目录介绍:
- 1、工地施工会造成地震的感觉吗?
- 2、修建大水库为什么会引发地震?
- 3、人类工程活动所引起的非自然性地震
- 4、什么是地震危险性分析,它包含哪些主要研究内容
- 5、土木工程中的灾害有哪些
- 6、人工湖引发地震??
工地施工会造成地震的感觉吗?
我是做建筑这行业的,就我知道的,极少会在施工过程中造成你所说的“地震”的感觉。极个别情况下会产生,比如大型设备进场运输车辆所造成的轰鸣声,离太近的建筑物才会有点震动的感觉,但跟地震式的晃动还是差很远的;还有一种工程建设前期的基础打桩工程,在周边有建筑物的情况下,都会采用静压桩,应该不至于会晃动。
修建大水库为什么会引发地震?
人类对自然规律认识不多的时候,某些自然现象的发生。往往出乎人们的预料之外。修建大水库诱发地震,就是这样一种自然现象。
希腊曾在阿里洛斯河上修建蓄水0.41亿立方米的马拉松水库,1929年10月建成并蓄水,1931年在库坝区开始发生小地震,这是世界上最早由水库蓄水诱发的地震。因为该水库处于地震活动区,建水库之前,当地就曾发生过地震,因此水库蓄水后诱发的地震没有引起人们的特别注意。地震随库水增高而增多,1938年库水猛涨的时候发生了5级地震,震动了水库大坝,更震惊了科学家和当地群众,人们才开始注意水库蓄水诱发地震的问题。
1935年,美国在科罗拉多河上修筑胡佛大坝,建成蓄水375亿立方米的米德湖大水库。虽然库区几百年来没有发生过地震,美国工程技术人员仍注意吸取希腊马拉松水库地震的教训,在库区周围建立地震台,监测地震活动。1936年水库水位升高到100米时,库区发生一次小地震;库水继续增高,地震也随着增多增强。1939年库坝区发生5级地震,危及水库及其下游人民的生命财产安全,美国政府被迫投入大量人力物力详细研究水库与地震的关系,从此研究水库诱发地震逐渐成为地震学中的一个重要课题。
科学家和工程技术人员虽然注意到大水库可能会诱发地震,兴建水库前要对库区地震活动性进行调查和观测研究,认真考虑大坝的抗震性能,但失误仍然一再重演,险情不断发生。
1958年,我国在风光秀丽的广东省东江支流新丰江(河源县)兴建新丰江大型水库,一年多即筑成一座105米高的混凝土大头坝(空心坝),库容115亿立方米。库坝及周围地区历史上没有破坏性地震记录,按抗震建筑规范规定,大坝按抗6度地震烈度设防(即不抗御破坏性地震)。1959年截流蓄水,库坝区即开始发生小地震,地震随库水增高而增多增强,当地群众不时感到地震的摇撼,听到地震时的地声。
1960年,当水库第一次蓄满水之后,大坝附近小地震骤然增多增强,并发生一次人们感觉强烈的地震,引起地震工作者、工程技术人员和当地群众的高度警觉。大坝一旦溃决,东江沿岸的河源、增城、惠州、东莞、广州等许多城市都将被一扫而光,并危及香港和澳门的安全。在危险迫在眉睫的时候,周恩来总理亲临水库大坝视察,指示立即采取有效防范措施,加固大坝,确保安全。水库工程局当即决定改大头坝为实心的重力坝,对大坝按抗御8度地震烈度加固,以实际抗9度进行验收。与此同时,成千上万的小地震接踵而至,0.4级以上的小地震平均每月达4000多次,危如累卵。
当大坝加固工程临近结束时,1962年3月19日,大坝下游1公里处发生了6.1级破坏性地震,坝区的地震烈度达8度。纵横100公里范围内的城乡机关、学校建筑物和民房倒塌1800余间,破坏23900余间,死伤85人。地震时,大坝剧烈摇晃,水平裂缝贯穿坝体,大坝电厂及附属设施均遭破坏。由于震前加固及时,大坝整体稳定,才顶住了强烈地震的冲击,转危为安,避免了一场险恶的灾难。三十多年来,新丰江水库地震台观测记录到的地震已超过了40万次。新丰江水库是世界上诱发地震次数最多、地震延续时间最长、大坝加固最及时的大水库。
