王维洛：再论不排除紫坪铺水库诱发四川汶川大地震

如果说印度洋板块挤压欧亚板块，青藏高原不断东移，龙门山断裂就象埋藏在地壳中的几百颗原子弹，那么在龙门山断裂上建造紫坪铺水库大坝工程就是给原子弹安装一个不可控制的引爆装置。四川省地震局的高级工程师李有才和四川地矿局物探大队曹树恒高级工程师早就指出紫坪铺水库大坝工程将是一个潜在的"危险工程"。

一、世界上著名水库诱发地震案例介绍

人类对于水库诱发地震的认识，主要来自对于过去发生的水库诱发地震案例的经验
总结。下面介绍世界上几个著名的水库诱发地震的案例：

1.1印度科依纳水库诱发地震

印度科依纳（ＫＯＹＮＡ）水库位于印度孟买城以南二百三十公里的地方，库容量

27.8亿立方米，水库面积116平方公里．科依纳水库于1954年开工建造，1963年完工。

科依纳水库大坝高103米，大坝体积130万立方米，大坝为粗石混凝土重力坝。印度科依纳水库不但大坝底下的地基十分理想，而且水库所在地区的地质结构完整，从地质板块学的观点来看米，这座水库是建造在印度板块上，是印度-澳大利亚板块的一部份。于几百年万前就已经形成。人们认为这种地质结构是最稳定的，即所谓的无震区，而且在水库建造之前，也没有地震的记载。大坝位于前寒武纪地质带上，地质条件非常优越．

但是就在这里发生了至今为止记录在案的强度最大的地震。1963年科依纳水库竣工并当即蓄水启用。在这之后，附近地区就小震不断，在1964年和1965年之间，最高一周地震次数达四十多次。水库在1965年蓄满水，之后地震次数增多，强度加大，到1967年，一周地震次数竟高达320次地震。在1967年9月13日发生了一次震级 5.5级的地震，1967年12月11日在大坝附近发生了为震级6.5级的地震，震中烈度为VIII度。

这次地震的震源就在水库大坝附近离地面9-23公里的地方。这次地震影响的范围很大，整个印度半岛的西半部份都能感觉到该次地震。由于水库诱发地震而直接死亡人数约为177人，受伤人数超过1700人。该地区大批房屋倒塌或是受到严重损坏，成千上万的人无家可归。科依纳水库的大坝虽然没有因地震而倒塌，但受到严重损坏，水泥大坝两面出现了多处裂缝，有几处水都从裂缝处渗透出来。不得不采取多种措施补救。科依纳水库的发电机组和涡轮机受到严重的损坏。

在地震发生之后，工程地质人员再对该地的地质情况进行调查，发现原来认为是坚硬的玄武岩中，原来有许多中小断层。这些被认为是不活动的断层，在水库建造之后，又重新活动起来。由于水库大坝高度大，相应的水压也大，大量库水大量渗透进去，使岩石间的摩擦力大为减小，从而破坏了岩石间的应力平衡，造成了断层的运动，这种运动的结果便是地震。印度科依纳水库地震的一个重要的现象就是，只要一进入雨季，水库水位高涨，水压加大，水库地震就在这时发生。

在印度科依纳水库诱发地震之前，人们认为水库诱发地震的强度不会超过6级。但是科依纳水库诱发地震之后，这个指标修正为6.5级。

1.2美国的ＯＲＯＶＩＬＬＥ水库诱发地震

ＯＲＯＶＩＬＬＥ水库大坝高236米，水库库容43.65亿立方米，是美国最大的水库之一。ＯＲＯＶＩＬＬＥ水库所在地区很少有地震活动，只是在水库大坝周围50公里的范围内发生过一些轻微的地震，记录的最强的一次地震发生在1950年2月8日，地震震级为5.7级，震中在水库大坝北边50公里的地方，当时没有产生大的破坏，也就没有引起人们特别的注意。

由于ＯＲＯＶＩＬＬＥ水库大坝高，库容大，在大坝建造之前，对地震问题还是颇为重视，1963年在距1940年震中一公里远的地方，按装了地震仪，来监测地震活动，寻找地震原因。ＯＲＯＶＩＬＬＥ水库从1967年11月完工开始蓄水，1968年9月蓄满。

