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1、水库诱发地震在长江三峡库区的研究综述[摘要] 中国长江三峡工程于2003年6月1日正式下闸蓄水,6月7日起突然在湖北省巴东县城北信陵镇沿江一线发生了2000多次密集的小震群,引起了大家的严重关切,在未来的几年内随着二期和三期工程的完工,水位将提高到156m和175m,是否会诱发更大更强的地震?根据地震构造的观点分析了库区东段几条活动断裂的分布、交汇关系和孕震能力,认为巴东和秭归可能为两个潜在震源区,蓄水后有引发5.5级左右的地震可能,地震烈度可达Ⅶ°～Ⅷ°;并可能诱发库区内众多滑坡体的复活,导致严重的地质灾害。[关键词] 长江三峡水库;水库诱发地震;地质灾害0 引言长江三峡水库蓄水后,2
2、003年6月10日晚22时坝前水位达到一期预计高程135m。在水位上升过程中,6月7日下午3点36分起突然发生了2000多次的小地震。此次地震群集活动与水库蓄水时间相吻合,引起了人们的严重关注:今后水位还要增高40m,是否会引起更大的地震?我将从一下几个方面来阐述：1水库诱发地震的机理水库诱发地震是多种因素综合作用的结果。它与水库的地质构造，活动性断裂区域构造应力场状态，岩体的渗透性与可溶性，岩体力学特性，地区的水文地质条件，地区的历史地震活动及现代地震活动状态，太阳黑子，月相，气象条件等因素有关。综合上述复杂因素,我们认为水库诱发地震的成因机制,水库区的岩体渗透性与构造条件是内因,水库
3、蓄水是外因,内因通过外因起作用而诱发地震。对于任何一个水库若产生诱发地震,必须具备上述的外因和内因的联合作用,否则都不可能产生诱发地震。内因通过外因作用的内涵是什么?可从以下几方面加以论述。1.1水库荷载的直接或间接影晌由于水库的水重量加在断裂的岩层上,改变了原有的相对平衡状态,促使产生地震。但计算表明,这一荷载与岩层的重量相比,很微小,并不应该产生这样严重后果。但在岩溶地区,又加上活动断裂的地应力平衡处于临界状态。在这种地区建造水库,常常会提高岩溶水域的天然水位,由此产生的荷载有时远远大于水库本身对地基的荷载。在这种地区,水库对地震的影响机率相当大。南斯拉夫特雷比什尼察河上建造的格兰卡
4、赖窝坝就是一例。在我国14座水库地震中有1座的震中区的岩性与碳酸岩类及其它可溶岩类有关,占78.6%,比例数极大。1.2孔隙水压力的作用库水经过裂隙进入深层,产生了孔隙水压力,减小了岩石的正应力,相应剪应力增大,造成岩体位移,因而产生地震。这一观点的根据是:水库地震的特征之一是地震随水位变化而改变,而且常在最高水位时发生较大地震,因而推断是由于孔隙水压力作用。另外一个依据就是在斑比较详细的记录地震之后,地震常发生于最高水位之后的一段时间中,解释滞后现象,也认为是由于水缓慢渗透,需要一段时间。还有在蓄水初期由于水库近旁孔隙水压力相当高,而远离水库的地方低,所以在靠近水库的地方容易产生诱发地
5、震。然而随着时间的推移孔隙水压在离水库较远的地方也会升高,相反由重量引起的应力增加大体上是不变的,其结果在远离水库的地方也有震源。另外如果水库水位急剧下降则由重量产生的应力迅速减少,但孔隙水压力却不能同步下降。因此当水位急剧下降时,也有可能诱地震。苏联乌兹别克地区的奴列克(Nurek)和恰尔瓦科(Charrak)两个大小水库都有这种情况。部岩体渗透,当温度较低的库水与深部干热岩体相遇时,水一方面加温、膨胀和气化,产生压力,另一方面,干热的岩体由于温差而产生的应力,导致岩体破裂,从而诱发地震。1.3渗透水的润滑作用自从在美国有几个深钻孔住水诱发地震之后,这种观点逐渐增强了,岩石裂隙和破碎带
6、在饱和之后,抗剪强度会大大降低。因此水在这时便起润滑作用,使原来已处于稳定临界状态下的岩层开始移动,因而诱发地震1.4温度应力的作用水库蓄水后,库水在水头压力下向深部岩体渗透,当温度较低的库水与深部干热岩体相遇时,水一方面加温、膨胀和气化,产生压力,另一方面,干热的岩体由于温差而产生的应力,导致岩体破裂,从而诱发地震。1.5浸水以后岩层的物理化学作用这种观点认为,在地下岩层遇水以后,亲水岩层大量吸水、膨胀,或发生重结晶,或发生某种化学变化,因而促使岩层增加了不稳定性,以致诱发地震。总之,各个水库的地质条件是不一样的,诱发地震的原因也是不一样的,诱震机制是多元的。库水渗入深部岩体,所产生的
7、机械力是水库地震的力源。这种力除库水渗透压力外,水体自重及附加荷重,温度应力、岩层膨胀或重结晶而产生的结构力,都是水库地震的力源,导致岩体破裂,从而诱发地震。2水库诱发地震的基本特点（1）水库诱发地震仅发生在水库及其周围几千米范围内,常出现在水库的峡谷或基岩裸的库段,往往与库区地质结构的不连续面密切相关,如断层和裂隙等。震中分布具有一定的规律性,其震中位置主要分布在水库边以外10km之内,但多数集中在库区中段及库尾,约占80%。如新
