水庫地震

在原來沒有或很少地震的地方，由於水庫蓄水引發的地震稱水庫地震。水庫地震大都發生在地質構造相對活動區，且均與斷陷盆地及近期活動斷層有關。水庫蓄水是引起巖體中應力集中和能量釋放而產生地震的直接原因。水體荷載產生的壓應力和剪應力破壞地殼應力平衡，引起斷層錯動，產生地震。水庫地震一般是在水庫蓄水達一定時間後發生，多分佈在水庫下游或水庫區，有時在大壩附近。發生的趨勢是最初地震小而少，以後逐漸增多，強度加大，出現大震，然後再逐漸減弱。

水庫地震可分為三種情況：

①蓄水前沒有歷史地震記載，蓄水後出現明顯的地震活動；

②蓄水後發生的地震震級和頻度高於歷史地震；

③蓄水後地震的震級低於蓄水前的震級。前兩種常發生在弱震區或無震區，又稱水庫誘發地震。後一種常出現於多震區或強震區。

水庫誘發地震具有如下特點：水庫地震的震中僅分佈在水庫及其周圍，一般位於水庫及附近 5km圍內，震源深度大多在5km內，少有超過10km；主震發震時間與水庫蓄水過程密切相關；水庫誘發地震的頻度和強度隨時間的延長呈明顯的下降趨勢；水庫誘發地震以弱震和微震為主；水庫地震震源較淺。

可分為構造型、岩溶型、滑坡崩塌型、凍裂型及混合型等。其中以構造型水庫地震的強度較高，岩溶型水庫地震較為常見。

構造型水庫地震 　可能因巖體強度大，又積累了較高的應變能，當庫水沿斷裂帶向深部集中滲透，促使破裂面強度降低，造成能量急劇釋放而誘發地震。發震條件主要是：①有區域性或地區性斷裂帶通過庫壩區；②斷層在上更新世以來有明顯的構造活動；③沿斷裂帶有地震活動的記載；④斷裂帶有一定規模和導水能力，庫水能滲向深部等。據已觀測到的實例，這類地震的特點是：①震中位於斷裂帶附近;②震源深度一般3～5km,深的約8km；③震級較高，已發生的最強為6.5級；④蓄水深度或水壓力大小與發震的相關性不明顯。

構造型水庫地震引起的地震活動變化多使地震增強，但修建在多震區、強震區或曾發生破壞性地震地區的水庫，如美國格蘭峽水庫、佛萊明峽水庫、日本黑部第四水庫、意大利皮亞韋－卡多雷水庫、南斯拉夫格蘭察雷沃水庫等，都是蓄水後微、弱震明顯增加，而中強震很少。對此，有些學者認為是庫水引起巖體中藴集的應變能提前釋放，才使原有地震活動性減弱。

岩溶型水庫地震 　可能因庫水位上升，迅速淹沒某些岩溶管道系統，造成被圍堵的水和氣體在其中衝擊振盪，而庫水下降時引起局部岩溶塌陷和氣爆活動，並伴生地震。發震條件主要是：①庫壩區及其附近有大面積的碳酸鹽巖分佈，特別是未變質的質純、厚層塊狀灰巖；②岩溶發育，有管道系統，蓄水前已有天然岩溶塌陷和誘發地震的記載。這類地震的特點是：①震中常位於岩溶發育的峽谷河段，無明顯遷移現象；②庫水位與發震的相關性密切，發震時間滯後於庫水位到達某一庫水位的時間短；③震級較低，大多在4級以下；④震源深度淺，深的一般只1～2km;⑤常為單發、多發的震羣型地震,沒有明顯的前震和餘震。

人類工程活動如注水和修建水庫等均可誘發地震。構造型誘發地震的內因是巖體貯存了構造能，水庫蓄水後可能導致構造應力提前釋放，從而誘發了地震。還有一類是水庫蓄水後庫水壓入溶洞引起塌陷和氣爆，對水體較集中的水庫還可能引起區域荷載重新調整導致岩石滑移而誘發的地震。上述幾類地震均稱為水庫誘發地震，大橋水庫是否會誘發水庫地震一直是工程界和地震界關注的問題。

