注水诱发地震的研究进展

研究注水诱发地震的特征、发生机理和最大可能震级等对开展诱发地震的预防、危险性评价、减灾策略制定等方面的工作具有重要意义。文章系统地梳理了国内外关于注水诱发地震研究的主要认识和分歧。结果表明：(1)诱发地震的最大可能震级由断层大小和应力状态等地质条件决定,受注水压力和累积注水量等参数的影响;(2)识别诱发地震的可靠方法取决于地震和注水之间的时空相关性,统计模型的参数以及断层活化分析等一系列证据链条;(3)当断层与流体储层之间存在水力连接时,孔隙压力扰动是诱发地震的主要发生机制,反之岩石基质体积变形引起的孔隙弹性应力变化主导了诱发地震的过程。此外,注水诱发的稳定滑动传播到断层的孕震部分、流体的化学作用和小地震级联触发效应也可能在注水诱发地震中发挥重要的作用。研究结果将为注水诱发地震机理研究和减轻破坏性诱发地震灾害提供一定的科学参考。     

工业开采诱发地震（二）:监测技术和危险性研究

随着页岩气和地热等能源开采过程中可能诱发地震并造成灾害等问题的关注度的提高,及时总结分析国际上已经实施开展的针对可能的诱发地震的监测、危险性分析、风险评价和风险管理工作,对有针对性地预防和减轻此类地震灾害、实现有效的社会治理等均具有重要意义。本文重点对国际上公开发表的学术出版物进行了调研,对目前已有的针对可能的诱发地震的监测系统建设、地震危险性分析和风险评价、风险管理等方面的研究和工作进行了归纳,以期为诱发地震减灾工作提供参考。      

水库诱发地震研究进展与思考

目前对于水库诱发地震机理的认识仍存在很多盲区,水库地震事件不断引发社会的广泛争议。我国西部水能资源的大力开发面临一定水库诱发地震风险,需要对此有更为科学的认识和判断。本文介绍了利用现代监测手段,结合地球物理学、地质学、地震学、岩石力学等相关学科开展水库诱发地震研究的最新成果。认为深入开展水库地震监测和监测资料分析,以科学地探索水库诱震机理,提炼水库诱震因素,揭示水库地震规律以及预测和识别水库诱发地震,为指导水库正确运行和灾后救援提供决策依据,是水电工程建设中急需开展的攻关课题。     

工业开采诱发地震的应力降研究现状和主要科学议题

诱发地震及其灾害风险已成为非常规油气资源开发和废水回注等新型工业活动顺利实施的重要威胁。应力降是反映地震破裂前后断层上平均应力差的物理量,对诱发地震中应力降的系统研究有助于揭示诱发地震的震源特征、高频地震动特征、构造背景和地震危险性。本文系统地总结了近20年来工业开采诱发地震中应力降的相关研究进展,分别从计算所用理论方法、获得的平均应力降数值、影响应力降数值的主客观因素、围绕应力降的重要科学讨论等方面做了归纳分析。介绍了直接进行谱拟合、经验格林函数(EGF)、谱叠加和广义反演3种适用性的计算方法,通过案例考察了工业开采诱发地震的应力降平均值,分析影响应力降测定数值的主客观因素,并总结应力降空间分布依赖性、与震源机制类型相依性、自相似性、深度依赖性等4个主要科学问题。同时,阐述了诱发地震应力降的测定可靠性仍未突破、主要科学问题存在广泛争议、在新型工业开采活动中具有重要应用潜力等现状。本文的总结分析可为从事新型能源开发、地震安全监管和科学研究领域的企业、管理人员和科学研究人员提供参考。     

