等。
早期的水库诱发地震预测方法我们称之为“工程类比”法,即根据已发震水库的工程指标进行外推,例如:坝高、库容、蓄水深度、坝址基岩岩性等等。这些指标与诱发地震的机理没有什么关联,工程类比法把一座水库当作一个点来处理也不恰当。因为已经报道的水库诱发地震震例涵盖了各种工程规模,大到上千亿方库容,小到坝高 12m ,工程类比法滥用的结果就是“所有水库”都有可能诱发地震,而实际上我国已发震水库占工程总数(坝高 15m 以上)不到 0.3 %。这样的预测方法根本没有实用价值,现在已经没有多少人还相信了。
现行的水库诱发地震预测方法我们称之为“地震地质和工程地质类比”法,这种方法的依据是水库诱发地震的多成因理论。在分析已有水库地震发生的地点和强度与当地的地质条件的相关关系的基础上,总结出起主导作用的发震要素,即:组成库盆的岩体性质、断裂构造和水文地质条件。根据这些要素对预测水库进行工程地质分区,再根据不同成因类型水库地震的判据分别加以论证,提出预测意见。
总结我们这些年来对水库诱发地震评价所做出的贡献,主要不是成功预测了哪次地震,而是成功预测了哪里不会发震、哪里不会发生强烈地震。最让我们记忆深刻的事件是我们曾经信心满满地预测二滩水库会诱发 6.5 ~ 7.0 级构造型水库地震,并且坚持在现场连续进行了 12 年的监测,实际上却没有发现任何类型的水库诱发地震。
在常见的三种水库诱发地震类型中, 目前我们对预测岩溶塌陷型水库诱发地震的把握最大。简而言之,水库内并不是所有石灰岩分布区都有可能诱发塌陷型水库地震,我们可以区分出那些虽然有石灰岩、甚至有明显的溶洞但却不会诱发岩溶塌陷型水库地震的库段。而无法确定的是预测可能产生地震的库段是否真的会发生。
浅表应力卸荷型水库地震发生的不确定性最大,目前还没有发现有效的判别标志。某水库在勘探和施工时,钻孔中出现的饼状岩芯和岩爆现象非常多,但蓄水后却没有发生这类水库地震。
构造破裂型水库诱发地震的预测难度最大,由于可能发生 5 级以上地震而倍受重视。在已经做过前期预测的大型水利水电工程中,绝大部分都给出了可能诱发 5 ~ 5.5 级地震的预测意见。在已经建成得到验证的水库中,全部都没有发生构造型诱发地震。最有名的当属某国际知名专家曾预测小浪底水库下游 1km 处的断层可能诱发构造型地震,震级应按已发生的 4 个 6 级以上震例的平均值即 6¼ 级考虑。而实际上连更小的地震也没有发生。可以这么说,截至目前,人们对构造型水库地震的预测百分之百都不准确。
我们目前所能做的仍然是排除那些不可能诱发构造型水库地震的库段。对于那些可能发震的库段是否真的发生确实没有把握。
五、构造型水库地震是如何诱发的?
自从出现 6 级以上强烈水库地震以后,诱发地震问题引起了各个领域科学家们的热切关注。对水库地震成因的探讨一直是人们最感兴趣的课题,地质和地震专家认为,水库诱发地震的研究可能成为天然地震的预报的突破口。人们一度以为,水库诱发地震的成因机制问题比起天然地震的发震机理更容易得到验证,因而也更容易解决。曾有过许多假设的诱震理论和模型流行,最终都不了了之。至于像水的应力腐蚀作用、泥化、软化和润滑作用等等,仅适用于浅表应力卸荷型。目前还留下来的只有库水的重力荷载作用和孔隙压力作用受到公认。
库水的重力荷载作用是水库对地质环境最直观的影响。大部分人以为构造型水库地震是被库水的重量压出来的,这是误解。在我国,几乎所有水库震例的主震(或最大地震)都不是发生在水最深的库段,很多震例是在尚未达到正常蓄水位时发生的,达到正常蓄水位以后地震活动并没有再