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紫坪鋪水庫與5·12汶川大地震有關係嗎?

2009-03-14新聞來源:188BETApp

188BETApp  www.trellya.com   日期:2008-09-16   供稿:中國水科院

紫坪鋪水庫與5•12汶川大地震有關係嗎?

Leemin & Wangyx

  2008年5月12日下午14點28分04.0秒(北京時間),在四川省的汶川縣境內發生了8.0級特大地震。根據中國地震信息網發布的參數,地震震中位於北緯31.0°,東經103.4°,震源深度14km。幾天之內,關於三峽水庫、岷江梯級水電站誘發了此次大地震的說法就在各個網站大出風頭了。由於三峽水庫到震中的最近距離也在300km以上,說“誘發”實在鞭長莫及,最後把“犯罪嫌疑者”鎖定在紫坪鋪水庫。經查,給定的5•12汶川地震震中到紫坪鋪大壩的直線距離約17.5km;震中到紫坪鋪幹流庫邊的最近距離約7km;震中到古溪溝支庫段庫尾的最近距離約5km;震中到壽溪河支庫段庫尾的最近距離約7km。這似乎成了紫坪鋪水庫難逃幹係最有力的證據。各種誘震“成因機製”也紛紛出現,有人還總結了可能產生水庫誘發地震的七條似是而非的所謂標誌,說什麼符合數越多可能性就越大,碰巧“紫坪鋪水庫符合了7項標誌中的6項”,製造了必是無疑的假象。

  那麼,紫坪鋪水庫真的能誘發汶川8級大地震嗎?在地震中不但沒有出現重大震害、還為抗震救災提供水路通道和水電供應的紫坪鋪水庫到底是“抗震標兵”還是“罪魁禍首”呢?個別反壩專家試圖讓公眾相信,紫坪鋪等水電工程誘發了汶川大地震的可能性是無法排除的,將成為長期爭論的懸案。事實果真如此嗎?讓我們從頭說起。

一、水庫真的能誘發地震嗎?

  人類修堤築壩已有幾千年的曆史,現存世界上最古老、最完整的古代水利工程是建於秦代的都江堰和靈渠。1878年法國建成世界第一座水電站,中國大陸最早建成的水電站是昆明市郊的石龍壩水電站(1912年)。我國自行設計、自製設備、自主建設的第一座大型水電站是新安江水電站(1960年)。

  世界上首次有關水庫誘發地震的報道(Carder, D.S., 1945年)是美國的米德湖(Lake Mead,Hoover Dam)。胡佛大壩於1935年開始蓄水,1936年首次發生有感地震,1939年春庫水上升至運行水位後不久,出現地震高潮,最大地震是當年5月的5級地震。在這之後,有的學者聯想到1931年希臘的馬拉鬆(Marathon)水庫和1933年阿爾及利亞的烏德福達(Oued Fodda)壩附近所發生的地震,提出它們也屬於水庫誘發地震。事後追加的這兩例均有牽強附會之嫌。由於這些地震的震級不大,沒有造成災害,加之當時的地震監測資料不足,誘發地震之說在爭議中逐漸被淡化。

  1962年3月19日廣東新豐江水庫發生的6.1級地震是我國首例水庫誘發地震,也是世界上第一例大於6級的水庫地震事例。新豐江水庫壩高105m,正常蓄水位116m,庫容115億m3。工程所在地區建庫前的地震活動很弱。1959年10月下閘蓄水,蓄水後一個月開始記錄到水庫地區的微弱地震活動,隨著水位抬升地震活動逐漸加強。1961年冬庫水位首次達到110.5m峰值不久即發生了6.1級強烈地震,震中位於大壩下遊1.1km處,震中烈度為Ⅷ度,震源深度約5km。地震造成壩體數處產生水平裂縫,向下遊麵滲水,壩段間的止水和發電廠房等也有局部損壞。經修複後繼續正常運行至今。

