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水利工程為什麼會引發地震

發布時間:2021-08-14 22:52:52

Ⅰ 修建水庫為什麼會誘發地震

水庫誘發地震是指因水庫蓄水而誘使壩區、水庫庫盆或近岸范圍內發生的地震。根據精確定位的水庫誘發地震的震中資料證明,水庫誘發地震震中位置均分布在壩區、水庫庫盆及近岸地段范圍內,距庫邊線一般不超過3~5千米,最遠10千米。
對水庫地震成因的探討一直是人們最感興趣的課題,也曾有許多似是而非的觀點流行。庫水的重力荷載作用和孔隙壓力作用是誘震因素之一,但庫水的作用必須藉助於地質體中存在的導水結構面才能向深部傳遞。通過查明庫區是否存在特定的水文地質條件來判別誘發地震的可能性,進而估計發震地點和最大可能強度,稱為水庫誘發地震研究中的水文地質結構面理論,是現階段預測水庫誘發地震的理論基礎。
據研究,我國曾歸納了以下七條可能誘發水庫地震的定性標志。①壩高大於100米,庫容大於10億立方米;②庫壩區有新構造,活斷裂呈張,扭性和張扭,壓扭性;③庫壩區為中,新生代斷陷盆地或其它邊緣,近代升降活動明顯;④深部存在重力梯度異常;⑤岩體深部張裂隙發育,透水性強;⑥庫壩區有溫泉;⑦庫壩區歷史上曾有地震發生。上述七條,符合數越齊備,越典型,則該水庫蓄水後誘發地震的可能性就越大。
按工程地質條件來分類,水庫誘發地震具有不同的成因類型,主要有岩溶塌陷型和斷層破裂型。其他類型的誘發地震震級很小,不會對大壩和周圍環境造成危害,因此一般不作過多的研究。

水庫誘發地震具有多種成因,其發震機理和誘震因素十分復雜,目前還沒有完全為人們所認識。水庫誘發地震是涉及地震學、水文地質學、工程地質學、和結構抗震學等多學科交叉的前沿課題。

Ⅱ 地震是怎麼形成的為什麼會有地震呢

其實關於地震的產生的原因及預防,科學家們一直在研究。
彈性回跳模型
科學家們推測,地表岩石的大規模迅速錯動是強烈地動的原因。地球深層構造力造成地球外層大規模變形是地震的根源,沿地質斷裂的突然滑移則是地震波能量輻射的直接原因。在實驗室里岩石受壓能夠以不同的方式"破裂"或"破壞"。在有的突發破裂中,斷裂把岩石切開,兩側岩石相對滑動,多條裂紋把岩石裂成碎塊。如果岩石破裂的碎塊能再拼合起來,這種破壞類型稱為脆性破壞。另外一種岩石破壞中,標本的兩側不突然滑移,而是緩慢地碾磨,沿著一個傾斜斷面粘合在一起。這種岩石的破壞不能像脆性破壞那樣快速釋放儲存的彈性能量。
在自然界大規模的破裂面被稱為地質斷層,許多斷裂非常長,有的可在地表追蹤幾千米。像在實驗室中見到的那樣,一條斷層的兩側既可以逐漸並難以察覺地互相滑過,也可以突然破裂,以地震這一形式釋放能量。在後一情況下,斷裂兩側向相反方向錯動。

彈性回跳模型的實例

這種地震模型最初源於美國工程師里德對1906年聖安德列斯地震的研究。1906年以前,在被聖阿德列斯斷裂切過的區域做了兩組三角測量,一組在1851~1865年,另一組在1874~1892年。里德發現,1906年以前的50年時間內,斷裂西側向北北東方向相對移動了3.2米。當這些測量數據與地震後測量的第三組數據比較時,發現地震前和地震後,平行於聖安德列斯破裂的斷裂,都發生了明顯的水平剪切。
科學家據此認為,地震是由於變形岩石的彈性回跳,是地球上部沿地質斷裂發生的突然滑動,這種滑動沿斷面擴展,這種滑移破裂傳播的速度小於周圍岩石中的地震剪切波波速。存儲的彈性應變能使兩側岩石大致回到先前未變形的位置。