水庫蓄水以後由於局部地殼受力狀態的改變，確實會引起一些地震的發生。水庫誘發地震分為兩種情況，一種是在原本沒有地震斷裂帶的地區，由於水壩的建設以後形成水庫，水庫蓄水改變了原來的地應力分佈，從而產生了局部的地震。這種情況比較普遍，但是，由於水庫增加的水體重量，通常是均勻的分佈在一塊較大的面積之上。而且，由於水庫周圍原有山體的比重肯定是高於水體，所以，水庫蓄水後對地殼造成的壓力變化，一定是屬於消除應力集中改善地球表面受力的情況。因此，水庫蓄水引發的微震，不僅不可能造成較大的地震，而且總體上應該是屬於有利於地殼均勻受力的調整。世界上絕大多數的水庫建成後的實際觀測也説明，僅僅由水庫蓄水引發的地應力改變所產生的地震，一般都非常微弱，大多數都是人們難以察覺的微震。不會對當地居民的生產生活造成威脅。

另一種情況是由於水庫蓄水地區域原來就是地震區，有明顯的地震斷裂帶存在。原有的地應力積累就已經孕育着地震的發生，由於水庫蓄水打破了原有的受力平衡，導致了原有地震的延遲或者提前發生。這種情況下發生的地震，其危害和破壞程度主要取決於原有的地震能量。水庫蓄水只是引發或者説誘發了地震，而不是造成地震。

進一步的詳細分析可知，按工程地質條件來分類，水庫誘發地震具有不同的成因類型，主要有岩溶塌陷型和斷層破裂型。岩溶塌陷型水庫誘發地震最常見，不過多為弱震或中強震，破壞性不大。斷層破裂型水庫誘發地震發生的概率雖然較低，但有可能誘發中強震或強震。是我們必須重視的水庫誘發地震問題。

斷層地震的產生機理主要在於，地應力的積累、變化使斷層產生了突然的破裂或者錯動。而斷層地震的發生條件就在於不同方向的地應力的合力克服了斷層之間的摩擦力。當斷層間的摩擦力越大時，需要克服摩擦力的作用力就越大。這種情況下需要地應力的變化積蓄更長的時間、更多的能量，所以，短時間內地震不容易發生，然而，一旦發生後地震釋放的能量也就比較大。相反，如果斷層之間的摩擦力越小，需要克服摩擦力的地震作用力就越小，越容易產生地震，同時地震發生後釋放的能量也比較低。所以説，決定斷層地震爆發時能量強弱的關鍵在於斷層之間的摩擦力。從這一點上看，由於水庫蓄水後將會加大地下滲流，水的侵潤一般只能使原有的斷層之間摩擦力降低。所以，水庫蓄水通常會伴隨出現加速原有地震地區斷層地震發生的現象，不過這也同時還有提前釋放地應力所積蓄的能量，減小原有地震地區的震級的作用。

水庫蓄水能促發地震、減小強震，這也許就是世界上雖然已經建有幾十萬座水壩，雖然水庫誘發地震現象非常普遍（根據國外資料記載，有的水庫蓄水後，曾經觀測到成千上萬次的微小地震），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為地震造成的垮壩事故。

只有在中國廣東省的新豐江和印度的柯依那兩座水庫發生的地震，曾經對大壩造成過輕微的損害，必須要進行工程修復。多年的實際觀測和研究已經使很多學者逐漸認識到，即便是在地震高發區修建的水庫也並非就一定是壞事，在很多情況下水庫誘發的地震，有助於該地區地震能量的提前釋放，對於減小地震災害的破壞性還有一定的積極作用。

當然，這也絕不是説“水庫誘發地震就都是好事”。不過，由於世界上經常發生地震的區域很多，相對於其它非地震地區來説，地震確實會增加人類生存的不安全程度。但是，地球的土地資源是有限的，巨大的人口壓力，使我們人類根本不可能做到，凡是有地震的區域我們就要躲避開的條件。因此，在很多情況下，我們不得不冒着地震的風險，在地震區域內生存、發展、建設。中國的唐山、日本的東京、美國的洛杉磯都是強地震區域，但是至今人們照樣還要在那裏生活，照樣還要建設高樓大廈。所以，面對地震的威脅，人類不能簡單的選擇逃避，只能以科學的態度對待它，只能利用現有的科學技術手段，儘可能的減少地震所造成的危害。

