對話陳厚群：解碼水庫蓄水與地震及地災

本刊記者 田宗偉

陳厚群：水工結構抗震專家，中國工程院院士，國務院三峽工程質量檢查專家組副組長

水庫蓄水引發地震及地質災害問題一直是人們十分關心的問題。三峽工程第三次試驗性蓄水在即，水庫蓄水與水庫地震是怎樣的關系？三峽水庫蓄水后會引發地震嗎？震級會有多大？三峽大壩安全嗎？水庫蓄水引發一些地質災害是正常的嗎？帶著這些問題，本刊記者采訪了我國著名水工結構抗震專家陳厚群。

“水庫誘發地震”還是“水庫觸發地震”？

記者：聽專家說，目前地震界更傾向于用“水庫觸發地震”一詞，請問“水庫觸發地震”和“水庫誘發地震”有什么不同？

陳厚群：這個問題，我已在一些文章中談過我個人的認識。過去都說“水庫誘發地震”，是“誘發”，英文為‘induced’，這很容易讓人產生誤解，以為水庫地區原來沒有發震構造，水庫蓄水后就誘發出來了構造型地震。現在大壩界、國際大壩委員會（我現在是國際大壩委員會地震專委會副主席）都主張用“觸發”，英文為‘triggered’。這意思是說，水庫地區原來就有發震構造，水庫蓄水只不過是起“觸發”作用，使地震稍提前發生了。我參加了這個討論，也同意這種說法。這跟原來沒有地震構造發育而誘發了地震是不同的。

根據我的認識，水庫地震大體分為兩類。一類是跟發震構造有聯系的構造型水庫地震，一類是跟發震構造沒有聯系的非構造型水庫地震。

非構造型水庫地震是什么樣的呢？譬如在石灰巖地區，由于巖溶比較發育，蓄水以后，由于水滲了進去，容易造成坍塌等現象，形成巖溶型地震。再如庫區存在一些廢棄的礦洞，水滲進去后也會發生坍塌。但這類的地震都是淺層的，不會發展到深層。另外，庫岸的表面也會不是很完整的，水滲進去后，應力會作一部分調整，也會發生地震。這些地震我們統稱為非構造型地震。

非構造型地震說它是水庫蓄水“誘發”的，其實也未嘗不可，如果不蓄水，雖然巖溶、礦洞、庫岸裂隙也在那兒，但它不一定會發生地震。但構造型水庫地震我覺得用還是“觸發”比較合適。

構造型水庫地震的發生需要有三個主要的前提條件：第一，庫區存在發震斷層的地質結構，已有發震斷層的應力積聚已接近其臨界狀態；如果庫區雖有發震斷層存在，但遠沒達到臨界狀態，水庫蓄水也不會發生地震；第三，水庫有向構造型發震斷層深部滲水的深層滲透通道。具備了這三個條件，水庫蓄水才會“觸發”構造型水庫地震。

這是我對“觸發”和“誘發”的理解。其實，通稱“水庫地震”就行了。只不過還是要了解，構造型水庫地震，蓄水只是起“觸發”作用，非構造型地震才是由蓄水“誘發”。構造性水庫地震和非構造性水庫地震的性質有所不同。

記者：通常，水庫蓄水誘發地震、觸發地震的概率有多大、震級會有多大？其發生的概率和震級會隨著時間的推移而減小嗎？

陳厚群：現在全球大壩有一二十萬座，15米以上的大壩單中國就有八萬多座，美國也不少于這個數。現在全球有三十多個國家報道過有一百多次水庫地震事例，但是，其中一些并未經過研究得到確認和共識。國際大壩委員會的資料列出了三四十個。所以，建水庫后發生水庫地震的機率是非常小的。絕對不是建了水庫就會引發水庫地震。中國是多地震國家，好多地方沒有水庫也發生地震，北京就是8度區，如果用精密的儀器測量，就會發現小震不斷。