无论是在大坝建造时，还时在大坝建造成后，以致到大坝蓄满水后到1975年初，在方圆三十公里的范围内，地震仪只记录了一些轻微的地震，与过去的记录没有变化。

在1975年6月28日ＯＲＯＶＩＬＬＥ水库大坝的西南面发生了几次小的地震。人们当时不可能知道，这些小震是大地震的前兆，还以为是象往常一样，象在加利福尼亚州的一些地区发生的普通小地震。尽管如此，人们还是增添了几台可移动的地震仪。

在七月份人们就在这个地区观察到近二十次地震。最前的一次的地震震级为4.7级。

到七月底地震震级似乎有所减弱。8月1日清晨，位于贝克来的加利福尼亚大学的地震观测中心的警报系统响了。ＯＲＯＶＩＬＬＥ水库大坝附近发生了震级为4.7级的地震。在上午六点半左右，在ＯＲＯＶＩＬＬＥ水库大坝附近又发生了几次小地震。

负责水库地震研究的科研人员认为，这是地震活动又重新活跃起来的表现，有可能会发生大的地震，这种可能性虽说不大，但是很实际。为此，一位值班的工程师对水库大坝及其他设施座了专门的检查。在检查过程中，也就是在8月1日中午稍后，发生了震级为5.7级的地震。震中距离ＯＲＯＶＩＬＬＥ水库的大坝仅10公里．最后确定地震烈度为VII度。大坝上的加速仪测得的最大水平加速度为0.15g。地震地区的损失不是很严重。一些烟囱倒了，一些阳台的墙倒到大街上，一些结构不牢的房屋倒塌，水库大坝的设施没有受到损害。

科研人员根据地震仪所得到的资料对地震活动进行了研究，得到的结果是：地震震源以60度的角度向西倾斜。震源中心的深度，在西部约为12公里，在东部接近地面。

岩石沿着震动面向北北偏西的方向发生了位移。如果人们把地震面向地面延长，就可在水库南面得到一条切线。几天之后地质工作者就在这假设的切线附近找到了断裂。人们挖了许多坑槽，发现这是一个存在了很久的地震面而形成的断裂。在最近的一万年中发生过多次垂直的活动。每次的位移只有几个厘米。根据野外的观察发现，这条到地面终止的断裂线有５公里长，只是这个地区长满了草，不易为人们所发觉。根据这个发现，人们对这次地震是否是由水库建设而应期的作出了不同的推测。当然永远不可能肯定地回答这个问题，因为那直接的因果关系是无法证实的，而这些指数只能说明这个或那样的解释。多数人的意见认为，地震是由水库建造和蓄水所造成的。毫无疑问，水库蓄水通过地壳里岩石的水，增了额外压力，尽管这个压力的激励在扩散过程中减弱，但也许正好碰上了原来岩层中的断裂的薄弱处，也可以足够使原来小的裂缝扩大，从而诱发了地震。

虽然这次地震对周围地区没有造成很大的损失，但是公众对这次地震却是十分关心，特别是对离ＯＲＯＶＩＬＬＥ水库大坝６５公里的、正在建设之中的ＡＵＢＵＲＮ水库大坝。ＡＵＢＵＲＮ水库大坝是加利福尼亚州ＡＵＢＵＲＮ-ＦＯＬＳＯＮ南部地区规划的一个重要组成部份．ＡＵＢＵＲＮ水库大坝是当十规划的世界上最大的双曲拱型大坝，在可行性研究时对水库地区的地质调查，结论是地震活动特别弱，而地层稳定，岩体坚硬。1968年开始前期施工，到1975年ＯＲＯＶＩＬＬＥ水库地区发生地震后，ＡＵＢＵＲＮ水库大坝工程就停止施工，重新对水库诱发地震进行调查研究。这次调查研究的结果是，原来认为不活动的断裂，还是有可能复活，重新开始活动．论证和讨论一直延续了五年，最后得出了ＡＵＢＵＲＮ水库地区水库诱发地震的最大震级可达6.5级，震中离大坝的最近距离可能为3.7公里，最大地震烈度可能达到VIII度。根据这个研究结果，重新修改了大坝的设计和投资预算，ＡＵＢＵＲＮ水库大坝才重新开工。