20世纪60年代以来,水库地震遍及世界各国,水库地震与日俱增,国内外已有几十座库容1亿立方米以上的大水库诱发了地震。非洲赞比亚卡里巴水库、印度柯依纳水库、希腊克里马斯塔水库和我国新丰江水库等,都诱发了6级以上的破坏性地震。
纵观国内外的水库地震,地震次数和地震大小均随库水升降而增减,最大地震一般发生在第一次蓄满水后的数月之内。水库地震还与库容及坝高有一定关系,诱发了地震的水库,库容一般在10亿立方米以上,坝高多在100米以上。破坏性的水库地震,都发生在库容25亿立方米以上、坝高100米以上的大型水库。但不是所有高坝大水库都诱发地震,全世界坝高200米以上的大水库只有25%左右诱发了地震,坝高100米以上、库容10亿立方米以上的大型水库只有10%诱发了地震,坝高100米以上、库容不足10亿立方米的大型水库则只有0.54%诱发了地震。
许多位于地震区的大水库平安无事,有些位于非地震区的中小水库却诱发了地震。但所有诱发地震的水库,都位于地质构造复杂和地下岩层软弱易透水的地区。几十万年来地质构造活动强烈、有大规模活动断层或多组断层交错切割的地区,地下应力分布复杂,水库蓄水后增加的静压力可以改变地下应力分布状况,造成地下应力分布不均匀和局部加强,致使断层失去平衡,最后突然断错形成地震。另外,水渗透对断层面的软化、润滑、吸附、增温、水化学、气化学及应力腐蚀等物理化学作用,亦使地下断层易于活动,导致发生一系列地震。各水库的具体情况和条件不同,诱发地震的原因也不完全相同,但水库地震都属于有水参与作用的构造地震,研究水库地震是地震学的一个专门课题。
人类工程活动所引起的非自然性地震
由于人类工程活动所触发的地震,如矿山开采,采空坍陷,深井注水,水库蓄水等所诱发的地震,矿山采空坍陷与可溶岩的陷落所形成的微弱地震一致,故不再重复。
7.1.3.1 深孔注水地震
美国科罗拉多州的丹佛洛山矶军工厂使用深井处理废水,在井孔周围地区发生了一系列地震,从1962~1967年,发生三次震级为5~5.5级的地震。研究结果表明,是深井注水诱发的地震。科罗拉多州的兰吉利油田,采用向井内高压注水,进行第二次开采石油,引起微弱地震,1967年秋,美国地质调查所在油田设置了地震台网,开始对震中位置进行精确测定。在进行物理模型计算和现场实验基础上,作了控制地震试验,提出了最后结论,如果能在那里控制断层内的流体压力,也就能控制那里的地震。
1972年1月9日开始,武昌洪山区发生1.3级地震,2月8日至12日,连续发生了三次2级左右有感地震,此为发生在市区的浅震,影响较大,故进行了专门性调查研究,调查中了解到震中有感范围内,有一正在施工的深孔钻井,在全孔施工过程中,出现了130个地震小震群,形成两个密集时段。其余时间则比较零星分散。两个密集段的时间,正好与钻孔通过两个含水破碎带相吻合,由于遇破碎带钻孔循环水变小与突然无返水,为保证钻进,第一次漏水后,泵压增至2.04~2.55MPa,注入回水浆液达14600m3之多,泵压继续增至5.1MPa,注入浆液达38400m3之多时,地震进入第一密集时段序列,形成三次2级以上有感地震。通过第二含水破碎带,出现了地震第二密集时段,但因泵压降至1.02MPa后增至2.05MPa,注入浆液量在单位时间内也减小,故第二次地震密切时段序列的地震能量,较第一次小3.7倍,此孔于1972年5月27日提前关闭撤离,钻孔周围区域微小地震亦停止。终孔时全孔累计注入浆液近70000m3。这是高压向井孔注水注液引发地震的又一实例,井孔施工结束至今已36年,未再发生密集型微震序列。
