金沙江乌东德水库诱发地震统计预测研究

震， Ｍｓ≥ ５ ０级 ； 状态 Ｍ： 中 等强 度 水 库地 震 ，． ． ② ， ３５
≤ Ｍｓ＜５ ０级 ； 状 态 ， ． ③ 弱水 库地 震 ，． ２ ０≤ Ｍｓ＜
因素对库 区不 同库 段 、 同 发震 强 度 等 级 的诱 震 概 率 不
３ ５级 ； 状 态 Ｍ 诱 发 微 震 ， ． ④ ， Ｍｓ＜ ２ ０级 ； 状 态 ． ⑤
＝１ …， ， ５
（） １
式 中 ， （ ）为所预 测 的相 应震 级 （ ）水 库 地 震 的 Ｐ Ｍ Ｍ
发 震概 率 ； 为水 库地震 的震 级类别 ， 分别是 诱 发
强震 ， Ｍｓ≥ ５ ０ Ｍ２ 发 中强 震 ，． ．； 诱 ３ ５≤ Ｍｓ＜５ ０ Ｍ３ ．；
诱 发 弱震 ，． ２ ０≤Ｍｓ＜３ ５ Ｍ 发微 震 ， ．； 诱 Ｍｓ＜２ ０ Ｍ ．；
址段 ， 且具 有震 源浅 、 中烈 度 较 高 的特 点 ， 内外 至 震 国 今 已形成 了多 种分 析预测 方法 和探 索研究 成果 。美 国 地 质调查 所最 早采 用贝 叶斯概 率判 别模 式 ， 取库容 、 选 库深 、 造应 力环境 、 构 断层 活 动 性 及岩 石 性 质 ， 为 水 作
（ 、 Ａ ） 岩溶 发育 程 度 （ ： 、 体 类 型 （ 、 层 活 动 Ａ ）岩 Ａ ）断
性 （ 、 层 与 库 水 联 系 （ 、 层 运 动 学 特 征 Ａ） 断 Ａ ） 断 （ 、 Ａ ） 断层 动力 学 特 征 （ 、 裂 带 透 水 深 度 （ 。 、 Ａ ）断 Ａ ）
而且就 其本 身 的空 间分 布 、 源 深度 、 震 地震 序 列 、 源 震 机 制及 地震 构造 等 ， 都有 其 自身 的特点 ， 特别 是能 体现
乌东德 水库 库岸 地带 出露 的地层 主要 为前震 旦 系
变质岩 系 ， 旦 系上 统 灰 岩 、 震 寒武 系下 统 砂 泥岩 、 陶 奥 系下统 灰岩 ， 迭 系灰 岩及 玄 武 岩 、 迭 系 上统 、 罗 二 三 侏
３ 水 库 诱 发 地 震 预 测 震 级 分 类
在水 库诱 发地 震 的数 学 模 型 预测 中 ， 预 测 震 级 其
主要 有 ３档和 ５档 两 种分 类 ， 据 不 同 成 因水 库 地 震 根 的发震 特点与 震级 分 布 ， 合 乌 东 德 库 区 的地 震 地 质 结 条 件 ， 文采用 的统计 预 测将 震 级 分 为 “ 、 本 强 中强 、 、 弱 微、 无震 ” ５档状 态 的方 案 ： 状态 ， 烈水 库 地 共 ① 强
４ ５
与库 水升 降及水 库水 域 的密切关 系 。水库 地震较 易发
生在 地壳 应力调 整及 水文 地质 环境 变化强 烈 的库首 坝
诱 震 因子 的权概 率 Ｐ（ 均 由 ３ ７座水 库 资 料 的统 Ａ ）， ７
计求 得 。反 映各 因子 在水 库 地 震 中 的贡 献 权 重 大小 ，
德 水 库 具 备 诱 发 地 震 的 可能 性 。
关
键
词： 诱发 地震 ；统 计 预 测 ； Ｉ ； 东德 水 电站 ＧＳ 乌
文献 标 志 码 ：Ａ
中图 法 分 类 号 ： Ｖ ９ ．５ Ｔ ６７ ２
乌 东德水 电站 位 于四川 省会东 县与 云南 省绿劝 县
交 界 的 金 沙 江 下 游 河 道 上 ， 金 沙 江 水 电 基 地 下 游 河 是
收稿 日期 ：０ １—１ ２１ ２—１ ４
作者 简介 ： 宗云， ， 胡 男 高级 工 程 师 ， 要 从 事 工程 地 质 与 区域 地 质 遥 感 研 究 工 作 。Ｅ—ｍ ｉ １８ ８ ８ １＠ ｑ ．ｏ 主 ａｌ １７ ２ ２４ ｑ ｃｍ ：
Hale Waihona Puke Baidu
第 ９期
胡 宗 云 ， ： 沙 江 乌 东 德 水 库 诱 发 地 震 统 计 预 测 研 究 等 金
