三峡大坝与四川地震

三峡大坝与四川地震
2013/4/23
三峡大坝2006年建成完工,伯特兰德2003年开始蓄水,之后屡屡蓄水调试;最终在20129月份,达到了设计水位175米的要求。而作为三峡水库上游临近的四川,在短短几年内,却接连发生大地震。少数人矛头直指三峡大坝,然而辟谣的文章却也相应出来。对于三峡大坝是否诱发了四川的地震,水利科学家们讳莫如深。纵观中国古代史,水利是保证国家稳定的重要因素,每一个朝代,无不热衷水利工程。
地表水的地域性和季节性很强,只能通过水工建筑物来进行调节,使之兴利。水坝作为最常见的挡水建筑物,有着悠久的历史。其对调节河川径流调节有很重要意义。中国是最热衷建水坝的国家,水坝数量占全世界约一半,而西南地区却是中国乃至世界水能开发的重要地区。中国一直希望在西南横断山脉地区建数量较为庞大的水坝使之兴利。然而,由于世界反大坝风潮和环境因素,一直未有较大进展。前些年接触了一些水利设计公司,他们认为横断山区一定会建大坝的,只是时间问题。
水坝容易诱发地质灾害,其中一种就是诱发地震。在中国,水库诱发地震的例子,最典型莫过于广东河源新丰江水库和湖北武汉丹江口水库。丹江口水库蓄水后10年内,共测到地震426次,比建库前360年间记录到的地震次数(43次)多9倍多。19623勤奋学习全面发展19日,广东新丰江水库发生的一次6.4级地震,是中国迄今记录的最大的水库地震。
水库地震大都发生在地质构造相对活动区且均与断陷盆地及近期活动断层有关水库蓄水是引起岩体中应力集中和能量释放而产生地震的直接原因。水体荷载产生的压应力和剪应力破坏地壳应力平衡,引起断层错动,产生地震。水库地震一般是在水库蓄水达一定时间后发生,多分布在水库下游或水库区,有时在大坝附近。发生的趋势是最初地震小而少,以后逐渐增多,强度加大,出现大震,然后再逐渐减弱。水库地震可分为三种情况:蓄水前没有历史地震记载,蓄水后出现明显的地震活动;蓄水后发生的地震震级和频度高于历史地震;蓄水后地震的震级低于蓄水前的震级。前两种常发生在弱震区或无震区,又称水库诱发地震。后一种常出现于多震区或强震区。
三峡大坝蓄水容量(库容)为100亿立方米以上,由于坝底压力巨大,渗流要比蓄水前高很多,不仅影响地下水水位,还会对周围地质条件产生影响。根据统计资料,库容小于中大客车0.1
亿立方米的小型水库,其发震概率小于万分之一;0.1亿至1.0亿立方米的中型水库,发震概率小于千分之一;1.0海空在召唤亿至10亿立方米的大中型水库,发震概率大于百分之一;大于100亿立方米的大型水库,发震概率则大于十分之一。三峡水库库容极大,因此必然会增加库区地震的频率。支持工程的人士认为,当时论证坝址时,非常重要的一个考虑因素就是地质条件,三斗坪附近的岩体比较完整,断裂少,历史上也极少发生有感地震,因此不大可能发生破坏剧烈的强震。三斗坪的上游地区,地质条件主要是碳酸盐岩,发生地震的可能性较大,但烈度估计最高也不会超过6,而三峡的主要建筑物都是按照防7级地震烈度来设计的。由于三峡两岸山体下部未来长期处于浸泡之中,因此发生山体滑坡、塌方和泥石流的频率会有所增加,这将是三峡工程所能造成的主要地质灾害。工程的反对者们则质疑论证过程只考虑了地质的静态状况,没有考虑蓄水后可能带来的地质条件质变。蓄水后,库区微震已经明显增多。由于三峡工程建设过程中大规模的开山破土,使本来就脆弱的三峡生态环境,更雪上加霜。造成库区周围的建筑裂缝,山体滑坡加剧。由于三峡工程而新建的新县城比如湖北的黄土坡和奉节的宝塔坪都由于严重滑坡,使新县城不得不转移阵地,但是由此也造成巨大的经济损失。另外三峡工程诱使库区周边的地震多发,据统计,2003年蓄水以来,奉节发生地震14次,最大震级2.9级,其中五次为有明显震感的
地震。水库诱发的地震一般发生在近坝区,它和普通地震的最大区别是:震源更浅、破坏性更大
我们先来了解三峡水库有关参数:
校核洪水位:185.40  校核库容:393亿立方米(恐怖吧?河床式水库!)