在三十多個國家報道的一百多例水庫地震中，絕大部分都屬于非構造型水庫地震。非構造型水庫地震的震源很淺，震級不大，一般不會超過3～4級，在離震中很近的地方，人們能夠感覺到，但不會對當地居民的生產生活造成大的影響，更不會對大壩造成危害。

現在全世界超過5級的構造型水庫地震大概十來個，超過6級只有4例，它們是：中國新豐江水庫地震、贊比亞的卡里巴水庫地震、希臘克·里瑪斯塔水庫地震、印度柯依納水庫地震，不過也都沒超過6.5級。當然，這并不是說6.5級就是上限。因為它是觸發，所以不會超這庫區原有發震斷層的震級上限。

2008年5月12日汶川地震過后，當晚三峽大壩一切運行正常，沒受絲毫影響。 攝影/楊文

構造型水庫地震的破壞性比非構造型水庫地震要大，而跟大壩安全有關的地震正是構造型水庫地震。這也是國際大壩委員會為什么只著眼于“水庫觸發地震”的原因。因為水庫“觸發”的構造型水庫地震可能影響大壩的安全。

水庫地震的能量釋放，在應力調整后又漸趨于平衡。一般認為，水庫地震主要發生在蓄水后的幾年，五年十年，一般不會超過二十年。所以水庫地震是會隨著蓄水后時間的推移而衰減的。

紫坪鋪水庫風光 攝影/張銓生

2008年“5.12”地震后的紫坪鋪水庫。 攝影/張銓生

記者：是不是只要發生在水庫周邊的地震就是水庫地震，對于一例地震是不是水庫地震，專家們是如何認定的？

陳厚群：水庫地震一般發生在水庫的周圍，在水庫五公里十公里以內，超出這個范圍，就不能說它是水庫地震。這牽涉到水庫“觸發”地震的機理。水庫是怎么“觸發”地震的呢？

現在人們認為“觸發”的因素有兩個：一個是水體的重量，再一個是水的滲透。實際上，水體的重量不是主要的因素。地震至少要發生在地表幾公里以下，巖石在震中深部產生的應力跟上面地表幾百公尺的水體的重量沒法比，實在是微乎其微。所以人們形成較為一致的共識認為，主要還是庫水入滲的作用，一是滲透壓力減少了正壓力，摩擦力小了，二是起到了一種潤滑作用，斷層面抗滑強度就降低了。這兩個作用可能觸發原本就處于臨界狀態的發震斷層發生地震，這是我們現在對水庫地震機制的初淺理解。

當然，水庫地震的發生機理是非常復雜的，目前還不能完全說清楚，能說清楚地震就可以預報了。但水庫地震中水的作用，現在較為一致的共識，還是水的滲透作用。

庫水滲透是有一定的范圍的。滲透的范圍只在第一分水嶺以內，一般大致在沿庫岸5～10 km范圍以內。此范圍以外的地震就不能算是水庫地震。這是從空間上講。從時間上講，水庫地震一般在蓄水以后，特別是水位達到最高水位或者是水位有明顯變動的時候。但也不是馬上，因為滲透也需要一定的時間，它有所滯后，會滯后幾個月甚至幾年。

從地震的類型上講，已有的4個6級以上的水庫地震，都屬于前震、主震、余震型。先是水庫蓄水以后不斷發生前震，小地震明顯增加，然后地震的強度也略有提高，到一定程度就出現主震，然后是余震。但天然的地震就不一定是這樣，比如汶川地震就沒有前震，一來就是主震。

根據庫區的地震地質條件，如果經研究蓄水有可能引發較大水庫地震，我們國家的水工抗震設計規范要求，在蓄水前就應在庫區設置專門的水庫地震監測臺站，對庫區的地震進行監測，記錄庫區蓄水前的本底地震活動性。這樣，就可以對水庫蓄水前后庫區的地震活動性進行比較：主要是比較其地震發生的頻度（在一定震級情況發生的次數）和最大的震級。如果蓄水前后地震的頻度和震級沒有太大的變化，當然，變化是肯定會有的，你不建水庫它也會發生變化，但如果變化是在正常范圍內，我們就認為沒有水庫地震。如果蓄水以后地震突然明顯增加了，而且跟水庫水位還有一定的對應性，那么我們就認為它發生了水庫地震。