1.3美国胡佛水库水库诱发地震

胡佛大坝建造在科罗拉多河上，坝高142 米，胡佛水库又称米德湖，水库容量为350亿立方米，于1935年开始蓄水，为当时世界上最大的水库。米德湖这一带历史上没有地震记录。但是到1936年九月，当水库蓄水到100米深时，出现了第一次地震。此后地震活动随着水库水位的增高而增加，1937年，水库水位上升到100米，这年发生了约100次可感地震。1938年在胡佛水库地区设置地震台网进行仪器观测，在这一年记录了七千次地震，其中一些地震是人感觉不到的。根据仪器观测，发现地震集中在米德湖附近方圆35公里的地区之内，震中沿断层集中，震源深度平均小于9公里（根据4个观测台测定的震中位置，误差可小于1公里）。到了1939年5月，水库蓄满水已达九个多月，正常水位平均保持在143米左右，因蓄水增加的地面负荷达350亿吨，这时的地震活动达到了高潮，其中包括一次震级为五级的地震。在这之后的几年中，地震活动有所增加．从1935年开始蓄水的十年间，在八千平方公里的范围内，共发生了约六千次地震．再之后，地震活动渐次率减，总的趋势是下降，但仍跟着水位变化波动，至今尚未完全平息。在1972年八、九月之间，米德湖附近地区又发生了两次震级为四级的地震，当时的蓄水为400亿立方米。在地震发生之后进行的地质调查，证明这个地区的地质情况很复杂，岩石成份中有花岗岩，片麻岩，前寒武纪片岩，砂岩和灰岩以及第三纪火山岩，并在地表出露许多断裂，特别是水库南缘的几条大断层，尤关重要。根据地质学家的意见，认为水库盆地的断层自上新世以来已入稳定状态，修建了大坝之后，米德湖水库的水负荷，使断层又复活起来。

1.4ＶＡＩＯＮＴ水库水库诱发地震和滑坡山崩

在意大利北部阿尔卑斯山区，ＶＡＩＯＮＴ河流在石灰岩中塑造了一条又深又窄的峡谷．在ＶＡＩＯＮＴ流入ＰＩＡＶＥ河流的汇合处，这里河谷开阔，在汇合处上游两公里的地方，建造了一座坝高为285米的水库大坝，为当时世纪上最高的拱型大坝.大坝于1960年完工．ＶＡＪＯＮＴ水库大坝的主要目的是发电，防洪则是第二位的．水库库区在大坝后由西向东延伸，设计水库蓄水能力为1.66亿立方米．在水库的南边是ＭＯＮＴＥ-ＴＯＣ山，是个主要由石灰岩和破碎的泥灰岩组成的山体，山体不稳定．但是，当时大多数工程师和地质学家认为，尽管有发生较小的滑坡的可能性，由于山坡的上部陡峭，而下部的地层倾斜度小，所以大部份的山体还是稳定的。

虽然结论如此，工程师们还是认为要对ＭＯＮＴＥ-ＴＯＣ山进行观测。1960年二月，水库开始蓄水，工程师们就在山坡上设置标，以便测量可能发生的山体位移。不久，工程师们就从观察中得出结论，只要水库的水位上升，ＭＯＮＴＥＴＯＣ山体就向下运动；随着水位上升速度的加快，山体就向下运动的速度也加快．如果库区的水位上升到距坝顶25米，山体就向下运动的速度为每天１厘米．地震活动也与水库蓄水有关．当1961年，水库中的水被部份排空，地震活动几乎接近零。 1962年四月，水库蓄水达到155米，发生了十五次地震。1963年夏季降雨特别多，水库的水位在八月分上升到以往未曾到大高度，距坝顶只有12米。紧接着，山体下滑运度加快，发出了警告的信息。当时参取了紧急措施，马上放水降低水库的水位到180米，在九月分发生了六十次地震．十五天之后，十月一日 22时41分，ＭＯＮＴＥ□ＴＯＣ发生滑坡，滑坡的面积为地质学家估计的五倍。2.40亿立方米的岩石，以每秒30米的速度滑入水库．这个滑坡的力量如此巨大，以致西欧和中欧的所有的地震站都记录了这次震动．岩石滑入水中，激起100米高的水浪，越过大坝冲向下游．巨浪卷走了LONGARONE城的几乎所有的居民，冲毁了其他三个村庄，造成1600人死亡。

1.5阿斯旺大坝水库诱发地震：

阿斯旺大坝位于阿斯旺镇南部七公里．大坝为堆石大坝，坝高111米，大坝体积为4200立方米．阿斯旺大坝后的水库称纳塞尔水库，是为纪念故总统纳塞尔．纳塞尔水库库容1640亿立方米，水库面积6500平方公里．纳塞尔水库于1964年开始蓄水，到1978年，水库蓄水到达设计最高蓄水位177.8米。在这之后，水位一直保持在 171-177米之间。

