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水库诱发地震的危害在中国到底有多大?

媒体:原创  作者:灞上人家
发布:灞上人家 2015/4/29 13:29:24

是三峡水库诱发汶川地震雅安余震

——水库诱发地震的危害在中国到底有多大?

王维洛

2013-05-06

    近日网上传出最近发生在中国四川的雅安地震和五年前汶川大地震一样,与长江三峡筑坝蓄水有密切关系。尽管中国地震局的专家否认了这一说法,但仍有大陆学者包括美国地质勘探局专家认为此次的雅安地震应该属于汶川大地震后续的余震。

    对于这种争议,有中国媒体质疑:面对水库林立的中国,水库诱发地震的风险到底有多大?这种风险又意味着什么?记者就此采访了旅居德国的著名学者、水利环保和生态学专家王维洛博士。王维路博士从专业的角度上分析了水库诱发地震的危害在中国到底有多严重。下面就请看记者对王维洛博士的采访报道。

    记者:王博士,您好!“中国地震局”的专家说雅安地震是一次独立的地震。原因是:水库地震震源通常只有三到五公里,而且一般不会发生在地震活跃带上;另外水库地震的震度通常不大,历史上最大的水库地震是1967年在印度,规模只有6.7级。很多中国民众对此有疑问,就觉得中国随着水库的增加,地震也有增加的趋势,但又不清楚到底两者之间有什么样的关系。请您从专业的角度谈谈这个问题,好吗?

    王维洛:科技界很注重定义,什么叫“水库诱发地震”。那我们必须历史地来看水库诱发地震这个概念的出现是什么。

    在二十世纪三十年代之前,科技界的人认为,水库不可能诱发地震,更不可能诱发超过五级以上的地震。他们认为最大的可能,就是水库由于蓄水,水的重量压到库底下的岩石发生破裂而引起小的地震。比方说,如果库底有石灰岩洞的话,那么水的重量压在库底的石灰岩上,引起石灰岩洞坍塌而引发地震。这是当时对水库诱发地震的认识。

    美国在二十世纪三十年代造了用混凝土水泥大坝的高度超过了100米以后,它就引起了地震,震级达到了五级。这就打破了当时所谓的科学界对水库诱发地震的认识,科学界就开始修正他们的这个定义。他们在往回看的时候,就发现前面还有一次地震,也是在水库附近的地区发生的,也达到了五级。当时认为是水库不能诱发五级以上地震,所以把它排除在外,这次又把它拿回来了。这就是水库诱发的地震。但是,水库诱发地震的机理还是不清楚。科技界修正认识,认为水库可能引发五级以上的地震,但是绝对不可能诱发六级以上的地震。这个是从二十世纪四十年代以后对水库诱发地震概念的修正。

    那么,这二十世纪四十年代以后,美国高坝的出现,新技术的引进,引起了在世界范围内,特别是工业发达国家造水库的一个高潮,那么就造了很多超过一百米以上的大坝。随着大坝的建设,所谓的水库诱发地震的现象就越来越多了,就发生了两次影响比较大的地震。一次是在中国广东的新丰江水库地震。有的说是6.1级,有的说是6.2级。新丰江这个地震直接就在水库旁边。新丰江地区以前历史上是没有地震记录的。它的这次地震又打破了科学界的所谓的认识,水库诱发地震不能超过6级的定义。这个水库诱发地震人员的伤亡,当时中国没有报道。再后来,就是印度的柯伊娜地震6.5级或者有的说6.7级,那就更超过了当时说的不可能超过6级的这个定义。就像过去说的不能超过5级,后来又说不能超过6级。现在又说不能超过柯伊娜的这个震级6.7。

    我们从发展过程当中来看,就是对水库诱发的地震,这个震级是在一个不断修高的过程。新丰江和柯伊娜以后,由于一些地震比如在美国发生过好几次水库诱发地震,都在5级以上。所以,在工业国家,二十世纪六十年代和七十年代,水库诱发地震是一个很重要的一个研究课题。

    当时,联合国科教文还专门组织了世界科学家进行研究。美国工程师在丹佛一个钻井队进行注水试验,发现水压力增大的时候,那个地方就发生地震,水压减小的话,就不发生地震。所以,这个认识就被认为,水库诱发地震可能不是由于水库的重量压下去,而是水库增加的水压。水压是什么概念呢?就是这个压力和蓄水的高度有关系。蓄水的高度就决定了水压,水压越大,它对下面地层的压力就越大,增加的压力就越大,可能进入的岩层越深,它就可能诱发地震,因为它会渗透到下面的基岩里面去。这就是当时一个很重要的研究结果。

