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張博庭:地震不是大壩蓄水壓出來的
2014/8/6 9:49:58    新聞來源:鳳凰網

(現場圖片)

8月3日,雲南省魯甸縣發生6.5級地震,與汶川和雅安相似,震源地都是大型水壩建設密集地區。有網友質疑,強震是否與此有關?鳳凰網大學問刊發相關討論,推出知名工程專家張博庭近日在"三峽工程、水壩建設與環境研討會"上的發言與廣大讀者分享。發言原題目為《科學的188体育官网app 有利於地質減災》,此會議由鳳凰網資訊中心和中國農業大學社會學係聯合主辦,感謝主辦方和作者授權刊發。

5.12大地震後岷江上的紫坪鋪水庫高壩,不僅沒有發生任何"不堪設想的後果"。而且,還在地震中立了大功。例如,紫坪鋪水庫形成的寬闊水麵,為地震後道路的嚴重塌方和空中氣候受阻的救災提供了可靠的水路保障;震後5月17日紫坪鋪水電站就率先恢複發電,為災區的搶險救災提供了巨大的幫助。

地殼平均每平方米承受的重量隻有30多噸,每平方厘米的承壓強隻有3公斤多,還不如一輛載重汽車的輪胎對地殼的壓力大。既然,汽車行駛不會壓出地震來,那麼水庫蓄水怎麼可能壓出地震來呢?

水庫地震之所以不能算人工地震,是因為水庫地震的能量不是人為產生的,而是來自地殼板塊運動的天然構造地震。因此,從本質上看,修建水庫是不會增加原有的地震災害的,隻不過會把當地正在積蓄的地震能量提前釋放出來罷了。所以,我們應該明確的告訴公眾,水庫地震的能量(破壞性)不是人為造成的,而是自然界中固有的。不僅如此,它還具有提前釋放了地震能量,並減小未來地震震級的減災作用。

作者簡介:

張博庭:188BETApp 副秘書長,教授、高級工程師, 國內知名能源問題專家。長期從事水利水電問題研究,水利水電科普工作。

以下為文章內容精編:

地質災害包括地震和滑坡崩案、泥石流等,下麵我們把地震和其他地質災害分別來談。當然,我們所談的主要是水庫地震和河流周邊的地質災害問題。

首先,看水庫地震問題。這個問題也要分為兩方麵。一個是地震對水壩的威脅,一個是水庫誘發地震的問題。這裏第一個問題最重要,因為我們都知道,水庫大壩的安全性是非常重要的,根據曆史教訓,一個不太大的大壩失事,都可能會造成幾十萬人的死亡,上百萬人的災害。

如果水庫大壩的建設不能有效抵禦地震的威脅,我們就不能不承認188体育官网app 對自然的地震災害有放大的作用。然而,非常幸運的是,現代的科學技術已經完全有能力保障地震高發區建設的各種建築物的安全性,目前,這種工程抗震的科學技術從理論到實踐都有了結論

地震高發區建水庫大壩安全性有保障

不難想象,實體水壩的堅固程度肯定要好於結構複雜的高樓大廈。而美國洛杉磯、日本東京、中國唐山,都是地震高發區,地震工作者為什麼敢在那裏建高樓大廈呢?就是因為他們掌握和運用了當代的科學抗震原則。

我國唐山經曆了1976年大地震災難之後,現在已經完全建成了一座嶄新的抗震型城市。唐山地震的活動斷層,現在是城市中的綠化帶。在斷層之外,所建築的房屋隻要達到了相應的抗震標準,就完全不會在未來的大地震中再出現災難性的後果。

科學的抗震必須要強調:要安全,首先是躲開活動斷層,否則即使是不太大的地震,建在同震錯動層上的建築物也會垮塌。而躲開了斷層之後,其建築物的安全性如何,主要是取決於該建築物的抗震能力。

總之,一方麵,坐落在地震活動斷層上(注意,不是指籠統的斷裂帶)的建築物,即使是烈度不高的地震,也很難抵抗地震中的撕裂。另一方麵,不具備抗震標準的建築物,也會在地震中造成大量的傷亡。

我國以前的民用建築,一般沒有抗震的考慮,所以,即使不大的地震,損失也非常大。而發達國家的情況卻好得多。然而,在水壩建設方麵,由於我國的起步較晚,在抗震方麵的考慮,比發達國家一點都不差。

幾年前,人們對我國西南地震高發地區的水電開發、大壩建設一直是爭議不斷。各種議論曾經讓很多人對我國西南地區的大規模188体育官网app 感到十分的擔心。尤其是對岷江上有的紫坪鋪水電站,很多宣傳都認為"一旦類似疊溪、鬆潘大地震,紫坪鋪電站後果將不堪設想。"

然而,5.12大地震後岷江上的紫坪鋪水庫高壩,不僅沒有發生任何"不堪設想的後果"。而且,還在地震中立了大功。例如,紫坪鋪水庫形成的寬闊水麵,為地震後道路的嚴重塌方和空中氣候受阻的救災提供了可靠的水路保障;震後不幾天(5月17日)紫坪鋪水電站就率先恢複發電,為災區的搶險救災提供了巨大的幫助;不僅如此,水庫的11億庫容,成為當時危機四伏的眾多堰塞湖的最後屏障,保障著整個成都平原免受堰塞湖潰決洪水威脅。

尤其讓人感到欣慰的是,紫坪鋪的這種成功抵禦特大地震的現象,並不是偶然的特例。而是這次所有處在強烈地震區域內的水壩、水電站,都不負眾望地經受住了特大地震的嚴峻考驗。

