平凸雜談
才高五鬥不覺恥，水灌一壇隻作癡。凸情不枉君付意，子誌難琢我化石。
正文
凸子塵報：Dams 和 Earthquakes
Since the last issue of this report that questioned the probability of Three Gorge Dam increasing natural risks of earthquakes, good comments have been posted on this and other BBSs and on my blog. A couple of them are questioning that dams can cause earthquakes in its vicinity.
水壩對地質條件的影響，主要是水庫帶來的附加水壓傳到水底的地殼板塊上，從而對板塊運動產生的影響。這一問題已經在國際上經曆了不少於50年的研究。也有一些公認的結果。
首先，是水庫造成地震，還是水庫誘發地震，這兩個問題有明顯的區別。研究的結果表明，水庫不會造成地震，但在極小的幾率上可能誘發已經存在的地震危險。
其次，大型水利設施是增加了地震危害，還是減少了地震危害。這個問題的答案很關鍵。可以說，各國學者研究的結果，減少的情況可能有，但增加的情況有疑問。D.W.辛普森在1976年一份報告中（sesmicity changes associated with reservoir loading）列舉了32 項案例，其中有一些證明了水庫減少了周邊地震危害。對於水庫是否增加地震危害，回答卻非常不確定。
地震的造成，根源在於地殼板塊之間層錯存在。學過材料學的人們明白，這種層錯的概念類似於材料力學的位錯概念。層間由於靜態摩擦力與岩塊層間應力（以及孔隙壓力）的階段性平衡，從而使地震不知發生。但當層間應力由於某種原因積累甚至超過靜態摩擦力的極限後，層錯就會相互運動，從而導致地震發生。地殼結構本身存在著很多結構層錯，這些層錯就是地震的源頭。如果水庫造成地震，則必然是水庫引出新的結構層錯。否則，水庫僅僅作用於現有層錯的地震，隻能成為水庫誘發地震。科學家對地震震動圖（seismogram）的研究，結果表明水庫沒有造成新的層錯。所有被稱為水庫造成的地震，都顯示是地質自由層錯運動的結果，沒有新的層錯出現。
為什麽水庫不會帶來新的層錯？蓄水高度不超過200米的水利設施，例如三峽最高蓄水175米，胡佛大壩，最高蓄水200米，新豐江水庫最高蓄水124米，卡裏巴水庫最高蓄水100米，克納大壩最高蓄水85米，這些水量造成的附加壓力越為1-2Mpa。而一般地震，發生在地下10公裏以上，其岩石板塊層間壓力平均高達130Mpa。對於這一巨大的壓力，水庫所帶來的附加壓力可以說是微乎其微。這樣的小壓力不可能使岩塊出現新的層錯來。所以，水庫的影響隻能是在現有的已經存在的位錯上作用，誘發本來就有的危險。
水庫誘發的地震，國際上公認的有四個比較大的：1962年中國新豐江，6.1級；1963年讚比亞卡裏巴，5.8級；1966年希臘柯裏馬斯達，6.3級；1966年印度克納，6.5級。這些地震與周邊蓄水80-100米的大壩有關。請注意，世界上有200個蓄水在80米以上的大壩，隻有4個誘發了地震。而對於現在世界上11000大型水壩，被報道有可能誘發了地震的有50個左右。
對於某些已經存在的現有的危險層錯，水庫的存在，雖然引入微小的作用力。但這樣的作用力的確可能使暫時處於不穩定平衡態岩塊之間開始運動起來，從而誘發地震。但是這樣的地震，準確地說應該是隻是遲早發生問題，而不是能否發生的問題。地震的危害程度，取決於它內部積累而暫時沒有釋放出來的能量多少。水庫的存在，其能量是水的勢能，這種能量需要大壩的作用才能使房轉化成電能。水的勢能是不會轉化成地下的各種能量的。即使有轉化，也隻能是微乎其微，而不是現在汶川地震的400個原子彈的當量。
對於水庫的存在是否增加或減少了地震發生，現在還沒有定論。一方麵把水庫誘發的地震，當作增加地震發生的案例是不合邏輯的。我們沒有辦法證明這些地震在無水庫的條件下是不可能發生的。從地震模型的角度理解，隻能說，水庫的存在也許改變了某些地震的發生時間，即使它們提前到來。另外有人的研究，結論是水庫也可以減少地震發生的可能。這樣的判斷也麵臨同樣的邏輯挑戰，沒有證據說明，這些“沒有發生”的地震，如果不是這些水庫就一定會發生。
總之，關於水庫與地震的關係。科學地講，水庫的建立可能極小概率上誘發地震，也可能極小概率上減少地震。這個問題需要因地而異。不同的地方，可能會有不同的結果。統計上，水庫與地震發生概率沒有關係。
但是，地震的危害，主要在於其累積和釋放的能量，其次是發生的次數。水庫的存在，不會對地震的危害程度帶來影響。
本文作者現為優查網CEO
Since the last issue of this report that questioned the probability of Three Gorge Dam increasing natural risks of earthquakes, good comments have been posted on this and other BBSs and on my blog. A couple of them are questioning that dams can cause earthquakes in its vicinity.