1981年十一月，发生了地震震级为5.6级的地震。在主震之前，发生了三次预震，在主震之后，发生了多次余震。震中分布在纳塞尔水库下的一个大范围内。震中的烈度估计在VIII度，阿斯旺大坝处的烈度为VI度。1982年七月，又发生了同样强度等级的地震．阿斯旺大坝所在地区在历史上一直被认为是非地震地区。虽然一些科学家认为这是一次构造地震，但他们同时也认为，建造水库是诱发地震的原因之一。

阿斯旺水库地震是在水库放水，水位降低时发生的．在发生地震之后，在瑞典专家的帮助下，在阿斯旺水库地区建立了地震观测台网。

1.6卡利巴水库诱发地震:

卡利巴大坝高125米，水库面积6649平方公里，水库蓄水量达1750亿立方米。水库位与沉积层上，同时发现有几条纪的断裂，位置也已确定。1958年 12月水库开始蓄水，这之后发生了多次地震，1959年发生22次地震，1961年发生15次地震，其中一次地震震级为4级，随后地震活动明显增加，仅 1962年三月，就发生63次地震，1963年一月到七月，发生61次地震。水库在1963年八月蓄满水。这时水库发生了一系列强烈的地震。最强的一次地震震级为6.1级，另一次地震震级为6.0级。被确定的十个震中均位于水库的最深处。主地震发生之后，发生了多次余震，以后几年，地震活动逐渐减弱。值得指出的是，在卡利水库建造之前，这里也是被认为是非地震地区。

1.7小结

过去，世界各国建设水库大坝工程，都是尽量避免在地质条件复杂的地区建设，更不会建造在会发生强烈地震的断裂带上。许多断裂带都是在地震发生之后才发现的。

过去的经验总结是：在弱震地区或地质构造稳定的地区，大型水库大坝会诱发地震，水库诱发地震强度可以超过历史上所记录的最大地震强度。

但是紫坪铺水库大坝则是直接建造在有可能发生强烈地震的龙门山断裂带之上。科学家现在就面临一个完全新的情况：在有强烈地震背景的断裂带上和地质构造不稳定的地区建造大型水库大坝，水库是否会诱发地震？水库诱发构造性地震是否还属于水库诱发地震的范畴之内？水库诱发构造性地震的强度是否会超过历史上所记录的最大地震强度？就象阿斯旺大坝地区的1981年十一月发生的地震，一些科学家认为这是一次构造地震，但他们同时也认为，建造水库是诱发地震的原因之一，因为阿斯旺水库地震是在水库放水，水位降低时发生的。紫坪铺水库和汶川大地震是否也是这样的关系？是否是紫坪铺水库蓄水激发了构造性地震？

二、地震工程师早就指出紫坪铺水库大坝工程将是一个潜在的"危险工程"

许多人不知道，紫坪铺水库就直接位于龙门山断裂带之上！紫坪铺水库紧邻此次四川汶川地震中心！紫坪铺大坝距离地震中心的直线距离仅为19公里！

四川省地震局的胡先明工程师在"紫坪铺水库蓄水前天然地震活动"一文中是这样描绘紫坪铺水库所在地区的地质背景的："紫坪铺库区处于扬子准地台与松潘一甘孜地槽之间的过渡带，这个构造过渡带从古生代到中生代早期是中国以地台为主的稳定区和中国西部以地槽为主的活动区的分界。新生带以来中国西部强烈的褶皱隆起，形成推覆逆掩的巨型断裂系，它就是举世闻名的龙门山皱断带。由于印度洋板块陆壳与欧亚板块强烈顶撞，产生的强大推挤力使龙门山断裂带发生大规模的逆掩推覆构造变形，随着青藏高原的抬升和地壳物质的横向蠕散，龙门山断裂带成为川青断块的东南边界。"

但是，紫坪铺水库大坝工程的工程可行性报告却漠视这个复查的地质背景，认为：

--"紫坪铺坝区属地壳结构基本稳定"；

--"工程区40公里范围内，历史上未见有强震发生"；

--"紫坪铺坝区及其附近地区大地震的影响烈度不超过VII度"。

人们在四川汶川大地震之后再来看这些结论，会发现这些结论都是错误的。2000年3月2日国务院总理办公会第60次会议通过《关于审批四川省岷江紫坪铺水利枢纽工程可行性研究报告的请示》。就是说，国务院总理办公会议认同这些结论的。