的可实 现性 和 因子互 相 之 间 的弱 相关 性 原 则 ， 选 出 共 １ ０个 影响 因 子 ， 个 影 响 因 子 再 细 化 为 ３种 不 同 状 每 态， 具体 的量 化标 准见表 １ 。
表 １ 水 库 诱 发 地 震 各 影 响 因 子 的 状 态 等 级 划 分
Ｐ Ｍ ）＝ ＞ Ｐ Ａ）×Ｐ Ｍ ） （ （ （ａ ，
５ 。 ）
由统 计所 得各 发震 强 度 水库 地 震 的先验 概 率 ， 按
Ｐ（ ） ≥ ０ ０ ， （ ） ≥ ０ ０ ， （ ） ≥ ０ ０ ， Ｍ１ ． １ Ｐ Ｍ２ ． ３ Ｐ Ｍ ． ４
Ｐ（ ）≥ ０ ０ ， Ｍ ． ５ 认为 均有 可能诱 发相 应震 级 的水库 地 震， 并在 预测 结果 中 以震 级 最 大者 为 优 先 预测 的诱 震
明， 诱发 强震 、 中强震 、 震 、 弱 微震 以及 不发 震 的先验 概 率分 别 为 ： Ｍ ＝０ ０ ； ） ＝ ０ ０ ； ） ＝ Ｐ（ ） ． １ Ｐ（ ． ３ Ｐ（
对 三峡 水库 、 二滩 电站 等 大 型水 利 工 程 诱 发地 震 危 险
性 的预 测评 价 ， 别提 出过 ６因子 和 ８因 子统 计 判 别 分 方 案 ， 基本 沿用 了贝 叶斯 ５因子 判别模 式 的前提 下 ， 在 也 做 了较 明显 的改 进 ， 到 了很 好 的预测 效果 。 收
系 中统 和 白垩 系 的砂 泥岩 ， 以及 不 同期次 的岩 浆侵 入 。 前震 旦 系变质 岩系 ， 旦 系 、 陶 系灰 岩 ， 震 奥 主要 分 布 在 库 首 区和龙川 江 口 一攀枝 花金 沙江两 岸地 带 。二迭 系
段 的巨 型梯级 电 站 ， 电站控 制 流域 面积 ４ ． １万 ｋ ０６ ｍ ，
Ｍ 不会诱 发水 库地 震 。 ，
贡 献 。对 照 表 １ 举 的诱 震 因子 ３种状 态 等 级 划 分 ， 列
需 注意几 点要 素 。
（ ）对 于诱震 因子 Ａ （ １ 岩溶强 烈发 育 Ａ ．岩溶 中 ：、
对 国 内外 ３ ７座 已建 水库 的发震 概率 统计结 果 表 ７
第０３卷 第 ５ 月 ２ ４１２年 ９期
人 民 长 江
Ｙａ ｇ ｚ Ｒｉ ｅ ｎ ｔｅ ｖｒ
Ｖｏ ． １ ４３． Ｎｏ． ９ Ｍａ ｙ， ２ ２ ０１
文 章编 号 ：０ １ １ ９ ２ １ ） ９— ０ ４— ３ １ ０ —４ ７ （ ０ ２ ０ ０ ４ ０
强度。
５ 统 计 预 测 模 型 的 Ｇ Ｓ计 算 分析 Ｉ
５ １ 诱 震 因子 的 空 间量 化 ．
统计 概 率 模式 下 的 水库 诱 发地 震 Ｇ Ｓ计 算 分析 ， Ｉ
将诱 震 的 １ Ｏ个 概率 因子 表 述 为 １ Ｏ个 相 应 的、 理 位 地 置 可完全 叠加 的矢 量 图层 ， 矢 量 图层反 映 了单诱 震 各
不 发震 ； 为 水 库 诱 发 地 震 各 影 响 因 素 （ Ａ ｉ＝ Ｉ … ， ，
１ ） Ｐ Ａ ）为 水 库 地 震 各 影 响 因 子 的 诱 震 权 概 率 ； ０ ； （
Ｐ（ 瓣 Ｍａ ）为 诱震 因子 （ ＝ １ … ，０ ｉ ， １ ）在 Ａ 影 响状 态 下（ ＝ １ ２ ３ ， ， ）对 震级 的统 计 概 率 （ ＝ １ ２ ３ ４ ， ，，，
２０ ０— ０ ０ ２５ ０ ｍ高 原 面 ， 沙 江干 流 深 切 于 高原 面 和 金
分割 山顶 面之下 ， 岸坡 高 陡 ， 区金 沙江 河谷 以“ 形 库 Ｖ”
峡谷 为主 ， 枯水 期江 面宽 一般 为 １０～ ２ １ ３ ０ｍ。
２ 水库诱发地震诱震 因子的量化
水库诱 发地震 顾 名思义 就是 由于 修建水 库 而诱发 的地震 ， 水库 蓄水 以前 当地 地震 活动 有显 著 的差别 ， 与
易 门断裂 、 东 一皎 西 断 裂 、 会 马鹿 塘 断 裂 以 及 坝 前 近