7.1.3.2 水库诱发地震
深的井孔注水而诱发地震,说明其与一定的构造条件与岩性结构特性外,和水与水柱压力有密切关联,因而水库蓄水可能诱发地震,就成为广为人们所接受的共识,对其形成机理,除必须的地质背景条件外,还有与水有关系的下列几种论说:叠加的垂直荷载效应论;因渗水影响岩石物理力学特性的水理效应论;孔隙水压效应论;气爆说;渗水造成库边断裂带两侧水柱压差所形成剪切滑动说;以及鲜为人们注意的热弹性应力说。水库诱发地震的成因比较复杂,形成条件有差异,现象反映不同,不是某一单一因素影响。20世纪60年代以来,由于世界上已有百余座水库诱发了地震,其中有四座发生了6级以上的强震,给工程造成不同程度的损害。我国新丰江水电站,也因1962年3月产生6.1级地震使坝体产生裂缝,而受到高度关注。地震、水电、高校等科研单位进行了卓有成效的科研以探求其形成机理。1976年联合国教科文组织与大坝水库有关的地质现象工作组,通过8~41、8~42决议,要求坝高大于100m,库容大于1×109m3的水电工程,其建成前的前期工作,须分阶段进行区域地质和新构造调查,进行历史地震分析,布置地震台网进行微震观测和其他长期观测,在工程投入运行前,必须有两年的观测资料。这些建议已成为一些国家的标准做法。我国水电工程在建设中的具体做法:前期工作采用地震地质法,即从宏观构造展布,所属构造体系与历史演绎,现构造主应方向与结构面属性,岩性、水文地质条件,水库因素情况,结合地震调查,活断层特性鉴别等进行类比,依据历史地震配合短期地震监测资料进行危险震级的评估。地球物理方法,是水电工程建成运营后出现水库诱发地震现象,进行补救性研究的一种措施。水库地震与水柱压力,活性断裂构造和硬脆岩性有关,但发现一些水库震例并无此必然条件,现列2008年前我国已知16例水库地震简况如表7.1:
表7.1 中国水库地震震例表
续表
7.1.3.2.1 这些水库地震所表现的特点:
(1)水库地震与岩性的关系密切。出现在喀斯特发育区与灰岩密切相关的计14个;出现在岩浆岩的断裂分布区,与花岗岩和火山岩有关的各1个;
(2)水库地震与水库蓄水水位之间有着明显的相关关系。水库蓄水不久就开始出现微震活动的8个;水库蓄到较高水位出现地震的4个;原有弱震、水库蓄水后地震频度加密的2个;降低库水位而诱发地震的2个;
(3)水库地震与库容大小的关系不显。库容大于100×108m3的2个;大于10×108m3的6个;大于1×108m3的3个;大于0.1×108m3的4个;小于0.1×108m3的1个,以小于10×108m3库容诱发地震的较多;
(4)水库地震与坝高的关系,有明显的相关趋势。坝高大于150m的3个。100~150m的2个,60~100m的4个。即坝高大于60m的9个。15~60m的5个。小于15m的2个。即坝高大于15m的14个,仅约为已建成坝高大于15m总数的0.1%。其中坝高大于100m的5座,占已建成蓄水坝高大于100m的29座水库的17%;
(5)这16个诱震水库的原地震区划,位于无震区的7个,弱震区的7个,强震区的1个,未判明的1个。水库蓄水所诱发的震级,强震1个,弱震8个,微震7个。微震型约近45%。坝高库容与震级的关系。除新丰江高坝大库诱发强震型地震外,其他水库的震级,与坝高库容无明显的相关性;
(6)在构造环境上,位于中新生代断陷盆地边缘的10个。其余与库区及其边缘有活动性断层通过有关。部分水库周边有温泉。绝大部分水库地震的震中,分布在库尾或库边周围。仅新丰江的强震震中距大坝1.1km。震源深度一般为3~5km。