    在同时期,法国的科学家发现,不但水压增大了它诱发地震,如果水库突然放水它也会诱发地震,就是水压变化也会发生地震。这是二十世纪七十年代研究的重点得到了这样一个结论以后,这个课题就不再引起人们重视。为什么呢?因为西方国家突然发现,建大型水坝对生态环境的危害远远超过它的经济效益。所以,在工业国家就停止建造大型的水库、大坝。你现在到最先进的工业发达国家去看,他们不建水库大坝了。他们这个技术就传到了中国、印度,传到了当时技术边缘化的国家,现在由中国又向东南亚、非洲传播。但是,中国从来不花钱来研究水库诱发地震的问题,所以,认识就停留在二十世纪七十年代的水平。

    中国现在所谓的这些专家所引用的对水库诱发地震的认识都是来自于当时建设三峡工程的时候,三峡工程可行性论证里面对水库诱发地震的认识。这个认识总结里面有很多是错误的:第一,他认为水库诱发地震是低概率的事件;第二,认为水库诱发地震不可能超过6.5级;第三,认为水库诱发地震不可能超过当地原来存在的地震的可能。这三个结论都是错误的。

    为什么呢?第一,水库诱发地震是一个低概率的事件,他是把世界上所发生的、记录的、公认的水库诱发地震和世界上所有的水库大坝进行计算,不分高坝、低坝来进行计算,就说这是一个低概率的事件。如果我们把这些水库诱发地震的事件和坝高联系起来就是说,高坝水库诱发地震是一个机率相当高的事情,占三分之一。三分之一的高坝所在的这个水库地区都发生过诱发地震,他在混淆这个概念。当时就是从水库诱发地震出现的时候,我们就讲了二十世纪四十年代由于高坝技术的混泥土大坝出现时的坝高超过一百米成为可能。才有了人们对水库诱发地震新的认识。

    第二个,他认为水库诱发地震不可能超过当地原始的、自然地震的级别,这也是错误的。因为新丰江、印度的柯伊娜它的地震都超过了当地原始的、自然地震的震级。在水库周围这个地区,现在中国专家说3-5公里,原来是讲5-10公里,或者直接在水库这个地区。就是根据以前的认识,是认为在水库周围地区可能诱发地震,并不是说限定在3到5公里这个范围之内,超过3到5公里就不是水库诱发地震。因为有的真的就发生在5到10公里这个范围之内,或者更大的范围之内。

    其实,中国水库诱发地震的事件是相当的多,水库所有的高坝、附近地区几乎都发生过水库诱发地震。比如说像丹江口水库,比如说长江三峡水库,诱发过4.1级的地震,这都是被承认。又回到水库诱发地震定义上。就是你说它是水库诱发地震,还是不是水库诱发地震决定在水库诱发地震这个定义上。

    现在世界上有一个新的对地震认识。科学家提出的。他认为世界上现在地震越来越多,他认为和原始森林的砍伐有关系。原始森林的砍伐,森林砍伐完了,地球上的地下水分布发生了巨大的变化。使得这个地球转动也发生了变化。地壳的运动发生了变化,就可能诱发地震。从这个理论出发,那么,在地球上,在一个地区大量地建造水库的话,也改变了地表水和地下水的分布,那么也会引起对地球的转动的影响,对地壳运动的影响,也会诱发地震。

    从这个理论上来说,如果我们把这个概念扩大到这个上面,那么,水库建设很可能就诱发地震。诱发地震就不单单在3到5公里的这个范围里面,它就会影响到更大范围里头。关键就是说,我们怎么样来理解水库诱发地震。如果你要写篇硕士论文或者写博士论文的话,你一上来就得先定义你这个东西是个什么东西。在中国,现在人们还是把它理解成最初的水库诱发地震,就是水库的重量压在岩层上,引起岩层的崩塌而引起的地震,所以他认为是很小的地震。这个理论早就已经是过时了。