全球干热岩资源开发诱发地震活动和灾害风险管控

干热岩地热资源作为一种绿色可再生的新型能源,其开发利用已成为当前世界各国尤其是发达国家能源战略的重要组成部分.但由于干热岩位于地壳浅部3～10 km,在采用增强型地热系统(EGS)等通用开发方式过程中,伴随着地壳应力状态的扰动,部分开采项目发生较大震级的诱发地震事件,甚至造成明显灾害、引起社会问题,亟待实现科学利用和风险管控.鉴于此问题在平衡能源开发战略和社会安全领域的重要性和关键性,本文梳理了全球干热岩开采诱发地震的总体情况、典型案例,整理了在成因和机理研究、地震灾害风险管控和缓解等方面的研究进展.综合分析结果表明,已有EGS项目案例中诱发地震震级超过3.0的达到31.2％、主要与断层活化有关,最大的诱发地震可发生在注水压裂、关井后、循环生产等各阶段.干热岩开采诱发地震有多种成因,已有案例多为多种成因共同作用,其中的关井后的尾随效应是目前重大难点.目前世界各国已开展了广泛的诱发地震机理研究并探索多种减灾措施,认为累积注水体积、注水速率与最大诱发震级之间不存在普适性的定标关系,前瞻性预测需要采用"一井一策"的方式.在缓解诱发地震灾害风险上,普遍采用科学的流体注入策略、对注采策略进行验证校准、持续开展地震活动监测等系列措施.此外,对储层的临界应力状态和应力时空演化的量化描述、地热储层内的先存断层与裂缝的探测识别、可有效管控地震发生的流体注入策略等,是当前干热岩资源开发减轻地震风险的主要技术难点,而利用地热储层实时感知信息技术、采用新的注入热交换载体、发展前瞻性的地震预测方法是该领域目前重点关注的技术方向.根据我国的干热岩资源开发和减轻地震灾害风险的实际情况,亟待建立开采场地安全性和灾害风险评价、多学科的地震监测网络和分析技术、地震灾害风险管控红绿灯系统等技术体系,并加强关井后的尾随现象、多场耦合等科学问题的基础研究.     

全球油气开采诱发地震的研究现状与对策

人工诱发地震现象已经有很久的历史.水库蓄水、采矿、地热开发、从地下提取液体或气体,或将液体注入地球内部都可能诱发地震.大量地震监测数据与科学分析结果显示:美国俄克拉何马州的地震剧增主要与页岩油气开采的废水回注量相关;加拿大阿尔伯塔省的地震剧增主要与页岩油气开采水力压裂的工作量相关;而荷兰罗宁根天然气田的传统天然气开采也同样诱发了较强的地震活动.在中国四川盆地的页岩油气开发区域,地震活动近几年也大幅度增强,但目前监测与科研工作较少,对某些地震成因尚有争议.目前研究诱发地震问题已成为学术界与工业界的一门专业学科.推断诱发地震,除了分析时空分布与工业活动的相关性之外,本文综述了该领域基于地震学、地质动力学、构造地质学的多种分析方法.如何在油气开采过程中减少诱发地震的灾害影响成为当前相关各界极为关注的科研问题,本文介绍了多个国家或地区建立的控制诱发地震的管理系统、基于地震大数据的诱发地震概率预测方法,以及基于地球物理与地质信息的综合诱发地震风险评估方法,并对我国控制诱发地震问题提出建设性意见.     

四川长宁地区注水诱发地震的孔隙压力扩散特征

正近些年,注水诱发地震一直是国内外学者的研究热点之一。研究表明,诸如大型水库蓄水、地热能开发、天然气和矿山开采、地下流体注入等工业活动均可能诱发地震。注水诱发地震与天然地震的最大区别在于其形成机理的差异,为此学者们一直致力于两者的流体触发机制研究。结合钻孔注水试验结果及理论推导,国外学者提出了评价流体触发地震     

澜沧江中段水利枢纽工程水库诱发地震的地震地质环境分析

主要从大地构造环境、地球物理场、新构造运动、构造应力场、主要活动断裂及地震活动性方面,论述了该区复杂的地震地质环境,结合目前对水库诱发地震的认识,认为构造因素是影响该区水库诱发地震活动的主要因素,水库诱发地震将主要发生在库区断层及其附近.     

水库诱发地震研究的历史、现状与发展趋势

简要回顾了水库诱发地震(RIS)研究的历史。从诱震库区的地质构造条件、水库蓄水诱震机理的数学物理模型、水库诱发地震的地震学、水库诱发地层危险性评价的理论和方法四个方面，介绍了水库诱发地震研究过程中各阶段所取得的重要认识。指出了目前水库诱发地震研究中存在的主要问题。提出以岩体结构控制论为理论基础，重视库区岩体结构、水文地质结构研究以取得诱震环境模型的发展与创新，以非均质各向异性介质环境流固耦合数值模拟为手段，以取得诱震机理认识的深化，是未来水库诱发地层研究的发展趋势。     