記者：三峽工程175米試驗性蓄水以來，庫區發生的地震確實比蓄水前多了些，請問這些地震就一定是水庫蓄水造成的嗎？

陳厚群：三峽的水庫地震問題，在論證時，全國那么多的專家對這個問題是摸得很透的。根據地質構造和巖性條件的不同，專家們將庫區干流分為了壩址～廟河、廟河～白帝城、白帝城以上三段。在從壩址到廟河全長16km的近壩區，地質構造格局清晰，壩址的工程地質條件很好，壩頭這一段是黃陵花崗巖地塊，比較穩定，巖體透水性微弱，沒有發震構造，不會有太大的水庫地震。從廟河到白帝城一段有好多礦洞、有大溶洞，這些地方是水庫地震易發區，也是重點監測區。從白帝城往上到重慶那一段，從地震地質條件分析，也不會有較大的水庫地震。

監測表明，三峽水庫蓄水后發生了水庫地震，最大的一次是2008年11月22日蓄水到172米時發生在秭歸屈原鎮的4.1級震，三峽工程論證及設計時，預計最大地震是5.5級到6級，這個地震沒有超出原來預計的范圍。發生的地方也在預期的重點監測的區域，就在廟河到白帝城這一段。

蓄水之前，國家在三峽庫區就設立了一個大規模的數字化地震遙控臺網，有24個全數字化的地震遙控臺站，監測三峽庫區的地震情況。這個臺網是我們國家目前運行的地震遙控臺網中規模最大的。其實，從1959年開始，長辦（現長江水利委員會）就在三峽設站了，當然那時臺站不是數字式的。應該說三峽庫區的地震監測設備先進、數據齊全，而且分析及時。三峽集團公司有一班人員，在長年值守監測和分析研究，一有發生比較大一點的地震，他們就立刻趕到現場，進行察看了解包括溶洞、廢棄礦洞等情況，分析地震類別，工作非常認真。從已有監測紀錄可見，三峽庫區有水庫地震，庫區地震與水位是有一定關連的，但是時間上會有一定滯后，震級和地點都沒有超出論證的預期。今年又要試驗性蓄水到175米水位，從所掌握的監測資料分析，地震活動不會超過2009年汛期的水平。今年蓄水到175米水位后，地震活動可能有所增強，也不能排除出現個別Ml4.0～4.5級地震的可能性。也在論證預計的范圍以內的。不會產生什么異常問題。

記者：有人認為，水壩觸發地震不僅不是壞事，反而可能是好事。您是否贊同這一說法，并請闡述其理由。

陳厚群：這個很難說，什么是好？什么是壞？說是好事，也可能是因為水庫地震有許多前震，可以把能量提前釋放一些。其實，前震所釋放的能量沒法跟主震相比。地震相差一級其能量就相差33倍，差兩級其能量就相差33倍的平方，差三級其能量就相差33倍的立方。幾萬個1級以下的地震也抵不上一個3級地震的能量。水庫地震的前震多是微震，大多是1級以下的，1級2級的也不多，在能量釋放曲線中它占的比例很小，不起太大作用，沒有必要去說什么好處壞處，這是一個天然現象，要了解它的本質。

不過，絕大部分水庫不發生地震。像小浪底就很明顯。小浪底庫區確實有幾個小的發震斷層，世界銀行特咨團曾認為水庫地震是抗震主要問題，但實際上，小浪底蓄水前就設臺觀測，運行十多年了，監測表明，并沒有發生水庫地震。紫坪鋪的水庫地震曾被引起廣泛關注，但監測資料說明，紫坪鋪沒有發生水庫地震。我們把紫坪鋪水庫蓄水前13個月和蓄水后每13個月的監測數據進行比較，無論震級和頻度，都沒有太大變化，怎么能說發生了水庫地震呢？

