印度的水库诱发地震研究概况广东省地震局!了原章1982年12月笔者随同中国代表团参加了在印度新德里召开的第四届国际工程地质大会，并参观访问了印度国家地球物理研究所、孟买水利局，布内工程学院地质系和柯依那水库。还与有关学者做过多次学术讨论。现将有关印度水库诱发地震研究的情况介绍如下。；印度水库地震研究概况印度的水库诱发地震研究是从1962年修建柯依那(Koyna)水库以后开始的。该水库位于德干高原玄武岩区的西部，坝高106米，库容为2780X10。米’。建库以前，当地地震稀少，被认为是少震区。因此，大坝设计未进行地震设防。1962年水库蓄水以后，地震活动增多，而且随着水位上升，地震活动逐渐增强。1967年12月10日距大坝三公里处发生了6．4级地震。娓中区地震烈度为八度强，部分地段已达到九度。参观时，我们见到一座长达数十米的大石桥，它位于大坝下游约6公里，已被地震完全摧毁。强震使大坝和电站受到严重破坏，死亡280余人，受伤逾2，000人。水库所在的马哈拉斯特拉邦及孟买市的工业都因停电而一度停 j“。印度全国震惊。从1966年起，印度有许多科研、教：于和生产部门都组织人力开展水库诱发地震的研究。后来，柯依那水库还发生过几次5级以上地震，并且均与水库水位变化有良好的对应关系。同时还陆续发现许多其他水库诱发地震震例。因此，水库地震研究在印度颇受重视，十余年来做丁大量工作。先后开展水库诱发地震研究的单位有以下几个：1．中央水利和电力研究站(CentralWater andPowerResearchStation)，如古哈(S．K．Guha)和帕达莱(J．G．Padale)。他们曾在印度的许多水库布设过地震台或台网进行观测研究。其研究工作主要是结合具体震例探讨水库地震特征，鉴别是否属于诱发地震。同时还开展了对柯依那水库地霞活动趋势的研究。2．国家地球物理研究所(NationalGeop— hysicalResearch lnstitute)，如古普塔(H．K．Gupta)和拉斯托吉(B．K．Rastogi)。他们侧重水库地震诱发机制和地震活动规律性的研究。还对柯依那水库地震的震源参数和震源机制等——9——作过计算分析，探讨丫水库水位变化与地霞频度的相关性。此外，他们还对印度的和肚界的水库诱发地震霞例做过对比研究，提山水库地震的成因见解，编写丁《大坝与地震》一书。3．若尔基大学地贱工程系(DepartmentOrEarthquakeEngineering，UniversityOfRoorkee)，如克里什纳(J．Krishna)(1982年，治率团来我国访问)和阿格拉瓦尔(P．N．Agrawal)。他们侧重地霞工程方面的gf究，曾对在柯依那水库记录刭的地丧加速度做过分析研究。另一方面，他们还在柯依那水库和其他水库的工程地质条仆和诱发地的可能性方面做过许多工作。．1．印度地质调查所(GeologicalSurvey oflndia)，如马内(P．M．Mane)等。他们对柯依那水库及共外围地区的地质构造、地貌和新构造运动、水文地质等方面做过大量系统的调查研究。该所还先后多次编制了德干高原的布格重力异常图。1972年凯拉萨姆(Kailasam)和莫尔蒂(Murthy)编制出版了该区布格等值线图和穿过柯依那水库的深部地质剖面。这些成果对分析判断柯依那水库诱发地震的地质条件有一定参考价值。5．孟买水利局(1rrigationDepartment，Bombay)，其下设有勘测设计部门，负责设计和修建水库。柯依那水库及库区的地震台均归该局管辖。该局还出版有关柯依那水库的地震目录和有关地震资料。6．浦那大学地质系(GeologyDepartme· nt，University ofPoona)，如波沃(K．D．Powar)等。他们对德干高原玄武岩区的地面断裂系统和深部地质构造做过一定的研究。7．布内工程学院地质系(GeologyDepa· rtment，EngineeringCollege，Pune)，如古普泰(R，B．Gupte)。古普泰教授否认柯依那水库蓄水是诱发地震的原因，主张该震例仍然属于构造地震。此外，古普泰等人还对该区的地热流做过调查。总之，印度是水库诱发地霞研究历史较久的国家之一，口前正在进行多学科的综合性研一10——究，具有一定的特色。一般来腌，他们比较重视应用研究，很关心水库地震的预测问题，而对水库地震的诱发机制则工作较少。门前，印度尚未开展水库地震的模拟实验。二、水库诱发地震的震例柯依那水库是世界上四个诱发6级以上地霞的水库之一。此外，尚有以下几个霞例。 l·．金内尔桑尼(Kinnersani)水库坝高61．?5米，具有与柯依那水库十分相似的地质构造和水文地质条件，位于稳定的印度半岛地盾的边缘。过去该区有过中等强度的地震，但是地震频度很低。1965年该水库蓄水以后，立即有了地震活动。1969年4月13日在库区发生5．3级地震，余震持续到1971年。