    我们现在回到五年以前的汶川地震。现在已经有很多资料,中国有很多专家在研究,已经基本上证明2008年5•12汶川的地震,是由于紫坪铺水库的蓄水引起了第一次地震。因为汶川地震它在发生主震在几秒钟之前有一次小震,那是一次将近七级的地震。而这次地震就诱发了汶川的主震。而汶川的主震就引起了从都江堰到北川的断裂的这个滑动。这次地震因为它发生的时间和地点和它的主震相差不远,时间也相差很短,所以,人们就往往忽略了这次地震。

    那么回到刚才我们说的,哪怕是中国专家说的,这个范围在三到五公里之内,就是汶川地震的震中并不是像中共政府说的是在映秀镇,而是在紫坪铺水库旁边的将近五点五公里的地方,一个没有人居住的地方。它的这个断裂带正好延伸到紫坪铺水库的底下。它的地震就很可能是由于紫坪铺水库在2008年年初的时候,快速放水过程所引起的。就在地震之前,紫坪铺水库突然之间开始大量放水,降低水位。这和它原来定的建大坝的目标以及水库调度计划是相矛盾的,那个时候它不应该放水的,但是它突然开始放水。将近放了一百米深的水。我们从前面讲到的法国的那个专家,他研究的结论是,你不但是增加了水的压力会引起地震,你在突然之间放水的时候减少水压也会引起地震。

那么,这次雅安地震,在汶川地震五年之后,其实是在同一个地质构造范围发生的一次地震,只是方向不同。如果我们把雅安、都江堰、紫坪铺水库和北川连在一起的话,基本上是一条直线,那是龙门山断裂构造。只是从都江堰到雅安这是一个西南端的,从都江堰往北川那是往东北方向延伸的一个构造。它是在同一个构造上发生的地震。明显的是汶川地震后续的余震。

    中国专家认为余震不可能在五年以后又发生,但是这个水库诱发地震,它往往在十几年以后,几十年以后还发生。前面讲到新丰江的水库诱发地震,就在今年年初新丰江还发生了一次4点几级的地震,中国专家都说这还是当时60年代初的地震的余震。五十多年过去了,它余震还没有停止。难道,汶川地震,这个由紫坪铺水库诱发的这个地震,五年以后就不可能再有余震了呢。因为无论是五年还是五十年,在地质年代上,在地质史上,那只是一个瞬间。

    回到中国现在为什么说汶川不是诱发地震呢,它唯一的理由就是汶川地震的震级是8级,是超过了柯伊娜的6.5级,所以它不是水库诱发地震。但是现在已经证明,汶川地震是由一次7级的水库诱发地震引起的一次8级的主震。就是说这是一次诱发,就象前面是个雷管的爆炸引起了炸弹的爆炸一样。关键就是我们的认识,就像水库诱发地震理论上的发展,从5级是不可能的,到6级是不可能的,一直到6.5级是不可能的这个理论发展过程来看,它一直都是在不断地打破这个上限。就是说6.5级以上的地震也可能是水库诱发的地震,所以7.0级也可能是水库诱发地震。汶川地震是由7.0级的水库诱发地震引发的一次8.0级的主震。

    还有中国有的专家就说,因为汶川地震是一个逆冲断裂运动。就是说上块往上走的一个运动。就是说它不是按照重力原理,上层往下走的这么一个过程,而是往层往上走的这么一个过程。但正好就是逆冲断裂运动,就能更加的证明,只要水由于水库蓄水的压力进入断层的裂隙之间,使得其摩擦力减小,使得逆冲断裂运动变得更加容易,也就可能引起更大的地震。而这次雅安地震运动的形式,和汶川地震运动的形式是相同的,所以就更加证明了这次雅安地震是汶川地震以后的余震。这个认识是美国的专家和世界上其它国家的专家都认同的,除了中国地震局的或者中国这些所谓主流专家,他们不认同这个。他们不认同的的时候,他们也先下了个定义,就说五年以后不可能是余震,他们先下了定义,然后再把它套进去。所以不是说看他的结论,而是你要看他的定义,他给的定义是什么东西。

    记者:您刚刚提到是水渗透到地层的断裂处,减小了地层断裂处之间的摩擦,是这个意思么?

