第六章 水库诱发地震活动的

水位的急剧上升与急剧下降，特别是急剧下 降，往往有较强地层产生。例如丹江口的4.7 级震即产生在水位急剧上升后的急剧下降期， 新丰江水库1977年的4．7级震也产生在水位急 剧下降期(见图6一11)。


6.3.3 水库诱发地震序列的特点 既然水库诱发地震有水的活动和水库荷载 参与，这一特点必然在地震序列中有所反映。 根据多个水库诱发地震序列的研究，它们的特 点如下： (1)水库诱发地震以前震极丰富为特点， 属于前震余震型(茂木2型)，而相同地区的天 然地震往往届主震余震型(茂木1型)(图6—27)。 以新丰江水库诱发地震为例，从蓄水到主震发 生的39个月内，共记录到从＞o．4的前震 81719次。



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。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。
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。


6.2.1 蓄水后地震活动性增强 6.2.1.1 卡里巴—科列马斯塔型 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。


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。


6．2 水库诱发地震活动性变化的几种 典型情况


过去认为天然的大地震都是突然发生的属主震余 震型，近来以高倍率地震仪测知，大地震都是有 前震的，只是前震小而少，因而常被忽略。与水 库诱发地震相比，天然地震前震小而少就很突出 了。茂木2型地震序列表明介质不均匀，被断裂切 割为多个块体，且应力分布也是不均匀的，这是 由于水库蓄水使岩体弱化所致。 (2)水库诱发地震余震活动以低速度衰减，例如 我国新丰江水库诱发地震，1960年10月18日新丰 江水库设立第一个地层台开始至1987年12月31日 止，已记录到从＞0.6级地震337461次，活动时间 持续至今，整个活动期已30余年，科因纳水库地 震活动迄今仍未停止。

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




通常主要是密集分布于水库边岸几km到十几km 范围之内。 或是密集于水库最大水深处及其附近(卡里巴、 科因纳)， 或是位于水库主体两侧的峡谷区(新丰江见图 6—12，丹江口如图6—25)。 如库区及附近有断裂，则精确定位的震中往往 沿断裂分布。 有的水库诱发地层初期距水库较远而随后逐渐 向水库集中(丹江口、苏联的努列克)。
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6．3 水库诱发地震的共同特点
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；这类地层的产生空间和 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。



6.2.1.2 科因纳—新丰江型 1．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(0.5级，地震序列中大于5.0级的达15次)， 而又是产生在构造迹象最不明显、岩层产状基 本水平、近200 a附近没有明显地层活动的印 度地盾德干高原之上。 库、坝区均位于厚达1500m、产状水平、 自古至始新世喷发的玄武岩层之上，由致密块 状玄武岩与凝灰岩及气孔状玄武岩互层，凝灰 岩中央有红色粘土，渗透性不良(图6—7)。



6.3· 2 诱发地震活动与库水位及水荷载随时 间变化的相关性 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。


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。
第六章 水库诱发地震活动的 工程地质分析



6· 1 基本概念及研究意义 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。



6.3.1.2 震源极浅、震源体小 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。例如我国新 丰江水库诱发地震1962年至1965年5月震源深 度分布有如图6—26所示。 由于震源浅，所以面波强烈，震中烈度一 般较天然地层高，零点几级就有感，3级就可 以造成破坏。 我国天然地震震级与震中烈度之间，有如 下的关系式