地震對大型水壩、水電站的安全性的影響，一直是水庫水壩建設最關注的問題之一。作為世界上水電資源最豐富的國家，水壩的抗震是我們非常重要的研究領域。中國已經制訂出了一系列的水壩工程抗震設計規範，每個大型水壩工程的修建都必須達到這方面的技術標準。另一方面，我們公眾對於地震對大壩安全性的影響，也不必過分的擔心。就人類現有對地震的研究水平來看，人們總能夠通過已有的地震資料分析和地質勘探，讓準備修建的水庫壩址，避開強烈的地震的斷裂帶。同時，通過對壩址的地基處理和壩型選擇，也可以大大降低地震對大壩工程的危害。

前人研究指出，水庫誘發地震有兩種重要的類型：快速響應型和滯後響應型。快速響應型水庫誘發地震與水庫水位變化密切相關。有的水庫蓄水後，很快發生地震，即屬快速響應型。快速響應型地震的成因之一是岩溶塌陷或氣爆，多發生於溶洞發育的石灰岩庫段。水庫荷載引發的地震也屬快速響應範疇。另一類型地震則要在開始蓄水相當長一段時間後才發生。其 滯後時間長短各不相同，一般為數月到數年不等。滯後響應型水庫地震釋放構造能，它的發生與庫水沿斷層滲透、斷層面摩擦係數降低和岩石抗剪強度降低有關。因此，這一類型地震的強度與水庫水位的變化的關係不明顯。構造型誘發地震的強度主要取決於發生地震的構造貯能，與蓄水時間的長短無關。破壞性大的水庫誘發地震多為滯後型地震。

水庫地震與水庫的作用有關，當然也與一定的構造和地層條件有關，而水的作用只是一種誘發因素。廣東河源新豐江水庫，從1959年蓄水後，在水庫區周圍地震頻度慢慢增加，於1962年3月19日發生了一次6.4級地震,震中強烈度達到了8級,是已知最大水庫地震之一。到1972年為止，該區共記錄了近26W次地震，又如著名的埃及阿斯旺水庫，壩高110M，庫容量達165億立方米，1960年正式開工，1964年開始蓄水截流，1968年正式投入運行。此地區在修建水庫前歷史上無地震記錄，從1980年起出現小震、微震，於1981年11月在壩址西南60KM庫區發生了5.6級地震：於1982年同一地點又發生了5級和4.6級地震。

此外，因深井注水、地下抽水等也可觸發地震。如美國科羅拉多洲有一座落基山軍工廠，為處理廢水鑿了一口3614M的深井，用高壓注水於地下，於1962年發生地震。以後停止注水，地震活動減弱；恢復注水，地震又有所增加，上述地震，特別是水庫地震的成因引起人們極大關注，一般認為，在一定的有利於地震的地質構造條件水庫蓄水可誘發地震。除去人為因素誘發地震外，有些自然因素陣如太陽黑子活動期，陰曆的朔、既望，也容易誘發地震。

在我國，另有一種地震學説“震電説”認為，地層內部固態岩層與液態熔岩的交界面附近存在“温差電場”，水庫蓄水後，有部分水滲入岩層，導致地下電場劇烈放電，產生地下雷暴，發生地震。此學説列舉的客觀證據與理論十分相符。

據統計，全世界已建水庫約有11000多座。但已誘發水庫地震的僅91座，其中誘發破壞性水庫地震的更少，共18座。國高坍大庫中誘發了水庫地震的約佔25%,·特別是近幾年蓄水的高壩大庫，4座中已有兩座發生水庫地震，比例數達50%，而一般中小型水庫誘發地震的為數極少。壩高、庫容大的水庫在建壩前的工程地質調查中，應研究水庫誘發地震產生的可能性。

世界上已有一些國家的水庫蓄水後發生地震，1967年12月11日，印度戈伊納水庫發生地震。這次地震是迄今已知的水庫地震中最大的一次，震級為6.5級。它發生於比較穩定的德干高原地區內。主震的震中位置在大壩南3公里。戈伊納水庫壩高103米，1962年開始蓄水，蓄水後至今發生了約450次地震。

