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.     

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     

丹江口库区本底地震与水库地震趋势分析

从丹江口库区地震地质构造着手,总结公元前143年至公元2008年本底地震活动情况,分析在初期蓄水阶段水库诱发地震活动情况、强度及成因。讨论丹江口水库增容后,新增库水对库区的应力状态影响,探讨库区及周缘地区可能诱发水库地震的区域及强度。结果发现,丹江口库区中的汉库诱发地震可能性不大。而丹库可能诱发地震,其强度应在M≤5.0。主要诱发地震危险区仍在丹库宋湾—关防滩峡谷地形库段和林茂山—凉水河地区。     

丹江口水库地震的初步探讨

本文根据现有资料,初步分析讨论了丹江库区地质构造与地震活动的关系、库区地震活动的特点和震源机制、诱发机制及水库完建后库区地震活动的发展趋势等问题,并在此基础上还探讨了水库的抗震烈度要求。     

应用灰色聚类法预测小浪底水库诱发地震最大震级

根据野外考察并结合前人研究成果,对黄河小浪底水库及其邻区地震地质背景进行了分析,对其区域应力状态、断层活动性、地层岩性和地震活动背景等水库诱发地震因素进行了研究。简要地介绍了灰色聚类法,并应用该方法对小浪底水库发生水库诱发地震的可能性及诱发地震震级进行了预测。结果表明,该水库存在水库诱发地震的可能性,其最可能诱发地震的地段及库区中段,水库诱发地震最大震级预测为５级。     

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.     

断裂对地下水力扩散的影响及其与诱发地震关系的讨论

本文重点讨论了断裂规模、断裂相交网络和断裂力学的性质对地下水力扩散的影响,及其与诱发地震的关系。指出断裂密集成带的地方,水力扩散大。根据流体流动规律,水力扩散沿断裂方向流体流速大,断裂越长越深,沿断裂方向水力扩散距离就越大。而水力扩散随深度的变化,由于不同深度上岩性变化和应力状态的不同,有的深度上的岩类可能出现扩容而增大水力扩散。因此它并不是随围压的增大而单值地减少。 文章指出断裂的末端和断裂的交汇处是地下水富集的地方,在水富集地方的四周,水力扩散比其它地方要大。另外现代活动的张性和张扭性断裂比压性和压扭性断裂的水力扩散大。文章还提出水沿断裂扩散是水库诱发地震的直接原因。水力扩散大的断裂,水库诱发地震的可能性大,规模大而活的断裂诱发地震的震级可能大。     

对龙羊峡水库发生诱发地震可能性的探讨

本文用龙羊峡水电站的水压致裂应力测量结果分析了该水库发生诱发地震的可能性。结果表明,该水库库区浅层的应力特点为:S_H>Sh>Sv,具备发生诱发地震的应力条件,但浅部和深部的应力状态可能不同。这给由浅部应力测值推测可能发生的诱发地震的震级的上限带来困难。     

瀑布沟库区地震活动及应力场特征

通过对瀑布沟水库和成都数字遥测地震台网记录的波形数据的研究发现,四川瀑布沟水库库区大量的所谓小震活动皆是爆破成因,从而改变了此前对该库区蓄水前地震活动密集,蓄水后地震活动骤然平静的认识。2009 年11 月水库蓄水后在蓄水区域周边10km 范围内仅发生ML1. 5 以上地震1 次,即2010 年8 月8 日ML1. 7 地震,蓄水前后小震稀少。水库西侧的2 个地震密集区的走滑型地震占较大比例,区域主压应力为NWW 向。水库东、北部区域的地震震源机制解呈多种类型。瀑布沟水库区小震活动总体受区域应力场控制,NWW 向近水平主压应力有利于库区NNW 向中小断裂发生走滑型错动。     