7.1.3.2.2 这些水库地震的规律,从我国已产生水库地震的震例情况看,水库诱震是在岩性构造等特定地质背景条件下发生的,具有如下的规律性。
(1)水库中分布有透水性较好的岩层,或连通性很好的透水裂隙,易造成水向深处的渗漏。这种渗漏是处于封闭环境,无向下游和向邻谷的渗漏,只能向深部渗透;
(2)诱震所在位置的岩石,为近似均质的刚性岩体。主要为灰岩,其次为岩浆岩;
(3)位于构造上具一定活动特性的部位,如中新生代断陷盆地的边缘,不少震例处有温泉,或新的断裂活动较为明显。这些均表明,一些地区虽非新构造运动和地震强烈活动区,仍处于一定构造应力作用条件下;
(4)水库地震依附于原断裂构造所分布的部位。而且大多数出现在库边地带。这是由于断层两侧形成明显孔隙水压差,造成较大的应力差异;原断裂发生时使积聚应力释放,断层附近可能形成与之相抗衡的高应力区,前苏联戈尔诺给里亚地区的矿井距断层5~10m范围内,应力比其他部位高出2~3倍;水库渗水形成水理和孔隙水压效应引起主应力的相对增加。三者部分或全部叠加,易形成超过阻抗岩体强度的高应力而产生突发性破裂形成地震;
(5)震源的断裂带具有阻抗应变的特性。表现为断层交会带、切割错动点、断层拐点或断裂尖灭端等处,具阻抗变形的特性。
7.1.3.2.3 水库地震的必须条件但非必然。
从丰富的论文信息中,探求水库诱发地震诸多因素中的必须条件,但却非必然的发展,这要求在水库地震形成机理研究中,在非常活跃的思路上,要坚持唯物辩证观,在继续作理论上扩展时开拓新思维。现按一些论文中论述较多的六个方面的相关因素进行讨论。
(1)坝高与库容。众多学者对大坝与水库的技术指标、地质背景条件与水库诱发地震的相关关系,作了统计分析,得出坝高与库容,是诱发水库地震的最明显因素,现全世界已有200000多座水库,诱发地震的100座左右,仅为0.05%,我国80000座水库,诱发地震的已知16座,仅为0.02%,其概率是较低的。但坝高大于100m诱发地震的概率为17%。新丰江发生6.1级具破坏性强震,所以高坝大库的诱发地震,引起人们的重视,强调在工程前期进行周详的水库地质调查。但坝高大于50m,库容5×108m3左右,水库诱震震级4级以上的有2座,而宜都邓家桥水库,坝高仅12m,库容只有0.0035×108m3,威宁草海坝高2m,库容0.9×108m3,均发生3级左右诱发地震,说明库容与坝高不是诱发地震的必然发展结果;
(2)地质构造。众多学者强调水库诱发地震与活断层的关系,特别是通过水库,又有渗漏特性的活断层,是诱发水库地震的必要条件,但有不少实例说明,坝与水库建在活动性大断层上,却未诱发地震。如鸭绿江上的水丰和云峰两个大型梯级水电站,其水头90多米,库容100×108m3多,位于具继承性活动的鸭绿江地堑断裂带上,其断层泥宽达70多米,破碎带宽80~100m,但蓄水后无水库地震发生。又如广西澄碧河水库,位于有名的右江活动性深大断层带上,在断陷盆地的边缘,虽长300km多的右江断裂带上频繁出现地震活动,但三十多年来澄碧河水库及其附近却异常平静。广西灵山水库,建在300km多长的南丹-马山-灵山的大断裂带南端,1936年灵山产生6.75级的强震,1958年产生5.7级地震,在南丹九圩发生烈度为Ⅴ度的放大区,但灵山水库建成后也没有发生诱发地震。已诱发地震的水库,如乌江渡和湖南镇,其诱震区域无大断裂展布,也无活动性断裂,主要沿库边的小断层、裂隙、节理与溶洞发生。而横切河谷的大断层未产生诱发地震。在俄、美也有类似情况;
