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王维洛:2023年甘肃积石山县地震与积石峡大坝工程、黄河梯级开发、水库诱发地震

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摘要

关于积石山县地震的强度,有三个不同的数据,6.2级,5.9级地震和6.0级,虽然数值看相差不大,但是数值背后的地震所释放的能量相差极大。据笔者所知,2023年甘肃积石山县地震是同等强度地震中死亡人数最多的,也是房屋倒塌最多的。甘肃积石山县地震揭露了中国全面脱贫的真相。

笔者以为,2023年甘肃积石山县地震是一起水库诱发地震,是积石峡大坝工程与黄河梯级开发诱发的一次地震。

对于水库诱发地震,人们的认识还是非常肤浅,主要是来自对一些水库诱发地震现象的归纳与总结,对此肖安予、杜运连、范晓、马文涛、陈厚群、陈颙等都有论述。水库诱发地震主要特征有如:与大坝高度有关,高度越大发生水库诱发地震的可能性越大;与水库水位变化(蓄放水)有密切相关;地震震源深度浅,多在地下12公里范围以内;水库地震震中烈度明显高于同一震级的天然地震的震中烈度;震中分布于水库边岸几公里到十几公里范围内;库坝区有活动断裂;库坝区为中新生代断陷盆地或其边缘,近代升降活动明显;岩体深部张裂隙发育,透水性强;库坝区历史上曾有地震发生;库坝区有温泉等等。对于水库诱发地震的归纳与总结,人们还在不断地修正之中,最为典型的就是关于水库诱发地震的震级。最初人们认为水库不会诱发地震,后来认为,水库的蓄水重量可能压垮水库下面或者附近两岸的溶洞,形成塌陷地震,但地震震级不可能超过5.0级。后来修正为不会超过6级。在中国新丰江水库发生6.1级地震,印度科依纳水库发生6.5级地震后,认为不可能发生超过6.5级地震。如今8.0级的四川地震也被认为是紫坪铺水库诱发的地震。马文涛等指出,水库诱发地震与天然地震的一个区别就是相同震级的水库地震震中烈度比起天然地震明显偏高1~3度,更容易造成地表破坏。

积石峡水库大坝工程位于黄河干流,青海省循化县境与甘肃省积石山县交界处,距循化县城30公里,距积石山县城5公里。积石峡水库大坝工程是黄河上游龙羊峡至青铜峡河段规划25座水电站的第11座,2010年年底全部建成、发电。积石峡水库正常蓄水位1856米,最大坝高103米(一说100米),总库容2.635亿立方米,为日调节水库,水位升降幅度大,总装机容量1020兆瓦,保多年平均发电量33.63亿千瓦时。黄河上游龙羊峡至青铜峡河段全长890公里(一说918公里),落差1400多米,在这里规划建设了25座大型水库大坝工程,其中拉西瓦大坝最大坝高250米,龙羊峡大坝最大坝高178米,李家峡大坝最大坝高155米,公伯峡大坝最大坝高132米,积石峡大坝最大坝高103米,炳灵峡大坝(寺沟峡大坝)最大坝高61米……在这一河段几乎平均每40公里就有一座高坝;在李家峡至积石峡河段更是平均30公里就有一座高坝。积石峡水库大坝工程与2023年积石山县地震几乎满足了上述全部水库诱发地震的主要特特:大坝高度103米;水库为日调节水库,水位变化频繁;库坝区有活动断裂;岩体深部张裂隙发育,透水性强;库坝区历史上曾有地震发生;地震震源深度浅;水库地震震中烈度明显高于同一震级的天然地震的震中烈度等等。

值得注意的是,有地震学者认为,梯级水库在诱发地震方面,具有叠加效应。2012年,“探索国际”发表署名为约翰•杰克逊(John Jackson)的地质报告《中国西部的地震灾害与水电大坝》。作者在中国进行水坝调查后,提出上述地震叠加效应,并假设了最坏的地震情形——一旦发生溃坝事件,海啸般的力量将直接传递到紧邻的下游水坝,导致致命的多米诺骨牌效应。约翰•杰克逊指出:“梯级方式建大坝,世界其它地区还没尝试过”。

