第六章 水库诱发地震活动的工程地质分析.ppt

水库诱发地震活动的
工程地质分析掌握水库诱发地震的基本概念及其研究意义；
了解水库诱发地震活动性变化的几种典型类型；
掌握水库诱发地震的共同特点；
理解水库诱发地震的诱发机制；
掌握产生水库诱发地震的地质条件；
掌握水库诱发地震工程地质研究的基本原则；
了解地震的人为控制问题，基本原则。本章重点：
水库诱发地震产生的工程地质条件和水库诱发地震的诱发机制
在一定条件下，人类的工程活动可以诱发地震，诸如修建水库、城市或油田的抽水或注水、矿山坑道的崩塌、以及人工爆破或地下核爆炸等都能引起当地出现异常的地震活动，这类地震活动统称为诱发地震。
其形成一方面依赖于该区的地质条件、地应力状态和有待释放的应变能积累程度等因素；另一方面也与工程行为是否改变了一定范围内应力场的平衡状态密切相关。水库诱发地震:由于水库蓄水而导致库区地震活动显著增强的现象。
一般说来诱发地震的震级比较小，震源深度比较浅，对经济建设和社会生活的影响范围也比较小。但是水库诱发地震则曾经多次造成破坏性后果，更有甚者，水库诱发地震还经常威胁着水库大坝的安全，甚至可能酿成远比地震直接破坏更为严重的次生地质灾害，因此对水库诱发地震发生的可能性应予以高度重视。
水库诱发地震活动发现于本世纪30年代。最早发现于希腊的马拉松水库．伴随该水库蓄水、1931年库区就产生了频繁的地震活动。此后，发现有相当一部分水库蓄水过程中伴随有水库诱发地震现象。60年代以来出现了一些新的情况：
一方面是几个大水库相继产生了6级以上的强烈地震，造成大坝、附近建筑物的破坏和人员的死伤；
另一方面是发现了深井注水可以诱发地震，为水库诱发地震的形成机制提供了有价值的资料。于是这方面的研究重新活跃起来。自1975年第一届国际诱发地震会议以来，经过研究的与水库蓄水有关的地震活动性变化的事例迅速增多。其中有的是活动性(频度、强度)增加，这类事例公认的约有百余例；活动性减弱的事例也有4例，绝大多数水库蓄水后地震活动性没有变化。下面分别介绍各种典型情况，而以水库活动性增强为着重点。
地震活动性的主要变化主要发生在1963年6月水库蓄水位超出正常高水位之后，尤以1963年8月库水位超出正常高水位2.9m之后为最强烈，此时水头增值仅为2％，以此作为地震活动性强烈变化的诱因是缺乏说服力的。可是在正常高水位附近，水位波动几米库容变化却很大，显然库底岩石所承受的水库附加荷载以及附加荷载的影响深度都随之产生较大变化，水库底部承受附加应力超出一定值的岩石的体积也会产生很大变化。印度科因纳坝印度科因纳坝印度科因纳坝§6.2水库诱发地震活动性变化
的几种典型情况科纳因水库科因纳水库诱发地震
科因纳水库诱发地震之所以具有典型意义，就在于它是迄今为止最强的水库诱发地震(6.5级，地震序列中大于5.0级的达15次)，而且又是产生在构造迹象最不明显、岩层产状基本水平、近200a附近没有明显地震活动的印度地盾德干高原之上。新丰江水库水位与地震频次及较强地震关系图6.2.2蓄水后地震活动性减弱§6.2水库诱发地震活动性变化
的几种典型情况塔尔柏拉水库（巴基斯坦）
位于喜玛拉雅南麓，断层基本都为逆断裂
水库蓄水5年后，地震活动性显著降低
（2）水库蓄水后地震活动以特定的形式减少－称为地震活动间隙
安德逊水库
1950年蓄水后，沿北西向断层分布的地震带在库区附近地震活动明显减弱
库区南端一座跨断层桥梁因断层活动被破坏龙羊峡电站从以上典型实例描述可知，水库诱发地震不同类型虽各有其特性，但概括起来它们却有很多共性。这主要是：这类地震的产生空间和地震活动随时间的变化与水库所在空间和水库水位或荷载随时间的变化密切相关，表示介质品质的地震序列有其固有特点和震源机制解得出的应力场与同一地区产生天然地震的应力场基本相同。6.3·1地震活动与水库的空间联系
6.3.1.1震中密集于库坝附近6.3.1.1震中密集于库坝附近§6.3水库诱发地震的共同特点水库诱发地震主要发生在库水或水库荷载影响范围之内，所以震源深度很浅。一般多在地表之下10km之内，以4-7km范围内为最多，且有初期浅随后逐步加深的趋势。M＝0.58I0+1.5
其中：M为震级；I0为震中烈度。
由于震源极浅，水库诱发地震往往伴有地声。我国有地声的水库诱发地震有新丰江、丹江口、南冲、佛子岭等。国外报导有地声者有蒙太纳、格朗格瓦尔、科列马斯塔、康特拉、福达溪坝等。
由于震源浅且震源体小，所以地震的影响范围小，等震线衰减迅速，其影响范围多属局部性的。这种相关性已被广泛用以判别地震活动是否属水库诱发地震。一般是水库蓄水几个月之后为微地震活动即有明显的增强，随后地震频度也随水位或库容而明显变化，但地震活动峰值在时间上均较水位或库容峰值有所滞后。
我国几个水库诱发地震蓄水开始与微震活动加强有如表6-3所示的关系。水库