小浪底水库诱发地震监测及研究

利用2009年小浪底地震台网数字化改造后记录到的2009-2011年水库周围20 km范围内发生的地震,分析其时空分布特征以及其中61次地震的震源机制解。结果表明,小浪底水库存在诱发地震活动,以弱震和微震为主,最大M_L2.8。地震集中分布在2个丛集区,分别与库区的石井河断层、塔底断层有关。库区地震的张应力轴与构造背景最大主压应力轴方向基本一致,倾角30°左右,表明这些地震是在受到一定的相对直立压应力作用下发生的,可能与水库蓄水后库水载荷的长期作用有关。     

东江水库地震活动特征

东江水库自1986年蓄水以来,在库区出现了频繁的地震活动,延续时间已达10年,最大地震为M_L 3.2级.分析认为,这些地震具有国内外一般水库地震的共同特征,属于水库诱发地震,其序列特征属震群型.由于水库坝高、容量大,且库区有活动断层和岩溶发育,诱震机制可能为荷载效应、断层孔隙水压效应和岩溶塌陷.     

四川瀑布沟水库区域地震活动性跟踪研究

以水库诱发地震危险性指标体系为基础,构建瀑布沟水库诱发地震危险性评价表;对库区地震活动性跟踪,发现库区地震活动强度和频度没有因水库蓄、放水而出现明显的变化,综合判定瀑布沟水库发生较大诱发地震的危险性不高。     

关于控制水库地震的理论及其可能性的讨论

随着科学技术的进步,人类的工程活动已经开始影响地震过程。自三十年代首次发现水库建成蓄水后可以引起地震的现象之后,在我国也发生了广东新丰江6.1级水库地震和湖北丹江4.7级水库地震等。我国水利资源蕴藏量居世界首位,但目前开发利用的仅占理论蕴藏量的2.5％,随着我国经济建设的发展,还会兴建更多的大型水库,因此必须研究水库诱发地震的机理和有关参数指标,以便进而预测新建水库有无诱发地震的危险和有多大的危险,而后由水利工程界对水库大坝及建筑物作出相应的抗震设计,以     

中国的水库诱发地震

本文对中国13座水库诱发地震的分布、地质构造背景和诱发地震类型进行了分析讨论。文章指出,中国的水库地震主要分布于少震区和弱震区,这些地区处于低应变状态,水库蓄水较易于改变其应力平衡状态。中国的震例还表明,水库诱发地震的形成受区域地震活动水平的影响远远逊于库区的地质构造和水文地质条件的控制。诱发地震的水库可以成为窥测区域地震活动的“窗口”,可以根据大区域地震活动图象对水库诱发地震的衰减过程作出某种判断。最后,本文提出,水库诱发地震宜划分为“震群型’。和“前震—主震—余震型”两类,它们的特征和形成机制有所不同。     

2016年10月广东乳源M_L 2.8级震群活动特征

2016年10月7日至26日广东省乳源县发生M_L2.8级震群活动,共记录到地震250次,其中M_L1.0~1.9级166次,M_L2.0~2.9级17次,最大为10月10日的M_L2.8级地震,震源深度8 km。根据乳源震群与南水水库震群活动、波速比、视应力和应力降对比,初步判断此次乳源震群活动在弱挤压应力背景下产生,且为非水库诱发地震,印证了近年来东南沿海地区地震活动由水库区向非水库区转移或扩展的特征,是东南沿海地震带地震活动进一步增强的表现。根据乳源震群沿北西向沟谷展布的特征、主震震源机制解北西向节面的左旋走滑正断性质,结合地质构造背景及现场调查结果,推测从震中区到英德市望埠镇存在走向310°,倾向南西,倾角47°的隐伏断裂,为乳源震群发震构造,此隐伏断裂可能是北东向吴川-四会断裂带的共轭构造,与近年来吴川-四会断裂活动增强有密切关系。     

大气降水对地震活动某种调制作用的初步讨论

水对地震的作用(例如水库地震、注水地震乃至河流泛滥、大型灌溉诱发地震等现象)已为人们所注意和研究.本文提供并讨论了许多大气降水影响地震活动性的事例.初步研究表明,大气降水对某些地区的浅源地震活动有着某种调制作用,这可能是降水变率影响不均匀地壳的应力调整所致.      

