水库地震的成因分析
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发布时间：2022-04-28 18:03
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时间：2022-06-22 18:26
人类工程活动如注水和修建水库等均可诱发地震。构造型诱发地震的内因是岩体贮存了构造能，水库蓄水后可能导致构造应力提前释放，从而诱发了地震。还有一类是水库蓄水后库水压入溶洞引起塌陷和气爆，对水体较集中的水库还可能引起区域荷载重新调整导致岩石滑移而诱发的地震。上述几类地震均称为水库诱发地震，大桥水库是否会诱发水库地震一直是工程界和地震界关注的问题。
水库蓄水以后由于局部地壳受力状态的改变，确实会引起一些地震的发生。水库诱发地震分为两种情况，一种是在原本没有地震断裂带的地区，由于水坝的建设以后形成水库，水库蓄水改变了原来的地应力分布，从而产生了局部的地震。这种情况比较普遍，但是，由于水库增加的水体重量，通常是均匀的分布在一块较大的面积之上。而且，由于水库周围原有山体的比重肯定是高于水体，所以，水库蓄水后对地壳造成的压力变化，一定是属于消除应力集中改善地球表面受力的情况。因此，水库蓄水引发的微震，不仅不可能造成较大的地震，而且总体上应该是属于有利于地壳均匀受力的调整。世界上绝大多数的水库建成后的实际观测也说明，仅仅由水库蓄水引发的地应力改变所产生的地震，一般都非常微弱，大多数都是人们难以察觉的微震。不会对当地居民的生产生活造成威胁。
另一种情况是由于水库蓄水地区域原来就是地震区，有明显的地震断裂带存在。原有的地应力积累就已经孕育着地震的发生，由于水库蓄水打破了原有的受力平衡，导致了原有地震的延迟或者提前发生。这种情况下发生的地震，其危害和破坏程度主要取决于原有的地震能量。水库蓄水只是引发或者说诱发了地震，而不是造成地震。
进一步的详细分析可知，按工程地质条件来分类，水库诱发地震具有不同的成因类型，主要有岩溶塌陷型和断层破裂型。岩溶塌陷型水库诱发地震最常见，不过多为弱震或中强震，破坏性不大。断层破裂型水库诱发地震发生的概率虽然较低，但有可能诱发中强震或强震。是我们必须重视的水库诱发地震问题。
断层地震的产生机理主要在于，地应力的积累、变化使断层产生了突然的破裂或者错动。而断层地震的发生条件就在于不同方向的地应力的合力克服了断层之间的摩擦力。当断层间的摩擦力越大时，需要克服摩擦力的作用力就越大。这种情况下需要地应力的变化积蓄更长的时间、更多的能量，所以，短时间内地震不容易发生，然而，一旦发生后地震释放的能量也就比较大。相反，如果断层之间的摩擦力越小，需要克服摩擦力的地震作用力就越小，越容易产生地震，同时地震发生后释放的能量也比较低。所以说，决定断层地震爆发时能量强弱的关键在于断层之间的摩擦力。从这一点上看，由于水库蓄水后将会加大地下渗流，水的侵润一般只能使原有的断层之间摩擦力降低。所以，水库蓄水通常会伴随出现加速原有地震地区断层地震发生的现象，不过这也同时还有提前释放地应力所积蓄的能量，减小原有地震地区的震级的作用。
水库蓄水能促发地震、减小强震，这也许就是世界上虽然已经建有几十万座水坝，虽然水库诱发地震现象非常普遍（根据国外资料记载，有的水库蓄水后，曾经观测到成千上万次的微小地震），但是，大都是危害性不大的微震和弱震。至今全世界尚未有一起因为地震造成的垮坝事故。
只有在中国广东省的新丰江和印度的柯依那两座水库发生的地震，曾经对大坝造成过轻微的损害，必须要进行工程修复。多年的实际观测和研究已经使很多学者逐渐认识到，即便是在地震高发区修建的水库也并非就一定是坏事，在很多情况下水库诱发的地震，有助于该地区地震能量的提前释放，对于减小地震灾害的破坏性还有一定的积极作用。
