為什么這幾天河源地震了

【專家解說(shuō)】：河源地震是因?yàn)樾仑S江水庫(kù)

我國(guó)典型的水庫(kù)誘發(fā)地震
－—記1962年3月19日廣東新豐江水庫(kù)6．1級(jí)地震

據(jù)有關(guān)史料記載，新豐江水庫(kù)始建于1958年7月。翌年10月下閘蓄水。大壩壩型為單支墩式大頭壩，由19個(gè)間距為18米的單支墩大頭壩及兩岸重力壩段組成整體。最大壩高105米(壩頂高程124米)，壩頂長(zhǎng)440米，設(shè)計(jì)正常高水位118米，庫(kù)容115億立方米(水位116米時(shí))，相應(yīng)水位面積390平方公里。左岸附近開鑿一泄洪隧洞(內(nèi)徑10米)。壩背發(fā)電廠房安裝水輪機(jī)組4臺(tái)，總裝機(jī)容量29萬(wàn)千瓦，為我國(guó)華南地區(qū)最大水庫(kù)，廣東最大水電企業(yè)。

新豐江水庫(kù)1959年10月20日蓄水一個(gè)月后，開始出現(xiàn)地震活動(dòng)，隨著水位迅速上升，地震活動(dòng)相應(yīng)加強(qiáng)。當(dāng)水位首次接近滿庫(kù)峰高達(dá)110．5米時(shí)，遂于1962年3月19日04時(shí)誘發(fā)6．1級(jí)地震。該次地震滯后第一次高水位半年，震源深度5公里，展中在大壩附近1公里處。當(dāng)時(shí)震聲雷鳴，屋搖地動(dòng)，強(qiáng)烈地震造成房屋倒塌1800余間，嚴(yán)重破壞10500間，損壞13400間，死傷85人。附屬工程的水電廠廠房及高壓變電站也遭受較嚴(yán)重的破壞，不能運(yùn)營(yíng)。最為典型的是河源縣城皮革廠門前一對(duì)分別為3500公斤重的石獅相對(duì)底座反時(shí)針扭轉(zhuǎn)了11度。

地震前，大壩由于采取了第一期加固措施，在整體方面經(jīng)受住了6．1級(jí)(8度)大震的嚴(yán)峻考驗(yàn)。然而，在右岸13 - 18號(hào)擋水壩段108.5米高程出現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)90米的水平裂縫，上下游面均可目睹；在左岸擋水壩段近乎同一高程處，也有規(guī)模較小的斷續(xù)水平裂縫。當(dāng)時(shí)，壩體伸縮縫多處出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。有岸14號(hào)壩墩下游壩面于同年9月上旬出現(xiàn)長(zhǎng)約11米滲水流(當(dāng)時(shí)水位112．7米)?？梢娫摳叱烫幍纳舷掠螇蚊姘途哓灤┬浴Ｔ撎幥『檬菙嗝娑缸兲?，應(yīng)力最易集中，107米高程上、下各3米，混凝土澆筑間隔5個(gè)半月，入倉(cāng)溫度差達(dá)6，7℃，上部全采用立窯300號(hào)水泥；強(qiáng)度低且不穩(wěn)定。此外，抗震加固的混凝土都填筑在100米高程以下，加大了中、下部與上部的質(zhì)量和剛度的差異性，使得整座壩體配置不勻。所以，高程108．5米附近出現(xiàn)較高的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂縫的內(nèi)在成因就不難理解了。

水庫(kù)誘發(fā)地震具有較強(qiáng)的破壞性，不僅能直接造成破壞和傷亡，而且有可能導(dǎo)致壩潰水濫、引起次生災(zāi)害，使下游地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)遭受災(zāi)難性的損失。這種雙重災(zāi)難的特殊性，已引起國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛重視；我國(guó)是研究誘發(fā)地震較早的國(guó)家之一。

　　早在1959年就開始集中地球物理、地質(zhì)、工程地質(zhì)、地震工程、水利工程等多方面的科技人員，對(duì)新豐江水庫(kù)區(qū)的地震活動(dòng)進(jìn)行了研究，后又對(duì)新豐江大壩進(jìn)行了抗震加固，而且對(duì)1962年3月19日的6．1級(jí)破壞性地震取得了抗御效果，成為世界上抗震加固成功防御誘發(fā)地震的第一個(gè)實(shí)例。

