水库诱发地震
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探讨水库诱发地震活动的 工程地质分析
以紫坪铺水库与汶川8.0级地震为例
目 录
Contents
01 水库诱发地震概述 02 紫坪铺水库库区地质条件
03 汶川地震的特点
04 紫坪铺水库对汶川地震的影响和 作用机理
01
水库诱发地震概述
1.1水库诱发地震的定义 1.2水库诱发地震的共同特点 1.3水库诱发地震的诱发机制 1.4产生生水库诱发地震的地质条件
3.1.2震源深度问题 按照过去归纳总结出的水库诱发地震震源深度规律，水库诱 发地震的震源深度一般不大于10km。而汶川8.0级地震微观 震中深度为19km，已超过了多数水库诱发地震的典型深度指 标。
03 汶川地震的特点
3.2汶川地震与库水位及水荷载随时间变化的相关性。
2005年10月1日，紫坪铺水库正式下闸蓄水，当年冬春库水位限制在830m以下。2006年夏秋汛期似有几次洪 水过境，水位控制在850m以下，且持续了四个月。
的文本后，在此框中选择粘贴
（2）诱发地震活动与库水位及水荷载随时间变化的相关性
一般是水库蓄水几个月之后为地震活动及有明显增强，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。
地震活动的频度与强度大多数与高水位或大的库容增量正相关。地震频度或强度滞后于水位或库容峰值可能与震源体深度及
1.汶川地震的序列特征与水库诱发地震的规律不符合 2.汶川地震震源深度过深，与水库诱发地震的规律不符合 3.汶川地震和紫坪铺水库的水位变化并没有明显的关系 4.目前还并没有充分有力的定量计算结果可以证明汶川地震是由紫坪铺水库蓄水诱发的
谢谢
01 水库诱发地震概述
1.1水库诱发地震的定义
根据多成因理论给出的水库诱发地震的定义是：水库蓄水而引起库区以及库水影响所及的邻近地区地震活动显著增强或减弱的 现象。
1.2水库诱发地震的共同特点
（1）地震活动与水库的空间联系
击输入标题
①震中密集于库坝附近
您的内容打在这里，或者通过复制您
②震源极浅、震源体小
鉴于目前的研究成果,库仑应力变化在kPa量级,尚不能排除触发的可能性,但得出的蓄水震源处的库仑应力变化太低,在背 景构造应力场不明确的情况下,也不能确定一定有联系. .
目前还并没有充分有力的定量计算结果可以证明汶川地震是由紫坪铺水库蓄水诱发的
05
结论
汶川地震不是水库诱发地震
05 结论
综上所述，汶川地震不是水库诱发地震的理由：
库盘岩石的渗透性有关。
水位的急剧上升或急剧下降，特别是急剧下降，往往有较强地震出现。
（3）水库诱发地震序列的特点
①前震丰富
②低速衰减
③频度震级关系式中b值高和最大余震与主震震级比值高，主震震级不高。
（4）水库诱发地震的震源机制解
①由震源机制解得出的应力场，与天然地震应力场或根据当地地质特征判定的应力场相同②水库诱发地震震源机制主要为走向
整个紫坪铺水库库区处在北川-映秀断裂带 （中滩铺断裂）和江油-灌县断裂所夹持的 地块，而北川-映秀断裂带（中滩铺断裂） 和江油-灌县断裂是活动较频繁的活断层。
02 紫坪铺水库库区地质条件
所以，紫坪铺水库库区所在位置具有诱发地震的地质条件。
03
汶川地震的特点
3.1汶川地震活动与水库的空间联Βιβλιοθήκη Baidu 3.2汶川地震与库水位及水荷载随时间变化的相关性。 3.3汶川地震序列的特点
04 紫坪铺水库对地震的影响 和作用机理
04 紫坪铺水库对地震的影响和作用机制
汶川地震后，紫坪铺水库蓄水是否触发了汶川地震在国内外学术界引起了广泛关注。除定性讨论外， 许多学者也采用定量分析的方法进行了计算。