2．帕拉姆比库兰(Parambikulam)水库位于印度半岛南端，坝高66米。1963年水库蓄水以后，当地居民强烈感到地震活动，估计最大震级应有3级左右。1968年水位骤涨以后，地霞显著增多。1969一1970年地霞活动逐渐减弱。3．乌凯(Ukai)水库坝高63，55米，位于印度半岛地盾内部的地堑构造系中。蔷水以前当地最后一次地霞发生于1970年。该水库于1971年开始蓄水。1972年随着水库水位上升，地震活动的频度增加，最大地震为3级，当地腊民有感，并且有轻微的地面运动。4．穆拉(Mula)水库土坝坝高扎米，库容为1017X10‘米’。位于德干高原玄武岩区，当地地震活动极少。从1972年起在库区设置丁地震台，记录到水库蓄水以后立即有大量微震活动。最大的微震为1级(1972午)，最小的地震为—1．5级。地蔑活动集中于库区的断裂带。微震活动持续达四年之久。微震活动的频度与水库水位变化的速率相关甚佳。5．伊杜基(Ⅱdukki)水库混凝土坝坝高160米。位于印度半岛的最南端。库容1460X10‘米’。过去该区地震稀少分散。1971年水库蔷水以后，库区微震频度增加，最大地震为3，5级(1977年7／j2日和1978~12月川刁)和3．0缴(1975年9月18日)。此外，古哈还指出，吉尔尼(Ghirni)水库和曼加拉姆(Mangalam)水库蓄水以后，当地居民曾感觉到地震和听到过响声。在沙拉瓦蒂(Sharavathy)水库和纳加尔—琼萨加尔(Nagar—Junsagar)水库蓄水以后，在库区分别发生过一次地震，前者震级为2级，后者为3．5级。这两次地震都没有记录到前震和余震。还有人认为，兰干加(Ranganga)水库和卡达那(Ka— dana)水库亦为诱发水库。上述几个水库附近发生的地震是否与水库蓄水有关，由于缺少足够的资料，尚难以肯定。从印度学者提供的资料来看，印度的水库有六例(包括柯依那水库在内)应属于诱发事件。这些水库诱发地震都位于印度半岛的内部或边缘。该区属于少震区。虽然有的地方历史上曾经发生过中等强度的地震，但分布分散，频度甚低。相反，在地震活动很强的喜马拉雅山山前地震带，尽管也修建了许多水库，其中包括特大型水库，如巴克拉(Bhakara)水库，坝高226米，库容9621X10。米。，蓬哥(Pong)水库，坝高133米，库容8570X10‘米。，却都没有诱发过地震，由此可见，高地震烈度区并非是易于发生水库诱发地震的地区。印度学者指出，在印度半岛地盾内部有几块相对稳定的地块，它们的地震烈度小于六度。地块内部的水库地震往往为微震。而地块边部的水库地震可以发生较强地震，例如柯依那水库，金内尔桑尼水库，乌凯水库等都位于地块的边缘，其地霞烈度同属六度区。所以，他们认为水库地震易于发生在六一七度地震烈度区。．m，、对水库诱发地震特征的几点认识1．古哈和帕达莱处理了柯依那、穆拉、伊杜丛三个印度水库及非洲的卡里巴(Kariba)水库资料以后，认为b值的变化可以预测水库地霞。柯依那水库的强度(女年12月10日6．4级地震，1973qZl0川l丁㈠5．2级地疾和川UU年10月23日4．9级地震)之前， b值均有明显的降低现象。强震发生于b值开始回升之初。在穆拉、伊杜基和卡里巴三个水库亦有类似现象。力武常次(1976年)得出b值异常期与震级的关系为： logT二0．76M一1．33古哈等还指出，从他们所研究的震例来看，水库地震的频度与水库水位的高程之间的相关性远不如地震频度与水库水位变化速率的相关性更佳。·2．1975年辛格曾对1967年12月10日柯依那水库的6．4级地震做过震源机制解。1979年古普塔等对1973年10月17日一1976年12月的71次4级以上地震做了九个叠加机制解。通过对这些资料的分析，认识到震源机制解的分布有一定的规律。北纬17。15+以北的地震断层解均为南北走向，与主震一致，而且都属于走滑型或逆掩断层型。该线以北的地震分布亦呈南北走向延长分布。而该线以南的地震断层解均为正断层型，而且断层走向为北西走向。柯依那河恰好亦在北纬17。15+附近从自北向南流，转为自西向东流。他们认为，上述情况是深部构造活动控制的结果。波沃教授从德干高原玄武岩区地面断裂系的分析出发，认为水库地震的形成与深部断裂构造有密切关系。而古哈则主张，水库地震多位于深部重力异常的边缘。总之，印度学著从不同的角度，都提出在研究水库地震时应该重视对深部构造活动的分析。3．许多国家的学者都曾经指出，诱发水库多位于地热异常区，库区有大量温泉出现。柯依那水库附近亦有许多温泉。阿加谢(Aga— she)和古普泰对比了柯依那水库附近的康坎(Konkan)温泉群在不同时期由不同部门测定的温度，注意到在1967年12月10日6；．4级地震以后，温泉的温度普遍增高。后来他们继续在该地区进行连续观测，发现在1968年3月5日5级地震以后，温泉的温度也有升高现象，而且温泉的流量也有增大。一 ll—