中國已建成9萬餘座水庫，其中已發現十多個水庫蓄水後發生地震，即廣東新豐江、湖北丹江口和前進、湖南南沖和黃石、浙江新安江和湖南鎮、安徽的佛子嶺、江西的柘林、遼寧的參窩水庫等。其中1962年3月19日，廣東新豐江水庫發生的一次6.4級地震，是迄今記錄的最大的水庫地震。

判斷水庫地震的可能性和預測其發震地點和強度，現階段主要依據地震地質背景，從已有震例中歸納出某些共同特點,進行類比分析,做出粗略的估計。對高壩大庫，一般在區域地質、水文地質、構造穩定和歷史地震調查研究的基礎上，提出可能產生水庫地震的庫段和類型，並按能量積聚理論，預測潛在震源區可能發生的地震強度，結合該區地震基本烈度，評價對大壩及附近岸坡、庫區城鎮或居民點的影響程度。由於震例有限和地質條件的複雜，截至80年代末，國內外對水庫地震的形成機理、發生發展過程，還沒有成熟認識，尚處在探索階段。

2009年9月，中國水利水電科學研究院、中國工程院院士陳厚羣在三峽工程社會生態環境效應研討會上稱，汶川大地震後，水庫地震問題被國內外各界人士所關注，有説法稱汶川地震跟三峽工程有關，這是誤傳。

陳厚羣表示，第一，根據長期詳盡的勘察論證，三峽工程所在區域地質構造格局清晰，具有較高穩定程度的區域地質構造環境，壩址所在的黃陵地塊無孕育中強震的發震構造，且地震活動水平不高、強度小、頻率低。同時，三峽大壩有限元動力分析及振動台動力模型試驗研究的結果表明，三峽大壩的抗震性能也是相當好的。

“第二，汶川地震位於龍門山斷裂帶，屬於青藏地震區、龍門山地震帶，而三峽工程庫區屬於華南地震區、長江中游地震帶，龍門山斷裂帶和三峽工程庫區兩者在區域構造上並無聯繫。”陳厚羣説，汶川地震震中距三峽水庫的庫尾重慶市300千米以上，距壩址更是超過了700千米，“三峽庫區有厚度大的隔水岩層，封閉條件好，庫水不可能滲透到幾百公里以外遠處。”

陳厚羣稱，無論從地震發生的序列類型、震源深度，還是斷層破裂類型等方面比較，汶川地震都有別於水庫地震，“因此，三峽工程的蓄水不具有觸發汶川大地震的條件，汶川大地震也不具備水庫觸發地震的特徵，三峽水庫蓄水與汶川地震毫無關係。”

汶川特大地震已經過去一年了，對這次地震的成因已經有許多科學家進行了較深入的研究，認為是印度大陸板塊向北漂移並和歐亞大陸板塊碰撞擠壓，地殼沿着龍門山斷裂帶逆衝而發生強烈地震。然而，還有一些聲音總是把這次地震的發生歸咎於西南地區的水電建設。那麼，水電建設形成的水庫到底能誘發多大的地震呢？誘發地震的危害很大嗎？

水庫誘發地震一般是指由於水庫蓄水或水位變化而引發的地震現象。世界上記錄到的第一例水庫誘發地震是希臘的馬拉松水庫。據不完全統計，全世界壩高大於15m的水庫大約有3萬多座，發生水庫誘發地震約有120例（分佈在29個國家）；我國壩高大於15m的水庫約有19000多座，產生誘發地震僅22例（包括有爭議的8座），約佔0.1%，誘發地震的比例極小。全球範圍內大於M6.0級的水庫誘發地震共有4起，大於5.0級的有12起，其餘震級均較小。

從確認的水庫誘發地震震例分析，其有如下特點：第一，發震時間與水庫蓄水密切相關，70%左右發生在蓄水後1年內；第二，震中大多分佈在水庫及其附近，且相對密集在一定的範圍之內；第三，震源深度一般很淺，多數在幾km範圍內，使得水庫地震的震中烈度一般均較同震級天然地震高；第四，震級多為弱震～微震，只有個別震級較高，其中新豐江水庫是世界上第一個發生6.0級以上地震的水庫；第五，發生水庫地震可能性較大的多為高壩大庫（如壩高超過100m，庫容超過5億m3），一般水庫發生水庫地震的可能性較小。鑑於上述種種特徵，水庫誘發地震影響到壩址的地震烈度絕大多數均小於壩址的地震基本烈度，更小於大壩的抗震設防烈度，對水電水利工程本身幾乎構不成威脅，全世界範圍內至今沒有一起因為地震造成的垮壩事故發生。

