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[转载]紫坪铺水库诱发汶川地震

(2018-05-12 23:53:22)
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李有才:紫平铺水库

                         紫坪铺水库诱发汶川地震

 

我们对水库地震的认识,现普遍比较公认是水库诱发,或触发,或引发的水库发生地震事件,据全世界的统计了解也仅仅只有一百例左右,不足百分之一,数量是极其的少数;虽然是少数,但我们对紫坪铺水库是否能够诱发,或触发,或引发汶川8.0级大地震问题,这是我们必须特别加以小心和认真对待的大问题。

水库地震类型

关于水库地震一般分为构造型和非构造型两类,构造型是和构造有密切联系,是由水库内的水诱发,或触发,或引发已经在发震断裂构造上孕育的地震,发震断裂构造是水库诱发构造型地震最根本必备的条件,如果缺少这个条件,这个水库诱发构造型地震就不存在;椐中国水利水电工程抗震中心陈厚群院士认为,诱发,或触发这种类型的地震必须要具备三个条件:

一是. 所发生的地震必须是在水库区及其周围约10公里界线以内的区域。

二是. 这种发震的断裂构造,或孕震构造上所孕育的地震其应变的积累已处于,或接近于临界状态。

三是. 水库中的水要去诱发,或触发,或引发孕震断裂构造的地震,还需要水库所处地区具有良好水渗透的水文地质环境条件。

非构造型的地震,是指水库中的水流八库区内的溶洞、矿硐坍塌或掩体地表裂隙调整所发的地震,这一类地震的震源深度一般都是很浅的,地震的震级也不是很大,一般为2.0至4.0级。

构造型地震震级的研究

至于水库可以诱发,或触发,或引发的地震震级大小,我们认为应主要是水库所处的地质构造背景这一重要,甚至是决定性条件;如果这一地质构造背景是大地震的地质条件,则它诱发,或触发,或引发出的地震的震级一定很高,一定是大地震,一般为6.0级以上;从目前国内外少数的震例来看,最大的是1967年12月印度柯依纳6.5级地震,其次是我国广东省1962年新丰江6.1级地震;据此,我们也不能得出水库诱发地震震级不得超越6.5级地震结论的错误认识;如果它的地质构造背景是7.0级,或8.0级地震的条件也是可以的,反之亦然,水库诱发,或触发,或引发出来的地震震级一定是不高,一般为4.0至6.0级左右的中强地震;因为,建立在孕震断裂构造的水库,仅仅是一个诱发,或触发,或引发的因素而巳;这好比发生的一次大火灾,引起发生火灾的原因,可以是小小的火源,也可以是大火源的情况一样;发生地震震级大小与诱发的原因无明显的直接关系;由此我们也可以看到,数量众多的水库为什么没有发生,或没有出现水库诱发地震事件,是由于所建水库之处的地质构造不具孕震条件,或不具大地震孕育条件;其原因之一正是于此;当然,这种仍属于比较粗糙定性的认识。

水库诱发地震机理

水库诱发地震,是由水库的蓄水所引起的地震事件,对于构造型水库地震来说,一般认为是,主要是由于水库内的水体在重力和压力的作用下沿发震断层中的孔隙发生的渗透作用,由于水的原故,使发震断层面上的摩擦系数变小变弱,这样使断层面上的有效正应力减小和抗剪切参数弱化,从而引发断层错动,造成地震的发生;因此,水库内的水体沿发震断裂孔隙的渗透,是诱发,或触发,或引发地震的重要甚至是主要因素;但这仅仅是一个重要作用而已,但它不是一个根本性作用。

水库诱发地震震例

据了解全世界发生6.0级以上的水库诱地震仅仅只有4例,其中的一个就是我国广东省的新丰江水库,还有就是赞比亚的卡里巴水库,希腊的克. 里玛斯塔水库和印度的柯依纳水库这样的4个地震。它们在时间、空间上呈现出一些共同的特征;

时间上,构造型的主震滞后于频发的前震,按地震类型的划分来说,一定是属于“前震一主震一余震” 型,也就是说构造型水库诱发地震一定要有“前震”;