在张贝，石耀霖《紫坪铺水库对附近断层稳定性影响的探讨》一文中，考虑水库的实际形状和蓄水深 度，使用半无限空间的解释解，分析讨论了水库蓄水和放水过程对周围区域断层稳定性的影响。结果 表明，对于倾角较小的断层面，水库放水使库区下方近地表的库仑应力有明显增加,增量达到0.2MPa, 远离水库区域的库仑应力呈现象限性特征,而且随着距离的增加迅速减小.汶川地震震源落在蓄水时库仑 应力减小、放水时库仑应力增加的区域内,但由于距离水库较远的原因,汶川地震前放水时库仑应力的增 量只有0.005MPa左右，但是由于库伦应力的增加量很小。有文献认为库伦应力增量达到0.01Mpa量 级即可触发地震，更小量级的库伦应力变化，虽然与地震活动表现出一定的相关性，但是由于缺乏足 够的统计数据，难以分析对地震是否有触发作用。
03 汶川地震的特点
3.1汶川地震活动与水库的空间联系
3.1.1微观震中距水库最高淹没线仅4km 汶川8.0级地震的微观震中位于北纬31.0°、东经103.4°。所
谓微观震中是地震仪器测定的震中位置，对于破裂长度超过 300km的汶川8.0级特大地震微观震中即是该地震的起始破裂 点（震源）对应的震中位置。由图可见，汶川地震的微观震 中位置距紫坪铺水库蓄满水的淹没边沿仅4km。 按照过去归纳总结出的水库诱发地震空间震中空间分布规律， 水库诱发地震多发生于水库边岸几千米到十几千米范围内。 但是宏观观震中位于汶川县漩口镇何家山的一个叫“莲花芯” 的山顶。地震时，龙门山中央断裂带中的花岗岩和花岗闪长 岩在强烈地逆冲挤压和剪切作用下，瞬间发生无数脆性破裂， 约400万m³的白色岩石干碎屑流在短短的不到两分钟时间内 将两千多米长的山谷填平。。碎屑流是干的，说明宏观震中 断裂带岩石破裂与水或其它流体无关。
04 紫坪铺水库对地震的影响和作用机制
汶川地震后,紫坪铺水库蓄水是否触发了汶川地震在国内外学术界引起了广泛关注.除定性讨论外，许多学者也采用定量分 的方法进行了计算,但因计算结果不同而得出了不同的结论。
在程惠红等的《关于紫坪铺蓄水是否与汶川地震有关的影响因素综合分析》一文从中提到：目前紫坪铺水库蓄水不同 研究组定量计算中出现的争议为出发点,通过对水库蓄水定量计算基本原理和可能引起计算结果差异可能因素的分析,找出定 量计算中的关键影响因素,了解目前水库蓄水定量计算中存在的不确定性问题所在.初步结果显示:计算方法、模型维数、扩散 模型、震源参数和扩散系数等的取值不同是造成计算结果差异的主要因素,特别是裂隙岩体的扩散系数.在紫坪铺水库定量计 算中模型维数的差别使得汶川地震震源处的库仑应力变化计算结果相差约3倍;仅考虑断层渗透率(把岩体渗透率视为无穷大 或仅考虑均匀各向同性的岩体渗透率(忽视断层渗透率),均具有片面性;震源机制解断层走向倾角的差异,会显著影响库仑应力 大小计算结果,可到达2~7倍;不同扩散系数下,孔隙压力相差可达几百倍."紫坪铺水库蓄水是否能够触发汶川大地震的发生?",
02 紫坪铺水库库区地质条件
2.1区域地质条件
02 紫坪铺水库库区地质条件
2.2大地构造条件
紫坪铺水库位于龙门山断裂带的北川-映秀 断裂(中央断裂)和江油-灌县断裂（前山断裂） 之间。江油-灌县断裂位于坝址的下游，距 坝址最近距离约5km。北川-映秀断裂位于 库尾，库坝区处于该断裂的下盘。
将整个库区划分为四个具有不同诱震环境 的库段，即坝址区库段（Ⅰ区）、龙溪沟库 段（Ⅱ段）、漩口库段（Ⅲ区）和库尾段 （Ⅳ区）。
1.4产生生水库诱发地震的地质条件
（1）判定地应力状态和应变能积累速度的大地构造条件 （2）判定近期构造活动性、介质储能条件及空隙水压力起作用条件的区域地质条件
02
紫坪铺水库库区地质条件
2.1区域地质条件 2.2大地构造条件
02 紫坪铺水库库区地质条件
2.1区域地质条件