記者：就三峽的地質條件和三峽大壩的設防標準，您認為三峽地區有引發大的災害性地震的可能嗎？如果三峽周邊發生汶川那樣的地震，三峽大壩會像紫坪鋪大壩一樣，只傷筋不動骨嗎？

三峽庫岸滑坡治理 攝影/鄭家裕

陳厚群：三峽的設防標準，我曾在有的文章已說得很清楚。一方面它的地質條件是比較好的，三峽庫區的地質活動性是比較低的，它的基本烈度只有6度，而三峽是按7度設防的，提高了1度。同時，三峽設計時不是按千年一遇而是按萬年一遇的地震標準設防的，三峽的泄洪設備的能力也非常大，很快就能把水位降低。我個人認為三峽大壩的抗震安全是有保證的。蓄水也這么多年了，水庫地震并沒有發生超出論證預期的情況。幾經論證，無論天然地震和水庫地震對壩址的基本烈度不會超過6度。你說“如果三峽周邊發生汶川那樣的地震”，這是不可能的。汶川地震是因為它處在青藏高原與成都平原交界的龍門山斷裂帶上；三峽壩址不具備發生汶川地震那樣的地震地質條件。

任何水庫，都有一個庫岸再造過程

記者：三峽工程175米試驗性蓄水以來，庫區發生滑坡、崩岸等地質災害的情況是怎樣的？

陳厚群：國務院規定，三峽庫區的地震地質災害由國土資源部負責，我只能就我所了解的情況，談一些個人認識。

三峽水庫蓄水以來，蓄水水位在135米～139米時，發生了千將坪的滑坡（滑坡體2400萬方）。其后，水庫保持156米水位的期間比較長，這段時期有過248處滑坡，這些滑坡規模都不大，沒有造成什么大的災害。從2008年175米試驗性蓄水以來兩年多，新發現的險情是132起，崩塌總量2億方，塌岸97段長3.3公里。其中，2008年11月重慶的龔家方崩滑體最大，有21萬方，當時緊急轉移群眾近2000人，沒有人員傷亡。這是蓄水期間庫區地質災害的總的情況。總的來說，沒有出現太大的問題。在近壩址的庫岸中，只有野貓面滑坡體可能對三峽樞紐運行有較大影響。自2005年來長期監測表明，試驗性蓄水期水位變化對其影響很小。2008年秭歸4.1級地震的震中距該滑坡體僅幾公里，但地震前后位移監測結果也未見變化。2009年試驗性蓄水期，重慶三峽庫區新增地質災（險）情40處，無人員傷亡，庫岸總體態勢穩定。巴東縣新增地質災（險）情4處，也無人員傷亡。還有一些滑坡體有變形及變形加大現象。2008年出現的龔家方崩坍仍有零星落石，正重點監測中。以上這些是我個人收集的資料，更詳細確切的情況，您可向國土資源部三峽庫區地質災害指揮部有關方面了解。