(3)地震活动性。一般认为区域地震活动性高的地区,诱发地震的可能性就大。还认为诱发地震的最高震级,不可能超过本地区构造地震的最高震级。但最高地震震级是依据全国地震烈度区划图确定的,而地震烈度区划图,是把图中划定区域的历史最高震级作为一个地区构造地震的最高震级。从地球演进观点考虑,有些地区显然是不适当。如新丰江水库地震,建坝前给定的基本烈度为Ⅵ度,水库蓄水后诱发了Ⅷ度地震,突破了给定的基本烈度值。1976年唐山发生7.8级地震,大大突破了历史上的最高震级。2008年5月12日的汶川8级大地震,亦超过历史上的最高震级,因此研究水库诱发地震时,以该区历史地震的最高震级作为水库诱发地震的最高震级,没有什么实际意义。地震烈度高的地区,地震活动性也相应较高。但地震活动性高的地区也不一定就易于诱发地震。在印度和巴基斯坦等国,沿喜马拉雅山建了十多座坝高超过100m,库容大于10×108m3的大水库,这些水库都处在高地震活动区,每座水库附近都曾发生过7级以上的构造性地震,但蓄水后却没有一座诱发地震。相反,在低地震活动性地区有的水库却诱发地震。可见区域地震活动性与诱发地震之间无必然性联系;
(4)岩性条件。表7.1所列我国已知水库诱发地震16例中,发生在可溶岩中的14例,与酸性岩浆岩有关的2例,岩性特点是硬脆均一。有成岩缺陷的砾岩、砂岩、泥岩、页岩等,以及由它们变质所形成的变质岩,似不易诱发地震。云贵高原,是可溶岩分布最广的地区,在可溶岩区所建众多水库,除乌江渡水库外,其余众多水库并未诱发地震,所以不是所有可溶岩地区修建水库必然会诱发或大或小的地震;
(5)渗漏条件。山区水库,大多基岩裸露,特别可溶岩与岩浆岩地区,库水可直接通过基岩中的水力通道渗漏,并能保持一定的水压力,因而有利于诱发地震;
(6)应力状态。是研究应力时、空、态特征,应力值大小。已发震水库的一些资料表明,其最大水平主应力值为10MPa、20MPa、30MPa,最小水平主应力为数至10MPa多,这样的应力水平许多地区都可达到,所以有人认为,发震与应力值的高低无关。更多人注意到应力主轴空间方位的分布;最大主应力σ1是垂直的,中间主应力σ2与最小主应力σ3是水平的,认为是发生正断层的倾滑应力环境,这种状态下的水库水体荷载有利于诱发地震,已有水库诱震震原机制解属于这一类型。如σ2是垂直方向,σ1、σ3是水平方向,认为是发生走滑性平推断层的应力环境,有相当数量的水库诱发地震震源机制解属于这一类型。如σ3是垂直方向,σ1、σ2是水平方向,认为是上冲性的逆断层环境,一些水库的详细观测表明,逆断层机制的诱发地震占有相当数量。有些人认为,逆断层应力环境下,水体荷载增大了断层面上的正应力,起到稳定断层的作用,从而抑制了地震活动。并举出巴基斯坦的塔贝拉和我国台湾的曾文水库等例子,在水库蓄水后,地震活动反而减低。因此认为逆断层环境不利于诱发地震。逆断层应力环境下的水库诱震与应力变化后低序次应力状态有关。因此很难断定一定不可能诱发地震。
7.1.3.2.4 水库地震成因
水库诱发地震的理论与成因思路比较活跃。
(1)水库蓄水诱发了积累在地壳中的初始应力释放,初始应力包括构造应力与自重应力,构造应力中含原地形受剥蚀刻切后,形成水平应力残存增高的富集现象,成了岩体中被称为构造残余应力的应力值;
(2)水库水体所起的补充应力作用;
(3)地下水位以下,岩体成为固液相的两相物质,岩石的孔隙水压增加;
(4)岩体中束缚水压缩气体,发生气爆,如盲断层裂隙中的情况;
(5)大的洞穴坍陷,涵洞室中被封闭气体压缩爆炸;
(6)沿断层裂隙产生液压应力变化;
(7)地下水沿小断层或裂隙渗漏,使岩体产生物理或化学作用,如软化、润滑、膨胀、收缩等,产生各种变形;