该地区的地震活动的天然地震 活动较多。1970年-2005年共 发生Ml≥2.0级地震2066次， 其中2.0-2.9级地震650次， 3.0-3.9级地震79次，4.0-4.6 级地震8次。最大地震是1970 年2月24日大邑县和芦山县交 界处的Ms61/4级地震，次大 地震是1990年1月15日大邑县 Ms4.6级地震。
5月12日发生汶川8.0级地震时正值岷江枯水季节的末期，紫坪铺水位几乎降到了最低。从这次地震发生的 时间与紫坪库水位的关系分析，汶川8.0级地震发生于紫坪铺下闸蓄水后两年半，距离最近一次蓄水时间大 概为1年，相比于一般的水库诱发滞后几个月来说较长。
03 汶川地震的特点
3.3汶川地震序列的特点
（1）汶川地震前震状况 水库诱发地震以前震丰富为特点，属于前震余震型，汶川地震的序列虽属于主震-余震型， （2）汶川地震序列的衰减状况基本正常 （3）汶川地震频度震级关系式中b值和最大余震与主震震级比值，主震震级。 ①汶川地震最大余震6.4级，主震8级，最大余震与主震比值0.8，而水库诱发的地震的最大余震与主震震级比值大多在0.8 以上，接近于1.0。 ②已有的水库诱发地震的实例主震震级≤6.5，而汶川地震主震震级为8.0级，远大于6.5级。
滑动型和正断型两种，而且前者多于后者。属于逆冲型机制者少见。
01 水库诱发地震概述
1.3水库诱发地震的诱发机制
水库诱发地震的诱因现在尚未完全查明，但已有震例已经以充分的的资料证明，这类地震不是由水库荷载直接造成的， 而是水库的某种作用间接诱发的。亦即水库的某种作用叠加于已有的的天然应力场上，使水库蓄水前由于自然作用积累 起来的应变能较早的以地震的形式释放出来。 水的物理化学效应 水库的荷载效应 空隙（间隙）水压力效应
以紫坪铺水库与汶川8.0级地震为例
目 录
Contents
01 水库诱发地震概述 02 紫坪铺水库库区地质条件
03 汶川地震的特点
04 紫坪铺水库对汶川地震的影响和 作用机理
01
水库诱发地震概述
1.1水库诱发地震的定义 1.2水库诱发地震的共同特点 1.3水库诱发地震的诱发机制 1.4产生生水库诱发地震的地质条件
3.1.2震源深度问题 按照过去归纳总结出的水库诱发地震震源深度规律，水库诱 发地震的震源深度一般不大于10km。而汶川8.0级地震微观 震中深度为19km，已超过了多数水库诱发地震的典型深度指 标。
03 汶川地震的特点
3.2汶川地震与库水位及水荷载随时间变化的相关性。
2005年10月1日，紫坪铺水库正式下闸蓄水，当年冬春库水位限制在830m以下。2006年夏秋汛期似有几次洪 水过境，水位控制在850m以下，且持续了四个月。
的文本后，在此框中选择粘贴
（2）诱发地震活动与库水位及水荷载随时间变化的相关性
一般是水库蓄水几个月之后为地震活动及有明显增强，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。
地震活动的频度与强度大多数与高水位或大的库容增量正相关。地震频度或强度滞后于水位或库容峰值可能与震源体深度及
1.汶川地震的序列特征与水库诱发地震的规律不符合 2.汶川地震震源深度过深，与水库诱发地震的规律不符合 3.汶川地震和紫坪铺水库的水位变化并没有明显的关系 4.目前还并没有充分有力的定量计算结果可以证明汶川地震是由紫坪铺水库蓄水诱发的
谢谢
01 水库诱发地震概述
1.1水库诱发地震的定义
根据多成因理论给出的水库诱发地震的定义是：水库蓄水而引起库区以及库水影响所及的邻近地区地震活动显著增强或减弱的 现象。
1.2水库诱发地震的共同特点
（1）地震活动与水库的空间联系
击输入标题
①震中密集于库坝附近
您的内容打在这里，或者通过复制您
②震源极浅、震源体小
鉴于目前的研究成果,库仑应力变化在kPa量级,尚不能排除触发的可能性,但得出的蓄水震源处的库仑应力变化太低,在背 景构造应力场不明确的情况下,也不能确定一定有联系. .