2008年5月12日发生的四川汶川大地震的事实证明紫坪铺水利枢纽工程可行性研究报告中的有关结论是完全错误的。那么撰写这个可行性研究报告的科学家和工程技术人员应该负什么责任？批准这个报告的国务院又应该负什么责任？

有人会说，这些都是马后炮，是事后诸葛亮。就是在紫坪铺水库大坝工程上马之前，中国的许多科学家和工程技术人员都表示反对。比如原中国水电科学研究院的陈实先生就发表文章，提出反对意见。那时的情形是，北京的科学家和工程技术人员多持反对意见；而四川省本地的科学家和工程技术人员则不敢发表反对意见。但是四川省地震局的工程师中也有勇敢站出来的，指出紫坪铺水库大坝工程将是一个潜在的"危险工程"。

四川省地震局的高级工程师李有才和四川地矿局物探大队曹树恒高级工程师就撰写了"紫坪铺水库枢纽工程基本烈度"的文章，通过对于水库所在地区的地震地质、新构造、深部地球物理、历史地震的深入研究，对在龙门山断裂带上建造紫坪铺水库大坝工程提出坚决反对的意见。李有才和曹树恒指出，紫坪铺水库大坝工程所在地区的地壳结构应属基本不稳定地区，坝区及其附近地区未来具有发生7.5级大地震的深部构造背景，紫坪铺坝区及其附近地区大地震的影响烈度不是不会超过7度，而是会达到9度，甚至IX度以上(四川地震局提供的数据，此次汶川地震中心地震烈度为XI度)。四川地震局原党组书记、局长刘兴怀，四川地震局高级工程师蒋能强、李明光也都支持李有才和曹树恒的观点。当时李有才和曹树恒就建议中央政府立即停止停建紫坪铺水库枢纽工程，或炸掉已建好大坝。 2005年紫坪铺水库开始蓄水之后，出现水库诱发地震现象。2007年四川省水利厅向李有才征求了意见，问："紫坪铺水库已经建成了，该怎么办？"当时已经退休的李有才坚持把大坝炸掉，或者将水库中的水放掉。令人深思的是，四川省水利为什么要在2007年向李有才征求意见。

2005年紫坪铺水库开始蓄水，2006年紫坪铺工程四台发电机组全部投入生产，整个工程提前一年完工，可以说是春风得意吗蹄急。紫坪铺工程号称创造了很多省内之最、乃至国内之最。

--紫坪铺水利枢纽工程是新中国成立以来四川省建设的最大的水利枢纽工程，而且是为全国最大的灌区(都江堰灌区)供水。

--紫坪铺水利枢纽水轮发电机组的水头变幅为国内最大，居世界前列，技术要求高。

--紫坪铺水利枢纽工程的面板堆石坝为四川最高、全国第五。

--坪铺水利枢纽工程泄洪洞的高速水位流速为45.4米／秒，其流速为国内最大。

--在工程施工中，共发现132条煤洞、煤窑，工程地下高含瓦斯为国内大型水电工程瓦斯含量最高，地质复杂程度居国内大型水电工程前列，施工难度系数大等等。

为什么在此时向当年提出反对意见的李有才工程师征求意见？是因为紫坪铺水库蓄水之后诱发地震所带来的忧虑。

紫坪铺水库大坝工程是一个危险工程，其危险不仅仅在于紫坪铺大坝可能被强烈地震所损坏，发生溃坝，形成溃坝洪水，淹没下游的都江堰市和成都市，威胁下游几百万人民生命财产安全，同时还在于，紫坪铺水库的高位蓄水和大幅度的水位变化，可能激发龙门山断裂带中累计的应力的释放。如果说印度洋板块挤压欧亚板块，青藏高原不断东移，龙门山断裂就象埋藏在地壳中的几百颗原子弹，那么在龙门山断裂上建造紫坪铺水库大坝工程就是给这些原子弹安装一个不可控制的引爆装置。

呼吁中国政府公布紫坪铺水库大坝工程地震观测台网的观测资料，为中国人民、世界人民了解地震成因提供资料，也为各国科学家研究水库诱发地震提供资料。

(文章仅代表作者个人立场和观点)