福建水口库区地震性质讨论

水口水库建成蓄水后,库区出现了频繁的地震活动,这可能是原有构造地震的进一步活动,也可能是水库诱发的。因此,有必要对水口水库蓄水后发生的地震性质进行判断。本文根据国内外已发生水库诱发地震震例资料和以往经验,结合水口库区具体情况,用定性判断法、概率法、扩散系数判别法等,对水口库区地震性质进行验证和判断,结果认为：水口库区蓄水后发生的地震属诱发地震。     

龙滩库区蓄水初期水库诱发地震活动分析

龙滩水利枢纽位于广西天峨,是一座典型高坝大库容水库。本文通过对库区及周围的地质构造和蓄水前后地震活动分析,总结了龙滩水库蓄水初期诱发地震的时间、空间和深度分布特征以及蓄水后库区水位变化与地震活动关系,讨论了龙滩库区蓄水初期诱发地震机理。     

龙滩水库地震危险性分析

龙滩水库位于云贵高原东南部,是一座高坝、大库容水库,根据已有水库诱发地震的特征,并对该库区的地质构造与主要断层特征、地层与岩性、地震活动背景及水文地质条件等进行分析,认为龙滩水库蓄水后约6年会诱发6-6.5级地震。通过对龙滩水库地震危险性分析,对未来该库区的地震趋势判断具有一定的指导意义。     

龙滩库区水库地震震源机制及应力场特征

文中使用龙滩水库地震监测台网记录的波形数据,采用P波初动、SH波和P渡位移振幅比数据计算震源机制解的FOCMEC方法,获取了龙滩库区2006年9月蓄水至2008年底发生的73次M_L2.0以上地震的震源机制解,并在此基础上反演了库区应力场。龙滩库区2006年10月蓄水以来发生的2级以上地震以逆断层型为主,由震源机制解获得的2个地震丛集区应力场的主压应力都近于水平,取向都为NWW-SEE。反映出蓄水后库区仍为以水平NWW-SEE向压应力为主的应力场结构,且最大主压应力倾角更为水平。而最大主张应力及中等应力轴的分布则不一致,显示出在近水平的主压应力背景下,龙滩库区局部应力场的非一致性。通过对龙滩水库地震机制解特征及应力场的认识和讨论,初步提出了龙滩水库诱发地震的发震机理,认为载荷作用所引起的剪应力增大不是龙滩水库蓄水诱发地震的主要因素,而蓄水所产生的孔隙压力作用和库水渗透的润滑弱化作用的耦合作用可能是主要的成因     

漫湾和大朝山电站水库诱发地震活动及其构造环境研究

位于云南澜沧江中段的漫湾和大朝山两电站水库位置相邻、大小相仿,坝高和库容均达到可能诱发地震的规模,都处于构造复杂的逆断层环境,但蓄水后库区地震活动水平明显不同,其中漫湾水库有明显的诱发地震活动,而大朝山水库蓄水5年来库区未出现地震活动明显增强现象.通过对漫湾和大朝山两电站水库蓄水后库区地震活动、库区地层和断层特点、地震活动与库区地层和断层特点的关系进行分析,认为沿断层的库水渗透、岩溶塌陷、水库规模、高应力环境、规模较大断裂的通过和断层力学环境等,并不是这两个电站水库诱发地震活动的主要因素;而马街、腰街、哨街一带发育有NE和NW向断层,且多为正断层性质,断面多倾向水库一侧,这些断层的破裂可能是诱发水库地震集中发生的重要原因.     

