水库诱发地震——丽江抗震减灾

水库诱发地震

——防震减灾

一、水库诱发地震简介

水库诱发地震是指因水库蓄水而诱使坝区、水库库盆或近岸范围内发生的地震。根据精确定位的水库诱发地震的震中资料证明，水库诱发地震震中位置均分布在坝区、水库库盆及近岸地段范围内，距库边线一般不超过3～5千米，最远10千米。

对水库地震成因的探讨一直是人们最感兴趣的课题，也曾有许多似是而非的观点流行。库水的重力荷载作用和孔隙压力作用是诱震因素之一，但库水的作用必须借助于地质体中存在的导水结构面才能向深部传递。通过查明库区是否存在特定的水文地质条件来判别诱发地震的可能性，进而估计发震地点和最大可能强度，称为水库诱发地震研究中的水文地质结构面理论，是现阶段预测水库诱发地震的理论基础。

据研究，我国曾归纳了以下七条可能诱发水库地震的定性标志。①坝高大于100米，库容大于10亿立方米；②库坝区有新构造，活断裂呈张，扭性和张扭，压扭性；③库坝区为中，新生代断陷盆地或其它边缘，近代升降活动明显；④深部存在重力梯度异常；⑤岩体深部张裂隙发育，透水性强；⑥库坝区有温泉；⑦库坝区历史上曾有地震发生。上述七条，符合数越齐备，越典型，则该水库蓄水后诱发地震的可能性就越大。

按工程地质条件来分类，水库诱发地震具有不同的成因类型，主要有岩溶塌陷型和断层破裂型。其他类型的诱发地震震级很小，不会对大坝和周围环境造成危害，因此一般不作过多的研究。

岩溶塌陷型水库诱发地震最常见，多为弱震或中强震。我国在岩溶地区的大型水库有8个，其中4个诱发了地震。断层破裂型水库诱发地震发生的概率虽然较低，但有可能诱发中强震或强震。我国的新丰江水库和印度的柯依纳水库的诱发地震都属于这种类型。

20世纪40年代以来，世界上已有34个国家的134座水库被报道出现了水库诱发地震，其中得到较普遍承认的超过90处。它们仅占世界大坝会议已登记的3.5万座水库的2‰～3‰。但是不容忽视的是，随着大坝坝高的增加，发生

水库诱发地震的比例也相应增加，坝高超过200米的水库，发生诱发地震的实际比率为34％。迄今为止有4例发生了6级以上地震，他们是中国的新丰江(1962年,6.1级)、赞比亚─津巴布韦的卡里巴(Kariba,1963年,6.1级)、希腊的克瑞马斯塔(Kremasta,1966年,6.3级)、和印度的柯依纳(Koyna,1967年,6.5级)。

发生在坝址附近的强震和中强震，有可能对大坝和其它水工建筑物造成直接损害。已知挡水建筑物遭受损害的有两个震例(表1)，迄今为止尚未发生过大坝因水库地震而溃垮或严重破坏的情况。水库诱发地震对库区及邻近地区居民点的影响则更为常见，强震和中强震会给库区造成人员伤亡，带来重大物质损失。即使一般的弱震微震，也会对震中区造成一定危害，影响当地居民的正常生产和生活，是库区主的环境地质问题之一。从水库诱发地震的强度来看，全球发生6.0级以上强烈地震的仅占3%，5.9-4.5级中等强度的占27%，发生4.4-3.0级弱震和3.0级以下微震的占到70%(分别为32%和38%)。在我国这一比例相应为4%、16%和80%。但是水库诱发地震往往出现在历史地震较平静的地区，强烈和中强水库地震在大多数情况下都超过了当地历史记载的最大地震。

由于高坝水库诱发地震一旦发生，危害极大。因此我国"水工建筑抗震设计规范"要求："在兴建高水位大水库时，如库区地质构造复杂，并有较近期活动断裂分布，应研究产生诱发地震可能性。对产生诱发地震可能性大的水库，应尽量在蓄水前由有关部门设地震台进行监视。

（一）坝高100米以上、库容５亿立方米以上，且可能诱发５级以上地震的水库；应当建设专用地震监测台网。

二、三峡水库诱发地震研究及监测情况：

三峡水利枢纽工程自论证之日起，其抗震设防标准问题和水库诱发地震问题就被广泛关注和高度重视。

关于烈度鉴定和地震安全性评价工作，从1959年开始到1987年，在30年期间，关于设防烈度的正式鉴定，一次是在1959年，一次是在1961年。这两次地震烈度是中国科学院地球物理所鉴定的（当时还没有成立国家地震局）；后来在1979年和1984年，由国家地震局组织鉴定两次。4次鉴定意见后才提出三峡工程坝址基本烈度，于1984年提出的报告，国家地震烈度鉴定委员会在1987年正式审批。对于三峡这样的巨型工程，地震是个敏感的问题，在后来的建设项