空间上,根据水库库水渗透机制,水库诱发地震的空间位置仅仅限于库区,一般沿库岸5一10公里以内与水库密切相关很近的地区发生的地震;

新丰江水库地震

该水库位于中新生代断陷盆地边缘,差异升降运动显著;库区内断裂构造发育,北北东向、北东向及北北西向多组断裂构造纵横交错,非常适宜地震应力积累和储存。从时间上看:

1. 从1959年10月水库开始蓄水,一个月后地震活动水平明显升高,随着库区水位的上升,库区内地震的强度和频度也呈现了增强和加大,到1981底,共记录到库区地震近32万次,其中3.0一3.9级地震314次,4.0一4.9级地震43次,5.0级以上地震3次,主震为1962年3月19日6.1级地震

2. 水库自1959年10月蓄水以来的22年时间,地震频度比蓄水前22年正常平均0.1次/年要高出120倍左右;

3. 蓄水以后发生的地震,基本上分布在水库边缘线3公里左右;

4. 震源深度比较浅,一般为3一7公里,6.1级主震的震源深度为5.0公里左右。

5. 1959年10月开始蓄水,到1962年3月发生6.1级主震,历经2年另5个月时间库水渗透诱发的准备过程。

 

紫坪铺水库诱发汶川8.0级大地震

 

根据水库诱发地震的定义来看,我们非常惊异的发现,2008年5月12日汶川8.0级大地震,从时间和空间上非常符合以往水库地震诱发,或触发,或引发地震的基本条件;所不同的是,这次汶川8.0级地震的震级比以往4次地震要高出许多倍,这对有一些比较保守、固执的人来说,他们是难于面对这一残酷的现实, 因为事实是无情的!

1. 在空间上,2008年5月12日8.0级地震,微观震中位置是, 北纬31.0度, 东经103.4度, 震源深度13.0公里左右; 宏观震中位置是位于汶川县映秀镇东南侧都江堰紫坪铺水库库水区, 地震发生在龙门山断裂带中段的映秀一北川中央断裂上, 震中位置距大坝直线距离仅仅为5.0公里左右; 实际表明, 这次汶川8.0级地震位置已在紫坪铺水库的尾水区内, 与紫坪铺水库紧紧相依; 而非为有人所说的, 震源深度为19公里, 紫坪铺水库大坝距震中为17公里, 震中位置不属于水库尾水区域等等方面的不适之词;

2. 前震:我们认为,特别是经过2008年5卅12日汶川8.0级地震后的今天,回过头来,必须认真、细微、调查以往重要情况;过去曾发现我们的中国地震局和四川省地震的科技人员, 不知什么原因, 把一个具有“前震” 特别重要的地震观测事实给忽略了, 严格的说来,这应是不该出现的一个重大失误,由于失误使得在对汶川8.0级地震预测和地震类型的判断上接着出现重大的错误,当然,对于我们的决策的错误判断,简直是我们无法接受的大问题;这个重要观测事实是:

2008年2月14日在距紫坪铺水库大坝4公里多的地区,距2008年5月12日汶川8.0级地震震中位置不到10公里左右,发生一次数量达200多次的中小地震群,其最大地震为3.7级,震中位于玉堂至紫坪铺一带;之后在2008年2月28日和3月12日在其震群位置的北侧几公里处的一幸福村一带分别发生3.8级和3.3级地震,源深度为3至6公里左右;不管从地震的强度,还是从地震的频度上看,在紫坪铺坝区都是史无前列的重要事实,这是一群十分惹人耀眼的地震,就是这一200多次中小震群,已引起我们地震部门、成都市政府、都江堰市政府、紫坪铺水库干部职工及都江堰市老百姓的强烈关;据我们调查了解,都江堰市不少老百姓在一天时间己有四次以上的强烈震动而离开房屋到广场避震;又有很多、很多人给政府部门、地震部门打电话询问震情;但我们的四川省地震局及成都市防震减灾局却作出了一次极为错误的判断,认为:

一是,2008年2月14日靠近紫坪铺发生的200多次中小地震群,不是爆破干扰,而是地下的天然地震;

二是,2008年2月14日这一200多次中小地震,是龙门山断裂带上正常的地震活动;

值得指出的是,成都市防震减灾局还通过成都电视台33频道、《华西都市报》、《成都商报》及广播电台等媒体,对都江堰市广大老百姓的恐震、跑震进行所谓“安抚”和都江堰市要发生大地的所谓“辟谣”!

