中國地震局地質研究所主任周慶:區域地震活動背景介紹
2011/3/6 10:57:06 新聞來源:188BETApp
( 本網訊) 今天(2011年3月6日),為了回答社會各界對水電開發,包括怒江等流域水電開發中的地質和地震問題的疑問,188BETApp 、中國大壩委員會邀請從事怒江等流域地質勘探和抗震設計工作的同誌與我國的水庫大壩地質、抗震專家一起,在北京中國科協會堂召開“水電開發中的地質和地震問題”主題論壇,向社會介紹情況,並解答各種有關怒江等流域水電開發中地質、地震方麵的疑問。
中國地震局地質研究所主任周慶在論壇上發表了《區域地震活動背景介紹》的主題演講。

主持人張博庭:下麵我們請周主任(中國地震局地質研究所地震區劃與工程地震研究室副主任)做報告,大家歡迎。
今天時間有點緊,幾個地震的專家請來不容易,因為我們要回答社會的疑點,這些問題不是我們水電能回答的問題,而是地震專家要回答的問題。當前的輿論宣傳人家感覺水電專家和地震專家的意見不一致,其實我們是非常統一的。隻是地震部門不參與實際工作的個別人士有一些看法。環保組織專門找一比較有偏見的人拿這些個人意見當作地震地質專家進行炒作。所以,我們特別需要地震部門真正的專家來說話,來說明這些問題。
周慶:
我是中國地震局地質研究所工程地震室的研究人員,是具體做地震安全評價性工作的。我們曾經承擔水電部門委托的一二十個大型水電站的地震安全性評價工作。水電地震安全性評價工作有兩個核心任務,一個是要調查壩址區有沒有活動斷層通過,要避免壩體建在活動斷層上;另外,我們要在現有的科學水平下,提供一個5000年一遇的大壩抗震設防的加速度值。這是兩個核心的問題。
剛才徐所長宏觀地介紹了一些背景研究成果,重點是建築物要避開活動斷層。現在進入微觀層麵—我們的具體工作。這是我們所鄧起東院士帶領的專家組畫的一張圖(圖1 全國活動構造圖)。我們國家西部地震活動遠遠高於東部。在東部華北地震多一些,而我們所關注的西南地區,實際上是一個強震密集區。
根據地震活動性,以及活動構造研究的結果。我們把整個國家劃分出六個斷塊區,在每個斷塊區又劃分了一些小的次級斷塊(圖2)。強震(尤其在西部)基本上都發生在這些斷塊的邊界或者次級斷塊的邊界上。

圖1 中國活動構造圖(據鄧起東等,2007)
圖2 中國活動構造分區圖(據鄧起東等,2002)
圖3是由中國地震局地質研究所評價過的位於怒江、瀾滄江、金沙江之上部分水電站的位置圖。從圖中可以看出來,很多電站附近存在斷裂。圖4是這個地區區域曆史地震的分布圖,紅色實心圓表示的是7級以上的地震。地震記錄是不完整的,尤其是1900年以前。西部境外3個地震發生在緬甸板塊邊界上,其中一個是8.2級。和怒江相關的是1976年發生的7.3級、7.4級龍陵地震,震中位於怒江下遊附近。鄰近金沙江,1996年發生過麗江7級地震,1511或者1515年發生過一次712 級地震。

圖3三江流域部分水電站分布圖(地震安全性評價由中國地震局地質研究所完成)
圖5為區域MT圖與應變釋放曲線圖,橫軸是時間(年),從1400年開始一直到現在,縱軸是震級。從這張圖上大家可能有一個錯覺,以為1900年之後,三江流域地震活動頻度增強了。實際情況是,該區因地處少數民族地區,在1900年之前史料記載缺乏(很多地方是沒有文字記載的),所以很多地震是缺失的。但是6級以上地震,大部分應該能記載到。可以看出,整個地區1400年以來,到2010年之間,地震(活動)實際上沒有什麼周期性,它是斷斷續續的、但6級以上地震發生是很平穩的。

圖4 區域曆史破壞性地震震中分布圖(M≥4.7,至2010年)
圖5 區域1400年以來5級以上地震的MT圖和應變釋放曲線
1900年以來,地震活動並沒有比前幾百年發生得更頻繁、強烈,所謂目前進入活躍期,是個誤解,並不存在這個特征。
現在介紹一下西南地區(與三江有關的)曆史地震等烈度線資料(圖6),等烈度線劃分了不同級別烈度區域。永勝地震,等烈度線間距10-20多公裏,很窄;1950年的察隅、墨脫地震,因人煙稀少,有很多是虛線(推測的)。圖上三角形標誌為在建或者計劃建的水庫。北邊等烈度線內是7度區(7度意味著有些房子是要倒的),外圍是6度區(6度意味著建築物部分牆體會倒塌或者有裂縫)。
1976年龍陵7.4級地震等烈度線,表現為兩組斷層共軛作用,烈度衰減半徑很短—衰減快;1988年的瀾滄、耿馬地震,長軸沿著北西向斷層方向,(烈度)衰減也是很快的,距離10—20公裏,從10度一下子降到6度。麗江地震,地震斷層是南北向的,東西向短軸衰減較快。
圖7是由中國地震局係統2001年正式發布的全國地震動參數區劃圖。怒江流域的瀘水水電站,場地有效峰值加速度為0.15g。
怒江的上遊段是0.10g,中段0.15g,下段是0.20g,這是上一代區劃圖的結果。0.15g對應的烈度是7度,龍陵0.3g是8度,0.2g、0.3g都是8度。