為了科學應對大地震災害,也為了回答各界關注的問題,國家發展和改委員會、國家能源局在地震後不久,委托水電水利規劃設計總院牽頭、多家單位參加,對西南地區水電大壩在大地震中的震損情況進行了深入的調查評估,取得了大量第一手資料。

調查表明:特大地震證明了我國188体育官网app 的抗震設計規範是切實可行的,並且,對於現行水壩的抗震性能,我們已經留有比較充分的安全係數。在一些工程大大超過原有地震設防烈度的情況下,我國西南地區水電站大壩的表現,仍然令人十分滿意。

水庫誘發地震的本質是觸發了正在積蓄中的天然地震

水庫地震絕不是水庫蓄水壓出來的地震,水庫地震的能量主要來自該地區自天然的地震。一般的人,聽說三峽的水庫蓄水總重量高達3百多億噸,就覺得大水庫特別恐怖。三峽水庫蓄水392億,但卻分布在1000多平方公裏的範圍上。地殼平均每平方米承受的重量隻有30多噸,每平方厘米的承壓強隻有3公斤多,還不如一輛載重汽車的輪胎對地殼的壓力大。既然,汽車行駛不會壓出地震來,那麼水庫蓄水怎麼可能壓出地震來呢?

按照國家地震局的分類,水庫誘發地震不屬於人工地震。注意:人工與天然地震的區別在於地震能量的來源。構成人工地震的爆炸所產生的壓強和能量密度,至少要比水庫蓄水高出數百倍。

有人說,別管作用在多大的麵積上,但水庫水體的總重量大。這種說法的邏輯不通,一場大暴雨洪水的水總量可能有上千億,對地殼造成的總壓力比水庫蓄水還要大的多。但是,我們誰聽說過"洪水可以誘發地震?"。總重量巨大的洪水壓不出地震來的道理與水庫的蓄水有相似之處,因為,它作用的麵積很大,平均的壓強卻很小。

也有人說,水庫中水的深度是不一樣的,所以對地殼構成的壓力不應按平均值計算。

不過,由於水庫的上表麵一定是水平的,所以,在單位的地殼麵積上,水和土體的總體積應該是相等的。

水庫水體對地殼的實際壓力,水越深的地方,壓力越小。顯然,水少的地方岩土就多,水多的地方岩土就少。由於岩土的比重大於水,所以,整體上看水庫和周圍的土體對地殼構成的綜合壓力,實際上是水越深的地方,壓強越小。因此,世界上無論是多麼大的水庫,多麼深的水,也不可能壓出構造地震來。

水庫誘發地震的本質是水庫的滲流影響到了板塊之間的摩擦力,導致積蓄中的構造地震提前發生。水庫蓄水影響構造地震的關鍵,並不是水體重量的壓力,而是蓄水所造成的滲流作用。因此,我們國家地震局的地震分類,也表明這一結論。地震分類是:構造地震:火山地震:塌陷地震:誘發地震和人工地震這5種。這種分類也說明,水庫地震不屬於人工地震,它是由於水庫蓄水或油田注水等活動(的滲流)而引發的一種天然地震。

水庫地震之所以不能算人工地震,是因為水庫地震的能量不是人為產生的,而是來自地殼板塊運動的天然構造地震。因此,從本質上看,修建水庫是不會增加原有的地震災害的,隻不過會把當地正在積蓄的地震能量提前釋放出來罷了。所以,我們應該明確的告訴公眾,水庫地震的能量(破壞性)不是人為造成的,而是自然界中固有的。不僅如此,它還具有提前釋放了地震能量,並減小未來地震震級的減災作用。

例如,上個世紀70年代,國外曾有過通過向深井高壓注水的方式,使其提前釋放地震能量最終能夠減小地震災害的嚐試。但是,由於注水後誘發地震的時間和震級,人們無法控製。因此,容易引起公眾的誤解,所以,就終止了這種地震減災的方式。在美國地質調查局的網站,至今仍有這樣的解釋"由於我們對地震機理的掌握還十分膚淺,盡管我們知道高壓注水是有可能把大地震的能量提前釋放,起到減小震級的作用,但是,我們畢竟還不能判斷人為誘發出來的地震的量級到底如何。" 。這也是為什今天我們不再主動使用通過高壓注水,提前釋放地震能量的方式減災的理由。不過,由於通過水庫蓄水調節社會的水資源時空矛盾,是人類社會不得不做的事情,所以,通過水庫誘發地震的方式,被動的采取提前釋放能量減災措施的行為,我們人類社會從來也沒有停止過。

另外還有一個問題要提一下,就是水庫震級基本上不會太大,為什麼不會太大,因為地殼的構造有一個從固態到液態這麼一個轉化的過程。地層從固態的脆性岩石到柔性的岩層中間,有一個脆韌轉換帶,大約在地下十餘公裏處。我們知道水庫誘發地震的機理是通過斷層的滲流,影響了板塊之間的摩擦力,然而,由於地層中的脆韌轉換帶,是不可能有縫隙存在的,所以,水庫的滲流不可能影響到地層的十公裏以下。同時,在地表層所積蓄起來的地震能量有時有限的。根據咱們的統計,全世界8級以上的的沒有發生在十公裏以內的。也就是說,水庫地震和特大地震沒有交集。 

所以說,水庫地震的震級不會特別高,並且有提前釋放了地震能量的減災作用。

 

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