香港南华早报》2023年12月20日报道,陕西研究团队在地震前4天,准确预测到了地震范围和震级大小,但是当局没有发出地震预报通知百姓[1]。笔者认为,这应该与水库诱发地震(主震)之前,一些小地震频繁出现有关。

就在12月19日2时(地震发生后的两小时),青海省水利厅紧急派出10个技术工作组对震区203座水库、305座淤地坝、157座水电站进行安全检查。中电西北院也派出专家组奔赴积石峡、大河家、炳灵大坝工程开展对坝体等构筑物查验。12月19日晚,西北院副总工吴峻峰带队的8名专家再次到达积石峡水电站和大河家水电站,察看了两座电站受灾情况,认为目前两座电站的总体安全情况可控。总体安全情况可控,让人们回忆起武汉疫情一直是“可防可控”,说明未被公开的问题相当严重。

中共政府在规划建设大型水库大坝工程前大多有不公开的工程可行性报告,内有《水电工程防震抗震研究设计及专题报告》,结论多是某某大坝工程具备抵御设计地震的能力云云。

但是水库大坝工程安全的核心不单单是大坝本身,更重要的是受大坝工程影响(如水库诱发地震影响)的居民的生命与财产安全。正如此次积石山县地震一样,在经历了烈度为VIII度的地震后,据说积石峡大坝总体安全情况可控,震区内几百座水库大坝也经过所谓的检查。但是震区几万间房屋倒塌,起码148人失去生命,大坝工程的安全问题并没有得到解决。在建大型大坝工程时中共政府总是宣传:“建一座大坝、保一方安澜、促一方发展、造一方民富”。通过积石山县地震,人们看到了残酷的真相是:“建一座大坝、毁一方家园、造一方坟茔、促一方返贫”。

一、2023年甘肃积石山县地震是同等强度地震中死亡人数最多的

图1:2023年12月18日甘肃省积石山县发生5.9级地震,大量房屋倒塌,是同等强度地震中死亡人数最多的,图片来源:如图所示

关于积石山县地震强度,有三个不同的数据,中国地震台网称6.2级;美国地质调查局认为5.9级地震;中国地震局地球物理研究和北京大学地球与空间科学学院地球物理学系指出是6.0级。

据中国地震台网测定,2023年12月18日23时59分在甘肃临夏州积石山县(北纬35.70度,东经102.79度)发生6.2级地震,震源深度10公里[2]。

另据美国地质调查局报告,2023年12月18日15时59分30秒(国际标准时间)在临夏城关镇西南西37公里处发生5.9级地震,震源深度10公里,是浅层逆断层活动的结果[3]。

图2:美国地质调查局:2023年12月18日15时59分30秒(国际标准时间)在临夏城关镇西南西37公里处发生5.9级地震,震源深度10公里,图片来源:美国地质调查局

中国地震局地球物理研究所和北京大学地球与空间科学学院地球物理学系在地震发生不到2小时后(北京时间2023年12月19日凌晨1时41分)发布的报告指出,地震矩震级6.0级,震源深度10公里[4]。地震局地球物理研究所指出:此次地震以逆冲机制为主,破裂持续时间约8秒,似乎并未造成明显的地表破裂。截至2023年12月19时6时30分,重新定位后得到了150个余震的位置,余震主要呈北北西向分布,震源深度集中在6至15公里。

图3:中国地震局地球物理研究所和北京大学地球与空间科学学院地球物理学系指出:地震矩震级6.0级,震源深度10公里,图片来源:百度百科

地震发生时释放出巨大的能量,震级是衡量一次地震释放能量大小的重要指标。地震释放能量与地震震级的关系用下面这个公式来解释:

E=10(4+1.5*M)

E为地震发生时释放出的能量;

M为震级的震级。

当地震震级为6.2级时

E=10(4+1.5*6.2)=1.99526E+13

当地震震级为6.0级时

E=10(4+1.5*6.0)=1E+13

当地震震级为5.9级时

E=10(4+1.5*5.9)=7.07946E+12

地震震级为6.2级时所释放的能量是5.9级的约2.82倍;

地震震级为6.2级时所释放的能量是6.0级的约2倍;

地震震级为6.0级时所释放的能量是5.9级的约1.41倍。

地震震级定得越高,把生命与财产损失的责任推给天灾就越容易。

责任编辑: 李广松  来源:议报 转载请注明作者、出处並保持完整。

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