(8)地下水压在硅酸盐岩类岩石裂隙端部产生腐蚀作用;
(9)岩石产生固结与压密或扩容调整,在达到新的平衡过程中产生爆裂,形成地震;
(10)库区地壳形变引起附加应力;
(11)水在地壳中引起温差应力。
所有上述思路,建立在高的地应力,在水体的附加应力作用下,引起岩体破裂使储蓄能释放而诱发的地震,水体的作用含有在天然应力场条件下,叠加的附加应力,对岩体产生理化效应所引起的岩体力学性变化与受力状态的调整等,均从三维正应力应变规律研究,可喜的是也有注意到岩体收缩与热弹性温差应力是诱发地震应力的思路,可惜对这一反应力应变域情况只打了擦边球,未有深入发展性研究。
什么是地震危险性分析,它包含哪些主要研究内容
地震危险性分析是指在未来不同年限下,对工程建设场地可能遭受到的地震影响程度作出科学评价的工作。该项工作实在对工程建设场地所在的地震与地质环境条件进行详细研究分析的基础上,综合考虑场地及周临地区可能发生的所有地震影响,采取严格饿数理统计分析方法,给出在未来不同年限下场地遭遇到不同地震影响程度的概率水平。地震影响程度可以用烈度、加速度峰值、加速度反应谱值、地震动持续时间等来表述。地震危险性分析,是地震安全性评价的工作之一。
地震危险性分析包含潜在震源识别、地震发生概率、地运动衰减规律、场地条件影响和小区划、震害预测和抗震防灾工程决策等诸方面。
潜在震源识别 识别指定地区或建设场地的邻近地区内可能发生强烈地震的潜在震源,主要根据地震地质对发震断层的调查结果,同时也借助于历史地震资料和当前地震活动仪器记录资料的分析。并根据对每个震源的了解程度,给出合理的震源模型。例如,对已知断层确切位置和长度的震源可模拟为点源;已知断层主要走向但确切位置不详的震源可模拟为线源;以及断层位置和方向都不清楚的震源可模拟为面源。
地震发生概率 对于每一个潜在震源,一般都是从这个地区地震历史记录数据进行统计分析,确定在未来一定时期内不同震级的地震发生的概率分布。同时,把对这个地区从地震地质角度得到的地震活动性的知识运用到分析中,使所得结果更为可靠。对于地震发生的概率模型,一般采用波桑模型,即假定地震的发生在时间和空间上都是互相独立的。目前已有许多新的模型出现。
地运动衰减规律 指定地区或建设场地的地运动,随潜在震源距离的不同,可能发生地运动强度衰减的规律。不同强度的地运动,可用地震烈度或地面运动参数表达,它们可根据已知潜在震源的不同震级、地震发生概率和震源距离的概率分布求得。影响地震作用强度的因素很多,诸如震源情况、地震波的传播情况等,因此,有很大的不确定性。
场地条件影响 主要是场地土的地质以及地形地貌对地震作用的影响。考虑场地影响的途径大体上有两种:①对场地土进行分类,并对每类场地土给出不同的地运动参数衰减公式。②用解析的方法分析场地土对地震运动的影响。如先求得基岩上的地运动参数,再考虑覆盖层土的震动反应,从而得到地面上包含场地土影响的地运动参数。
震害预测 在预期的不同强烈程度的地震作用下,对可能导致的各种工程破坏、经济损失、人员伤亡和其他灾害作出合理的估计。地震灾害可分为原生灾害、次生灾害,以及再次生灾害。震害预测就是要建立以概率形式给出地震作用同这些地震灾害之间的关系,为制订减轻地震灾害计划提供依据。预测方法分为两种:①经验方法。主要通过大量历史震害资料的分析得出建筑物破坏与强度的关系、某类结构倒塌率和地运动反应谱的关系等。②理论方法。主要是将地运动输入到结构计算模型中计算结构反应,分析这种反应与结构破坏的对应关系。关于经济损失、人身伤亡数目的预测,都已建立了一定的分析模型。
