水库诱发地震资料
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过去,世界各国建设水库大坝工程,都是尽量避免在地质条件复杂的地区建设,更不会建
造在会发生强烈地震的断裂带上。许多断裂带都是在地震发生之后才发现的。
过去的经验总结是:在弱震地区或地质构造稳定的地区,大型水库大坝会诱发地震,
水库诱发地震强度可以超过历史上所记录的最大地震强度。
下面介绍世界上几个著名的水库诱发地震的案例:
1.印度科依纳水库诱发地震
印度科依纳(KOYNA)水库位于印度孟买城以南二百三十公里的地方,库容量
27.8亿立方米,水库面积116平方公里.科依纳水库于1954年开工建造,1963年完工。
科依纳水库大坝高103米,大坝体积130万立方米,大坝为粗石混凝土重力坝。印度
科依纳水库不但大坝底下的地基十分理想,而且水库所在地区的地质结构完整,从地质板
块学的观点来看米,这座水库是建造在印度板块上,是印度-澳大利亚板块的一部份。于几百年万前就已经形成。人们认为这种地质结构是最稳定的,即所谓的无震区,而且在水库
建造之前,也没有地震的记载。大坝位于前寒武纪地质带上,地质条件非常优越.
但是就在这里发生了至今为止记录在案的强度最大的地震。1963年科依纳水库竣工并
当即蓄水启用。在这之后,附近地区就小震不断,在1964年和1965年之间,最高一周地
震次数达四十多次。水库在1965年蓄满水,之后地震次数增多,强度加大,到1967年,
一周地震次数竟高达320次地震。在1967年9月13日发生了一次震级 5.5级的地震,1967年12月11日在大坝附近发生了为震级6.5级的地震,震中烈度为VIII度。
这次地震的震源就在水库大坝附近离地面9-23公里的地方。这次地震影响的范围很大,整个印度半岛的西半部份都能感觉到该次地震。由于水库诱发地震而直接死亡人数约为
177人,受伤人数超过1700人。该地区大批房屋倒塌或是受到严重损坏,成千上万的人无
家可归。科依纳水库的大坝虽然没有因地震而倒塌,但受到严重损坏,水泥大坝两面出现
了多处裂缝,有几处水都从裂缝处渗透出来。不得不采取多种措施补救。科依纳水库的发
电机组和涡轮机受到严重的损坏。
在地震发生之后,工程地质人员再对该地的地质情况进行调查,发现原来认为是坚硬
的玄武岩中,原来有许多中小断层。这些被认为是不活动的断层,在水库建造之后,又重
新活动起来。由于水库大坝高度大,相应的水压也大,大量库水大量渗透进去,使岩石间
的摩擦力大为减小,从而破坏了岩石间的应力平衡,造成了断层的运动,这种运动的结果
便是地震。印度科依纳水库地震的一个重要的现象就是,只要一进入雨季,水库水位高涨,水压加大,水库地震就在这时发生。
在印度科依纳水库诱发地震之前,人们认为水库诱发地震的强度不会超过6级。但是
科依纳水库诱发地震之后,这个指标修正为6.5级。
2.美国的OROVILLE水库诱发地震
OROVILLE水库大坝高236米,水库库容43.65亿立方米,是美国最大的水库
之一。OROVILLE水库所在地区很少有地震活动,只是在水库大坝周围50公里的范围内发生过一些轻微的地震,记录的最强的一次地震发生在1950年2月8日,地震震级为5.7级,震中在水库大坝北边50公里的地方,当时没有产生大的破坏,也就没有引起人们
特别的注意。
由于OROVILLE水库大坝高,库容大,在大坝建造之前,对地震问题还是颇为
重视,1963年在距1940年震中一公里远的地方,按装了地震仪,来监测地震活动,寻找
地震原因。OROVILLE水库从1967年11月完工开始蓄水,1968年9月蓄满。
无论是在大坝建造时,还时在大坝建造成后,以致到大坝蓄满水后到1975年初,在方圆三十公里的范围内,地震仪只记录了一些轻微的地震,与过去的记录没有变化。
在1975年6月28日OROVILLE水库大坝的西南面发生了几次小的地震。人们
当时不可能知道,这些小震是大地震的前兆,还以为是象往常一样,象在加利福尼亚州的
一些地区发生的普通小地震。尽管如此,人们还是增添了几台可移动的地震仪。
在七月份人们就在这个地区观察到近二十次地震。最前的一次的地震震级为4.7级。
到七月底地震震级似乎有所减弱。8月1日清晨,位于贝克来的加利福尼亚大学的地
震观测中心的警报系统响了。OROVILLE水库大坝附近发生了震级为4.7级的地震。在上午六点半左右,在OROVILLE水库大坝附近又发生了几次小地震。
负责水库地震研究的科研人员认为,这是地震活动又重新活跃起来的表现,有可能会
发生大的地震,这种可能性虽说不大,但是很实际。为此,一位值班的工程师对水库大坝
及其他设施座了专门的检查。在检查过程中,也就是在8月1日中午稍后,发生了震级为5.7级的地震。震中距离OROVILLE水库的大坝仅10公里.最后确定地震烈度为
VII度。大坝上的加速仪测得的最大水平加速度为0.15g。地震地区的损失不是很严重。一些烟囱倒了,一些阳台的墙倒到大街上,一些结构不牢的房屋倒塌,水库大坝的设施没有
受到损害。
科研人员根据地震仪所得到的资料对地震活动进行了研究,得到的结果是:地震震源
以60度的角度向西倾斜。震源中心的深度,在西部约为12公里,在东部接近地面。
岩石沿着震动面向北北偏西的方向发生了位移。如果人们把地震面向地面延长,就可
在水库南面得到一条切线。几天之后地质工作者就在这假设的切线附近找到了断裂。人们
挖了许多坑槽,发现这是一个存在了很久的地震面而形成的断裂。在最近的一万年中发生
过多次垂直的活动。每次的位移只有几个厘米。根据野外的观察发现,这条到地面终止的
断裂线有5公里长,只是这个地区长满了草,不易为人们所发觉。根据这个发现,人们对
这次地震是否是由水库建设而应期的作出了不同的推测。当然永远不可能肯定地回答这个
问题,因为那直接的因果关系是无法证实的,而这些指数只能说明这个或那样的解释。多
数人的意见认为,地震是由水库建造和蓄水所造成的。毫无疑问,水库蓄水通过地壳里岩
石的水,增了额外压力,尽管这个压力的激励在扩散过程中减弱,但也许正好碰上了原来
岩层中的断裂的薄弱处,也可以足够使原来小的裂缝扩大,从而诱发了地震。
虽然这次地震对周围地区没有造成很大的损失,但是公众对这次地震却是十分关心,
特别是对离OROVILLE水库大坝65公里的、正在建设之中的AUBURN水库大坝。AUBURN水库大坝是加利福尼亚州AUBURN-FOLSON南部地区规划的一个重要组成部份.AUBURN水库大坝是当十规划的世界上最大的双曲拱型大坝,在可
行性研究时对水库地区的地质调查,结论是地震活动特别弱,而地层稳定,岩体坚硬。1968年开始前期施工,到1975年OROVILLE水库地区发生地震后,AUBURN
水库大坝工程就停止施工,重新对水库诱发地震进行调查研究。这次调查研究的结果是,