圖6a 1511年6月1日雲南永勝71/2級地震等烈度線圖
圖6b 1950年8月15日西藏察隅、墨脫8.6級地震等烈度線圖
圖6c 1976年5月29日雲南龍陵7.4級地震等烈度線圖
圖6d 1988年11月6日雲南瀾滄、耿馬7.6級和7.2級地震等烈度線圖
圖6e 1996年2月3日雲南麗江7.0級地震等烈度線圖
圖7 區域地震動參數區劃圖(據中國地震動參數區劃圖編委會,2001)
以瀘水電站地震安全性評價為例:
在地震區帶劃分圖上(圖8),區域主要涉及三個地震帶:中間是滇西南地震帶,東邊是鮮水河—滇東地震帶、西邊是喜馬拉雅地震帶。(近場區地震構造圖)壩址周邊三十公裏範圍內要做活動斷裂調查,瀘水近場區西緣有一條片馬斷裂,距壩址在十幾km以遠,估計發震的最大震級是6—6.9。

圖8 區域地震帶劃分圖
在壩址區斷裂分布圖中,所有的有一定規模的小斷裂,當然也包括大斷裂(上百公裏、幾十公裏長)都要進行細致的調查,確定壩址區是否存在十萬年以來有活動的斷裂。瀘水電站調查的結果是壩址區隻存在早、中更新世和前第四紀斷裂,最近十萬年這些斷裂都沒有活動。
壩址區不存在活動斷裂。但是早—中更新世斷裂有可能發生6級或6級以下地震。即使沒有晚第四紀活動斷裂,在中國西部某地區如果存在早—中更新世斷裂, 6級地震還是有可能隨機發生的。
地震地質災害也是我們評價的工作之一,當然三江地區屬於高山峽穀區,即使不發生地震,平常下雨也有可能發生崩塌滑坡,有了地震以後,發生滑坡的可能性肯定加大。
地震危險性分析和設計地震動參數確定,是第二部分的核心工作,目的是提供大壩設計需要的地震動參數。經過活動構造研究、西南地區衰減關係的確定、地震活動性參數的確定等工作之後,要具體計算壩址的地震動參數(設防烈度)。瀘水電站100年超越概率為2%的基岩峰值加速度為0.3g。
最後說一下紫坪鋪水庫,我去過災區五、六次,路過紫坪鋪水庫兩次。紫坪鋪大壩位於映秀以東。宏觀震中位於映秀西南被稱為牛圈溝的地方,崩塌規模很大,據當地老百姓說地震時這個地方有岩屑往上噴。大壩與宏觀震中位置之間距離有十公裏左右。
龍門山斷裂帶的中央斷裂,叫北川—映秀斷裂(圖9)。地表破裂帶在映秀分成兩支,東南一支,西北一支,後者穿過映秀鎮。大壩和東南支破裂帶距離不到兩公裏,從穿過映秀的另一支破裂帶到壩址,隻有五、六公裏。紫坪鋪大壩距離地震斷層的破裂帶很近,之前陳院士已經給大家介紹,它經受住了考驗。大壩經過地震安全性評價工作,當時定的壩址場地基本烈度是7度,大壩按8度設防。但在汶川地震中,紫坪鋪大壩所在地烈度達到10度。大壩設防是8度,竟然抗過了10度,說明大壩建設的質量是很高的。大壩沒有遭到嚴重破壞有兩個原因,一個是它的建築質量高;另外第二個,大壩所處的位置—處在地震動衰減的短軸方向。地震發生時,斷層是從映秀一直到北川沿北東方向錯動,破裂方向和地震波傳播的方向也是以北東為主,如果大壩放在(斷層的走向)北東方向,情況就不知道怎麼樣了。
最後總結三點,首先,壩址可以建在地震活動地區,即使西南地區地處強烈的地震活動帶。壩址如果選擇在地震活動相對較弱的地塊內,或距活動斷裂有一定的距離,應該是安全的。第二,川滇地區強震的地震動衰減快。一、二十公裏(地震動)一下子就變得小了很多。第三,在垂直活動斷裂延伸方向的兩側,地震動衰減快。即使距離近,如果不是在斷裂延伸方向,它也是相對安全的。
( “安全”的前提是大壩必須嚴格按照相關規範設計、建造,達到抗震標準。)
上麵就是我向大家彙報的,以實事求是的科學態度,提供一些資料和我的一些感覺。
謝謝。

圖9紫坪鋪大壩位置圖(背景為汶川地震等烈度線圖,羅馬數字為烈度值;紅線為地表破裂帶)
主持人:感謝周主任的介紹。我感覺有兩點要重複一下。一個是剛才徐所長說的怒江的北部十萬年以來還是有地震活動的,其實怒江開發水電主要是集中在剛才周主任說的中部。對怒江中部的勘測結果很明確,(各電站壩址區斷裂)十萬年以來沒有活動。(活動斷裂與各壩址的)距離也比汶川地震(的地震斷層)與紫坪鋪大壩的距離大。所以,我理解周主任的意思,紫坪鋪大壩能夠抗住汶川地震,對我們的大壩還是比較有信心的。我就簡單強調這兩點,下麵請虢順民來給介紹一下。