“交通灯”系统及其在诱发地震监测中的应用

随着页岩气开采、地热能源开采、CO2封存和水库蓄水等工业活动的开展,由此产生的诱发地震危害问题日益严重。为了对诱发地震进行有效监测和管控,地震学家设计了"交通灯"系统,当地震活动达到一定阈值时,相关人员可根据系统警报及时采取应对措施,减轻地震灾害。本文调研了近年来多个国家的"交通灯"系统研究和应用进展,介绍了其发展历史、设置原理及应用案例。"交通灯"系统的发展和完善应综合考虑震级、震动强度、b值和断层分布,以及建筑结构、城镇距离、人口密度、公众反应等社会因素。同时,在诱发地震频发区域,应建设密集的专用监测台网,提高微震检测和定位能力,并引入模板匹配和人工智能等新的自动处理方法,及时产出高完备性、高精度的微震目录,对微震的时空演化进行有效监测,形成时效性较强的"交通灯"系统。     

降雨型与地震型滑坡试验研究

为了研究和探索降雨和地震诱发滑坡灾害的成因机理,对降雨型滑坡和地震型滑坡进行了物理模拟试验,系统地研究了坡度、坡体结构、降雨量、振动强度等因素对斜坡破坏变形的影响规律,探讨了降雨和地震诱发斜坡失稳破坏的主要模式和过程.对于降雨型滑坡,通过实验确定不同坡度滑坡的临界降雨量,发现临界降雨量与滑坡坡度呈幂指数关系.对于地震型...     

黄土高原地震滑坡与强震动记录数据库管理系统的构建与应用

地震滑坡资料与实际强震动记录是开展地震滑坡成灾机理研究的重要基础数据,如何科学管理这些数据资料,并最大限度地发挥其科学价值仍然是一个值得探索的问题。文章以黄土高原地区7次典型历史地震诱发黄土滑坡和125次地震(2001—2018年)的强震动记录为基础数据,依托开源GIS平台+MySQL数据库,构建黄土高原地震滑坡与强震动记录数据库管理系统。该系统界面规范、友好,参数获取方便,图表展示清晰、流畅,不仅为地震滑坡和强震动记录数据资料的管理与应用提供一个科学便捷的平台,也为黄土地震滑坡成灾机理研究提供坚实的数据基础,亦对黄土高原地区防灾减灾工作的开展具有一定的参考价值。     

对水库诱发地震研究的几点认识

回顾了过去半个多世纪水库诱发地震观测与研究的进展,分析了当前水库诱发地震研究面临的主要问题,认为进一步积累资料、确定水库诱发地震的关键影响因子、采用观测和实验手段研究水库诱发地震机理,并在此基础上研究有效的水库诱发地震预测技术,是今后水库诱发地震研究的重点.     

基于遗传模糊层次分析法的水库诱发地震综合风险评价指标体系筛选模型

水库诱发地震综合风险评价指标体系反映了水库诱发地震风险因子与研究地区整个社会经济系统的复杂交互作用关系,建立该指标体系需要地震学、社会学、经济学、管理学和工程学的综合集成研究。根据水库诱发地震与所在地区社会经济系统交互作用的机理分析,提出了由危险性、易损性、减灾能力、灾情4个子系统组成水库诱发地震综合风险系统。由这些子系统及其二级评价指标组成水库诱发地震综合风险评价的初步指标体系,再利用专家咨询信息,采用遗传模糊层次分析法筛选该初步指标体系,从而建立了水库诱发地震综合风险评价指标体系。该指标体系可用于水库诱发地震综合风险评价,为构建水库诱发地震综合风险预警系统提供了重要的技术基础。     

深地下工程高压注水诱发地震研究进展

大量研究表明,石油、天然气等能源开采过程中的高压注水活动可以诱发有感、甚至破环性地震.本文首先调研了注水诱发地震研究的历史,并回顾了注水诱发地震研究中常用方法,进而对国内外三个典型注水诱发地震案例进行具体介绍.最后对注水诱发地震研究进行展望,认为丰富的观测资料,包括密集流动台阵的注水地震活动观测、注水活动规律、区域地质构造背景等,是注水诱发地震研究的基础;地震学、大地测量学、地质学以及地下水等学科联合研究是注水诱发地震研究的发展趋势.高压注水诱发地震的研究目的为,通过诱发地震的检测与研究,试图探索适当的注水速率过程,从而在不显著影响生产效率的同时,降低引发破坏性的地震灾害.     

