水库诱发地震的机理分析
关于水库诱发地震的问题,决不是什么新话题。过去我们对这方面的争论之所以比较少,这主要是因为相对于大地震对水库的破坏性的不确定后果而言,我们对水库诱发地震的问题还是比较清楚的。无论是理论研究还是实际观测都说明:在原来没有构造地震的区域内,水库蓄水后诱发的地震仅仅是地应力的局部调整,地震的震级肯定是非常的低,一般都是人难以察觉的微震,不会造成任何伤害。如果水库蓄水的地区原来就是强地震区,有明显的地震断裂带存在,地球板块的缓慢运动使得原有的地应力积累就已经孕育着地震。在这种情况下,由于水库蓄水打破了原有的平衡,导致了地震的发生。这种地震的危害程度主要取决于原有的已经积蓄的地震能量。水坝蓄水可能只是引发或者说触发了地震,而不是造成地震。
根据科学的分析,断层地震爆发的原因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克服了断层之间的摩擦力。当断层的摩擦力越大时,需要克服摩擦力所积蓄的作用力就越大。这种情况下地震不容易发生。然而,一旦发生后地震的能量也就比较大。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,但同时地震发生后释放的能量也比较低。所以说决定地震爆发时能量强弱的关键,在于断层之间的摩擦力。
由于水库蓄水后将会加大地下渗流,水的侵润只能使原有的断层之间摩擦力降低。所以,水库引发的地震一般都可能会起到加快原有地震地区地震发生的作用。因此,水库蓄水的结果要么对原有的地震没有影响,要么提前释放了正在孕育中地震的能量。特别是后一种情况的出现,它会从客观上避免了更大地震的发生。从这一点上来看,水库蓄水触发了较大的地震,其实是具有减小该地区原有地震地区的震级的作用的好事情。因为,水库的蓄水降低了断层之间的摩擦力,使地震的能量提前、分散的释放,有利于减小地震的破坏程度。正因为此,世界上所有记录到的由水库触发的地震,震级都比较低,6级以上的水库诱发地震只有4次,最高的也只有6.5级。
其实,范晓先生自己也是深知这一机理的。范晓的文章中自己也提到“据国内外的研究,目前能认识的水库诱发地震的主要原因,是因为水库蓄水对于库区岩层新增的外在压力以及库水沿断层向下渗透,打破了原有的地应力平衡状态,并降低了断层面的摩擦系