设计洪水位:175    设计库容:约350亿立方米(由下面图读出)
防洪限制水位:145米, 防洪库容:221.5亿立方米(防洪作用不是吃素的!!)
三峡水库的库容曲线:
三峡水库的蓄水:
三峡工程的蓄水时间分几个阶段的。根据设计,三峡工程分3个水位进行分期蓄水,即:围堰挡水发电期,水位135米;初期运行期,水位组合135—156米;正常运行期,水位组合145—175米。自2006年三峡工程基本建成,进行了多次试验性蓄水。2008年和2009年,三峡工程两次进行175米试验性蓄水,但分别只蓄至172.8米和171.43米。2012910日,三峡工程启动第三次175米试验性蓄水,历时一个多月,终于冲顶175米成功。每年汛前,三峡水库将消落至145米防洪限制水位,以腾出221.5亿立方米的防洪库容。
自三峡大坝蓄水自今,短短几年时间内,在汛前四川已经发生了两起特大地震,频率可谓较高。其中是否存在着种种内在的原因?是否存在一一对应?实属需要深究的问题!
即使存在种种疑问和推测,中国政府倾向于不是三峡水库导致四川地震,原因如下:
第一是,水库地震的震中仅分布在水库及其周围,一般位于水库及其附近5km范围内, 震源深度大多在5km 内,少有超过10km
第二是,水库诱发地震震级一般较小。全球来看, 绝大多数水库诱发地震的震级小于里氏
5 级,属于弱震或微震,数量占水库诱发地震总数的 80%以上。而5.0-5.9 级的中等强度地震10例,6.0-6.4级强度地震仅4例。在中国,最大的水库地震19623月发生在广东省新丰江下游新丰江水库,这场地震虽然造成了不少人物损失,但震级也只有6.1级,震源深同样不足5公里。而目前世界上已记录到的最大的水库诱发地震也只有 6.4 级,于 1967 12 月发生在印度 Koyna 水库附近。
    加拿大蒙特利尔大学工学院教授嵇少丞的专业观点更明确,他曾这样描述水库与地震的关系:水库的蓄水与放水可以诱发一些极浅源的小震,但再大的水库也不能直接导致一个深源且特大震级的地震的形成。大地震的发生与否,绝不像往骆驼背上加草那么简单。
绩效考核与绩效管理而认为三峡大坝导致四川地震的人论据如下:
1. 三峡水库蓄水以来,短时间内发生了两次重大地震,汶川地震和雅安地震,这十分符合水库蓄水诱发地震的规律。且多次水库蓄水放水,库容反复变化,是导致地震的直接原因。因为,河道径流的季节性变化和水库的季节性进出水涨落,是水库诱发地震的两个前提条件。三峡水库汛前为了腾出防洪库容,放水(实际附近所有水库都放水了,不一定是三峡引起的),导致了四川地震。
现代产业体系
2. 三峡水库是一个狭长的河床式水库,其库区范围非常大,坝址上游600公里皆是其库区,动库容段与重庆相连,已经接近四川境内。四川盆地本身低洼,水流在此处受到下游河水顶托,各支流河系蓄水量也不少。
3. 三峡水库库容量实在太大了,非一般大型水库所能比拟,其淹没城市之多,承水面之阔,足以对地质板块造成重大影响。一般而言水库库容越大,越容易诱发地震,地震等级可能越高,而水库地震的余震可以持续很多年。四川位于板块交界处,附近日益增加的大水体应力足以使得地下能源释放产生地震。
双方的观点在一般常识和理论的情况下,都有一定的道理,也有各自的局限性。前者貌似很有道理,但毕竟缺乏全面考虑,太过于武断;且更多是屈服于政府的压力。后者貌似跟事实很相近,但显得有点牵强,缺乏证据;因为没有三峡水库之前,四川历史上记载的地震就非常多。
实际上,诱发四川地震的不一定是三峡水库;但是有可能是四川省内的水库。四川省由于地形原因,很适合修河床式水库,且省内水库不在少数。汛前为了腾出防洪库容,3月、4月、5月这几个月都属于汛前放水的时候,水库水位下降,短时间内地壳压力减少,长期压
抑的地质能量就爆发出来诱发地震。
以下为四川部分重要水电站分布图
梯级水电站分布图
关于三峡是否引发四川的地震,争论一定还会持续;且随之四川大地震越来越多,认为三峡水库诱发四川地震的人也会越来越多。但终将长期争论下去,短时间内无定论,因为双方都没有充足的证据来证明自己的观点的绝对正确,仅仅基于表面的现象观测和种种猜测。

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