水库诱发地震与构造地震震源参数特征差异性研究——以龙滩水库为例

首先讨论龙滩库区水库蓄水与地震活动之间的关系,发现龙滩水库诱发地震特征十分明显,地震共分5丛呈丛集分布.利用库区架设的24个固定和流动台站记录的数字记录资料,在研究得到龙滩库区非弹性衰减和台站场地响应的基础上,精确测定得到了该地区总共1616个ML≥0.1级地震的震源参数,比较了水库诱发地震与构造地震震源参数特征的差异,得到了以下主要结论:1)龙滩水库地震活动与水库蓄水关系密切,不同蓄水阶段5丛的地震活动状态不同,局部断裂构造发育以及岩石透水性能影响着地震活动对蓄水过程的响应.2)龙滩水库诱发地震的地震矩M0随震级ML的增大而增大,两者之间存在较好的线性关系,统计关系为LogM0=1.07 ML+10.17.应力降与地震大小之间的关系和Nuttli的板内地震为增加应力降(ISD)模型的结果比较吻合,统计关系为LogΔσ=0.71 ML-2.89.3)龙滩水库地区地震辐射能量和地震视应力均随震级的增大而增大,后者意味着大地震是比小地震更高效率的地震能量辐射体.4)总体上不同丛地震应力降水平存在差异.地震应力降空间分布上与库水深度有较好的一致性,即库水深的区域应力降水平高.5)与同震级的构造地震相比,水库诱发地震的应力降值比前者明显偏低,大约小10倍.这可能是由于水库蓄水造成地下介质孔隙压力增大或者水的润滑作用,从而导致在一个比较低的构造应力情况下发生水库诱发地震.     

龙滩水库蓄水后库区中小地震震源机制

本文在对龙滩库区2006年9月30日至2013年5月26日发生的3682次地震进行精定位的基础上,利用FOCMEC方法和改进的格点尝试法反演了ML2.0以上地震震源机制及区域构造应力场,并综合龙滩库区地层岩性、断裂构造和渗透条件等资料,探讨了地震活动类型与库区蓄水过程的关系,获得以下认识:(1)龙滩水库蓄水后的地震活动主要丛集在罗妥、八茂、拉浪、坝首和布柳河5个深水区,地震类型以逆断为主,正断和走滑也占有一定比例.蓄水初期,库区地震类型呈现多样性,蓄水约4年3个月后,地震主要发生在浅部地层中,并大多为逆断型地震.(2)5个地震丛构造应力场最大主应力方向以NW—SE为主,倾角均较小,中等和最小主应力分布较凌乱,在此构造应力环境中,龙滩库区主要断裂整体上呈现走滑运动的性质,局部伴生不同程度的逆倾滑或正倾滑运动分量.(3)库区深、浅部地震活动水平和地震性质之所以会随蓄水过程发生变化,可能与深、浅部构造应力环境、岩体力学性质和渗透性能的差异有关.     

t检验方法在评价水库地震中的应用

引入t检验方法对中国1975年以后的30例水库地震震例进行了定量评价。评价中首先分别统计水库蓄水前、后水库区水域线20 km范围内的地震年频度作为统计检验的2个样本,然后通过F检验和t检验方法对2个样本的标准差和均值是否存在显著差异进行检验,根据标准差和均值检验结果判定水库蓄水是否诱发了地震活动。结果显示:①如果水库蓄水前后库区地震年频度标准差和平均值均发生了显著变化,则水库蓄水诱发了地震。②如果水库蓄水前后库区地震年频度标准差无明显变化,但地震年频度平均值变化显著,则水库蓄水可能诱发了地震。③如果水库蓄水前后库区地震年频度标准差和平均值均无明显变化,则水库蓄水没有诱发地震。     

龙滩水库地震精定位及活动特征研究

本文利用结合了波形互相关技术的双差定位法对龙滩库区2006年至2007年发生的地震进行了精确定位,并对其活动特征进行了分析.通过定位结果的比较,证明利用波形互相关技术提取的地震对的P、S波走时差数据及双差精定位法显著地提高了定位的精度和质量.对龙滩库区地震活动特征的研究结果表明,龙滩库区的地震活动与水库蓄水过程密切相关,成丛分布的地震活动分别表现出对水库蓄水过程不同的响应过程和活动特征,反应了龙滩库区在岩性特征、渗透条件、地质构造及应力场等方面存在局部性差异.     