目前还并没有充分有力的定量计算结果可以证明汶川地震是由紫坪铺水库蓄水诱发的
05
结论
汶川地震不是水库诱发地震
05 结论
综上所述，汶川地震不是水库诱发地震的理由：
库盘岩石的渗透性有关。
水位的急剧上升或急剧下降，特别是急剧下降，往往有较强地震出现。
（3）水库诱发地震序列的特点
①前震丰富
②低速衰减
③频度震级关系式中b值高和最大余震与主震震级比值高，主震震级不高。
（4）水库诱发地震的震源机制解
①由震源机制解得出的应力场，与天然地震应力场或根据当地地质特征判定的应力场相同②水库诱发地震震源机制主要为走向
整个紫坪铺水库库区处在北川-映秀断裂带 （中滩铺断裂）和江油-灌县断裂所夹持的 地块，而北川-映秀断裂带（中滩铺断裂） 和江油-灌县断裂是活动较频繁的活断层。
02 紫坪铺水库库区地质条件
所以，紫坪铺水库库区所在位置具有诱发地震的地质条件。
03
汶川地震的特点
3.1汶川地震活动与水库的空间联Βιβλιοθήκη Baidu 3.2汶川地震与库水位及水荷载随时间变化的相关性。 3.3汶川地震序列的特点
04 紫坪铺水库对地震的影响 和作用机理
04 紫坪铺水库对地震的影响和作用机制
汶川地震后，紫坪铺水库蓄水是否触发了汶川地震在国内外学术界引起了广泛关注。除定性讨论外， 许多学者也采用定量分析的方法进行了计算。
在张贝，石耀霖《紫坪铺水库对附近断层稳定性影响的探讨》一文中，考虑水库的实际形状和蓄水深 度，使用半无限空间的解释解，分析讨论了水库蓄水和放水过程对周围区域断层稳定性的影响。结果 表明，对于倾角较小的断层面，水库放水使库区下方近地表的库仑应力有明显增加,增量达到0.2MPa, 远离水库区域的库仑应力呈现象限性特征,而且随着距离的增加迅速减小.汶川地震震源落在蓄水时库仑 应力减小、放水时库仑应力增加的区域内,但由于距离水库较远的原因,汶川地震前放水时库仑应力的增 量只有0.005MPa左右，但是由于库伦应力的增加量很小。有文献认为库伦应力增量达到0.01Mpa量 级即可触发地震，更小量级的库伦应力变化，虽然与地震活动表现出一定的相关性，但是由于缺乏足 够的统计数据，难以分析对地震是否有触发作用。
03 汶川地震的特点
3.1汶川地震活动与水库的空间联系
3.1.1微观震中距水库最高淹没线仅4km 汶川8.0级地震的微观震中位于北纬31.0°、东经103.4°。所
谓微观震中是地震仪器测定的震中位置，对于破裂长度超过 300km的汶川8.0级特大地震微观震中即是该地震的起始破裂 点（震源）对应的震中位置。由图可见，汶川地震的微观震 中位置距紫坪铺水库蓄满水的淹没边沿仅4km。 按照过去归纳总结出的水库诱发地震空间震中空间分布规律， 水库诱发地震多发生于水库边岸几千米到十几千米范围内。 但是宏观观震中位于汶川县漩口镇何家山的一个叫“莲花芯” 的山顶。地震时，龙门山中央断裂带中的花岗岩和花岗闪长 岩在强烈地逆冲挤压和剪切作用下，瞬间发生无数脆性破裂， 约400万m³的白色岩石干碎屑流在短短的不到两分钟时间内 将两千多米长的山谷填平。。碎屑流是干的，说明宏观震中 断裂带岩石破裂与水或其它流体无关。
04 紫坪铺水库对地震的影响和作用机制
汶川地震后,紫坪铺水库蓄水是否触发了汶川地震在国内外学术界引起了广泛关注.除定性讨论外，许多学者也采用定量分 的方法进行了计算,但因计算结果不同而得出了不同的结论。
