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水利工程为什么会引发地震

发布时间:2021-08-14 22:52:52

Ⅰ 修建水库为什么会诱发地震

水库诱发地震是指因水库蓄水而诱使坝区、水库库盆或近岸范围内发生的地震。根据精确定位的水库诱发地震的震中资料证明,水库诱发地震震中位置均分布在坝区、水库库盆及近岸地段范围内,距库边线一般不超过3~5千米,最远10千米。
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。
据研究,我国曾归纳了以下七条可能诱发水库地震的定性标志。①坝高大于100米,库容大于10亿立方米;②库坝区有新构造,活断裂呈张,扭性和张扭,压扭性;③库坝区为中,新生代断陷盆地或其它边缘,近代升降活动明显;④深部存在重力梯度异常;⑤岩体深部张裂隙发育,透水性强;⑥库坝区有温泉;⑦库坝区历史上曾有地震发生。上述七条,符合数越齐备,越典型,则该水库蓄水后诱发地震的可能性就越大。
按工程地质条件来分类,水库诱发地震具有不同的成因类型,主要有岩溶塌陷型和断层破裂型。其他类型的诱发地震震级很小,不会对大坝和周围环境造成危害,因此一般不作过多的研究。

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。

Ⅱ 地震是怎么形成的为什么会有地震呢

其实关于地震的产生的原因及预防,科学家们一直在研究。
弹性回跳模型
科学家们推测,地表岩石的大规模迅速错动是强烈地动的原因。地球深层构造力造成地球外层大规模变形是地震的根源,沿地质断裂的突然滑移则是地震波能量辐射的直接原因。在实验室里岩石受压能够以不同的方式"破裂"或"破坏"。在有的突发破裂中,断裂把岩石切开,两侧岩石相对滑动,多条裂纹把岩石裂成碎块。如果岩石破裂的碎块能再拼合起来,这种破坏类型称为脆性破坏。另外一种岩石破坏中,标本的两侧不突然滑移,而是缓慢地碾磨,沿着一个倾斜断面粘合在一起。这种岩石的破坏不能像脆性破坏那样快速释放储存的弹性能量。
在自然界大规模的破裂面被称为地质断层,许多断裂非常长,有的可在地表追踪几千米。像在实验室中见到的那样,一条断层的两侧既可以逐渐并难以察觉地互相滑过,也可以突然破裂,以地震这一形式释放能量。在后一情况下,断裂两侧向相反方向错动。

弹性回跳模型的实例

这种地震模型最初源于美国工程师里德对1906年圣安德列斯地震的研究。1906年以前,在被圣阿德列斯断裂切过的区域做了两组三角测量,一组在1851~1865年,另一组在1874~1892年。里德发现,1906年以前的50年时间内,断裂西侧向北北东方向相对移动了3.2米。当这些测量数据与地震后测量的第三组数据比较时,发现地震前和地震后,平行于圣安德列斯破裂的断裂,都发生了明显的水平剪切。
科学家据此认为,地震是由于变形岩石的弹性回跳,是地球上部沿地质断裂发生的突然滑动,这种滑动沿断面扩展,这种滑移破裂传播的速度小于周围岩石中的地震剪切波波速。存储的弹性应变能使两侧岩石大致回到先前未变形的位置。