  自新豐江水庫出現6.1級地震以後,水庫誘發地震問題再度引起各國壩工界、工程地質和工程地震界的強烈關注。在其後的五年間,世界上又有三座水庫相繼發生了6級以上地震,它們是:讚比亞─津巴布韋的卡裏巴(Kariba,1963年,6.1級)、希臘的克裏馬斯塔(Kremasta,1966年,6.3級)和印度的柯依納(Koyna,1967年,6.5級)。其中柯依納(Koyna)地震造成了震害,部分壩段發生多條水平裂縫,向下遊麵漏水,塔吊和水工建築物受到了損壞,震中區部分村鎮的房屋倒塌,並有180人死亡。

  另外,有人將意大利的瓦依昂(Vajont)水庫也列為誘發地震震例,這是有異議的。瓦依昂(Vajont)水庫1960年開始蓄水,水位的反複升降引起庫區原有滑坡體加速活動,1963年10月1日2.4億m3的大滑坡將壩前1.7km長的水庫完全填滿。有人認為是1個月前發生的3~4級地震造成的這次大滑坡,也有人認為是滑坡引起的地震。我們更傾向於是滑坡引起的地震,因為如此巨大的滑坡事前必然會在滑動麵上產生一係列微小的拉張和剪切破裂。國內的地震台網也記錄過大滑坡之前的微小地震。但無論如何,瓦依昂(Vajont)水庫是被大滑坡掩埋的。

  20世紀60年代以後,水庫誘發地震研究進入活躍期。1970年聯合國教科文組織(UNESCO)專門成立了由各國著名專家組成的“與大型水庫有關的地震現象工作組”,於1970、1971和1973年召開三次工作會議,並於1975年在加拿大的班夫城(Banff)舉行了第一屆國際誘發地震討論會。在曆屆國際大壩會議、工程地質和地震工程領域的許多專業會議上,水庫誘發地震經常列為討論的課題,不斷有新的震例資料和研究論文發表。1995年11月在北京召開了第二屆誘發地震國際會議。

  截至1992年,世界上(除中國外)已有33個國家的108座水庫被報道出現了水庫誘發地震,其中有多少例是跟風的我們無從甄別,但確有震例根本不具備誘發地震的特征。6級以上震例隻有上述四座水庫,還有13個5.0~5.9級的震例,除中國外,發生5級以上地震的水庫僅占全部震例的15%。

  幾十年來,許多震例經過詳細研究,人們對誘發地震的特征和規律的認識逐漸清晰。水庫誘發地震的前期預測研究成為大型水利水電工程抗震設防和庫區環境評估中的重要課題之一。

二、中國水庫誘發地震震例研究

  我國是世界上水庫誘發地震震例最多的國家,也是對水庫誘發地震研究最深入的國家。自從廣東新豐江發生MS6.1級水庫誘發地震至今,有報導的水庫誘發地震震例將近40例,其中有些是很容易識別的誤報案例,也有些存在不同程度的爭議。比較公認的加上有一定爭議的水庫誘發地震震例是33個,其中:減弱型1例,主震(或最大)震級為4.1~4.8級的有8例,3.0~3.6級的有7例,2.2~2.9級的有14例,1.2~1.6級的有2例。除新豐江水庫以外,震級最大的是1974年12月22日遼寧參(葠)窩水庫4.8級地震。

  發震水庫在工程總數(壩高15m以上)中所占比例不足0.3%,但隨著壩高和庫容的增大,所占比例明顯增高。我國壩高大於100m的工程出現水庫誘發地震的比例約為21%。值得一提的是,1979年以來建成蓄水的工程中,出現誘發地震的比例明顯高於平均水平:百米以上大壩發生水庫誘發地震的比例為30.2%。

  需要指出,高壩大庫誘發地震出現的比例確實較高,這並不等於大壩越高(或庫容越大)誘發地震的震級就越大。雖然世界上已經發生6級以上地震的四座水庫都屬於高壩大庫,但詳細的研究表明,壩高(或庫容)與震級之間仍然不存在成正比的關係。很多水庫誘發地震的主震是在尚未達到設計蓄水位時發生的。雖然新豐江和柯依納(Koyna)水庫都有隨著蓄水進程地震活動逐漸加強的規律,但這隻是說明庫水對震源體產生的作用不是一瞬間的,而是有一個逐漸深入、逐漸加強的過程。