福建古田水口库区M_L4.8震群分析与水库诱发地震探讨

阐述了水口库区及邻近地区的地震地质构造特征和库区蓄水前后的地震活动变化特点。重点分析了水库蓄水以来发生的最大地震——古田ML4.8地震序列,并对库区地质与水文环境条件、诱发地震成因、机理等进行了研究。结果表明:水口库区地震与水库蓄水有直接关系,诱发地震震中主要集中在古田县水口镇湾口—前洋一带,范围约13km2。库区地震活动还将持续较长时间,且库区水位的升降与地震之间的相关性将越来越弱。最后对水口库区地震预测方法和最大震级进行了阐述。     

Prediction and verification of earthquakes induced by the Xiluodu hydropower station reservoir

Research has been conducted on reservoir-induced earthquakes in China since the Xinfengjiang reservoir-induced earthquakes in the 1960s. Regulations now require the risk of reservoir-induced earthquakes to be evaluated in the pre-research stage of all hydropower projects. Although nearly 40 cases of reservoir-induced earthquakes have been reported in China, analyses comparing the changes in seismic activity following reservoir impoundment with predictions are rare. In this study, we compared seismic activities observed in the reservoir area before and after the impoundment of the Xiluodu hydropower station in terms of the spatial distribution, frequency, and focal depths of the earthquakes, and clarified the correlation between their frequency/timing and reservoir level after impoundment. We then concluded that the seismic events in the head region were karst-type earthquakes, while those in the second segment of the reservoir were tectonic earthquakes. The spatial distribution of the earthquake epicenters and the seismic intensities validated some of the results for the reservoir-induced seismic risk assessment for the Xiluodu hydropower station, indicating that the proposed earthquake triggers and predictive models are reasonable. This study can provide a valuable reference for investigating the mechanism (s) of reservoir-induced earthquakes, revising reservoir-induced earthquake hazard assessment codes, and predicting the hazard zones of reservoir-induced seismicity under similar conditions.     

Reservoir-induced seismicity in the Longtan reservoir, southwestern China

A pronounced increase in seismicity started in and around Longtan reservoir, southwestern China after October 1, 2006 when it began the impoundment, and by the end of May 14, 2010, about 3,233 earthquakes with ?0.6?≤?M _L?≤?4.2 had been located. This seismicity which occurred in five clusters mainly concentrated in the areas where few earthquakes had occurred before the first filling. There were four water filling periods in the Longtan reservoir, and the observed reservoir-induced seismicity (RIS) shows a strong correlation with the filling cycles. After the first filling, there appears to be an instant undrained response due to an elastic response to the reservoir load in the third and fourth cluster. Then, this seismicity is followed by a delayed, drained response due to pore pressure diffusion, with the seismicity migrating outwards in one or more directions in the second and third filling period. The seismic diffusivity (α _s) we estimated is about 4.54?×?10⁵?cm²/s. The activity levels in the five clusters are different due to differences in the structures and permeabilities of the faults. The delayed seismic response to the filling in the third cluster was due to the combined effects of the lack of local fault intersecting the reservoir and lower permeability of the rock. The b value we obtained for reservoir-induced events was significantly different and higher than that of pre-impoundment natural tectonic earthquakes in the Longtan reservoir. The results of relocated earthquakes based on double difference earthquake location algorithm showed that their focal depths were mainly shallower than about 10 km and the distribution of relocated RIS in four clusters had no relation with these intersecting faults in the Longtan reservoir except the fifth cluster. All these characteristics of RIS in the Longtan reservoir indicate that they may relate to the coupled poroelastic response that includes both pore pressure diffusion and an undrained response, but the pore pressure diffusion and the water permeation appear to play a more important role on inducing the earthquakes in Longtan reservoir.     

