論文-汶川地震與水庫(kù)誘發(fā)地震

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1、汶川地震與水庫(kù)誘發(fā)地震——《專業(yè)文獻(xiàn)閱讀》讀書報(bào)告10712811馬宏達(dá)汶川特大地震已經(jīng)過(guò)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(zhēng)論卻仍在繼續(xù)。其中一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題就是，汶川地震是否和長(zhǎng)江和岷江流域的水庫(kù)有關(guān)，這次8.0級(jí)特大地震究竟是天災(zāi)還是人害？一.水庫(kù)誘發(fā)地震水庫(kù)誘發(fā)地震，是指由于水庫(kù)水位變化等原因，改變?cè)械卣鸹顒?dòng)性，誘發(fā)庫(kù)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(kù)誘發(fā)地震的成因和主要特征如下：1.水庫(kù)誘發(fā)地震的成因(1)水體重力作用修建水庫(kù)蓄水后，特別是高壩水庫(kù)，水的重力對(duì)地下應(yīng)力場(chǎng)的影響不可忽視。當(dāng)水的重力導(dǎo)致應(yīng)力場(chǎng)變得不穩(wěn)定時(shí)，有可能會(huì)增強(qiáng)地震活動(dòng)性，

2、反之亦有可能使得應(yīng)力場(chǎng)變得穩(wěn)定，反而會(huì)減弱地震的活動(dòng)性。(2)孔隙水作用當(dāng)?shù)叵麓嬖诳紫丁鄬?、破碎帶、溶洞等?chǔ)水帶時(shí)，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(chǎng)誘發(fā)地震。(3)水體物理化學(xué)作用水庫(kù)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(rùn)甚至飽和。水對(duì)地質(zhì)體產(chǎn)生軟化、泥化、潤(rùn)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(kù)地震。在大多數(shù)時(shí)候，庫(kù)水的各種作用是共同存在的，同一次水庫(kù)誘發(fā)地震，往往是多種成因混合作用的結(jié)果。2.水庫(kù)誘發(fā)地震的分類(1)構(gòu)造破裂型構(gòu)造破裂型水庫(kù)地震比例最大，

3、所有的強(qiáng)震、絕大部分中強(qiáng)震均為該種類型。其誘發(fā)的內(nèi)因無(wú)疑是存在具有破壞趨勢(shì)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(guò)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(kù)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(duì)前兩者影響要小很多，一般不超過(guò)3級(jí)。3.水庫(kù)誘發(fā)地震的時(shí)間-空間特征(1)震中距離水庫(kù)近，一般在庫(kù)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(guò)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(dá)到最高點(diǎn)時(shí)間附近。4.水庫(kù)誘發(fā)地震尺度-概率特征(1)目前世界上已經(jīng)觀測(cè)到的水庫(kù)地震超過(guò)6級(jí)僅4例，最大僅6.5級(jí)。(2)80%的水庫(kù)誘發(fā)地震小于5級(jí)，屬于弱震或微震。(3)全世界登記在冊(cè)的1萬(wàn)多座大壩中，誘發(fā)過(guò)地震的僅有100余例，誘發(fā)概率在1%左右，比例很小。5.水庫(kù)誘發(fā)地震的震源機(jī)制類型水庫(kù)誘發(fā)地震主要的震源機(jī)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(gè)特例：1967年印度Koyna6.3級(jí)誘發(fā)地震主震震源機(jī)制為走滑型的,其后一些4級(jí)左右的余震有個(gè)別是逆沖型的;1977年美國(guó)南卡羅來(lái)納的Monticello水庫(kù)(4億立方米的中小

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

6、新聞”發(fā)文稱，通過(guò)雷興林等人的研究表明，紫坪鋪水庫(kù)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(duì)范曉的采訪，暗示汶川地震和紫坪鋪水庫(kù)之間存在聯(lián)系。1.雷興林：紫坪鋪水庫(kù)對(duì)地下斷層作用明顯雷興林等一方面采用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行地震活動(dòng)性變化的分析，另一方面采用定量方法在假設(shè)的簡(jiǎn)化模型基礎(chǔ)下計(jì)算由紫坪鋪水庫(kù)蓄水造成的庫(kù)倫應(yīng)力變化。文章最后得出結(jié)論稱：“通過(guò)計(jì)算表明，庫(kù)區(qū)地下10公里附近地區(qū)的中央斷層的庫(kù)侖應(yīng)力在汶川Ms8.0地震發(fā)生時(shí)可能達(dá)到0.5Bar以上，地下較淺深度則可達(dá)到幾個(gè)Bar的量級(jí)。如此大的庫(kù)侖應(yīng)力變化已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超

7、過(guò)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(gè)不應(yīng)該回避而值得進(jìn)一步研究的科學(xué)問(wèn)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(kù)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(duì)庫(kù)侖應(yīng)力變化。(據(jù)雷興林)2..范曉：紫坪鋪水庫(kù)具備誘發(fā)大地震條件范曉在《中國(guó)國(guó)家地理》撰文稱：“我國(guó)曾總結(jié)了可能產(chǎn)生水庫(kù)誘發(fā)地震的7項(xiàng)定性標(biāo)志：一、壩高大于100米，庫(kù)容大于10億