  再說誘發地震出現的比例,一座高壩大庫所淹沒的範圍相當於幾個或幾十個甚至上百個中小型水庫,出現誘發地震的比例高出平均值幾十倍也是很正常的事情。我們也不否認,高壩大庫對地質環境的影響確實比中小型水庫所能產生的影響要大得多。而這種影響是壩高(或庫容)這樣簡單的指標所無法描述的。

  水庫誘發地震研究早期,人們看到高壩大庫出現了較強地震,從直覺上以為壩高(或庫容)與震級相關,也擬合出某種正相關的統計公式。隨著人們對水庫誘發地震的深入研究,發現了水庫誘發地震的多成因理論。將不同成因類型、震級差別很大的震例放在一起進行統計,是沒有意義的,所得關係式沒有實用價值。

  早在1975年班夫(Banff)國際誘發地震討論會上,就有研究者提出了非構造成因的水庫誘發地震研究成果;在1981年14屆國際大壩會議論文集中我們看到歐洲學者發現了凍裂型水庫誘發地震的多個震例;1980年貴州烏江渡水電站發生了岩溶塌陷型水庫誘發地震;在總結前人研究成果的基礎上,夏其發等(1988)發表了《論外成成因的水庫誘發地震》一文。文章給出的定義是:由於蓄水改變了外力地質作用的條件,導致地表局部範圍內不良自然地質作用加劇,從而產生的地震現象稱為外成成因的水庫誘發地震。文章指出,外成成因的水庫誘發地震的震級不會很大,一般是小震和微震,最大震級可能在MS4.5級左右。外成成因的水庫誘發地震又可分為五類:

  ①碳酸鹽岩類岩溶(喀斯特)塌陷型;

  ②淺表應力卸荷型(原名地殼表層卸荷型、淺層應力調整型);

  ③凍裂型;

  ④易溶岩(岩鹽等)溶解塌陷型;

  ⑤滑坡崩塌型;

  ⑥礦洞塌陷型(新加的類型,廢棄或停產的煤礦因蓄水產生塌陷而引發了頻繁的微小地震)。

  我國的33個水庫誘發地震震例中,絕大部分是岩溶塌陷型和淺表應力卸荷型,構造型水庫地震所占的比例遠遠低於人們以往對誘發地震的理解和認識。盡管如此,由於構造型水庫地震可能產生的破壞性強,依然是人們關注的重點。因此,構造破裂型、岩溶塌陷型和淺表應力卸荷型是最常見也最重要的水庫誘發地震類型。

  外成成因水庫誘發地震的提法是經過很長時間才逐漸被人理解和接受的。最初當我們向同行宣講外成成因理論時曾被指是丟了西瓜揀芝麻,認為這些對大壩安全不構成威脅的微小震例沒必要去過分關注,指示我們應該把重點放在預報破壞性水庫地震上。實踐證明,有效地識別和預測外成成因的水庫誘發地震是非常有意義的事情。如今,無論是對已發震水庫的趨勢分析還是擬建水庫的前期預測,首先要對水庫地震的成因類型進行判斷,然後再按照不同的成因類型分別加以論證。

  像新豐江和柯依納(Koyna)水庫這樣6級以上震例當然不是外成成因的水庫誘發地震,包括5級以上震例屬於內動力地質作用下由斷層破裂引起的地震,它們與天然構造地震的成因是一樣的,庫水隻是起到“觸發”作用。

  實際上,除了凍裂型以外,其它各類水庫誘發地震的成因在天然地震中也都能見到,比如塌陷型地震、滑坡引起的微小地震。還有“礦洞塌陷地震”早在“七五”攻關水庫區本底地震研究中就被發現,當時並沒有引起重視。還有一類地震成因長久以來一直被地震專家們誤解和忽視了,這就是淺表應力卸荷型地震。

三、被地震專家忽視的地震現象

  眾所周知,世界上每天都會發生無數地震,其中絕大部分是沒有震感的微小地震。這些微小地震中一部分屬於大地震的前震或餘震,而更多的是與構造無關、呈隨機分布的微小地震。至少在中國,幾乎沒有連微震都不出現的絕對平靜地區。