Ｅ 向的热水塘 断裂 。 Ｗ
１ 地 质 概 况
乌东 德水 电站 位 于我 国地 势第 二 阶梯 的 川 、 山 Ｉ滇
地地 貌 区 ， 山原峡 谷地 貌类 型 ， 势总体 西北 高南 东 属 地 低 ， 貌结 构 以丘 状 高 原 面或 分 割 山顶 面 为 “ 面 ” 地 基 ， 基 面之上 有 山岭 、 山 ， 面下 为河 谷和盆 地 。乌东 德 残 基
金 沙江 乌 东 德 水 库 诱发 地 震 统 计 预 测 研究
胡 宗 云 ， 俊 虎 姬
（ 利 部 长 江勘 测 技 术 研 究所 ， 北 武 汉 ４ ０ １ ） 水 湖 ３ ０ １
摘 要 ： 了研 究 乌 东德 水 库 诱 发 地 震 的 可 能 性 ， 选 用 国 内外 ３７座 已建 水库 统 计 资料 的基 础 上 ， 乌 东德 水 为 在 ７ 对 库 诱 发 地 震 进 行 预 测 分 析 。针 对 具 体 地 质 条 件 ， 选 出 了 １ 共 ０个 影 响 因子 ， 将 影 响 因子 细 化 为 ３种 不 同 状 并 态 ， 此 基 础 上 建 立 了水 库 诱 发 地 震 预 测 统 计 模 型 。模 型 将 诱 震 的 １ 在 Ｏ个 概 率 因 子表 述 为 几 个相 应 的 地 理 住 置 可 以 完全 叠加 的 矢量 图层 ， 然后 进 行 ＧＳ图层 计 算 ， 现 了水库 诱 发 地 震 的统 计 预 测 。研 究结 果 表 明 ， 东 Ｉ 实 乌
灰 岩及玄 武岩 主要分 布在 库首 区 、 鲜 、 拉 大松树 一 渡 普
河 一带 。三迭 系之上 的红 色陆 源碎屑 岩 系分布 在龙 川 江 口 一乌 东德 的金沙 江河谷 盆地 。
乌东德 水库 及周 缘 区域 断裂 构 造 的发 育 特征 ， 总 体顺 川滇 Ｓ 向构 造带 展 布 ， 穿 水 库 区 ， Ｎ 横 与库 水 具 备 水力 联系 的主要 断裂 有 磨盘 山 一绿 汁 江 断裂 、 郎 一 汤
库诱 发 地震 的 ５因子统 计 判别 。１８ ９ ０年 以来 ， 内针 国
以岩 溶发 育程 度 （ ： 的权值 最 大 ， Ａ） 其次 为 断裂 构 造诱
震 因子 （ ～Ａ ） Ａ 的贡献权 重较 大 。
４ 建 立 统 计 预 测 模 型
对水 库 工程地 质 资 料 的统 计 分 析 ， 选用 库 水 深 度
多 年平 均流量 ３８ ０ｍ ／ 。水 库初设 蓄水 位 ９ ５ｍ， １ ｓ ７ 总 库容 ７ ６亿 ｍ ， 节库 容 ２ 调 ６亿 ｍ ， 《 Ｂ １７ ２ ０ 按 Ｇ ２ ０ ５— ０ ７ 水库诱 发 地震 危 险性 评 价 》的工 程 规 模 标 准 ， 东 德 乌 水 电站水 库诱发 地震 研究 工作 分级 为 甲级 。
地震 活 动性 （ ， 和 人 工地 下 采 空 （ ，） ｌ Ａ） Ａ。 共 ０个 诱震 因子 ， 以改进 后 的统 计模 式 ， 别求 取五 档诱震 级别 的 分
发震 概 率 。 预测 模 型数学 表达 式为 ：
本 文在选 用 国 内外 ３ ７座 已建水 库统 计资 料 的基 ７ 础 上 ， 乌东 德水 库 地震 进 行 预 测 分析 。在诱 震 因子 对 的选取 中 ， 分体 现工程 地质 条件 的针对 性 、 充 分析量 化
受 区域 大 面积隆 起 和掀 升 的新 构 造运 动 ， 区金 该 沙 江河谷快 速下 切 ， 区震旦 系上统 、 陶系下 统 以及 库 奥 二迭 系灰 岩地层 的岩 溶为 中等偏 弱 。根据 已建水 库 的 工程 对 比 ， 乌东德 水 电站具备 水库 诱发 地震 的可 能性 。
水库 区为 切割 的高 中 山 一中低 山地 貌 ， 面分 割 山 顶 北 面高 程 多 在 ２ ５ ０～３０ ０ ｍ， 面普 遍 保 留 有 高 程 ０ ０ 南