三峽水庫蓄水后，興山縣香溪河變成了可以通機動船只的“香江”了。 攝影/陳文

記者：蓄水以后庫區發生的這些地震、滑坡、崩岸完全是因三峽蓄水造成的嗎，三峽庫區的地質環境是怎樣的，請作一介紹和分析。

陳厚群：對于這個問題，由于我不是從事地質和巖土工程專業的，只能就我所了解的談一點初淺認識：

一、庫區滑坡是個自然現象。自古以來，三峽庫區就是泥石流、滑坡等地質災害的多發地區。據報道，有史記載的最早記錄是公元1030年，明朝1542年更是發生了一次大規模的滑坡災害，造成長江斷航80多年。從1982年到三峽工程正式開工期間，三峽庫區發生的比較嚴重的地質災害有40多起。形成三峽這個深切的河谷，有其很長和很復雜的地質歷史發展背景，有一段庫岸歷來就是地質災害頻發區。但是整體來講，據我了解，三峽庫岸還是穩定的，90%以上是穩定的。這另外的10%就是不蓄水，也會滑坡的。蓄水以前，著名的滑坡體有：雞扒子（82年滑坡1500萬方）、新灘（85年滑坡2000萬方）；蓄水（開始于2003年6月）以后，2003年7月，發生了體積達2400萬方的千將坪大滑坡。這些地方的庫岸本來就是薄弱點。將這些有薄弱點的江段加起來，約共有16公里。但庫區全長600多公里，兩岸加起來1300公里，16公里還不到2%。所以，三峽庫岸整體來講還是穩定的；

二、蓄水以后，庫岸有個再調整的過程，稱作庫岸再造。任何水庫，無論國內國外，都有一個庫岸再造過程，這是正常的。不可能說大水庫蓄水以后，沒有任何地質災害，這幾乎是不大可能的，只是規模大小的問題；

三、距壩址16公里以內的近壩區不存在大型的滑坡體；

四、就算上面這些滑坡體全都滑到庫里，這些滑坡體加起來也就十幾億立方米，而三峽水庫的庫容是393億立方米，只占百分之幾，所以也不會影響水庫的壽命。

記者：我們知道，水庫蓄水初期必然發生一些地震、滑坡、崩岸等，如果把這些年來三峽庫區的地質災害情況同國外水庫蓄水初期的情況相比，是輕微些、嚴重些、還是大致相當？

陳厚群：我只知道，在水庫蓄水以后三五年內，庫岸再造是很正常的情況。你說要同國外情況相比較，這不好比。因為每個水庫的庫岸情況不一樣，地質條件不一樣，大壩的高度不一樣，所以不好比。就我知道的，美國大古力大壩的庫岸，在蓄水后的12年以內，發生了500多起地質災害，其中有245起是在蓄水以后兩年內發生的。

記者：據報道，我們已在三峽庫區地質災害治理方面投入了120多億，請問治理的效果如何？同國外相比，您怎樣評價我們的治理力度與效果。

青灘古鎮滑坡后蕩然無存，人們在山頭立下警示標志牌。 攝影/陳文

蓄水后，巫峽左岸發生的局部山體新滑坡。 攝影/陳文

陳厚群：國務院規定，三峽庫區的地震地質災害由國土資源部負責。我既不是從事地質和巖土工程專業的，又沒有參與過關于三峽庫區地質災害防治的工作，所以不了解詳情，不具備評價的資格。只能就自已收集的資料中所了解到的一些情況粗略地談談。

據報導，從1999年開始，國土資源部就全面啟動了庫區地質災害監測預警工程，采用遙感和GPS全球定位系統監測三峽庫區每一寸土地，為地質災害的預防和防治提供及時、準確的預報。2001年7月，由國土資源部牽頭制定了《三峽庫區地質災害防治總體規劃》，已建立了三峽庫區地質災害指揮部，在庫區設立了288個專業的監測點，建立了三峽庫區地質災害信息系統，庫區的地質災害防治被納入正式渠道。根據規劃，庫區的地質災害防治分為三期，現在二、三期已基本完成。項目實施期間，對城鎮和居民集中區的887處地質災害進行了工程治理，對出現地質災害災（險）情的480處隱患點近4.6萬人實施了搬遷避讓，對3141處隱患點進行群測群防。由于安全監測與防范工作別位，三峽庫區未因地質災害造成人員傷亡。