  通過對水庫誘發地震的長期觀察和研究,我們認為天然地震中呈隨機分布的大部分微小地震也與地質構造無關,不受現代構造應力場的作用。這些微小地震是由岩石中的殘餘應力或局部應力場引起的,這與淺表應力卸荷型水庫誘發地震的成因可能是一樣的。

  根據彈性回跳理論,斷層所在的岩石在大地構造應力場的作用下,積累起大量的彈性應變能,當應力超過岩石或斷層麵的最大抵抗強度時,在瞬間產生錯動而引起地震。科學家認為通過觀測地應力和應變場的變化可以實現對大地震進行預報的目的。1966年邢台地震以後更加緊了對地應力測量的研究,當時的地質部長李四光親自到現場進行地應力解除試驗。試驗成功令李先生歡欣鼓舞,曾預言地震預報將在五年內取得重大突破。然而事情並不像當初想象的那麼容易。大量的測量結果顯示,人們在地表以下幾百米處測量的數據並不能代表區域構造應力場。水電站工地上所取得的測量數據顯示主壓應力方向明顯受地形的控製,得到的是河穀地帶的局部應力場。

  大量事實說明,區域構造應力場需要一定的埋深才得以存在。板塊運動的巨大推力可以使岩層產生緊閉褶皺,也可以使青藏高原隆起上千米,這種作用力的來源是地幔軟流圈的運動傳達給地殼的。而在無限半空間的地表及淺層則是外動力地質作用占主導的場所,岩層中的原始構造應力被卸載,取而代之的是在風化、剝蝕、搬運和再沉積。淺層的基岩中仍然會在某些局部保留一些殘餘的構造應力,在水電工程地下洞室開挖時常見的“岩爆”現象,還有鑽孔中出現的“餅狀岩芯”證明了殘餘應力和卸荷應力的存在。在某水電站前期勘探階段臨時架設的單個地震儀就曾經記錄到勘探洞開挖過程中因岩爆引起的微震活動序列。在另一個大型水電站施工之前就設置了完善的地震監測台網,多次記錄到地下廠房開挖過程中的微震,並能與施工記錄中的岩爆現象一一對應。

  研究表明,淺表應力卸荷型水庫誘發地震就是因為庫盆基岩中存在的殘餘應力在庫水的浸泡下以微震的形式頻繁釋放出來,隨著蓄水過程的完成地震活動逐漸平息,並不會無休止地反複發震。我們相信,沒有修建水庫的地區殘餘應力也會以微震活動釋放,水庫蓄水隻不過使這個過程在很短的時間內完成了。

  當水庫誘發地震出現時,地震專家往往首先想到的就是尋找發震斷層。而大量的天然微小地震活動甚至中等強度的天然地震往往找不到與之對應的發震構造。地震專家卻很少把它們聯係起來看,天然地震中微小地震的成因被熟視無睹地忽視了,而水庫地震中的構造作用又被大大地誇張了。

  淺表應力卸荷型水庫誘發地震的震級上限可以達到什麼水平,這是一個尚未確定的重要問題。我們認為一般來說不會超過MS4.0級。近年來出現在地震活動較弱地區的震例顯示,這種類型的水庫地震最大已經達到了MS4.1級。很多學者不能接受這麼大地震是非構造成因的說法。對於淺層應力調整型水庫地震的震級上限如何確定,還有待觀察。

四、水庫誘發地震可以預測嗎?

  自20世紀70年代末開始,我國的水庫誘發地震研究由回顧性研究逐漸轉變為前瞻性研究。近30年來,幾乎全部擬建的大(1)型和多數大(2)型水利水電工程做過水庫誘發地震前期預測研究。上麵已經介紹了水庫誘發地震具有多種成因,最主要的有三種類型:構造破裂型、岩溶塌陷型和淺表應力卸荷型。多年的研究實踐,對它們的成因機製、判別標誌、評價和預測準則等問題,已經積累了相當豐富的經驗。前期預測就是針對這三種主要的成因類型,從誘發水庫地震潛在危險性及其對工程和環境的影響等幾方麵進行論證。對於不太常見的水庫地震類型,也應該具有足夠敏銳的辨識和預測能力。