新豐江水庫(kù)誘發(fā)地震的特點(diǎn)主要有：

其一，烈度高、震感強(qiáng)。這主要是因?yàn)樗畮?kù)誘發(fā)地震的震源較淺。新豐江水庫(kù)的震源深度，約為1—11公里。1962年3月19日在庫(kù)區(qū)發(fā)生的Ms6．1級(jí)地震，最大烈度為8度。這充分說(shuō)明，其地震的震中烈度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過相同震級(jí)的天然構(gòu)造地震的烈度。

其二，地震分布集中在水庫(kù)影響區(qū)。雖然在水庫(kù)地震活動(dòng)的不同階段，其分布有遷移現(xiàn)象，但基本都是在水庫(kù)淹沒區(qū)及影響區(qū)范圍之內(nèi)，一般在壩區(qū)，深水區(qū)相對(duì)應(yīng)的庫(kù)岸附近，特別是在裸露的峽谷地段地展較多。新豐江水庫(kù)地震十分活躍的地區(qū)和最強(qiáng)的地震均位于水位最深(80米)的大壩附近。

其三，地震活動(dòng)與水庫(kù)蓄水過程及運(yùn)營(yíng)有密切關(guān)系。一般水庫(kù)蓄水后1—2月內(nèi)開始發(fā)現(xiàn)微震活動(dòng)，1—2年發(fā)生主震。而地震活動(dòng)起伏與庫(kù)水位的變化有明顯的相關(guān)關(guān)系。位于新豐江水庫(kù)大壩西南160公里的廣州地震臺(tái)在1959年10月，即在蓄水開始后一個(gè)月記錄庫(kù)區(qū)地震，因水位上升很快，地震活動(dòng)非常頻繁。1961年7月設(shè)立的地震臺(tái)網(wǎng)到1972年12月記錄了震級(jí)Ms>=0．2級(jí)的地震258267次，其中有23513次Ms>=1．0級(jí)。

其四，有豐富的前震序列。新豐江水庫(kù)地震序列，由前震、主震和余震組成。前震很多，余震衰減緩慢。其頻度與震級(jí)關(guān)系中的b值和其他水庫(kù)誘發(fā)的地震序列相似，但與正常的構(gòu)造地震不同。前震的b值(1．12)比余震（1.04)高。這些值都比構(gòu)造地震(0．72)大1．4—1．5倍。另外，余震與主震震級(jí)比值高(O．87)。其余震衰減系數(shù)為0.9，衰減緩慢。

據(jù)研究表明：水庫(kù)蓄水和地震在時(shí)間、空間上關(guān)系密切。地震活動(dòng)受水位的影響。水位快速上升至高水位，往往繼之以地震活動(dòng)的增強(qiáng)。因此，深循環(huán)的地下水通道可以在裂縫帶中形成。據(jù)此，隨著滲透壓力的增大，地下水可以達(dá)到較深的循環(huán)，并引起斷面上法向應(yīng)力的降低，和軟弱巖石結(jié)構(gòu)面上的泥化，因而降低其剪切強(qiáng)度。在新豐江大壩,由于水位升高20米，水的滲透起初發(fā)生在沿大壩西北側(cè)北北西何的斷層帶，結(jié)果誘發(fā)了微震。當(dāng)水位升高50—60米時(shí)，滲透壓力增強(qiáng)，形成一系列小震和震級(jí)Ms＞3．0的較強(qiáng)地震。當(dāng)水位達(dá)到其峰值時(shí)，滲透壓力變得最大，因而伴之以地震活動(dòng)的高潮，產(chǎn)生最強(qiáng)的地震。