福建街面水库地震活动背景

福建街面水库2006年10月下闸蓄水,分析了街面水库库区历史地震和现今地震震中分布、震源深度、震源机制解等地震活动特点,并结合水库诱发地震的特点认为街面水库存在诱发地震的可能。     

小湾库区水库诱发地震的地质环境分析

在文献[1]的基础上,通过对小湾库区岩石介质、地质构造、构造应力场、库区及周围地震活动特点的分析,认为小湾库区水库诱发地震的地质环境比较复杂,存在发生岩溶型、裂隙型、构造型等三种成因类型的水库诱发地震的基本条件,而沿通过库区的澜沧江断裂带及其次级断层,和无量山断裂带发生构造型水库诱发地震,是小湾库区水库地震活动的主要诱发因素：     

重庆三江口水库诱发地震分析研究

通过野外地震地质调查并参考前人研究成果,分析三江口水库区的地质构造背景、地震活动性及水文地质条件等资料,对该水库诱发地震的可能性进行分析。构造类比法分析表明:蓄水后发生构造型水库诱发地震的可能性较小,但有可能发生岩溶塌陷型水库诱发地震。概率预测法分析表明:库首段(新滩子—狮狸弯)发震概率较小,仅为0.02;库中段(狮狸弯—牛鼻子)岩溶不太发育,诱震可能性较小,不发震的概率为0.96;库尾段(牛鼻子—峡马口)有可能诱发微震,发震(M3.0)概率为0.10。     

龙滩水库诱发地震三维孔隙弹性有限元数值模拟

本文以龙滩水库为例,根据库区地质构造、深部速度结构及数字地面高程,建立了库区三维有限元模型,基于孔隙弹性理论计算了水库蓄水过程中库底断层和围岩体孔隙压力、有效附加正应力、剪应力和库伦应力的动态变化,并结合水库蓄水后库区地震活动时空分布的特征,讨论了RIS时空演化与库水加卸载及渗透过程的动态响应关系及其可能的成因机制.结果表明：（1） 龙滩水库蓄水后地震活动呈现出明显的丛集性,主要分布在罗妥（丛Ⅰ）、八茂（丛Ⅱ）、拉浪（丛Ⅲ）、坝首（丛Ⅳ）和布柳河（丛Ⅴ）5个水库蓄水后淹没的深水区,这些区域也恰恰是库水加卸载及渗透过程中ΔCFS增加最明显的区域,而ΔCFS的影区几乎没有地震发生,表明水库蓄水后库区地震活动与ΔCFS的变化密切相关.（2） 在水库蓄水过程中,与水库有直接水力联系且渗透性较好的断裂成为地表水体附加水头压力向深部扩散的优势通道,沿此通道附加水头压力扩散的最大深度达13 km左右,震旦系-古生界以碳酸盐岩为主的地层成为附加水头压力扩散的主体层位,这与蓄水后库区中、小地震震源深度均小于13 km,且优势分布在5~10 km的特征相吻合,表明由于孔隙压力的存在降低了岩石的抗剪强度,同时部分抵消了围压的影响,致使该层位的岩体易于产生脆性破坏从而诱发地震活动.（3） 无论是深部还是浅部,各丛地震密集发生的时段绝大部分与相应深度ΔCFS加速升高或阶段性高值时段相重叠,可能说明在库水位快速抬升或阶段性高值时段,受外部荷载加载速率快速升高的影响,库底岩体和断层、裂隙等结构面更容易实现失稳扩展;深、浅部地震响应时间、活动频度和强度的差异可能与不同层位岩体力学性质及渗透性能的不均匀性有关.（4） 各丛地震诱发的物理力学机制有所不同.丛Ⅰ、丛Ⅱ、丛Ⅲ地震的诱发可能与库体重力荷载、孔隙压力扩散和库水浸润弱化3种作用都有关;丛Ⅳ地震的诱发主要受控于库体重力荷载作用,孔隙压力扩散和库水浸润弱化不起主导作用;丛Ⅴ地震的诱发主要受孔隙压力扩散和库水浸润弱化作用的影响,库体重力荷载作用一定程度上抑制了地震的发生.     

乌溪江水库地震的地震地质背景

乌溪江水库区原被认为是一稳定地区,但蓄水后库区中段发生了频繁的小震。本文根据现场地质调查和测震资料,对区域地震地质背景,库区地质环境、震中区地质条件和水库地震特征等,进行了分析论证,并与新丰江水库的诱震条件作了对比,运用地震地质类比法,对水库诱发地震的发展趋势作出了评价。1983年汛期该库首次蓄至正常高水位,地震的发展没有超出本文的估计