    王维洛:对,由于水库的水压,蓄水高了以后,水库里的水它能够通过压力进到地层很深的裂隙里面去。它就使得这个断层的运动变得更加容易,断层之间的摩擦力变小,它运动的范围就更大,所以引起的地震的震级就更大,释放的能量就更大。那就在雅安地震后,宜宾又发生一次地震。这次地震就更加明显,是由于长江上游建大水坝大水库所引起的。再看雅安地震,如果我们在一个大的范围里面看的话,雅安的东北边是紫坪铺水库,西南边是新建的瀑布沟水库。大量地建设水库大坝,它使整个地球表面水的分布就发生了一个很大变化。就可能引起地震的发生,或者增加地震发生的频率。雅安地区本是一个地震少发的地区,而且地震震级也不高。中国的地震力度图上,把雅安划成是6级。汶川的熊猫基地,受到地震损失后迁建的时候,它就考虑雅安是比较安全的地区,所以把熊猫的养殖基地从汶川地震区移到雅安来了。那也正是因为这个原因,他们当时也把调查汶川中小学建筑地震的潭作人先生也从成都移到雅安来拘留的。他们认为雅安是地震的安全地区,就不会发生大震。

     正因为水库的建造,改变了地表水的这个分布,改变了地表水对地球的这个地壳的作用。所以诱发地震也可能是越来越高。也正像很多科学家和网民他们所说的,就是说自从三峡水库建设后,特别是在四川、中国的西部是到处建。因为在三峡水库建设以前,当时在毛泽东时代,毛泽东由于受到三门峡水库建设失败以后,他对水库建设一直保持一个不是很高调的态度。在三峡水库建设以后,中国一下子改变了对高坝建设的认识,他们认为是安全的,能带来经济效益的,能带动经济发展的。所以就一下子就上来了,在四川建设了很多很多的水库。我们看四川都是沿河建的县城啊,城镇啊什么的,但是由于建设水库以后,它的水路就不通了,所以救灾的时候,就不能利用水路。在民国的时代,那些地方都是可以通过水路交通,通过船都可以到达的地区。现在你只有通过公路了,公路不通了,你这个地方也就成了孤岛。

    记者:根据您刚刚的分析,中国现在新建越来越多的水库,那水库诱发地震的机率也随之增大。但我看到中国媒体有提到中国2011年地震局就发布了《水库地震监测管理办法》,就是对高坝水库需进行地震监测。您认为这个举措是不是有效呢?

    王维洛:中国建设高坝的时候,它都有设置水库地震监测网站的。比如说三峡有最完备的水库地震监测网站的设置。紫坪铺水库也有地震网站的设置,也有记录。但是有一条,它的记录是不公开的。说起来也是笑话,汶川地震的时候,水库地震监测网站,就是他们地震局的有一个工作人员,就在汶川的紫坪铺地震监测网站里头被压死了。同时它也没有公布在汶川地震之前,大概是两个多月以前,大概是三月份的时候,那边就已经发生了很明显的地震次数增加的这么一个记录。事前它也没有发布。但是很明显,从紫坪铺水库在地震之前突然放水的这么一个事实,就可以知道,他们当时是很担心会发生诱发地震,所以他们就开始大量的放水。但是他们忘了另外一个理论,就是你大量放水的时候,也会诱发地震的这个个事实。所有的大坝旁边,它都有一个地震监测的设置,但如果你的数据是不公开的话,你设了也白设。

    记者:另外,我也从网上看到,在雅安地震前一天当地政府组织演练7级地震救援。有外界评论这种演练在中国非常罕见。有中国民众质疑:是不是当地政府已经预测到了这次地震而没有报?

    王维洛:对,他们这次也应该是事先有所预感的。但是在中国一般的人,也许不能够做到对地震预报和地震测报这两个词的区别。我们又回到定义上来了。预测地震,是任何人都能做的事情,但是不能报,不能告诉别人,只能上报地震局。地震预报是中国官方禁止民间做的,地震预报只能是官方做的。但它没有说地震预测是不允许,但是告之民众是不允许。有的时候,大家在说,为什么地震不能预报,那是因为政府不报,因为地震预报的权力只在政府手中。但是它没有说你不能预测地震。有人成功地预测了汶川地震,有人成功地预测了雅安地震,他们都正确地预测了,但是中共政府没有预报。其实在口语里,预测和预报是一回事,但是根据中共政府的法律条律,地震预报只是政府的事情,其他人不能做的。民间预测地震成功了,也不能说你是预报地震成功了。

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