胡佛大壩為什麼要建在斷層上?

連高中地理課本上都說大壩不能建在斷層上,這樣搞不會顯得很作死嗎


首先胡佛大壩不可能建在會引起構造地震的斷層上,任何大壩都不可能。

但是,你若問我,胡佛大壩(或其他大壩)腳下有沒有「斷層」這種東西?

答案是有,肯定有。若問為什麼有,就好像在問——

《我愛我家》,S01E01,03:40

我也願意天天家裡宅著就來錢兒啊,工程師們也願意建築物都座落在新鮮、堅硬、完整,如少女胴體般完美光滑的岩石上。但是——

你要知道地殼裡面的這種斷裂、錯動、縫隙、節理,多得很,畢竟人家活了幾十億年了,人類一到幾十歲還長皺紋哪。所以「斷層」二字聽起來簡單,其實也得分個大小。

特別大的斷層,尤其是在地表明顯出露的、近代以來還活動過的、引起過有記載的地震或海嘯的,往往舉世聞名。像下面這個,聖安地列斯斷層(電影《末日崩塌》拍的就是它)。有時候綿延成百上千公里,斷層兩邊的板塊往往積聚巨大的能量,一旦釋放出來就是災難性的。

這種無論什麼大壩什麼生物,都得躲著走。若在某處修個壩,還得查清楚這附近百十公里內有沒有這種大斷裂(帶)。若附近有,還得計算傳到壩址這裡來產生的加速度是多少,然後相應地提高大壩的抗震能力。

中型的像這樣:

這種呢,一般綿延幾百米或幾公里,屬於板塊內部默默發育的,自己基本上無力活動,只是不能承重而已。對於水電站工程來說,施工區內保不齊就能碰上個十幾條。雖然不算決定性的不利構造,但像大壩、廠房這種級別的建築物,還是能躲就躲。實在是躲不開的,摸清楚它多寬多長,要麼是一套預應力錨索把它拉住,要麼順著它挖個洞挖乾淨然後用混凝土填實。小型的像這樣:

在水電站里看到這種斷層實在太頻繁了,「大寶,天天見~~」,三位數的編號都不夠用了,二十根錨桿解決問題。


要看過胡佛水壩水壩壩址附近的地質圖,斷層在哪,多大規模?沒有數據的問題都是偽命題。資料上說胡佛大壩布置在前後相 距約270m 的2 條橫河斷層之間。

在開工建設前期會先進行地質調查,然後決定採用的策略

斷層:在應力作用下發生明顯位移的破裂。(不明顯的叫節理)

首先,要確定斷層的類型。分為正斷層,逆斷層,平移斷層。他們形成的力學機制不一樣。

其次,確定斷層的規模。斷層的水平斷距,垂直斷距,位移量。

最後,斷層長期活動性分析。產生於何時,活動了多長時間,大概活動了多少次,集中在什麼時代活動,活動的周期,活動強度等

這些搞完,地質條件可不可以修水壩結論差不多了(注意是地質條件,經濟可行性,生態環境問題等還沒有考慮呢)。中國的大壩經濟使用年限一般運行50年。三峽使用期限300年(引自網路)。如果一個斷層的活動周期避開了大壩發揮效益的時期,可以建設。活動強度小於大壩設計標準,可以建設。

但是,重要的是但是,修建大壩主要考慮的是水庫在斷層處的漏水問題,以及水庫蓄水後重力載入,斷層是否會重新活動引發地震。漏水問題可以工程解決,多填點混凝土。斷層(比較大的斷層)重新活動引發地震問題無解。但是到這一步也不會修水壩了。除非修的時候沒有研究清楚。如廣東新豐江水電站,6.1級地震。

最後的最後,斷層不可怕,庫區活動斷層滑動造成的滑坡及激起的涌浪比較可怕。

貼出水壩蓄水引起斷層活動誘發的地震的一些資料

.美國胡佛水庫水庫誘發地震 胡佛大壩建造在科羅拉多河上,壩高142
米,胡佛水庫又稱米德湖,水庫容量為350億立方米,於1935年開始蓄水,為當時世界上最大的水庫。米德湖這一帶歷史上沒有地震記錄。但是到1936年九月,當水庫蓄水到100米深時,出現了第一次地震。此後地震活動隨著水庫水位的增高而增加,1937年,水庫水位上升到100米,這年發生了約100次可感地震。1938年在胡佛水庫地區設置地震台網進行儀器觀測,在這一年記錄了七千次地震,其中一些地震是人感覺不到的。根據儀器觀測,發現地震集中在米德湖附近方圓35公里的地區之內,震中沿斷層集中,震源深度平均小於9公里(根據4個觀測台測定的震中位置,誤差可小於1公里)。到了1939年5月,水庫蓄滿水已達九個多月,正常水位平均保持在143米左右,因蓄水增加的地面負荷達350億噸,這時的地震活動達到了高潮,其中包括一次震級為五級的地震。在這之後的幾年中,地震活動有所增加.從1935年開始蓄水的十年間,在八千平方公里的範圍內,共發生了約六千次地震.再之後,地震活動漸次率減,總的趨勢是下降,但仍跟著水位變化波動,至今尚未完全平息。在1972年八、九月之間,米德湖附近地區又發生了兩次震級為四級的地震,當時的蓄水為400億立方米。在地震發生之後進行的地質調查,證明這個地區的地質情況很複雜,岩石成份中有花崗岩,片麻岩,前寒武紀片岩,砂岩和灰岩以及第三紀火山岩,並在地表出露許多斷裂,特別是水庫南緣的幾條大斷層,尤關重要。根據地質學家的意見,認為水庫盆地的斷層自上新世以來已入穩定狀態,修建了大壩之後,米德湖水庫的水負荷,使斷層又復活起來。


因為要擋住能量塊的巨大能量呀


讓專業的來!

其實相比於斷層規模,斷層活動性更需要考慮。

一般認為「全新世」以來活動的是活斷層,某些基礎設施水壩,核電站,大型化工廠等需要規避。

圖片上三條斷層都是在老的基岩里,未上穿到第四紀沉積物中,基本判定是死斷層。

其實我一直有個疑惑,為什麼地震安評中的全新世以來是十萬年?


大壩在建設前的地質勘探報告中有專門一章來評級區域穩定性。而區域穩定性主要與活斷層有關。首先先要了解什麼是活斷層。在工程地質學中給出的定義是斷層在近代地質時間活動過,或現在正在活動,將來還會活動的斷層。


大壩不會建在大型活斷層上,比如郯廬斷裂、河源-邵武斷裂、鮮水河斷裂上面。


探索節目有一期介紹長江三峽工程的節目專門說了胡佛大壩。


我不知道壩下是不是真有斷層,但就是有的話,斷層也不會大。為什麼呢?因為胡佛本身是混凝土重力拱壩,一是自重大,重力壩就是要靠自重維持穩定,這個重量,斷層地帶不能承受;二是混凝土重力壩不接受形變,如果下面的斷層有形變,那基本直接導致壩體拉裂……相關的案例可以看一下我國的小浪底,因為下面斷層複雜,所以特地選取了土石壩壩型,迴避了地基微小形變這個問題,同時也證明了地基斷層帶也可以修建擋水壩。


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