  提到預測人們很容易地以為就是地震預報。其實,預測和預報還是有很大區別的。預報是針對地震時空強三要素做出的短臨預測,需要給出哪天、在什麼地點發生多大的地震。而且這種預報是行政行為,預報的同時伴隨一係列應急處置措施和資源調配部署。而水庫誘發地震的前期預測更像是地震的中長期預測,是科研行為。重點回答是否可能、可能性大小、可能產生的危害。具體地說就是,是否可能誘發構造型水庫地震,最大可能震級是多高,最可能的發震部位;是否可能誘發哪類外成成因的水庫地震及其最可能出現的部位和最大可能震級,等等。

  早期的水庫誘發地震預測方法我們稱之為“工程類比”法,即根據已發震水庫的工程指標進行外推,例如:壩高、庫容、蓄水深度、壩址基岩岩性等等。這些指標與誘發地震的機理沒有什麼關聯,工程類比法把一座水庫當作一個點來處理也不恰當。因為已經報道的水庫誘發地震震例涵蓋了各種工程規模,大到上千億方庫容,小到壩高12m,工程類比法濫用的結果就是“所有水庫”都有可能誘發地震,而實際上我國已發震水庫占工程總數(壩高15m以上)不到0.3%。這樣的預測方法根本沒有實用價值,現在已經沒有多少人還相信了。

  現行的水庫誘發地震預測方法我們稱之為“地震地質和工程地質類比”法,這種方法的依據是水庫誘發地震的多成因理論。在分析已有水庫地震發生的地點和強度與當地的地質條件的相關關係的基礎上,總結出起主導作用的發震要素,即:組成庫盆的岩體性質、斷裂構造和水文地質條件。根據這些要素對預測水庫進行工程地質分區,再根據不同成因類型水庫地震的判據分別加以論證,提出預測意見。

  總結我們這些年來對水庫誘發地震評價所做出的貢獻,主要不是成功預測了哪次地震,而是成功預測了哪裏不會發震、哪裏不會發生強烈地震。最讓我們記憶深刻的事件是我們曾經信心滿滿地預測二灘水庫會誘發6.5~7.0級構造型水庫地震,並且堅持在現場連續進行了12年的監測,實際上卻沒有發現任何類型的水庫誘發地震。

  在常見的三種水庫誘發地震類型中,目前我們對預測岩溶塌陷型水庫誘發地震的把握最大。簡而言之,水庫內並不是所有石灰岩分布區都有可能誘發塌陷型水庫地震,我們可以區分出那些雖然有石灰岩、甚至有明顯的溶洞但卻不會誘發岩溶塌陷型水庫地震的庫段。而無法確定的是預測可能產生地震的庫段是否真的會發生。

  淺表應力卸荷型水庫地震發生的不確定性最大,目前還沒有發現有效的判別標誌。某水庫在勘探和施工時,鑽孔中出現的餅狀岩芯和岩爆現象非常多,但蓄水後卻沒有發生這類水庫地震。

  構造破裂型水庫誘發地震的預測難度最大,由於可能發生5級以上地震而倍受重視。在已經做過前期預測的大型水利水電工程中,絕大部分都給出了可能誘發5~5.5級地震的預測意見。在已經建成得到驗證的水庫中,全部都沒有發生構造型誘發地震。最有名的當屬某國際知名專家曾預測小浪底水庫下遊1km處的斷層可能誘發構造型地震,震級應按已發生的4個6級以上震例的平均值即6¼級考慮。而實際上連更小的地震也沒有發生。可以這麼說,截至目前,人們對構造型水庫地震的預測百分之百都不準確。

  我們目前所能做的仍然是排除那些不可能誘發構造型水庫地震的庫段。對於那些可能發震的庫段是否真的發生確實沒有把握。

五、構造型水庫地震是如何誘發的?