抗震工程决策 对一个地区或建设场地在已知可能遭遇的地震作用或破坏、损失发生的概率的情况下,从安全和经济的角度出发,对工程结构设防标准、防震措施选择最优方案。
土木工程中的灾害有哪些
1、地震中国多为30千米以内的浅震,6度设防城市超过80%。历史上死亡2万人以上的地震有十余次,中国占四次,其中1556年1月23日的陕西华县、潼关大地震中死亡人数为83万。
2、山体滑坡、泥石流山体滑坡与泥石流是一种由气象灾害引发的次生灾害。这类灾害具有分布广、破坏性强、隐蔽性及容易链状成灾等特点,不仅会阻塞河道与交通、毁坏农田和建筑物,还会造成人员伤亡和财产损失,对生态环境造成巨大破坏。
3、洪水河南1975年8月因台风北移,大片积雨云遇冷骤降,连续暴雨三昼夜。总降水量达到1605mm,若干水库溃坝,不少堤坝被迫炸口分洪。有29个县113万平方千米农田被淹,1100万人口受灾,9万人死亡,损失超过100亿元。
4、沙漠化世界每年沙漠化面积6万平方千米,受沙漠侵蚀的面积为21万平方千米。2000年3月22~30日的一场席卷华北,延及南京、上海的沙尘暴起自内蒙西部阿拉善沙漠,大范围的沙尘和泥雨波及京、津、冀、陕等地,汽车和马路上被泥雨污染得斑斑点点,污渍不堪。
5、核泄漏1986年4月26日当地时间1点24分,苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利核能发电厂发生严重泄漏及爆炸事故。事故导致31人当场死亡,上万人由于放射性物质远期影响而致命或重病,至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。
人工湖引发地震??
人类大规模的工程建设活动会引发地震。水库诱发地震是人工湖在蓄水初期出现的、与当地天然地震活动特征明显不同的地震现象,亦简称为水库地震。水库诱发地震具有多种成因,其发震机理和诱震因素十分复杂,目前还没有完全为人们所认识。水库诱发地震是涉及地震学、水文地质学、工程地质学、和结构抗震学等多学科交叉的前沿课题。
本世纪40年代以来,世界上已有34个国家的134座水库被报道出现了水库诱发地震,其中得到较普遍承认的超过90处。有4例发生了6级以上地震,他们是中国的新丰江(1962年,6.1级)、赞比亚—津巴布韦的卡里巴(Kariba,1963年,6.1级)、希腊的克瑞马斯塔(Kremasta,1966年,6.3级)、和印度的柯依纳(Koyna,1967年,6.5级)。
发生在坝址附近的强震和中强震,有可能对大坝和其它水工建筑物造成直接损害。已知挡水建筑物遭受损害的有两个震例(表1),尚未发生过大坝因水库地震而溃垮或严重破坏的情况。水库诱发地震对库区及邻近地区居民点的影响则更为常见,强震和中强震会给库区造成人员伤亡,带来重大物质损失。即使一般的弱震微震,也会对震中区造成一定危害,影响当地居民的正常生产和生活,是库区主要的环境地质问题之一。
我国迄今已报道出现水库诱发地震的工程有25例,其中得到公认的有17例(见表2),是世界上水库地震最多的国家之一。值得注意的是,高坝大库中出现诱发地震的比例明显偏高。我国(含香港和台湾)已建成的百米以上大坝32座,出现了水库诱发地震的有10座,发震比例超过31%;其中1979年以后蓄水的17座百米以上大坝中有8座发生水库地震,发震比例高达47%,远远高于世界平均水平。
从水库诱发地震的强度来看,全球发生6.0级以上强烈地震的仅占3%,5.9—4.5级中等强度的占27%,发生4.4—3.0级弱震和3.0级以下微震的占到70%(分别为32%和38%)。在我国这一比例相应为4%、16%和80%。但是水库诱发地震往往出现在历史地震较平静的地区,强烈和中强水库地震在大多数情况下都超过了当地历史记载的最大地震,许多发生弱震和有感微震的情况,也是当地居民记忆中未曾有过的重大事件。