因而,大多数情况下变形的区域越长、越宽,释放的能量就越多,地震的强度也越高。岩石的垂直应变也很常见,在这种情况下,弹性回跳沿倾斜断面发生,引起地表水平线沿垂向垮落并形成断层崖。大地震造成的断层崖可达好几米高,有时沿断裂走向延伸几十或几百千米。
地震的类型
天然地震主要有三种类型:构造地震、火山地震、陷落地震。
构造地震 由于地下深处岩层错动、破裂所造成的地震。这类地震发生的次数最多,约占全球地震数的90%以上,破坏力也最大。
火山地震 由于火山作用,如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震。火山地震一般影响范围较小,发生的也较少,约占全球地震数的7%。
陷落地震 由于地层陷落引起的地震。例如,当地下溶洞或矿山采空区支撑不住顶部的压力时,就会塌陷引起振动。这类地震更少,大约不到全球地震数的3%,引起的破坏也较小。
构造地震对人类的威胁最大,下面介绍的都是与构造地震有关的问题。
构造地震是怎样发生的呢?地下的岩层受力时会发生变形。开始,这个变形很缓慢;但当受到的力太大,岩层不能承受时,就会发生突然的、快速的破裂;岩层破裂所产生的振动传到地表,引起地表的振动,这就是地震。
地球上每年约发生500多万次地震,也就是说,每天要发生上万次地震。不过,它们之中的绝大多数太小或离我们太远,我们感觉不到。真正能对人类造成严重破坏的地震,全世界每年大约有一二十次;能造成唐山、汶川等特别严重灾害的地震,每年大约一两次。
由此可见,地震和风、雨、雷、电一样,是地球上经常发生的一种自然现象。

Ⅲ 为什么会有地震产生

由于地球在不断运动和变化,逐渐积累了巨大的能量,在地壳某些脆弱地带,造成岩层突然发生破裂,或者引发原有断层的错动,这就是地震。
分自然原因和人为原因
自然原因:板块活动剧烈地带
岩石层断裂
形成地震
火山喷发也会诱发地震
人为原因:修筑拦水大坝(水利工程的大坝)也有可能诱发地震——只不过这种情况很少罢了!

Ⅳ 为什么会有地震的出现

分自然原因和人为原因
自然原因:板块活动剧烈地带
岩石层断裂
形成地震
,由于地球在不断运动和变化,逐渐积累了巨大的能量,在地壳某些脆弱地带,造成岩层突然发生破裂,或者引发原有断层的错动,这就是地震
火山喷发也会诱发地震
人为原因:修筑拦水大坝(水利工程的大坝)也有可能诱发地震——只不过这种情况很少罢了

Ⅳ 为什么修人工湖泊会诱发地震说的简明扼要点。谢谢

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

Ⅵ 为什么水利工程会诱发地震

因为水库聚集很多的水。超过了水库地下岩层的承受能力后,就会诱发地震

Ⅶ 水库为什么会引起地震

水库蓄水以后由于局部地壳受力状态的改变,确实会引起一些地震的发生。水库诱发地震分为两种情况,一种是在原本没有地震断裂带的地区,由于水坝的建设以后形成水库,水库蓄水改变了原来的地应力分布,从而产生了局部的地震。这种情况比较普遍,但是,由于水库增加的水体重量,通常是均匀的分布在一块较大的面积之上。而且,由于水库周围原有山体的比重肯定是高于水体,所以,水库蓄水后对地壳造成的压力变化,一定是属于消除应力集中改善地球表面受力的情况。因此,水库蓄水引发的微震,不仅不可能造成较大的地震,而且总体上应该是属于有利于地壳均匀受力的调整。世界上绝大多数的水库建成后的实际观测也说明,仅仅由水库蓄水引发的地应力改变所产生的地震,一般都非常微弱,大多数都是人们难以察觉的微震。不会对当地居民的生产生活造成威胁。另一种情况是由于水库蓄水地区域原来就是地震区,有明显的地震断裂带存在。原有的地应力积累就已经孕育着地震的发生,由于水库蓄水打破了原有的受力平衡,导致了原有地震的延迟或者提前发生。这种情况下发生的震,其危害和破坏程度主要取决于原有的地震能量。水库蓄水只是引发或者说诱发了地震,而不是造成地震。进一步的详细分析可知,按工程地质条件来分类,水库诱发地震具有不同的成因类型,主要有岩溶塌陷型和断层破裂型。岩溶塌陷型水库诱发地震最常见,不过多为弱震或中强震,破坏性不大。断层破裂型水库诱发地震发生的概率虽然较低,但有可能诱发中强震或强震。是我们必须重视的水库诱发地震问题

Ⅷ 为什么“水利工程会诱发地震”

蓄水导致压力改变,水的渗透容易导致断层滑移。

Ⅸ 修建水库为什么会诱发地震

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。

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