目专家论证期间，又邀请了全国的有关单位和专家提供资料，进行讨论和分析。经过几次专家组扩大会议，对三峡工程地震危险性作了评价，按照现在国际上通用的办法，在300公里范围之内，对所有的地震带都进行分析，都认为它们是可能发震的，每个地震带都用可能发生的最大震级，才最终得出设防烈度结论，工程对地震考虑是很周全的。

关于地震专用监测台网建设问题。从三峡工程论证开始，国家就组织水利和地质地震科研单位对三峡水库诱发地震问题进行研究。在１993年三峡工程开工前，由７个地震监测台组成的三峡台网，已经对三峡地区地震活动进行了40多年的观测。地震工作者整理分析了全世界100多个水库诱发地震的实例，全面研究了三峡水库区域的地质构造、岩石特性和渗透条件，对三峡大坝周围几条断裂层进行了地震强化观测。

三峡工程开工后，中国长江三峡工程开发总公司委托中国地震局地震研究所，展开了三峡工程水库诱发地震监测系统的建设。并于2004年建成三峡库区数字遥测地震台网。台网由24个遥测子台、三个中继站和一个数字遥测台网中心，2个数字强震台，8个流动数字地震台组成。三峡库坝区地震监测能力为ML≥0.5级，速报能力为ML≥2.5级；库中段（巫山至万县）监测能力为ML≥2.5级，速报能力为ML≥4.0级。地壳形变监测网由3个GPS基准站、21个GPS流动站、1个区域精密水准网、1个区域重力监测网、7个激光测距网、6条短水准测线、1个峒体连续形变监测站、3条库盆沉降监测线、2个库盆宽监测场组成。GPS基准站和峒体连续形变监测站用以全年连续监测三峡库区地壳形变；其它监测项目定期监测三峡库区地壳形变。井网由8个观测井台、观测技术系统和通信系统组成。主要观测井水位、水温与气氡和辅助观测气压、气温、降雨等动态参数。

观测系统包括采用先进的数字遥感技术建立起来的地震台网，采用全球卫星定位系统、精密测距系统建立起来的地壳形变监测网和诱发地震监测总站。拥有26个地震台站的网络系统，包括数字遥测地震台网、地壳变形监测网络和地下水动态观测井网。这个台网可以完整地监测水库诱发地震发生和发展的全过程，与中国现已建成的其他水库地震监测系统相比，具有子台数量多、密集程度高、

监测能力强、布设区域广、动态范围大和技术先进等特点。为严密监视和准确预报水库因蓄水后可能诱发的地震奠定了坚实的基础。

三、丽江水能基地建设"水库诱发地震"问题对策及建议：

（一）高度重视、加强领导、统一思想、强化管理。各级领导和各级相关部门必须强化责任意识和忧患意识，切实把"水库诱发地震"问题列入水能基地建设的重要议题抓好。

（二）全市境内的一库八级水电站都已由中国地震局和云南省地震局开展了专门的地震安全性评价及研究工作。经专门研究后提出来的抗震设防要求是建设工程的科学设防依据，必须加强工程质量管理，切实保证施工质量，确保建设工程达到抗震设防标准。

（三）严格依法建设水库专用地震监测台网。按照"同步施工、同步设计、同步启动"的原则建设好专用地震监测台网，密切监视地震活动情况，做好水库诱发地震的监测及预报工作。不断加强全市地震监测能力，做好面上的区域性地震监测和分析预报处理工作。

（四）水电工程建成后，及时制定好《地震应急预案》，科学指导诱发地震后的应急行动，切实做到临震不乱。

（五）强化地震科普知识宣传教育，提高全民防震减灾意识。全面、完整地宣传水库诱发地震知识，正确认识和科学面对水库诱发地震，提高公众科学意识，增强公众水库诱发有感地震的承受能力，降低有感地震的社会影响。

水库诱发地震：一是小概率事件，二是绝大多数是小震级事件，三是由于在建设前开展了专门的地震研究，一般来讲，工程设防烈度肯定高于可能发生的最大诱发地震产生的震中区烈度，只要严格按照设防标准设计、施工，是可以防御最大水库诱发地震的。例如：据中国地震局地质研究所专门研究：金安桥水库在坝址到果世库段的树底和果世附近，果世至排卖当碳酸盐岩库段的瓦金坪、黄洋沟附近有发生5.0级诱发地震的可能，震中烈度可达Ⅶ度。排卖当至库尾的碎屑岩库段不会发生水库诱发地震，其中碎屑岩中夹的碳酸盐岩段有发生3.0级诱发地震的可能性，烈度<Ⅵ度。据此水利工程的设防水平是可以抵御可能发生的诱发地震的影响的。四是正因为上述原因，宣传教育的重点应放在防御和消除社会影响上。