因而,大多數情況下變形的區域越長、越寬,釋放的能量就越多,地震的強度也越高。岩石的垂直應變也很常見,在這種情況下,彈性回跳沿傾斜斷面發生,引起地表水平線沿垂向垮落並形成斷層崖。大地震造成的斷層崖可達好幾米高,有時沿斷裂走向延伸幾十或幾百千米。
地震的類型
天然地震主要有三種類型:構造地震、火山地震、陷落地震。
構造地震 由於地下深處岩層錯動、破裂所造成的地震。這類地震發生的次數最多,約佔全球地震數的90%以上,破壞力也最大。
火山地震 由於火山作用,如岩漿活動、氣體爆炸等引起的地震。火山地震一般影響范圍較小,發生的也較少,約佔全球地震數的7%。
陷落地震 由於地層陷落引起的地震。例如,當地下溶洞或礦山采空區支撐不住頂部的壓力時,就會塌陷引起振動。這類地震更少,大約不到全球地震數的3%,引起的破壞也較小。
構造地震對人類的威脅最大,下面介紹的都是與構造地震有關的問題。
構造地震是怎樣發生的呢?地下的岩層受力時會發生變形。開始,這個變形很緩慢;但當受到的力太大,岩層不能承受時,就會發生突然的、快速的破裂;岩層破裂所產生的振動傳到地表,引起地表的振動,這就是地震。
地球上每年約發生500多萬次地震,也就是說,每天要發生上萬次地震。不過,它們之中的絕大多數太小或離我們太遠,我們感覺不到。真正能對人類造成嚴重破壞的地震,全世界每年大約有一二十次;能造成唐山、汶川等特別嚴重災害的地震,每年大約一兩次。
由此可見,地震和風、雨、雷、電一樣,是地球上經常發生的一種自然現象。

Ⅲ 為什麼會有地震產生

由於地球在不斷運動和變化,逐漸積累了巨大的能量,在地殼某些脆弱地帶,造成岩層突然發生破裂,或者引發原有斷層的錯動,這就是地震。
分自然原因和人為原因
自然原因:板塊活動劇烈地帶
岩石層斷裂
形成地震
火山噴發也會誘發地震
人為原因:修築攔水大壩(水利工程的大壩)也有可能誘發地震——只不過這種情況很少罷了!

Ⅳ 為什麼會有地震的出現

分自然原因和人為原因
自然原因:板塊活動劇烈地帶
岩石層斷裂
形成地震
,由於地球在不斷運動和變化,逐漸積累了巨大的能量,在地殼某些脆弱地帶,造成岩層突然發生破裂,或者引發原有斷層的錯動,這就是地震
火山噴發也會誘發地震
人為原因:修築攔水大壩(水利工程的大壩)也有可能誘發地震——只不過這種情況很少罷了

