三峡库区地震活动与坝前水位关系研究.pdf

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1、第41卷第17期人民长江VoI_41．N0．172010年9月YangtzeRiverSep．，2010文章编号：1001—4179(2010)17—0012—04三峡库区地震活动与坝前水位关系研究戴苗，姚运生，陈俊华，秦小军，王秋良(中国地震局地震研究所，湖北武汉430071)摘要：简要介绍了2003年6月三峡水库蓄水以来整个库区地震活动概况，探讨了三峡库区主要断层的渗透结构特征，详细论述了三峡坝前水位变化与库区不同库段、不同地质背景、不同成因水库地震活动的对应关系。三峡库区地震活动统计结果显示，高水位情况下若水位变幅剧烈，容易诱发地震，随着水位

2、的上涨，地震震中呈现向长江及主要支流库岸汇聚的现象，水库地震主要受江水涨落而非构造所控制。除此之外，由于库区不同库段渗透结构差异，随着水位的上涨，库区M2．0级以上地震早期在高桥断裂一带(靠西)活动较多，后期仙女山、九畹溪两断裂(靠东)一带有一定地震活动。关键词：水库地震；渗透结构；坝前水位；三峡库区中图法分类号：TV697．24文献标志码：A水在水库地震活动中起着不可或缺的作用，早在较大能量，从而引发了一系列的前震和M6．1级主20世纪70年代，Howells和Bell等先后利用一维均匀震。2006年，王儒述等通过对国内外水库地震震例扩散模型和二

3、维非均匀扩散模型，研究了库水渗透对统计研究，提出水库地震主震发震时间一般与水库蓄库区岩石所产生的强度弱化作用，提出库水渗透在地水密切相关，蓄水早期地震活动与库水位升降变化有震孕育、发生过程中所起的重要作用。。1983年，较好的相关性，较强地震活动高潮大多出现在第1、2臧绍先等人通过对中国新丰江水库地震活动过程序列个蓄水期的高水位季节、水位回落或低水位时。特征的研究，结合库区断层渗透结构特征，提出库区地2009年，车用太等在系统收集有关三峡库区地震地质震主要成因为库水渗透f33。1984年，Li在肯定库水渗资料并在对地震现场进行考察的基础之上，认为2

4、008透在诱发地震过程中起到重要作用的同时，总结并提年11月22日秭归M4．1级地震亦是在水库水体荷载出了多种估计原地水力扩散率的方法，他的试验结果与库水渗透的共同作用下沿仙女山断裂发生的构造型显示原地水力扩散率或原地渗透率可能在3个数量级水库诱发地震。本文中，利用三峡遥测台网和湖北内变化。同年，Talwani等通过对美国南卡罗莱水库省地震台网监测到的三峡库区不同蓄水期间的测震资进行研究，指出应力传递到震源位置处的机制为孔隙料，从三峡库区主要断裂的渗透结构以及不同库段岩流体压力扩散过程，水库诱发地震的诱因是由于流体石岩性角度人手，通过对近十年来库区

5、地震资料的统孔隙压力前锋传递到震源位置所致。f991年，龚钢计，深入解释了不同蓄水期、不同库段水库地震成因及延通过对震区内孔隙流体扩散与原地水力扩散率的研其发震规律。究，指出地下水的孔隙压力前锋受到水位的制约，水位1坝前水位变化过程与水库地震活动概述的涨落会影响地震震中分布面积的扩展E6]。2004年，郭贵安等通过研究新丰江水库1961～1999年小震综蓄水前，三峡库区坝前水位一直维持在68m左合机制解，提出因渗水促使新丰江原有北西向构造面右，水位年变幅相对较为平缓，库首及库中段地震活动上的抗剪强度弱化，而快速蓄水在库区地壳内积累了水平不高，微震大

6、多零散分布，无明显地震条带和成丛收稿日期：2010—06—24；修回日期：2010—07—16作者简介：戴苗，男，实习研究员，理学硕士，主要从事数字地震学(震源机制解、频谱分析、地震层析成像)研究工作。Email：thecituteanl23@163．con第17期戴苗，等：三峡库区地震活动与坝前水位关系研究13特征，蓄水前三峡水库重点监视区内地震震源机制多表1不同蓄水时期地震震中分布分档统计为走滑一逆断性质⋯，P轴近东西向，仰角较低，与区域主压应力轴一致，显示了区域主压应力场在发震过程中的主导地位。2003年6月1日，三峡水库开始135m蓄水，随

7、着水位的抬升，库区地震活动水平较蓄水前明显增加，地震主要成丛集中分布在秭归香溪河、巴东神龙溪两侧，以及长江秭归泄滩段库岸两侧5km内的小区域。2006年9月2013，开始156ITI蓄水，蓄水初期，由于上游雨量充沛，水位抬升较为迅速，坝前水位平均每天上升1．4m，巴东东滚口、秭归泄滩、屈原镇、以及秭归锣圈荒等区域出现微震震群活动小高潮。整个l56m蓄水期间(包括2007年4月水位回落期以及2007年9月再次蓄水期)，地震活动区域较135m蓄水期稍有扩展，但依然主要集中在长江及主要支流库岸5km范围内，库岸5krn范围内地震频次占整个库首及库中段的地

8、震的43．9％(表1)，锣圈荒地区首现微震震群。135m蓄水、156IYI蓄水期间，库区地震震源机制多为走滑一正断性质，P