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地质专家:地震断裂带不宜多建大型水电工程

  主持人张可佳:人为干扰它加速。

  范晓:这种是影响比较大的情况。另外就是就是库区一定要有利于库水渗透的通道,如原始地下水位低,高渗透性岩石,可渗水的垂直裂隙,倾斜角度较大的活动断层等。龙门山都是非常有利于渗透的,而且历史上采煤,煤层有很多老洞,都是很有利水往下渗透的,在紫坪铺水坝建设过程中,发现坝肩有老洞,当时很危险,如果不处理的话,水就要渗透,据说煤洞是挖通了的,他们专门进行了调查,结果那边确实发现了洞口。后来为了防止渗透,做了处理,但历史上采煤的很多,隐患很难完全消除。另外岩层、断层可能是水平状的、或者倾斜角度很平缓的,也可能倾斜角度比较陡,或者直立的。紫坪铺这个地方就是很陡的,倾斜角是四十度到七十度,也非常有利于库水往深部渗透。另外还有喀斯特作用。

  目前世界上水库诱发地震的案例很多,但是诱发了六级以上地震的只有四处,如果我们假定紫坪铺也算一个,诱发的则是八级地震,这儿有一个对比表,可以看一下,它的主震和蓄水时间包括满库(最高水位)的时间都是有一个时间间隔的。紫坪铺是三年零五个月,从蓄水开始到发生主震,这个时间应该差不多,刚才谈到水往下渗透有一定的时间来起作用的。这个表里也列出了蓄水和地震的一些相关的情况。这里有一张图,可以看看紫坪铺水库的情况,大家可以看,这是都江堰,这是紫坪铺大坝,这个蓝色的双线就是岷江的干流,然后紫色的部分,就是它的库区,水淹没的部分。

  岷江本来是从西北方向往东南方向流入成都平原的,到这个地方,这个是寿江的河口的地方,有一个转折,到这儿又有一个转折。为什么这一段是这样子,方向来一个突然的转折?我们叫构造次成河段,这是专业术语,就是先有一个构造,因为先有断层,这个地方岩层很破碎,岩层比较软弱,河流在发育的过程中,要寻找流路,当然找最软的地方,利用断层软弱的地方形成河道。而这恰恰是紫坪铺大坝的蓄水区,也就是他整个的蓄水区跟断裂破碎带,而且是跟很密集的断裂破碎带重合的。这个调查是九十年代初的调查获得的地质资料。这个像砖块一样的图案是石灰岩,其他的部分,没有画的部分主要是砂岩、泥岩和煤层。这些岩层从工程地质的角度,都是不良的东西。如果是花岗岩那就是最好的,但紫坪铺库区岩石的条件都是不好的,再加上断层非常不好。又恰恰处在这样的位置上。

  另外看震中,这个就是八级震中的位置,是在龙门山的主中央断裂带,也就是北川—映秀大断裂带上,库尾淹没线离震中是5.5公里,而库尾淹没线在地表离北川—映秀断裂只有五百米,从宏观的标志来说,也是符合水库诱发地震的基本条件。

  观众:这个断层是这边往上冲还是…

  范晓:西北方向往上冲,除了主断层以外,不是有很多平行的次级断层。

  观众:放水的话,压力减轻了,可是现在是上面冲到下面。

  范晓:是这样的,这些断层你看有两个主断层,这个叫主边界断层,就是江油—都江堰断裂带,这些是次级断层,它们往下部都交于一个断裂,就像一个瓦片一样,多米诺骨牌一样,你看到很多条,下面基本上是一条,而且这些断层的主要的运动方式,都是由西北往东南方向逆冲运动的,都属于这个特征,是一个整体的效应,我刚才解释的是从整体来说,具体到每一个断层来说,效应都是一样的,是这么一个情况。

  地震初始的破裂点在这个地方,初始破裂发生以后,别的地方同样会发生位移,包括汉旺,蓥华都在这个断裂带上,破坏都很严重。另外库区这个地方地下水位很低,到都江堰以后,从山区进入平原,地下水位升高,河的形态也不一样了。看这张图,鱼嘴在这个地方,把岷江分为内江、外江。多余的水又排出外江,内江先是一分为二,再二分为四。整个大的地理的格局是这样的。这里有些数据,大坝与主边界断裂也很近,还有一个问题就是说刚才谈到库区的岩层最怕的就是它的不均一性,如果你是单一的岩层,砂岩都是砂岩,石灰岩都是石灰岩,那个还好一点。如果不同的岩层差异性很大,是最危险的。会造成不同岩层的界面上的渗水,压力不均衡,这个也是最危险的。而紫坪铺库区岩石性质的不均一性表现得非常突出,不同的岩石,不同的岩性。

  这个地方具有这些危险,修水库时并不是完全不知道,他们也要做评估的,按照国家的规定,在地震断裂带上规模很大的水库,在建设以前都要做水库诱发地震的危险性评估,这个是做了,由水利部等部门做的,预测诱发的最高震级是3到5.5级,另外按照国家的规定,在04年蓄水以前,要建立库区地震监测台网。这个图片是三峡的地震监测台网,库区监测台网主要监测微震,这个仪器对微震反映很灵敏,放在子台里,是无人的自动监测,这里面是一个弹簧,是灵敏度非常高的弹簧,地震引起弹簧振动,然后这个振动转化为脉冲电波发射出去,发射到中继站,中级站接收到以后,把各个台的数据进行处理,再发到数据处理中心。紫坪铺这个地方建了七个子台,数据全部传到四川省的震局的数据处理中心进行处理。

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(责任编辑:鲁玲)

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