自70年代末开始,我国的水库诱发地震研究由回顾性研究逐渐转变为前瞻性研究。近20年来,几乎全部拟建的大(1)型和多数大(2)型水利水电工程,对诱发地震的潜在危险性及其对工程和环境的影响作出前期论证,数十个重大工程在蓄水前提出过正式预测意见。我国水库诱发地震研究的突出特点,是始终紧密结合工程建设和工程抗震安全的需要,具有很强的实用性和可操作性。对成因机制、判别标志、评价和预测准则等问题,进行了多方面的探索,逐渐形成一整套具有特色的研究和评价方法,特别在研究和确定工程的抗震对策方面,积累了丰富的经验。
按照多成因理论,常见的水库诱发地震主要有三种类型:构造破裂型、岩溶塌陷型和地壳表层卸荷型。构造型水库地震有可能达到中等(4.5级)以上强度,破坏性水库地震绝大部分属于构造型水库地震。岩溶塌陷型水库地震只出现在碳酸盐岩分布的库段,与岩溶洞穴和地下管道系统的发育有关,震级一般小于4级。地壳表层卸荷型水库地震具有一定的随机性,在断裂发育、坚硬脆性的岩体中,具备一定的卸荷应力和水动力条件时即可发生,但其震级一般在3级以下。实用的水库诱发地震预测模型至少必须能辨别出上述三种主要类型的诱震环境,并分别进行预测。对于不常见的水库地震类型,最好也具有一定的识别能力。
对水库地震成因的探讨一直是人们最感兴趣的课题,也曾有许多似是而非的观点流行。库水的重力荷载作用和孔隙压力作用是诱震因素之一,但库水的作用必须借助于地质体中存在的导水结构面才能向深部传递。通过查明库区是否存在特定的水文地质条件来判别诱发地震的可能性,进而估计发震地点和最大可能强度,称为水库诱发地震研究中的水文地质结构面理论,是现阶段预测水库诱发地震的理论基础。
地震监测是大型水利水电工程的常规监测项目之一。在前期勘测阶段或开始施工阶段就应进行地震监测台网建设,积累地震本底资料,以便对比水库蓄水前后地震活动的变化情况。据不完全统计,设立了地震台站的大型水库工程已经超过40座,设立了比较先进的遥测地震台网的目前已有11个。在确保大坝抗震安全,保证工程顺利施工和运行方面发挥了重要作用。
我们认为,下一步应采取理论与实践相结合的方法,深入探讨水库地震的成因机制、判别标志和预测评价方法等问题。将GIS(地理信息系统)技术引入水库诱发地震的研究中,建立集分析预测评价、安全监测预警和防震抗灾决策支持为一体的综合系统。
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7级地震,在南丹九圩发生烈度为Ⅴ度的放大区,但灵山水库建成后也没有发生诱发地震。已诱发地震的水库,如乌江渡和湖南镇,其诱震区域无大断裂展布,也无活动性断裂,主要沿库边的小断层、裂隙、节理与溶洞发生。而横切河谷的大断层未产生诱发地震。在俄、美也有类似情况;(3)地震活动性。一般认为
部分水库地震的震中,分布在库尾或库边周围。仅新丰江的强震震中距大坝1.1km。震源深度一般为3~5km。7.1.3.2.2 这些水库地震的规律,从我国已产生水库地震的震例情况看,水库诱震是在岩性构造等特定地质背景条件下发生的,具有
震。许多位于地震区的大水库平安无事,有些位于非地震区的中小水库却诱发了地震。但所有诱发地震的水库,都位于地质构造复杂和地下岩层软弱易透水的地区。几十万年来地质构造活动强烈、有大规模活动断层或多组断层交错切割的地区,地下应力分布复杂,水库蓄水后增加的静压力可