旋風切削
[拼音]:shuiku dizhen
[英文]:reservoir induced earthquake
水庫蓄水引起庫區及其鄰近地區原有地震活動產生變化的現象。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。
20世紀30年代,希臘馬拉松水庫和阿爾及利亞瓦迪富達湖水庫曾發生水庫地震,因震級低、無破壞,當時未引起重視。60年代,中國新豐江水電站水庫、尚比亞和辛巴威的卡里巴水電站水庫、希臘克瑞瑪斯塔水庫及印度戈伊納水庫等相繼發生6級以上強震,造成水工建築物破壞、庫岸滑塌、房屋倒毀、居民傷亡等直接和次生災害後,才引起各方面關注和研究。按概略統計,世界各國報道的水庫地震總計近 120例(得到較多學者承認的70~80例),發震機率約為已建水庫的1‰。但高壩大庫(壩高大於100m,庫容超過10億m3)的發震機率約佔10%,這與大水庫面積大、可跨越不同構造單元、接觸多種巖性區、遇到的不利地質條件組合較多有關,故需認真對待。
特點
分析已有震例表明:
(1)水庫地震與庫壩區巖性、地質構造、水文地質條件及水文、氣象等因素的相關性密切;
(2)各類岩石中,以碳酸鹽巖區的發震機率較高,岩漿岩區的震級較高,而在第四紀沉積地層中還未發現;
(3)有較寬的斷裂或較強的岩溶透水帶,庫水能滲向深處的較易發生;
(4)震中分佈在庫內或距庫邊不遠處,常密集在一定範圍內或成帶分佈;
(5)地震強度多屬微、弱震,中強震較少,強震只有4例。
型別
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。據已觀測到的例項,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、義大利皮亞韋-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蘊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,而庫水下降時引起區域性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、多發的震群型地震,沒有明顯的前震和餘震。
預報
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型別,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。