水壩對地質條件的影響，主要是水庫帶來的附加水壓傳到水底的地殼板塊上，從而對板塊運動產生的影響。這一問題已經在國際上經曆了不少於50年的研究。也有一些公認的結果。
首先，是水庫造成地震，還是水庫誘發地震，這兩個問題有明顯的區別。研究的結果表明，水庫不會造成地震，但在極小的幾率上可能誘發已經存在的地震危險。
其次，大型水利設施是增加了地震危害，還是減少了地震危害。這個問題的答案很關鍵。可以說，各國學者研究的結果，減少的情況可能有，但增加的情況有疑問。D.W.辛普森在1976年一份報告中（sesmicity changes associated with reservoir loading）列舉了32 項案例，其中有一些證明了水庫減少了周邊地震危害。對於水庫是否增加地震危害，回答卻非常不確定。
地震的造成，根源在於地殼板塊之間層錯存在。學過材料學的人們明白，這種層錯的概念類似於材料力學的位錯概念。層間由於靜態摩擦力與岩塊層間應力（以及孔隙壓力）的階段性平衡，從而使地震不知發生。但當層間應力由於某種原因積累甚至超過靜態摩擦力的極限後，層錯就會相互運動，從而導致地震發生。地殼結構本身存在著很多結構層錯，這些層錯就是地震的源頭。如果水庫造成地震，則必然是水庫引出新的結構層錯。否則，水庫僅僅作用於現有層錯的地震，隻能成為水庫誘發地震。科學家對地震震動圖（seismogram）的研究，結果表明水庫沒有造成新的層錯。所有被稱為水庫造成的地震，都顯示是地質自由層錯運動的結果，沒有新的層錯出現。
為什麽水庫不會帶來新的層錯？蓄水高度不超過200米的水利設施，例如三峽最高蓄水175米，胡佛大壩，最高蓄水200米，新豐江水庫最高蓄水124米，卡裏巴水庫最高蓄水100米，克納大壩最高蓄水85米，這些水量造成的附加壓力越為1-2Mpa。而一般地震，發生在地下10公裏以上，其岩石板塊層間壓力平均高達130Mpa。對於這一巨大的壓力，水庫所帶來的附加壓力可以說是微乎其微。這樣的小壓力不可能使岩塊出現新的層錯來。所以，水庫的影響隻能是在現有的已經存在的位錯上作用，誘發本來就有的危險。
水庫誘發的地震，國際上公認的有四個比較大的：1962年中國新豐江，6.1級；1963年讚比亞卡裏巴，5.8級；1966年希臘柯裏馬斯達，6.3級；1966年印度克納，6.5級。這些地震與周邊蓄水80-100米的大壩有關。請注意，世界上有200個蓄水在80米以上的大壩，隻有4個誘發了地震。而對於現在世界上11000大型水壩，被報道有可能誘發了地震的有50個左右。
對於某些已經存在的現有的危險層錯，水庫的存在，雖然引入微小的作用力。但這樣的作用力的確可能使暫時處於不穩定平衡態岩塊之間開始運動起來，從而誘發地震。但是這樣的地震，準確地說應該是隻是遲早發生問題，而不是能否發生的問題。地震的危害程度，取決於它內部積累而暫時沒有釋放出來的能量多少。水庫的存在，其能量是水的勢能，這種能量需要大壩的作用才能使房轉化成電能。水的勢能是不會轉化成地下的各種能量的。即使有轉化，也隻能是微乎其微，而不是現在汶川地震的400個原子彈的當量。
對於水庫的存在是否增加或減少了地震發生，現在還沒有定論。一方麵把水庫誘發的地震，當作增加地震發生的案例是不合邏輯的。我們沒有辦法證明這些地震在無水庫的條件下是不可能發生的。從地震模型的角度理解，隻能說，水庫的存在也許改變了某些地震的發生時間，即使它們提前到來。另外有人的研究，結論是水庫也可以減少地震發生的可能。這樣的判斷也麵臨同樣的邏輯挑戰，沒有證據說明，這些“沒有發生”的地震，如果不是這些水庫就一定會發生。
總之，關於水庫與地震的關係。科學地講，水庫的建立可能極小概率上誘發地震，也可能極小概率上減少地震。這個問題需要因地而異。不同的地方，可能會有不同的結果。統計上，水庫與地震發生概率沒有關係。
但是，地震的危害，主要在於其累積和釋放的能量，其次是發生的次數。水庫的存在，不會對地震的危害程度帶來影響。
本文作者現為優查網CEO
評論
astermatch
2008-05-17 08:39:29
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悄悄話
水滴石穿哪！怎可將連續的作用力跟爆發力比量級。
金筆
2008-05-16 21:22:03
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悄悄話
凸子對什麽都有研究，佩服！
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