為什么水庫蓄水會引發(fā)地震?
蕓欣
水庫通常都選擇建在群山中的峽谷里,則又常是斷層隱伏的地方。如果隱伏的地方有一定活動性的斷層,那么這就為地震的孕育提供了條件。其次由于水庫里的水大量下滲,使巖石的裂隙之間或顆粒之間的摩擦力減小,易于滑動,所以水庫地震的發(fā)生與水庫蓄水狀況有著十分密切的關(guān)系。
美國加利福尼亞州奧洛維爾是歷史上很少發(fā)生地震的地方。據(jù)記載,自1845年以來的100多年里,在其方圓40千米的范圍內(nèi),從來沒有發(fā)生過地震。但是,1968年9月以后,這里卻不斷地受到地震的騷擾。1975年8月1日還發(fā)生了一場5.7級的地震,使奧洛維爾城受到明顯破壞。
這個長期沒有地震的地方,為什么會頻繁遭到地震的襲擊呢?原來,這與建設(shè)水庫有關(guān)。20世紀(jì)60年代初,這里建造了一個庫容量為44億立方米的中型水庫,1967年開始蓄水。翌年9~12月,這里就開始接連不斷地發(fā)生一些小地震,三個月里共記錄到33次,平均每3天發(fā)生一次地震。起初因震級較小,沒有引起人們的足夠重視。1969年1月,當(dāng)蓄水量達(dá)到最大時,地震活動也明顯增強(qiáng)。最后,終于導(dǎo)致了1975年8月的總爆發(fā)。
由于建造水庫而引發(fā)地震的事例,在世界其他地方也有發(fā)生,據(jù)統(tǒng)計至少有50多例。其中最大的一次地震發(fā)生在印度柯依臘水庫蓄水5年之后,震級達(dá)6.5級。我國的新豐江水庫,在蓄水3年以后也引發(fā)了一場6.1級的地震。
一般認(rèn)為,水庫蓄水而引發(fā)地震主要有兩個方面原因。首先,與水庫所處的地質(zhì)環(huán)境有關(guān)。水庫通常都選擇在峽谷中,以利于筑壩攔水。而群山中的峽谷,則又常是斷層隱伏的地方。如果隱伏的地方是至今仍有一定活動性的斷層,那么這就為地震的孕育提供了先天的條件。其次,水庫建成蓄水以后,水庫底部的巖石所承受的壓力也逐漸增強(qiáng),打破了巖石本來的平衡狀態(tài);同時由于水庫里的水大量下滲,使巖石的裂隙之間或顆粒之間的摩擦力減小,易于滑動。水庫底部的巖層為了適應(yīng)水庫蓄水以后新的壓力狀態(tài),就不得不發(fā)生調(diào)整:小的滑動和調(diào)整,表現(xiàn)為小地震;規(guī)模大的滑動和調(diào)整,便表現(xiàn)為大地震。由于水庫地震與地下巖層的滑動調(diào)整有關(guān),所以水庫地震的發(fā)生與水庫蓄水狀況有著十分密切的關(guān)系。一般水庫地震都發(fā)生在水庫蓄水后,而且隨著水位的上升,其發(fā)生的頻率和強(qiáng)度也隨著增長;然后,再由強(qiáng)趨弱,可延續(xù)十幾年。根據(jù)觀察統(tǒng)計,那些發(fā)生過水庫大地震的地區(qū),后來再也沒有記錄到更大強(qiáng)度的地震。