水库地震概况综述

水库地震即水库诱发地震的简称,是指水库蓄水后,由于水体作用改变了库坝区原有地震活动强度和频度的规律而诱发的地震。由于其震例多,分布范围广,可能震毁大坝而造成危害人民生命财产的严重后果,从而日益引起人们的重视,成为当前水工建筑和地震工作中的重要科研课题之一。早期的水库地震震例     

弹性多孔介质中应力—孔隙压耦联理论在新丰江水库地震研究中的应用

本文用二维有限元法,将弹性多孔介质中应力-孔隙压耦联理论应用于新丰江水库诱发地震机制的研究。计算中,不仅考虑了均匀、非均匀模型的耦联,还考虑了断层的性质、产状对耦联作用的影响及库水位随时间的变化。 结果表明:附加应力与孔隙压耦联作用是诱发水库地震的重要因素。新丰江水库地震不仅与库区存在的断裂、高密度基底有关,还与库水的加、卸载方式有关。     

水库诱发地震时空演化与库水加卸载及渗透过程的关系 ——以紫坪铺水库为例

为了解水库蓄水过程中,水库诱发地震活动的动态响应机制,本文建立了针对水库诱发地震(Reservoir-induced seismicity,RIS)定量化研究的数理模型,并以紫坪铺水库为例,对库区地质构造及水文地质结构条件、水库蓄水后库区小震活动时空演化特征进行了详细的研究.在此基础上,利用有限元方法计算了水库蓄水过程中弹性附加应力场、有效附加应力场、孔隙压力和断层稳定性的动态变化,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.结果表明:(1) RIS诱发机制的定量化模型可分为2个层次:一是以孔隙介质为载体的流体渗流对岩体变形和稳定性的影响,由流-固耦合形式的岩体变形与孔隙渗流模型进行描述;二是对断层相关的RIS定量研究可将水库附加水头压力沿断层面(区)的扩散与断层库仑应力变化联系起来.两种形式模型方法的结合能为RIS定量研究提供一个相对宏观的力学框架;(2) 断裂渗透结构对孔隙压力变化下断裂的力学响应具有重要的影响,研究区主干断裂可能属于一种上盘破碎带导水、下盘地层及断层核阻水的"下阻上导型"的渗透结构类型,不同程度的具有使地表水体向深部渗流的通道性.库区深部岩体渗透稳定性的差异在很大程度上导致了诱发地震活动对岩性条件的依赖.(3) 紫坪铺水库蓄水后,小震活动在空间分布上呈现出条带状分布、丛集分布和地震迁移的特点,小震震源深度优势分布在地下4~10 km范围内,在通济场断裂与安县-灌县断裂的深部汇聚区域震源分布最为密集.同时,小震活动主要集中发生在脆性程度高、渗透稳定性低的碳酸盐岩地层中,而在岩性较软弱、渗透稳定性高的三叠系须家河组砂泥岩和煤系地层中很少有地震发生.在水库蓄水后地震活动的时间响应特征上,水库西南侧和东北侧两个丛集区的小震活动可能属于"快速响应型"RIS,而都江堰小震群活动可能属于"滞后响应型"诱发地震活动;(4) RIS的发生与库水加卸载及渗透过程中库底岩体有效应力的变化密切相关.在以挤压为主的构造应力环境中,库体荷载作用的结果一般会使库底断层更趋向稳定,而水库附加水头压力扩散的效应则是促使断层趋向失稳,正是这个矛盾双方相互制约与平衡的动态过程,控制了断层库仑应力变化的取向,从而决定了RIS时空演化的规律.     

湖北省房县梅花山水库诱发地震的可能性

梅花山水库位于湖北省房县青峰镇以西。大坝建于(?)口镇马栏河河谷,为浆砌块石重力坝,设计坝高55米(最高方案),相应库容6600万方。由于该水库建于青峰大断裂带内,地质构造较为复杂,而且该区历史上曾有过5级地震记载;相邻的丹江水库,谷城前进水库都曾发生过诱发地震事件,因而,该水库蓄水后是否会诱发地震,是工程建设部门和当地群众关心的问题。下面就梅花山水库诱发地震的可能性谈一些看法。