對水庫誘發地震成因機理的研究仍處於資料積累和理論探索階段。水庫誘發地震有時也稱為水庫觸發地震，兩者在引發地震成因機制上有所不同。前者認為水庫周圍的原始地殼應力不一定處於破壞的臨界狀態，水庫蓄水或水位變化後使原來處於穩定狀態的結構面失穩而發生地震。後者認為水庫周圍的地殼應力已處於破壞的臨界狀態，水庫蓄水或水位變化後使原來處於破壞臨界狀態的結構面失穩而發生地震。根據庫區地質條件和成因，水庫誘發地震可分為岩溶塌陷或氣爆型、地表卸荷型（又稱裂隙型）和構造型等（夏其發，2000）。我國大多數水庫誘發地震為岩溶塌陷或氣爆型，少量地表卸荷型，震級一般不會超過4級。從成因機理上分析，岩溶塌陷或氣爆型、地表卸荷型更符合水庫誘發地震特徵，可能是水庫蓄水後庫水壓入溶洞引起塌陷和氣爆，對水體較集中的水庫還可能引起區域荷載重新調整導致岩石滑移而誘發地震。構造型水庫誘發地震發生的概率較低，震級往往較高，但也不超過6.5級。一般認為構造型水庫誘發地震的內因是巖體貯存了構造能，水庫蓄水後庫水沿斷層滲透，使得斷層面摩擦係數降低和岩石抗剪強度降低，可能導致構造應力提前釋放，從而誘發了地震，這就是有些專家喜歡用“水庫觸發地震”的原因，然而地殼十幾km深處處於高温高壓狀態，庫水是不可能影響這麼深的。但對於像汶川8級地震這樣，破裂長度達300km，震源深十幾km的特大地震而言，顯然與水庫誘發地震無關，而且汶川地震破裂規模遠大於庫區範圍，汶川地震屬於天然構造地震是無庸置疑的。

儘管水庫發生誘發地震的概率很小，其危害性也較小，但對其成因機理認識還不是很清楚，因此對水庫誘發地震的危險性評價仍是水利水電工程安全性評價的重要部分。主要是對水庫誘發地震的可能性、可能的發震庫段和最大震級進行分析預測。一般採用的預測方法有定性評價方法或概率評價方法兩種。定性方法是根據庫區的河谷地貌形態、構造部位、巖性條件、滲透條件和地震活動背景等條件，將庫區分為水庫誘發地震可能性較大、可能性較小和不易誘發地震庫段；根據水庫條件類比、歷史地震或誘發地震斷層的長度計算水庫誘發地震的最大震級。概率方法是收集國內外水庫誘地地震的震例，並隨機選取一定數量未發生水庫誘發地震的工程實例組成樣本集，確定水庫誘發地震的誘震因素，包括庫深、巖性組合或巖體結構類型、構造應力環境或地應力狀態、斷層活動性等，劃分誘震因素的不同狀態，統計其發生概率，進而分析被評價水庫可能誘發地震各庫段不同震級的地震概率。

我國十分重視水庫誘發地震的成因機制研究、分析預測評價和地震台網監測工作。從《地震監測管理條例》（國務院令第409號）等國家法律法規，到《水力發電工程地質勘察規範》（GB50287-2006）等水利水電行業標準對水庫誘發地震工作均有明確要求。深入研究水庫誘發地震的成因機理，首要的基礎工作是對可能的水庫誘發地震進行監測。水電開發的行業主管部門和開發業主都本着對國家和人民負責的態度、科學的精神，會同我國地震主管部門，進行水庫誘發地震的研究和監測工作。我國已建成的或正在建設的大型水庫幾乎均毫無例外地建有水庫誘發地震監測預測系統，有效地監測水庫誘發地震的發生，為保障國家和人民生命財產的安全而服務。

^[1] 

廣東省地震局副局長梁幹介紹，截止今天上午9點，這次地震的餘震已經到了51次，最大的餘震是2.6級。接到現場調查人員發來的信息顯示，截止目前沒有人員傷亡和財產損失。另外，網上有網友傳三天之內廣州會有地震，梁幹表示廣州不會發生地震，呼籲網友不要輕信謠言，要上地震局官方網站了解真實情況。

