8級地震和蓄水之前的正常地震區(qū)別開來,并不是一件容易的事情。除以上兩個特別的情況外,世界上水庫誘發(fā)的地震(特別是主震)尚無逆沖型的例子。6.水庫誘發(fā)地震實例圖1全球已有的4個震級為6.1～6.5級的構(gòu)造型水庫地震(據(jù)陳厚群)這4個地震均發(fā)生在上世紀60年代，無論是時間-空間特征，還是尺度特征都和水庫誘發(fā)地震的一般規(guī)律吻合得較好。我國的新豐江大壩和希臘的克雷瑪斯特大壩的主震震源機制是正斷層，其余兩者的主震震源機制是走滑斷層。二.正方聲音：汶川地震可能是由水庫誘發(fā)2009年初，著名的《Science》雜志的“每周

6、新聞”發(fā)文稱，通過雷興林等人的研究表明，紫坪鋪水庫可能誘發(fā)了汶川地震，這一消息被全球不少媒體轉(zhuǎn)載，引起了軒然大波。而2009年5月，《Science》再次刊登了對范曉的采訪，暗示汶川地震和紫坪鋪水庫之間存在聯(lián)系。1.雷興林：紫坪鋪水庫對地下斷層作用明顯雷興林等一方面采用統(tǒng)計方法來進行地震活動性變化的分析，另一方面采用定量方法在假設(shè)的簡化模型基礎(chǔ)下計算由紫坪鋪水庫蓄水造成的庫倫應(yīng)力變化。文章最后得出結(jié)論稱：“通過計算表明，庫區(qū)地下10公里附近地區(qū)的中央斷層的庫侖應(yīng)力在汶川Ms8.0地震發(fā)生時可能達到0.5Bar以上，地下較淺深度則可達到幾個Bar的量級。如此大的庫侖應(yīng)力變化已遠遠超

7、過地球潮汐的作用。因此，汶川Ms8.0地震是否受到該作用的觸發(fā)而提前發(fā)生是一個不應(yīng)該回避而值得進一步研究的科學(xué)問題?！眻D2中央斷層（上）和前山斷層（下）2007-12-01——2008-05-11期間發(fā)生的地震震源分布與水庫放水（水位從約870米下降到約817米，總卸載量：約6.5億立方米）產(chǎn)生的相對庫侖應(yīng)力變化。(據(jù)雷興林)2..范曉：紫坪鋪水庫具備誘發(fā)大地震條件范曉在《中國國家地理》撰文稱：“我國曾總結(jié)了可能產(chǎn)生水庫誘發(fā)地震的7項定性標志：一、壩高大于100米，庫容大于10億