水库诱发地震预测方法与探讨.pdfVIP

现代水利水电工程抗震防灾研究与进展 水库诱发地震预测方法探讨 刘先锋李碧雄曹进 (四川大学建筑与环境学院，四川成都610000) 摘要：研究已有文献中关于水库诱发地震的可能性及可能的最大震级的预测方法，根据 预测方法的特点分成定性预测和定量预测两大类。详细介绍了震级上限法、类比法、高 震级b值与低震级b值之比预测法、概率预测法、模糊综合评判法和综合影响参数法， 并对其优点、可能存在的问题和发展方向进行了讨论。研究表明：由于目前对水库诱发 地震机理认识的不足，以及水库诱发地震问题的复杂多样性，当前的预测方法均存在一 定的局限与不足。在实际应用时，应基于当地和库区的详细地震、水文、地质环境资料， 结合多种预测方法重点考虑研究水库的实际情况，合理地对水库诱发地震的危险性及可 能的最大震级进行综合评价。 关键词：水库诱发地震；诱发地震；探讨；地震预测 0引言 水库诱发地震是由水库蓄水和排水过程在库区附近引发的地震活动。60年代赞比亚一罗德西 兰边界地区的卡里巴、希腊的克雷马斯塔、印度的柯伊纳和中国的广东新丰江等大型水库附近均 发生了破坏性地震，引起了全世界的注意和重视。虽然目前实际发震的水库只占水库总数的很小 比例，据秦嘉政等u12009年的初步统计，已观测到的全球水库诱发地震确切震例不超过150例。 但由于水库诱发地震紧邻水利工程，震源浅、震中烈度高，不仅可造成直接破坏，而且可以引起 严重的次生灾害，造成巨大的人员伤亡和经济财产损失。 中国西南四川、云南、贵州三省水力资源丰富。全长2308公里的金沙江上正在规划和建设 25级水电大坝，不久的将来将成为世界超大水库群。形成了“世界水电在中国，中国水电在西南， 西南水电在金沙”的大格局。备受社会争议的怒江水电开发也在一片反对声中拉开了大规模建设 的序幕。岷江、大渡河的水力资源也得到了最大开发和利用，大大小小的水电站星罗棋布。从区 域地震背景看，西南地区地震地质条件复杂，现代地震活动也比较强烈。 因此，科学预测水库诱发地震，并提出相应的预警措施是防震减灾工作的前提和基础。水库 诱发地震预测主要任务是大坝设计阶段预测蓄水后诱发地震的可能性、可能的最大诱震震级和可 能的发震部位，若蓄水后发生地震活动，则推测地震的发展趋势。 由于目前对水库诱发地震机理的认识还存在着很多局限与不足，水库诱发地震的预测方法也 还处在不断探索和验证阶段。G．B．Beacherl2l将水库诱发地震作为一种随机事件，基于诱震因子提 出了概率预测法。于品清瞄1基于库水对诱发地震影响的定性分析，结合已发震例的统计分析提出 了震级上限方法。常宝琦H1根据水库诱发地震问题的模糊特性提出了模糊综合评判法。梁劳等崎1 通过新丰江水库诱发地震序列对b值随时间的变化进行了研究，指出可以用水库前震序列的高震 级b值与低震级b值的比值变化异常现象来预测随后可能发生的大震。 本文根据预测方法的定性或定量特点，将已有的预测方法归为两大类，即定性预测法和定量 预测法，对其中的主要方法进行了介绍，并从水库诱发地震机理的角度探讨了其优点、可能存在 的问题及可能的发展方向。 1定性预测法 定性预测法是在详细调查分析区域和库区的地质条件、地质环境、渗透性和断层分布、类型、 活动性等详细地质和水文资料的基础上，深入研究区域断裂的地震活动性、历史地震的强度和频 度、震中位置等地震背景资料，结合地震活动性的一般规律或者根据已发生的前震地震序列特点， 定性地对水库诱发地震的可能性或可能的最大震级进行预测。 1．1震级上限法 目前水库诱发地震研究领域普遍存在的一种预测观点认为，可以以水库所在构造带(区)的 历史上发生过的最大天然地震震级作为水库可能诱发的最大震级的上限。该预测方法基于的理由 现代水利水电工程抗震防灾研究与进展 如下：1，库水作为荷载效应，在不同的地震活动水平地区不同地质构造环境条件下，对库区的 影响不同，但其对库区岩体附加的应力相对其地应力来说很小或是有限；2，库水对岩石的物理 化学作用会使其结构强度降低、结构面问的阻力减小。3，震级每增加一级，释放的能量需增加 30倍以上。因此该方法认为水库蓄水对当地天然地震震级的增量其绝对值不大，甚至很小可以忽 略【3l。 很多水库诱发地震震例的实际情况确实如此。震级上限法是基于库水对诱发地震影