本次地震震級不高，烈度在6度左右。地震發生在水庫庫區裏面，屬於水庫地震。與當地的地質構造沒有關係。1962年6.2級地震發生以後，庫區4級以上的地震一共發生了44次。

梁幹表示，河源新豐江水庫自1962年的主震發生以後，我們採取了措施，對大壩進行了抗震加固。新豐江水庫的抗震測防烈度已經達到了9度。4.8級這樣的小地震，對大壩不會產生任何影響。水庫地震的特點是，發生主震之後都會發生餘震。但餘震的特點是隨着時間的推移，它的震級（也就是能量）會慢慢衰減。所以餘震會持續幾天，但都不會大。省地震局的專家們已經舉行緊急會商，按照我們的資料判定，不會發生更大的地震。據悉，上一次是1999年，發生4.5級地震。

廣東在建所有特大水庫的時候，都要開展地質安全評估工作。經過合適的庫址選擇以後，才會新建水庫。從目前來看，廣東現有的水庫除了新豐江水庫有誘發地震的現象，其它水庫都沒有。

從大的環境上來看，廣東處在東南沿海地震帶上。東南沿海地震帶在歷史上發生過7級以上地震。離我們最近的是1918年，汕頭南澳發生了7.3級地震，建國以後除了新豐江水庫1962年發生過6.1級地震，1969年在陽江發生過6.4級的地震。1994年12月30日和1995年的1月10日，在北部灣又發生了6.1級和6.2級地震。

作為公民，要接受一些地震應急自救、互救的知識，在地震發生時採取正確的行動。作為城市，要做一些應急的預案。廣東全省各市，都在做避難場所的規劃，這些都是準備措施的有效手段。有了這些避難場所，作為居民應該關注這些避難場所所在的位置。平時注意觀察，一旦需要用的時候知道往哪裏走。廣州市各區都陸續按照地震避難場所的規劃做了避難場所，都設置了一些標誌。希望大家通過這次地震去關注這些標誌，提高我們自身防震的能力。

^[2] 

大洋網訊(廣州日報記者曾煥陽、秦仲陽)據廣東省地震局的歷史資料記載，1962年3月19日，河源市新豐江水庫地區曾發生6.1級地震。此後幾十年，陸續發生過5級以上地震6次、4級以上地震44次。

1962年3月19日4時18分53秒在河源新豐江水庫大壩下游僅約1公里(北緯23°43ˊ，東經114°40ˊ)處發生6.1級地震。這次地震的震中烈度為Ⅷ度，震源深度約5公里，在極震區造成了人員傷亡和房屋倒塌，距河源城鎮5公里的雙下村、三台山、亞婆山之間的新豐江沿岸一帶，房屋毀壞90餘間，嚴重迸裂的1500餘間，佔總數60－70℅，其餘房屋均遭受損失，無一完好者，鋼盤混凝土建築物及新式房屋也多裂縫。

河源城鎮各新式樓房及平房均遭破壞，間有牆迸裂，局部倒塌，計倒塌房1200餘間，嚴重破壞2400間，損壞7000餘間，此三項佔總數70℅，並出現地裂縫、噴水冒沙，小型山崩，孤石滾動等自然破壞現象。離震中約200公里的廣州和100公里的龍川縣也遭受到不同程度的破壞，最遠有感距離達570千米，包括福建的東山、雲霄、武平、上坑，江西的大餘、信豐、安遠等地，等震線長軸呈北東東走向。

另據瞭解，河源市新豐江水庫於1959年10月20日蓄水一個月後，開始出現地震活動，隨着庫區水位迅速上升，地震活動相應加強。當水位首次接近滿庫峯高達110.5米時，遂於1962年3月19日04時18分53秒誘發6.1級地震。該次地震滯後第一次高水位半年，震源深度5公里，展中在大壩附近1公里處。當時震聲雷鳴，屋搖地動，強烈地震造成數千間房屋損毀，死傷85人。新豐江水庫附屬工程的水電廠廠房及高壓變電站也遭受較嚴重的破壞，不能運營。最為典型的是河源縣城皮革廠門前一對分別為3500公斤重的石獅相對底座反時針扭轉了11度。

^[3]