  自從出現6級以上強烈水庫地震以後,誘發地震問題引起了各個領域科學家們的熱切關注。對水庫地震成因的探討一直是人們最感興趣的課題,地質和地震專家認為,水庫誘發地震的研究可能成為天然地震的預報的突破口。人們一度以為,水庫誘發地震的成因機製問題比起天然地震的發震機理更容易得到驗證,因而也更容易解決。曾有過許多假設的誘震理論和模型流行,最終都不了了之。至於像水的應力腐蝕作用、泥化、軟化和潤滑作用等等,僅適用於淺表應力卸荷型。目前還留下來的隻有庫水的重力荷載作用和孔隙壓力作用受到公認。

  庫水的重力荷載作用是水庫對地質環境最直觀的影響。大部分人以為構造型水庫地震是被庫水的重量壓出來的,這是誤解。在我國,幾乎所有水庫震例的主震(或最大地震)都不是發生在水最深的庫段,很多震例是在尚未達到正常蓄水位時發生的,達到正常蓄水位以後地震活動並沒有再增強。

  我們不能說庫水的重量對地層深部完全沒有影響,但是這種影響不能向下無限傳遞。一般來說,庫水的重力荷載對庫盆基岩的影響深度僅相當於水庫寬度的一半。目前在我國西南地區建設的水庫都沒有寬闊的庫盆,最大寬度僅1~2km。根據有限元計算,在水庫正下方10km深度,庫水荷載的附加應力已小於自重應力的0.05%。

  這小於自重萬分之五的影響恐怕用“壓死駱駝的最後一根稻草”來比喻也顯得過於誇張了吧!假如重力真的可以壓出6級以上地震,那麼我們就能見到更多種類的誘發地震了,比如:大城市誘發地震、金字塔誘發地震、巨型貯貨場誘發地震、摩天大廈誘發地震等等,這些都沒有發生過。

  那麼,庫水是如何產生影響的呢?我們認為最重要的判別方法是分析蓄水對庫區水文地質條件的改變,分析其改變的幅度和影響範圍。關於蓄水造成的孔隙壓力增量,理論上講可以全幅值地傳遞到無限深處。而實際上,完全的隔水層或不透水的地質體是不會傳遞孔隙壓力的。庫盆以下第一潛水含水層以下或幾公裏深的地方,庫水造成的孔隙壓力增量一般是傳遞不到的。唯一可能的途徑,就是存在向深部的透水導水通道,活動斷層就是這樣的通道。早在上世紀80代年我們就提出了深水文地質結構麵對誘發地震的作用,在以後的工程實踐中不斷完善,現在已經形成了一套預測構造型水庫誘發地震的判別標誌。在水利水電工程地質界,目前已經普遍接受了我們的工作方法,雖然這套方法並不能使我們準確地預報出較強的水庫地震,但至少可以較有說服力地圈出可能的危險庫段,並在現有認識水平上確定出具有足夠安全係數的、較為可信的誘發地震的震級上限。

  新豐江水庫是我國唯一一座誘發了6級以上強震的水庫震例,是我們總結構造型水庫地震判據最重要的研究樣本,但現在我們仍然不能確信今後再遇到類似的案例我們就能準確地識別並成功預報出來。最大的困難在於不確定因素太多。簡單地說,我們無法僅從地表觀察就能準確地判斷出庫水的影響到底可以傳遞到多深,斷層在地下一定深度很可能完全膠結成不透水的閉合麵;我們不能有效地推測出斷裂帶深部是否已經積累了足夠大的構造應力,還無法判斷地下岩體是否已接近產生破裂的臨界值。而所有條件組合起來恰好符合發震條件的概率可能比中彩票的概率還低。

  說到底,人類的工程活動對於地球來說終屬於“外動力地質作用”,再大型的水庫工程也不可能改變大地構造應力場。與板塊運動的巨大推力相比,庫水重力荷載的作用微乎其微。較強水庫誘發地震的出現需要各種誘震因素的巧合,這很可能是某種不可複製的機緣。

  雖然我們還不能準確地預報構造型水庫地震,但對於捕風捉影的推測、指鹿為馬的斷言還是可以分辨的。

六、汶川大地震不是水庫誘發地震

  中國國家地理雜誌2008年第6期刊載範曉的文章《汶川大地震:地下的奧秘》,文中有關紫坪鋪水庫可能誘發了汶川大地震的懷疑特別引人關注,在配合範曉本人在各種場合的講解和發揮、網絡媒體的推波助瀾,成功地搶占了輿論製高點。然而,真實情況是不需要炒作的。下麵給出我們的具體答辯。