在程惠红等的《关于紫坪铺蓄水是否与汶川地震有关的影响因素综合分析》一文从中提到：目前紫坪铺水库蓄水不同 研究组定量计算中出现的争议为出发点,通过对水库蓄水定量计算基本原理和可能引起计算结果差异可能因素的分析,找出定 量计算中的关键影响因素,了解目前水库蓄水定量计算中存在的不确定性问题所在.初步结果显示:计算方法、模型维数、扩散 模型、震源参数和扩散系数等的取值不同是造成计算结果差异的主要因素,特别是裂隙岩体的扩散系数.在紫坪铺水库定量计 算中模型维数的差别使得汶川地震震源处的库仑应力变化计算结果相差约3倍;仅考虑断层渗透率(把岩体渗透率视为无穷大 或仅考虑均匀各向同性的岩体渗透率(忽视断层渗透率),均具有片面性;震源机制解断层走向倾角的差异,会显著影响库仑应力 大小计算结果,可到达2~7倍;不同扩散系数下,孔隙压力相差可达几百倍."紫坪铺水库蓄水是否能够触发汶川大地震的发生?",
02 紫坪铺水库库区地质条件
2.1区域地质条件
02 紫坪铺水库库区地质条件
2.2大地构造条件
紫坪铺水库位于龙门山断裂带的北川-映秀 断裂(中央断裂)和江油-灌县断裂（前山断裂） 之间。江油-灌县断裂位于坝址的下游，距 坝址最近距离约5km。北川-映秀断裂位于 库尾，库坝区处于该断裂的下盘。
将整个库区划分为四个具有不同诱震环境 的库段，即坝址区库段（Ⅰ区）、龙溪沟库 段（Ⅱ段）、漩口库段（Ⅲ区）和库尾段 （Ⅳ区）。
1.4产生生水库诱发地震的地质条件
（1）判定地应力状态和应变能积累速度的大地构造条件 （2）判定近期构造活动性、介质储能条件及空隙水压力起作用条件的区域地质条件
02
紫坪铺水库库区地质条件
2.1区域地质条件 2.2大地构造条件
02 紫坪铺水库库区地质条件
2.1区域地质条件
该地区的地震活动的天然地震 活动较多。1970年-2005年共 发生Ml≥2.0级地震2066次， 其中2.0-2.9级地震650次， 3.0-3.9级地震79次，4.0-4.6 级地震8次。最大地震是1970 年2月24日大邑县和芦山县交 界处的Ms61/4级地震，次大 地震是1990年1月15日大邑县 Ms4.6级地震。
5月12日发生汶川8.0级地震时正值岷江枯水季节的末期，紫坪铺水位几乎降到了最低。从这次地震发生的 时间与紫坪库水位的关系分析，汶川8.0级地震发生于紫坪铺下闸蓄水后两年半，距离最近一次蓄水时间大 概为1年，相比于一般的水库诱发滞后几个月来说较长。
03 汶川地震的特点
3.3汶川地震序列的特点
（1）汶川地震前震状况 水库诱发地震以前震丰富为特点，属于前震余震型，汶川地震的序列虽属于主震-余震型， （2）汶川地震序列的衰减状况基本正常 （3）汶川地震频度震级关系式中b值和最大余震与主震震级比值，主震震级。 ①汶川地震最大余震6.4级，主震8级，最大余震与主震比值0.8，而水库诱发的地震的最大余震与主震震级比值大多在0.8 以上，接近于1.0。 ②已有的水库诱发地震的实例主震震级≤6.5，而汶川地震主震震级为8.0级，远大于6.5级。
滑动型和正断型两种，而且前者多于后者。属于逆冲型机制者少见。
01 水库诱发地震概述
1.3水库诱发地震的诱发机制
水库诱发地震的诱因现在尚未完全查明，但已有震例已经以充分的的资料证明，这类地震不是由水库荷载直接造成的， 而是水库的某种作用间接诱发的。亦即水库的某种作用叠加于已有的的天然应力场上，使水库蓄水前由于自然作用积累 起来的应变能较早的以地震的形式释放出来。 水的物理化学效应 水库的荷载效应 空隙（间隙）水压力效应