当然，这也绝不是说“水库诱发地震就都是好事”。不过，由于世界上经常发生地震的区域很多，相对于其它非地震地区来说，地震确实会增加人类生存的不安全程度。但是，地球的土地资源是有限的，巨大的人口压力，使我们人类根本不可能做到，凡是有地震的区域我们就要躲避开的条件。因此，在很多情况下，我们不得不冒着地震的风险，在地震区域内生存、发展、建设。中国的唐山、日本的东京、美国的洛杉矶都是强地震区域，但是至今人们照样还要在那里生活，照样还要建设高楼大厦。所以，面对地震的威胁，人类不能简单的选择逃避，只能以科学的态度对待它，只能利用现有的科学技术手段，尽可能的减少地震所造成的危害。
地震对大型水坝、水电站的安全性的影响，一直是水库水坝建设最关注的问题之一。作为世界上水电资源最丰富的国家，水坝的抗震是我们非常重要的研究领域。中国已经制订出了一系列的水坝工程抗震设计规范，每个大型水坝工程的修建都必须达到这方面的技术标准。另一方面，我们公众对于地震对大坝安全性的影响，也不必过分的担心。就人类现有对地震的研究水平来看，人们总能够通过已有的地震资料分析和地质勘探，让准备修建的水库坝址，避开强烈的地震的断裂带。同时，通过对坝址的地基处理和坝型选择，也可以大大降低地震对大坝工程的危害。
前人研究指出，水库诱发地震有两种重要的类型：快速响应型和滞后响应型。快速响应型水库诱发地震与水库水位变化密切相关。有的水库蓄水后，很快发生地震，即属快速响应型。快速响应型地震的成因之一是岩溶塌陷或气爆，多发生于溶洞发育的石灰岩库段。水库荷载引发的地震也属快速响应范畴。另一类型地震则要在开始蓄水相当长一段时间后才发生。其 滞后时间长短各不相同，一般为数月到数年不等。滞后响应型水库地震释放构造能，它的发生与库水沿断层渗透、断层面摩擦系数降低和岩石抗剪强度降低有关。因此，这一类型地震的强度与水库水位的变化的关系不明显。构造型诱发地震的强度主要取决于发生地震的构造贮能，与蓄水时间的长短无关。破坏性大的水库诱发地震多为滞后型地震。
水库地震与水库的作用有关，当然也与一定的构造和地层条件有关，而水的作用只是一种诱发因素。广东河源新丰江水库，从1959年蓄水后，在水库区周围地震频度慢慢增加，于1962年3月19日发生了一次6.4级地震,震中强烈度达到了8级,是已知最大水库地震之一。到1972年为止，该区共记录了近26W次地震，又如著名的埃及阿斯旺水库，坝高110M，库容量达165亿立方米，1960年正式开工，1964年开始蓄水截流，1968年正式投入运行。此地区在修建水库前历史上无地震记录，从1980年起出现小震、微震，于1981年11月在坝址西南60KM库区发生了5.6级地震：于1982年同一地点又发生了5级和4.6级地震。
此外，因深井注水、地下抽水等也可触发地震。如美国科罗拉多洲有一座落基山军工厂，为处理废水凿了一口3614M的深井，用高压注水于地下，于1962年发生地震。以后停止注水，地震活动减弱；恢复注水，地震又有所增加，上述地震，特别是水库地震的成因引起人们极大关注，一般认为，在一定的有利于地震的地质构造条件水库蓄水可诱发地震。除去人为因素诱发地震外，有些自然因素阵如太阳黑子活动期，阴历的朔、既望，也容易诱发地震。
在我国，另有一种地震学说“震电说”认为，地层内部固态岩层与液态熔岩的交界面附近存在“温差电场”，水库蓄水后，有部分水渗入岩层，导致地下电场剧烈放电，产生地下雷暴，发生地震。此学说列举的客观证据与理论十分相符。