  範曉總結了可能產生水庫誘發地震的7項定性標誌,摘錄如下:

  ①壩高大於100米,庫容大於10億立方米;

  ②庫壩區有活動斷裂;

  ③庫壩區為中新生代斷陷盆地或其邊緣,近代升降活動明顯;

  ④深部存在重力梯度異常;

  ⑤岩體深部張裂隙發育,透水性強;

  ⑥庫壩區曆史上曾有地震發生;

  ⑦庫壩區有溫泉。

  範曉聲稱:上述7條,符合數越多,該水庫蓄水後誘發地震的可能性就越大。紫坪鋪水庫符合了上述7項的前6條。

  現在我們先來逐個分析一下這七條所謂的標誌。

  第①條,本文在前麵已經論證了高壩大庫的發震比例較高,但卻不是所有高壩大庫必然會誘發地震。因此,高壩大庫並不是判別標誌。

  第②條確實是誘發構造型水庫地震的必要條件,但卻不是充分條件,有很強的不確定性。

  第③條和第②條的作用是一樣的,盆地本身並不是誘震因素,邊緣的活動斷裂才是。

  第④條是判別隱伏構造的標誌之一。與庫水沒有水力聯係的隱伏斷裂與誘發地震無關。

  第⑤條,張裂隙的延伸一般都不會很深,地表的張裂隙大多與構造無關。

  第⑥條,隻有中等強度以上的地震才與活動斷裂有關,弱震和微震幾乎遍布整個國土麵積。原來地震活動非常弱的地區也有可能出現水庫地震。

  第⑦條,溫泉是判斷地下水循環深度的指標。水庫蓄水並不能改變地下水的循環深度。對誘發地震而言,溫泉既不是誘震因素也不是必要條件。

  顯然,範曉總結的這7條標誌隻蒙對了一條,就是第②條庫壩區有活動斷裂。

  無需範曉證明,1990年我們就論證了紫坪鋪水庫存在誘發構造型水庫地震的條件。但是,這並不能說明紫坪鋪水庫蓄水後庫區所發生的地震就不再是天然地震活動的延續,更不能說明汶川大地震就是誘發地震。範曉是在偷換概念、誤導公眾。

  範曉在文章中寫道:“紫坪鋪水庫於2004年12月1日開始蓄水,水位從海拔757米左右開始上漲;2004年12月10日,水位漲到761米;2004年12月底,水位漲到800米左右;2005年2月,水位到達820米左右;……”

  範曉在文章中還寫道:“5.12地震前,已有四川省地震局專家公開發表的紫坪鋪庫區台網監測結果,數據時段為2004年8月16日至2005年9月30日,水位低於840米,共記錄到-0.9~3.6級地震735次。”

  範曉引用的這篇文獻是四川省地震局水庫地震研究所胡先明2007年6月發表在《四川地震》上的“紫坪鋪水庫蓄水前天然地震活動”一文。顯然,胡先明發表的這735次-0.9~3.6級地震全部都是紫坪鋪水庫蓄水前的天然地震活動本底。範曉為了達到混淆視聽的目的,故意捏造了紫坪鋪水庫提前蓄水的水位數據。就算範曉沒有從新聞媒體上看到紫坪鋪水庫於2005年10月1日下閘蓄水的消息,也不會看不到胡先明這篇文章的題目是“紫坪鋪水庫蓄水前天然地震活動”。

  範曉還在其文章中煞有介事地寫道:“值得注意的是:地震沿水庫南北兩側的龍門山主邊界斷裂、主中央斷裂相對集中,同時在映秀方向的主中央斷裂,地震震中沿斷裂走向有一個與垂直方向約10°—20°夾角的密集地震發生區,而且在以庫區中心點為圓心,半徑15公裏的圓內,該現象更加明顯。這實際上反映震源處的斷層除了沿垂直方向運動外,還兼有水平方向的滑動,總體形成斜向逆衝的效果。而這一特征,與兩年多後的2008年5月,中國地震局的專家組對5.12地震震源分析的結果十分相似。”