Ⅳ 為什麼修人工湖泊會誘發地震說的簡明扼要點。謝謝

人類大規模的工程建設活動會引發地震。水庫誘發地震是人工湖在蓄水初期出現的、與當地天然地震活動特徵明顯不同的地震現象,亦簡稱為水庫地震。水庫誘發地震具有多種成因,其發震機理和誘震因素十分復雜,目前還沒有完全為人們所認識。水庫誘發地震是涉及地震學、水文地質學、工程地質學、和結構抗震學等多學科交叉的前沿課題。
本世紀40年代以來,世界上已有34個國家的134座水庫被報道出現了水庫誘發地震,其中得到較普遍承認的超過90處。有4例發生了6級以上地震,他們是中國的新豐江(1962年,6.1級)、尚比亞—辛巴威的卡里巴(Kariba,1963年,6.1級)、希臘的克瑞馬斯塔(Kremasta,1966年,6.3級)、和印度的柯依納(Koyna,1967年,6.5級)。
發生在壩址附近的強震和中強震,有可能對大壩和其它水工建築物造成直接損害。已知擋水建築物遭受損害的有兩個震例(表1),尚未發生過大壩因水庫地震而潰垮或嚴重破壞的情況。水庫誘發地震對庫區及鄰近地區居民點的影響則更為常見,強震和中強震會給庫區造成人員傷亡,帶來重大物質損失。即使一般的弱震微震,也會對震中區造成一定危害,影響當地居民的正常生產和生活,是庫區主要的環境地質問題之一。
我國迄今已報道出現水庫誘發地震的工程有25例,其中得到公認的有17例(見表2),是世界上水庫地震最多的國家之一。值得注意的是,高壩大庫中出現誘發地震的比例明顯偏高。我國(含香港和台灣)已建成的百米以上大壩32座,出現了水庫誘發地震的有10座,發震比例超過31%;其中1979年以後蓄水的17座百米以上大壩中有8座發生水庫地震,發震比例高達47%,遠遠高於世界平均水平。
從水庫誘發地震的強度來看,全球發生6.0級以上強烈地震的僅佔3%,5.9—4.5級中等強度的佔27%,發生4.4—3.0級弱震和3.0級以下微震的佔到70%(分別為32%和38%)。在我國這一比例相應為4%、16%和80%。但是水庫誘發地震往往出現在歷史地震較平靜的地區,強烈和中強水庫地震在大多數情況下都超過了當地歷史記載的最大地震,許多發生弱震和有感微震的情況,也是當地居民記憶中未曾有過的重大事件。
自70年代末開始,我國的水庫誘發地震研究由回顧性研究逐漸轉變為前瞻性研究。近20年來,幾乎全部擬建的大(1)型和多數大(2)型水利水電工程,對誘發地震的潛在危險性及其對工程和環境的影響作出前期論證,數十個重大工程在蓄水前提出過正式預測意見。我國水庫誘發地震研究的突出特點,是始終緊密結合工程建設和工程抗震安全的需要,具有很強的實用性和可操作性。對成因機制、判別標志、評價和預測准則等問題,進行了多方面的探索,逐漸形成一整套具有特色的研究和評價方法,特別在研究和確定工程的抗震對策方面,積累了豐富的經驗。
按照多成因理論,常見的水庫誘發地震主要有三種類型:構造破裂型、岩溶塌陷型和地殼表層卸荷型。構造型水庫地震有可能達到中等(4.5級)以上強度,破壞性水庫地震絕大部分屬於構造型水庫地震。岩溶塌陷型水庫地震只出現在碳酸鹽岩分布的庫段,與岩溶洞穴和地下管道系統的發育有關,震級一般小於4級。地殼表層卸荷型水庫地震具有一定的隨機性,在斷裂發育、堅硬脆性的岩體中,具備一定的卸荷應力和水動力條件時即可發生,但其震級一般在3級以下。實用的水庫誘發地震預測模型至少必須能辨別出上述三種主要類型的誘震環境,並分別進行預測。對於不常見的水庫地震類型,最好也具有一定的識別能力。
對水庫地震成因的探討一直是人們最感興趣的課題,也曾有許多似是而非的觀點流行。庫水的重力荷載作用和孔隙壓力作用是誘震因素之一,但庫水的作用必須藉助於地質體中存在的導水結構面才能向深部傳遞。通過查明庫區是否存在特定的水文地質條件來判別誘發地震的可能性,進而估計發震地點和最大可能強度,稱為水庫誘發地震研究中的水文地質結構面理論,是現階段預測水庫誘發地震的理論基礎。
地震監測是大型水利水電工程的常規監測項目之一。在前期勘測階段或開始施工階段就應進行地震監測台網建設,積累地震本底資料,以便對比水庫蓄水前後地震活動的變化情況。據不完全統計,設立了地震台站的大型水庫工程已經超過40座,設立了比較先進的遙測地震台網的目前已有11個。在確保大壩抗震安全,保證工程順利施工和運行方面發揮了重要作用。
我們認為,下一步應採取理論與實踐相結合的方法,深入探討水庫地震的成因機制、判別標志和預測評價方法等問題。將GIS(地理信息系統)技術引入水庫誘發地震的研究中,建立集分析預測評價、安全監測預警和防震抗災決策支持為一體的綜合系統