3. 从时间上看,1970年1月1日至2004年12月31日36年完毕的资料来看,库坝区发生有36次地震,其中:2.5一2.9级地震24次,3.0一3.9级地震10次,4.0一4.2级地震2次;这些地震大都位于库区尾部区域,大坝附近地震活动较弱;年频次均值为1.0次/年,2003年为5次是最高年,另有17年其年频次均为零;但自2004年12月1日开始蓄水后,库水位标高从757米开始上涨,2004年12月10日为761米,12月底为800米左石,2005年2月为820米,到2005年10月1日之后上升开始加快,2005年12月为841米,2006年12月首次达到最高水位877米;之后至2008年5月12日汶川8.0级地震前,按照夏降冬蓄清排浑的情况,水位在817米至877米反复或升或降,其间变幅达60米左右。随着库水位的逐步的升高,库区及附近地区也出现地震活动增强的现象,如:2004年12月27日距大坝24公里处发生3.1级地震,2005年3月12日距大坝29公里处发生3.0级地震,2005年9月10日距大坝7公里处发生3.2级地震,2006年5月27日距大坝22公里处发生3.0级地震;但2008年2月14日距大坝4公里处发生了有史以来频次(为200多次)最大、震感最强、震感次数最多、对老百姓影响最深刻的一次震群活动,是在库水位较快的下降途中;经过2至3个月平静之后,在库水位下降的最低水位时,于2008年5月12日在紫坪铺坝区西侧的尾水区域,映秀镇的东南侧发生了8.0级特大地震。

4. 从2004年12月开始蓄水,到2008年5月汶川8.0级主震发生,历经3年另4个月时间库水渗透诱发历程;与广东省新丰江水库地震具有相似的诱发历程,所不同的是,这次紫坪铺水库诱发汶川8.0级地震是经历3年零4个月时间,比新丰江水库地震要多出12个月时间。这可能是汶川地震的震级比新丰江地震要高很多倍,孕震构造的规模比新丰江地震相应要大、要深;因此,库区内的库水要渗透到通过库区内的孕震断裂面上去,所需时间相应增长。

5. 这一中小地震群的震源机制解的结果有与2008年5月12日汶川8.0级地震的震源机制结果有相一致的重要现象;表明,它们断裂活动的方式是完全一致的。

6. 前面章节的论述中所提到的,坝区处于三组活动断裂交汇部位,是未来大地震震中重要位置区域;2006年时间,在上述区域里又发现有4.0级以上的“空区”的中期异常,到2008年初异常巳历经近2年的时间,似有趋于快要结束临近破裂发生大地震的时候,只有在这个极其重要碰巧的时刻,刚刚建成并开始蓄水的紫坪铺水库;由于紫坪铺水库库水作用的诱发,或引发作用才能得到充分、完美的体现;如果没有这种“临界”状态的出现,紫坪铺水库库水的诱发,或触发,或引发作用将变为无一点作为;如果仅有该地区断裂构造"临界"状态的出现,而无紫坪铺水库的存在,那么它就要遵循构造地震孕震规律的变化发展,在这样情况下,汶川8.0级地震的发震时间相应予以推迟几个月,或几年。当然,这也从另一角度证明了,绝大多数水库为什么不会发生诱发,或触发,或引发地震的道理原因所在。

7. 坝区地处多组活动大断裂相至交汇地带,深部岩石破碎,库水流通性良好,便于流动的库水能十分方便的渗透到孕震的发震断裂面上;

从上面情况看来,己充分满足陈厚群院士所提出的几个条件,因此2004年12月建成并开始蓄水的都江堰紫坪铺水库是诱发,或触发,或引发这次2008年5月12日汶川8.0级大地震,按理来说应该是不可争议之中的事情了!

 

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