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丹江口水库续建工程诱发地震研究

刘素梅  
【摘要】:水库诱发地震指在水库蓄水后,由于库水作用,改变了库区原有地震活动 的频度和强度,而形成的地震。经过60多年的研究,取得了一些进展,但仍有 许多问题有待于进一步解决。例如,至今还没有一个成熟的理论来解释水库诱 发地震机制,并且研究大多还处于定性阶段。丹江口水库是我国已建成的最大 水库之一,其续建工程是我国跨世纪宏伟工程-南水北调的源头。水库自1967 年下闸蓄水后,库区地震活动加强,并于1973年在宋湾爆发了4.7级地震,震 中烈度达7度,这对于大坝和库区人民生命财产的安全无疑是一种威胁。续建 工程中,水位提高后是否会诱发更强的地震,是人们普遍关注的问题。因此, 研究丹江口水库诱发地震具有十分重要的社会意义和理论意义。本文以丹江口 水库为对象,研究大型水库的诱发地震机制,并针对丹江口水库续建工程的地 震活动做出评价,主要进行了以下几个方面的深入研究: 1、通过分析丹江口水库区的地震地质条件和水文地质条件,研究其对水库 诱发地震的影响。分析结果表明,丹库区水文地质条件复杂,有利于库水向深 部渗透,诱发地震。而汉库区水文地质条件简单,库区多由透水性微弱的岩石 组成。库水向深部渗透困难,难以诱发地震。 2、分析丹江口水库初期蓄水前后地震活动特点,发现丹库在蓄水后地震活 动加强,但汉库的地震活动在蓄水前后变化不大。蓄水位和地震有着明显的正 相关性,震区由库尾移向库首,并在丹库的林茂山和宋湾形成了两个地震密集 区。但是,当水位达到初期工程最高水位,并诱发了4.7级地震后,蓄水位和 地震的相关性逐渐消失,地震的活动性明显降低。 3、首次运用地理信息系统软件Mapinfo构建了可视化的丹江口水库诱发地 震基础数据库,它为丹江口水库续建工程的地震预测、库区的防灾减灾提供重 要的依据。该数据库系统可以安装在任何一台以Windows95/98/2000为操作平 台的计算机上,通用性较好,并具有良好的可扩充性。数据库中各种基础数据 可随时进行追加和调整,系统人机交互性好,操作方便。 4、首次根据丹江口库区的地质构造建立三维有限元模型,结合实测资料反 演库区的构造应力场、地应力场和水压应力场,探讨水库诱发地震机制。计算 结果表明,在水库诱发地震中,水体只起到触发作用,其诱发作用体现在几个 方面:改变库区断层的稳定性;在库岸形成拉应力区,使地壳浅层的原有节理、


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