新豐江水庫(kù)的防震抗震措施及對(duì)策主要有：

1．水庫(kù)蓄水后誘發(fā)地震的防治對(duì)策。
新豐江大壩工程設(shè)計(jì)之初，根據(jù)新豐江歷史上曾發(fā)生過四次有感地震(V—VI度)的記載，壩址的地震基本烈度標(biāo)準(zhǔn)定為6度。1959年10月水庫(kù)關(guān)閘蓄水后，地震活動(dòng)隨水位日臻上升而相應(yīng)加強(qiáng)。1960年5月在大壩附近，有感地震(烈度V度左右)連續(xù)發(fā)生，4．3級(jí)(烈度6度)地震也于同年7月18日發(fā)生了。鑒于這一非常震情危及大壩的安全，當(dāng)時(shí)周總理親自關(guān)懷新豐江水庫(kù)的安全和防震工作，指示要采取措施加以解決。在沒有先例的情況下，廣大科技工作者努力攻關(guān)，經(jīng)過綜合分析。決定大壩抗震設(shè)防烈度標(biāo)準(zhǔn)為8度，要求按9度進(jìn)行抗震加固，與水庫(kù)正常高水位(118米)荷載情況組合。經(jīng)方案比較，采用“人”字形混凝土撐墻加強(qiáng)橫向穩(wěn)定的加固對(duì)策。其優(yōu)點(diǎn)是：⑦增強(qiáng)整體性。前后撐與壩墩組成的似“箱式”的結(jié)構(gòu)，各壩墩通過撐墻相互連成一體；⑨撐墻重心與壩墩重心位置接近，壩墩的地震慣性力可以均勻地分布在撐墻上傳遞至兩岸重力壩段，減少壩墩受扭的影響；②上游撐墻接近大頭，對(duì)改善大頭基礎(chǔ)應(yīng)力有利。
當(dāng)一期大壩加固工程即將峻工之際，7度破壞性地震發(fā)生了。但大壩整體方面穩(wěn)如泰山，經(jīng)受住這次強(qiáng)烈地震的嚴(yán)峻考驗(yàn)；加固效果得到了檢驗(yàn)；這在世界水工建筑史上是獨(dú)一無(wú)二的。

2．主震后的大壩加固抗震措施。
6．1級(jí)主震后，余震強(qiáng)烈，活動(dòng)頻繁，地展觀測(cè)資料不多，趨勢(shì)不明且缺乏經(jīng)驗(yàn)，而大壩安全仍末解除威脅，下游人民憂心仲仲。中央和省委十分重視，決定不惜一切代價(jià)對(duì)大壩進(jìn)行第二期抗震加固。在各有關(guān)方面研究討論后經(jīng)水電部批復(fù)確定，以6度半地震設(shè)防與水位116米荷載情況組合進(jìn)行施工加固；解決各壩墩縱向穩(wěn)定和壩踵應(yīng)力的抗滑能力，于1965年完成施工任務(wù)。經(jīng)檢測(cè)加固設(shè)計(jì)的穩(wěn)定相應(yīng)力已達(dá)到要求，抗震能力大大提高。

3．108．5米高程裂縫防治措施。
大壩108．5米高程前后貫穿性裂縫，無(wú)疑是6．1級(jí)地震力的瞬時(shí)脈沖作用所引起，它是遺留問題中較大的且必須采取的防治對(duì)策。為此，需先解決兩個(gè)問題。其一，壩頂部分是指那一范圍的高程。其雖曾采用鋼筋砼板補(bǔ)強(qiáng)，但經(jīng)1962年8月6度地震檢驗(yàn)，效果不佳，表明108．5米高程是個(gè)弱點(diǎn)。而103米高程是壩體斷面折角(懸臂)變化部分，故確定壩頂部高程應(yīng)從100一124米。其二，是驗(yàn)算108．5米高程裂縫時(shí)，假定砼抗拉力為6公斤／平方厘米(允許
值規(guī)定不超過一6．0公斤／平房厘米)，動(dòng)力系數(shù)(a)按一般規(guī)范最大為5，故采用a＝5計(jì)算。據(jù)上假定并經(jīng)方案比較，采用扦筋加固防治，以每壩墩27孔，每孔5Q32鋼筋束，并回填灌漿。經(jīng)處理后運(yùn)行狀態(tài)檢驗(yàn)，滿足了過去的設(shè)計(jì)要求和我國(guó)水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)定，效果良好。