  在胡先明的文章中並沒有給出735次-0.9~3.6級地震的震中分布圖,唯一一張平麵地震震中分布圖是“圖1 區域中強以上地震震中位置分布”(見右圖)。這張圖給出的是發生在公元638年2月11日~2005年12月的MS≥4.7級的148次地震的震中位置,完全沒有涉及到紫坪鋪水庫蓄水後的地震活動。不知道範曉是如何從這張圖上看出“以庫區中心點為圓心,半徑15公裏的圓內,該現象更加明顯。這實際上反映震源處的斷層除了沿垂直方向運動外,還兼有水平方向的滑動,總體形成斜向逆衝的效果”的。

  我們不想用“故意造謠”這樣的字眼來形容一個地質專家,但是範曉的論述真的令人感覺是“匪夷所思”。靠編造紫坪鋪水庫提前蓄水的數據來到達誤導公眾的目的,不應該是專家的作為。

  我們完全可以肯定地說,5.12汶川大地震的發生與紫坪鋪水庫蓄水無關。詳細的論證已經寫成了科研報告,這裏簡要擇錄主要的理由有三條。

  1.紫坪鋪水庫沒有改變汶川地震發震斷層的水文地質條件

  紫坪鋪水庫位於龍門山斷裂帶的北川~映秀斷裂(中央斷裂)和江油~灌縣斷裂(前山斷裂)之間。江油~灌縣斷裂位於壩址的下遊,距壩址最近距離約5km。北川~映秀斷裂位於庫尾,正常蓄水位877.00m剛好到該斷裂的地表出露線與岷江的交彙點。地震專家證實,北川~映秀斷裂是這次5.12汶川大地震的發震斷裂。

  紫坪鋪水庫於2006年10月7日達到建庫以來的最高水位:875.24m,距離設計正常蓄水位還差1.76m。而庫尾映秀鎮一帶的天然最高洪水位是884.43m,顯然,庫水位根本不會超過當地天然河床的洪水位。

  紫坪鋪水庫處在北川~映秀斷裂的下盤,顯示紫坪鋪水庫並未改變發震斷裂上的水文地質條件。滲流計算結果顯示,紫坪鋪水庫蓄水後該斷裂帶位置的滲透比降普遍比蓄水前降低了80%多,有利於斷裂帶位置的滲透穩定性。

  2.汶川地震的序列特征與誘發地震的規律不符合

  512汶川大地震是一次沒有前震的突發事件,是典型的主震-餘震的震型。而四例6級以上的水庫誘發地震全都是前震-主震-餘震的震型。由於水庫蓄水引發的荷載和滲壓等因素的改變,是逐漸由庫底向深部傳遞的,必然會以一係列前震的形式表現出來。這反映了庫水對震源體產生的作用逐漸深入、逐漸加強的過程。

  雖然,天然構造地震也會有前-主-餘震型,並非水庫誘發地震所獨有,但此次汶川大地震的序列特征與構造型水庫誘發地震的序列特征完全不符合。

  3.紫坪鋪水庫蓄水後並沒有引起庫區地震活動的增強。

  截至512汶川地震發生之前,紫坪鋪專用地震台網四年來所取得的測震資料顯示,研究區沒有發生過ML4級以上地震;已發生的所有ML3.0~3.9級地震均與紫坪鋪水庫無關;蓄水前後研究區ML≥0.5級地震頻次沒有明顯增加。紫坪鋪水庫及其附近地區的弱震環境態勢並沒有改變。

  綜上所述,我們有理由確信512汶川8.0級大地震的發生與紫坪鋪水庫蓄水無關。個別地質專家和極少數別有用心的人通過互聯網散布“不能排除紫坪鋪水庫誘發汶川大地震”的言論,是故意誤導公眾。他們所編造的各種似是而非的理由都是不成立的。

  我們相信,詆毀並不能使紫坪鋪水庫蒙羞,經過大地震考驗的大壩將會變得更加堅強和光彩照人。八卦新聞的炒作,隻會讓更多的人關心水利188體育官網app 事業,事實將證明紫坪鋪水庫不僅是“抗震標兵”,還將為四川的文明進步發揮更大的作用。