断裂性质与滑坡分布的关系——以汶川地震中的大型滑坡为例

越来越多的地震滑坡相对于地震断层的不对称分布震例让人们意识到断层上盘效应的存在。 然而,目前有关断裂运动方式与滑坡空间分布关系的研究还不够充分和深入。在收集大量地震滑坡震例资料并获得其分布规律的基础上,建立了一个简化的断层模型,以地震波在地表与断层面之间反射传播特性为基础,探讨断层倾角改变对地表地震动强度的影响。进而,以汶川地震触发的大型滑坡为例,研究了断层的几何特征和运动方式对诱发滑坡空间分布的影响。结果表明,断层的倾角对滑坡空间分布范围具有控制作用,随着倾角的增加,垂直断层走向的滑坡分布范围逐渐减小;并且,大型滑坡的初始坡面受到断裂运动方向的影响,与断裂运动方向一致的坡面更容易发生滑坡。所获结果不仅有助于提高区域性地震滑坡危险区域的预测精度,而且对认识大型滑坡的滑动机制、主控因素以及可能的滑动规模、滑距等也起到促进作用。通过对滑坡崩塌的认识来辅助提高对地质构造、地震断层等的认识,应是地震诱发滑坡崩塌研究的新的意义所在。     

识别地震谣传 减轻人为灾害

本文讨论了地震谣传与地震误传的内涵及其相互关系;研究了地震谣传的传播机理、放大畸变作用和对社会的严重危害;对地震谣传产生的背景,诱发地震谣传的主要因素及四川地震谣传的地区性特点等进行了讨论;并提出了识别、平息和预防地震谣传、减轻人为灾害的主要对策.     

人工智能技术在地震减灾应用中的研究进展

近年来人工智能(AI)技术的迅猛发展,引领了包括地震减灾在内的众多科技领域的前沿.为反映和描述当前人工智能技术的引入和促进地震减灾科技发展的全貌,本文系统整理和回顾了近10年来已发表的相关文献,解读了其在地震监测预警、地震预测、风险防治、应急处置与风险管理四个方面取得的主要技术进展,具体包括事件检测、震源参数测定、事件类型识别、智能手机数据应用、地震事件预测、煤矿开采诱发地震预测、地震灾害风险评估、建筑结构安全状态评估、地震灾情快速获取、地震灾害风险感知、地震灾害风险管理等方向.其中机器学习技术尤其是深度学习技术在提升地震减灾科技应用服务的精度和准确性上发挥了重要作用,而自然语言和语义分析技术主要在地震应急处置和风险管理领域发挥作用、显著拓展了新的数据信息资源和服务能力.在可预见的未来,人工智能技术的引入和应用的新的拓展,还将继续引领地震减灾科技前沿.     

工业活动诱发地震的研究热点与趋势——基于Citespace的可视化分析

跟踪和总结工业活动诱发地震在国际上的研究进展,为我国工业活动诱发地震研究提供参考。以Web of Science核心合集数据库为数据源,使用科学计量学方法对2000—2022年期间的293篇研究文献进行分析,利用Citespace软件,从发文量、国家、研究机构、文献关键词4个方面进行统计分析。结果表明：关于工业活动诱发地震的研究发文量从2014—2015年开始增长,之后保持平稳,2020年显著增加;美国论文产出数量最多、影响力最大,在该领域处于引领地位;中国论文数量排名第二,但国际合作中心性弱,其发文最多的机构为中国科学院;近年来研究热点区域都有页岩气开采活动,包括四川盆地和加拿大福克斯克里克。     

我国水库诱发地震研究

通过对我国已发生诱发地震的29座水库资料整理, 分析其库容、 坝高对诱发地震的影响以及蓄水时间长短对诱发地震的发生概率和震级的影响关系, 提出水库地震应分为二类或二个阶段。 对福建及邻近地区的18座大中型水库进行统计, 并对福建水口、 棉花滩、 街面水库及珊溪水库的多个方面进行了统计和综合类比分析, 提出了水口水库和浙江珊溪水库发生诱发地震的主要因素。