Ⅵ 為什麼水利工程會誘發地震

因為水庫聚集很多的水。超過了水庫地下岩層的承受能力後,就會誘發地震

Ⅶ 水庫為什麼會引起地震

水庫蓄水以後由於局部地殼受力狀態的改變,確實會引起一些地震的發生。水庫誘發地震分為兩種情況,一種是在原本沒有地震斷裂帶的地區,由於水壩的建設以後形成水庫,水庫蓄水改變了原來的地應力分布,從而產生了局部的地震。這種情況比較普遍,但是,由於水庫增加的水體重量,通常是均勻的分布在一塊較大的面積之上。而且,由於水庫周圍原有山體的比重肯定是高於水體,所以,水庫蓄水後對地殼造成的壓力變化,一定是屬於消除應力集中改善地球表面受力的情況。因此,水庫蓄水引發的微震,不僅不可能造成較大的地震,而且總體上應該是屬於有利於地殼均勻受力的調整。世界上絕大多數的水庫建成後的實際觀測也說明,僅僅由水庫蓄水引發的地應力改變所產生的地震,一般都非常微弱,大多數都是人們難以察覺的微震。不會對當地居民的生產生活造成威脅。另一種情況是由於水庫蓄水地區域原來就是地震區,有明顯的地震斷裂帶存在。原有的地應力積累就已經孕育著地震的發生,由於水庫蓄水打破了原有的受力平衡,導致了原有地震的延遲或者提前發生。這種情況下發生的震,其危害和破壞程度主要取決於原有的地震能量。水庫蓄水只是引發或者說誘發了地震,而不是造成地震。進一步的詳細分析可知,按工程地質條件來分類,水庫誘發地震具有不同的成因類型,主要有岩溶塌陷型和斷層破裂型。岩溶塌陷型水庫誘發地震最常見,不過多為弱震或中強震,破壞性不大。斷層破裂型水庫誘發地震發生的概率雖然較低,但有可能誘發中強震或強震。是我們必須重視的水庫誘發地震問題

