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1、第34卷第4期地震地質Vo1．34．NO．42012年12月SEISMOLOGYANDGEOLOGYDec．．2012使用灰色聚類方法評估長江三峽水庫湖北不同庫段水庫誘發(fā)地震的震級上限馬文濤徐錫偉于貴華苑京立徐長朋藺永(中國地震局地質研究所，活動構造與火山重點實驗室，北京100029)摘要利用150例水庫誘發(fā)地震震例和532個國內大型水庫資料，使用灰色聚類方法，按庫深、庫容、區(qū)域應力狀態(tài)、斷層活動性、巖性介質條件和地震活動背景等6個誘震因素，統計出相應的發(fā)震比例數，以此作為水庫地震預測指標。再根據長江三峽水庫壩址區(qū)、
2、香溪河口及仙女山斷裂帶過江段、泄灘西和巴東及神龍溪兩岸的6個獨立的誘震因素，評估各段的水庫誘發(fā)地震震級上限。計算結果表明長江三峽水庫壩址區(qū)震級上限<3級，香溪河口及仙女山斷裂帶過江段4～5級，泄灘西<3級，巴東北岸及神龍溪兩岸震級3～4級。并得到了長江三峽水庫蓄水后實際地震情況的驗證。關鍵詞灰色聚類方法震級上限評估水庫誘發(fā)地震長江三峽水庫中圖分類號：P315．9文獻標識碼：A文章編號：0253—4967(2012)04—0726—13O引言水庫地震危險性評估是地震預測中重要的研究方向和課題之一，其原理是根椐庫區(qū)及其附
3、近區(qū)域的地質、構造、地震和工程等條件，考慮到蓄水后水載荷和孑L隙壓變化的影響，對水庫區(qū)未來水庫誘發(fā)地震“時、空、強”的可能性進行評價，預測水庫誘發(fā)地震最可能的發(fā)震地段、最大震級等，為水庫大壩安全運行、快速評價地震災害及次生災害、抗震減災提供參考依據。本文使用灰色聚類方法，利用我們收集到的150例水庫誘發(fā)地震震例和532個國內大型水庫資料，按庫深、庫容、區(qū)域應力狀態(tài)、斷層活動性、巖性介質條件和地震活動背景等6個誘震因素，統計出相應的發(fā)震比例數，作為水庫地震預測指標。然后根據長江三峽水庫壩址區(qū)、香溪河口及仙女山斷裂帶過江
4、段、泄灘西和巴東及神龍溪兩岸的實際6個誘震因素參數，對長江二峽水庫庫區(qū)這4個地段的水庫誘發(fā)地震最高震級進行了評估計算，并得到了實際水庫地震震例的檢驗。1研究方法簡述水庫地震危險性評估方法有很多，如類比法(工程、地質)(胡毓良等，1979年；夏其發(fā)等，1984，2012)、成因模式法(余永毓，1987)、概率法(胡聿賢等，1991)、模糊數學法(常寶崎，1997)、灰色系統模型法(鐘以章，1990；黃乃安，1991)等，它們是預測水庫誘發(fā)地震危險性的主[收稿日期]2012—08—20收稿，2012—10—28改回。[基
5、金項目]“十一五”國家科技支撐計劃項目(2008BAC38B04)資助。4期馬文濤等：使用灰色聚類方法評估長江三峽水庫湖北不同庫段水庫誘發(fā)地震的震級上限727要方法。Talwani等(1981)20世紀80年代提出并系統發(fā)展了水庫誘發(fā)地震危險預測方法，并在Ma—nicougan3、Manicougan5、LG2、LG3和Katse大壩成功應用；蘇錦星等(2000)和夏其發(fā)等(2012)使用8個誘震因素；黃潤秋等(1995)提出水庫誘發(fā)地震震級的人工神經網絡預測模型。王秋良等(2009)使用統計預測模型對三峽庫區(qū)誘發(fā)地
6、震進行了預測；楊清源等(1996)使用6個誘震因素、譚周地等(1989)和張紹波(1993)對長江三峽水庫誘發(fā)地震危險性進行分析；薛軍蓉等(1992)利用模式識別方法對長江三峽水庫誘發(fā)地震危險性進行預測；易立新(2000)提出了7個影響因子，進行水庫誘發(fā)地震危險區(qū)段的預測。基于統計的水庫誘發(fā)地震危險性評價方法很多，主要存在的問題是樣本數少，有一些誘震因素具有隨意性，有些誘震因素不獨立。1．1灰色聚類方法灰色聚類法是基于白化權數，原理是將收集到的樣本按照統計方法取其權，再將被預測對象按照實際指標的值在白化權函數上找到所
7、對應的權，根據找到的權值判斷所屬類別(鐘以章，1990；黃乃安，1991；楊清源等，1996；孫君秀，1996)。一般將水庫地震震級作為聚類的類別，設表示第種地震類型(L=1，2，3，?)。獨立的誘震因數作為聚類指標，設i為第i種預測指標(i=1，2，3，?n)。被預測的水庫作為聚類對象，為第個被預測對象(K=1，2，3，?)。設Z(d)為第個被預測水庫對于的樣本，則(Z(d))為Z(d)對應第三種水庫地震的白化函數的權，有，，㈢，(^(Z(d))=0，ZK(d)s(1)，，㈢式(1)中Y()為第種水庫地震類別第指標
8、的統計數，(，)為第￡種水庫地震類別第指標中第個分指標的統計數。z()，)={z(，，。)，ZK(y：)，()，))=∑∑(z(d)(2)若被預測水庫地震類別為￡，則ZK(YL)=max(ZK(YL．))=Z(Y)，(L=m)(3)當L=17／,時，被預測的水庫地震就屬于第m種水庫地震類別。1．2水庫資料情況到目前，我們已經收集到全世界范圍內誘