今年5月下旬，國土資源部汪民副部長在重慶召開了2010年三峽庫區汛期地質災害防治工作會議，安排了今年庫區的地質災害防治工作，迎戰試驗性蓄水至175米水位的考驗。

由上所述，我感到，國家對三峽庫區地質災害的防治是非常重視的，治理力度和投入是很大的，國土資源部有關方面進行了大量監測和防治工程，已取得了顯著效果。

很抱歉，受專業知識和工作范圍所限，我難以了解國外類似情況和進行評價比較。

記者：據報道：自2003年汛后蓄水至2009年底，三峽庫區實現了地質災害零傷亡。這一結果是令人高興的，不容易做到，請問是如何做到這一步的。

陳厚群：自2003年汛后蓄水至2009年底，三峽庫區實現了地質災害零傷亡。這一結果的確令人感到十分欣慰的。我想這是和國務院對三峽庫區地質災害防治的高度重視、和國土資源部進行的大量防治工作、庫區地方行政領導和動員群眾積極參與、各有關部門的協作配合分不開的。從一個方面顯示了社會主義集中力量辦大事的優越性。

記者：在制度層面上，你覺得我們國家在三峽庫區地質災害治理方面還有哪些需要改進？如何建立一個長效、綜合的地質災害防治體系？

陳厚群：我覺得三峽庫區地質災害防治，國家已經花了很大力氣。但是，這個問題畢竟比較復雜，所以我希望，在地質災害防治體系中要強化有針對性的科學研究的內容。比如現在汛末后，規定水位每天上升不能超過0.6米。0.6米這個數牽涉到水庫運行的調度，調度目的是，既希望三峽水庫盡量把洪水資源利用起來，發揮三峽工程設計中的最大綜合效益。但是另一方面，萬一上游來了較大洪水，又要能及時安全地放得下去。應該說三峽樞紐泄洪條件是沒有問題的，0.6米/天也好，0.7米/天也好，什么情況下可以適當放寬限制，就需要加強研究針對三峽水庫水位的消落，對庫岸穩定性影響的論證；還有對地質災害治理的方式、在水庫地震易發區滑坡體的抗震性能等問題，也需進行更深化的研究。

第二，做好地質災害調查工作，控制遷移城鎮的規模。對遷移的城鎮，一定事先要充分做好地質災害的調查工作，不能遷移到那個地方，結果那個地方也不穩，影響就太大了。另外，城鎮遷移之后一定要控制城鎮規模，防止無序的經濟發展模式，擴大規模以后，有可能發現有些地方沒有經過仔細勘測，又滑動了，那后果就嚴重了。規模一擴大，危險性就相應增加了。因為地盤有限，畢竟在江邊嘛！更不能借遷移擴大規模，把資金用在了擴大城鎮規模上，地質災害的治理就要受到影響。

三峽移民移土培肥 攝影/鄭家裕

第三，進一步加強監測分析研究。我們現在有多種手段和方法，可以很好地對地質災害進行監測。國土資源部已經建立了信息系統，有288個專業監測臺站，加上群測群防，這些信息資料的及時整理分析，對地質災害防治，是一定可以充分發揮作用的。

秭歸歸州新鎮修整一新的江灘護坡 攝影/微光

第四，國土資源部負責三峽庫區的地質災害防治，他們做了大量的工作。我理解，國務院賦予三峽工程質量檢查專家組負責三峽工程運行期的質量檢查任務中，應該也含庫區庫岸的安全，因為它影響到水庫調度運行。試驗性蓄水期，兩次都沒有能蓄到175米水位，地質災害也是重要影響因素。我個人希望，國土資源部的三峽庫區地質災害防治機構能與三峽集團公司、三峽工程質量檢查專家組間建立一個信息溝通的渠道和制度，比如地質災害和水庫地震情況定期簡報交換、重要情況的相互通告、必要時的聯席會議等，以便相互間配合，把庫區地質災害防治工作做得更好。因為我覺得三峽集團公司、專家組也都非常關心庫區的地質災害防治，對整個水庫庫岸的安全也有責任，萬一出了問題，總是與三峽水庫有關的嘛！可又不掌握第一手資料，所以我個人覺得加強溝通非常必要，應該有個正規的渠道，有一定的制度機制保證。但這只是我個人的想法和建議，供相關部門參考。

我認為，至少到三峽水庫正常蓄水運行后的相當時段內，建立一個長效、綜合的三峽庫區地質災害防治體系是十分必要的。