【摘 要】
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水库诱发地震是指水库蓄水后,在地震监测区或水库周边发生的地震,这类地震相较于天然构造地震具有震级低、震源浅、烈度高的特点,且地震通常呈簇状震群。由于大型水库的建设对当地的经济发展、改善用水条件、改善农田灌溉等方面有巨大的积极作用,而对水库诱发地震进行预测和判定是保证水库建设与运行安全的重要前提,因此多年来众多科研人员对其进行了大量的研究。溪洛渡水电站是金沙江顺江向下游梯级水电站建设工程中的第三级水
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水库诱发地震是指水库蓄水后,在地震监测区或水库周边发生的地震,这类地震相较于天然构造地震具有震级低、震源浅、烈度高的特点,且地震通常呈簇状震群。由于大型水库的建设对当地的经济发展、改善用水条件、改善农田灌溉等方面有巨大的积极作用,而对水库诱发地震进行预测和判定是保证水库建设与运行安全的重要前提,因此多年来众多科研人员对其进行了大量的研究。溪洛渡水电站是金沙江顺江向下游梯级水电站建设工程中的第三级水电站,在建设溪洛渡大坝前坝址区便是一个地震高发的区域,蓄水后地震不断,其中更是有震级高达ML5.6的地震,由于这类地震震源深度浅,烈度较高,在一定程度上对水电站的安全运行及对周边居民和建筑物会产生影响。因此对溪洛渡库坝区蓄水后的地震进行研究以识别其是否为水库诱发地震对于水电站的稳定运行和保护周边居民的生命财产安全有着非常重要的意义。为了对水库诱发地震的震源参数及地震活动性参数有一个充分认识并基于此对水库诱发地震进行初步识别,本文对比了溪洛渡水库蓄水前后地震的震源参数及地震活动性参数,并根据计算结果给出了一种进行水库诱发地震初步识别的思路。本文主要完成了以下工作:(1)首先采用基于参考台站的广义反演方法对金沙江下游溪洛渡水库自2013年蓄水以来较强的9次地震(ML4.2~ML5.6)进行震源谱反演计算得到9个震源谱,计算得到相应的震源参数,其中拐角频率fc变化范围为0.64~3.96Hz;ω变化范围为2.2~2.4,地震矩M0变化范围为2.399~33.11×1022dyne·cm;震源破裂半径R变化范围为284.65~724.71m,应力降Δσ变化范围为1.66~3.81Mpa,平均应力降Δσm=2.27Mpa,能矩比e变化范围为0.934~4.540×10-11,地震波辐射能量ER变化范围为0.394~8.650×1012J,视应力σapp变化范围为0.28~1.36Mpa,平均视应力σapp-m=0.61 Mpa。(2)将9个震源谱得到的应力降与发生在相近地区的云南鲁甸天然构造型地震进行对比,发现在研究区域,应力降随着震级变化,溪洛渡库区震群的应力降随震级变化的关系为Δσ1=0.13301ML2.1358,而鲁甸余震的应力降随震级变化关系为Δσ=0.13495ML2.70275,相较之下,水库诱发地震的应力降小于同区域、同震级情况下该地区的天然构造地震。(3)基于最大似然估计法计算了蓄水前溪洛渡库区的地震活动性参数b值,其中b值的计算结果为b蓄水前=0.3682,同时使用同样的方法计算了溪洛渡库区蓄水后的地震活动性参数b值,b值计算结果为b蓄水后=0.8246,相较之下,蓄水后的b值大于蓄水前的b值。(4)结合震源参数和b值的比较,判断这些参数有区别的主要原因是蓄水后库水渗透作用及坝体-库水整体重力作用对研究区域的区域背景应力产生了影响,并基于摩尔-库伦破裂准则分析了背景应力变化的原因。(5)最后,基于前序计算的结果,给出了一种进行水库诱发地震的思路:基于应力降及地震活动性分析的识别,即从背景应力变化方面来进行识别,这样识别有一个非常重要的前提:作为对比的天然构造地震需与被识别地震在同一区域,若满足被识别地震计算应力降Δσ小于天然构造地震应力降、被识别地震活动性参数b值大于天然构造地震计算b值时,可以初步判断其为水库诱发地震。
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