Ⅷ 為什麼「水利工程會誘發地震」

蓄水導致壓力改變,水的滲透容易導致斷層滑移。

Ⅸ 修建水庫為什麼會誘發地震

人類對自然規律認識不多的時候,某些自然現象的發生。往往出乎人們的預料之外。修建大水庫誘發地震,就是這樣一種自然現象。
希臘曾在阿里洛斯河上修建蓄水0.41億立方米的馬拉松水庫,1929年10月建成並蓄水,1931年在庫壩區開始發生小地震,這是世界上最早由水庫蓄水誘發的地震。因為該水庫處於地震活動區,建水庫之前,當地就曾發生過地震,因此水庫蓄水後誘發的地震沒有引起人們的特別注意。地震隨庫水增高而增多,1938年庫水猛漲的時候發生了5級地震,震動了水庫大壩,更震驚了科學家和當地群眾,人們才開始注意水庫蓄水誘發地震的問題。
1935年,美國在科羅拉多河上修築胡佛大壩,建成蓄水375億立方米的米德湖大水庫。雖然庫區幾百年來沒有發生過地震,美國工程技術人員仍注意吸取希臘馬拉松水庫地震的教訓,在庫區周圍建立地震台,監測地震活動。1936年水庫水位升高到100米時,庫區發生一次小地震;庫水繼續增高,地震也隨著增多增強。1939年庫壩區發生5級地震,危及水庫及其下遊人民的生命財產安全,美國政府被迫投入大量人力物力詳細研究水庫與地震的關系,從此研究水庫誘發地震逐漸成為地震學中的一個重要課題。
科學家和工程技術人員雖然注意到大水庫可能會誘發地震,興建水庫前要對庫區地震活動性進行調查和觀測研究,認真考慮大壩的抗震性能,但失誤仍然一再重演,險情不斷發生。
1958年,我國在風光秀麗的廣東省東江支流新豐江(河源縣)興建新豐江大型水庫,一年多即築成一座105米高的混凝土大頭壩(空心壩),庫容115億立方米。庫壩及周圍地區歷史上沒有破壞性地震記錄,按抗震建築規范規定,大壩按抗6度地震烈度設防(即不抗禦破壞性地震)。1959年截流蓄水,庫壩區即開始發生小地震,地震隨庫水增高而增多增強,當地群眾不時感到地震的搖撼,聽到地震時的地聲。
1960年,當水庫第一次蓄滿水之後,大壩附近小地震驟然增多增強,並發生一次人們感覺強烈的地震,引起地震工作者、工程技術人員和當地群眾的高度警覺。大壩一旦潰決,東江沿岸的河源、增城、惠州、東莞、廣州等許多城市都將被一掃而光,並危及香港和澳門的安全。在危險迫在眉睫的時候,周恩來總理親臨水庫大壩視察,指示立即採取有效防範措施,加固大壩,確保安全。水庫工程局當即決定改大頭壩為實心的重力壩,對大壩按抗禦8度地震烈度加固,以實際抗9度進行驗收。與此同時,成千上萬的小地震接踵而至,0.4級以上的小地震平均每月達4000多次,危如累卵。
當大壩加固工程臨近結束時,1962年3月19日,大壩下游1公里處發生了6.1級破壞性地震,壩區的地震烈度達8度。縱橫100公里范圍內的城鄉機關、學校建築物和民房倒塌1800餘間,破壞23900餘間,死傷85人。地震時,大壩劇烈搖晃,水平裂縫貫穿壩體,大壩電廠及附屬設施均遭破壞。由於震前加固及時,大壩整體穩定,才頂住了強烈地震的沖擊,轉危為安,避免了一場險惡的災難。三十多年來,新豐江水庫地震台觀測記錄到的地震已超過了40萬次。新豐江水庫是世界上誘發地震次數最多、地震延續時間最長、大壩加固最及時的大水庫。
20世紀60年代以來,水庫地震遍及世界各國,水庫地震與日俱增,國內外已有幾十座庫容1億立方米以上的大水庫誘發了地震。非洲尚比亞卡里巴水庫、印度柯依納水庫、希臘克里馬斯塔水庫和我國新豐江水庫等,都誘發了6級以上的破壞性地震。
縱觀國內外的水庫地震,地震次數和地震大小均隨庫水升降而增減,最大地震一般發生在第一次蓄滿水後的數月之內。水庫地震還與庫容及壩高有一定關系,誘發了地震的水庫,庫容一般在10億立方米以上,壩高多在100米以上。破壞性的水庫地震,都發生在庫容25億立方米以上、壩高100米以上的大型水庫。但不是所有高壩大水庫都誘發地震,全世界壩高200米以上的大水庫只有25%左右誘發了地震,壩高100米以上、庫容10億立方米以上的大型水庫只有10%誘發了地震,壩高100米以上、庫容不足10億立方米的大型水庫則只有0.54%誘發了地震。
許多位於地震區的大水庫平安無事,有些位於非地震區的中小水庫卻誘發了地震。但所有誘發地震的水庫,都位於地質構造復雜和地下岩層軟弱易透水的地區。幾十萬年來地質構造活動強烈、有大規模活動斷層或多組斷層交錯切割的地區,地下應力分布復雜,水庫蓄水後增加的靜壓力可以改變地下應力分布狀況,造成地下應力分布不均勻和局部加強,致使斷層失去平衡,最後突然斷錯形成地震。另外,水滲透對斷層面的軟化、潤滑、吸附、增溫、水化學、氣化學及應力腐蝕等物理化學作用,亦使地下斷層易於活動,導致發生一系列地震。各水庫的具體情況和條件不同,誘發地震的原因也不完全相同,但水庫地震都屬於有水參與作用的構造地震,研究水庫地震是地震學的一個專門課題。

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