大橋水庫誘發(fā)地震研究

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1、大橋水庫誘發(fā)地震研究謝蓉華，陳農(nóng)，胡先明（四川省地震局水庫地震研究所，四川成都610041）摘要：大橋水利樞紐的庫壩位于安寧河地震帶上，該水庫是我國至今唯一處于強(qiáng)震多發(fā)地區(qū)和地震高烈度區(qū)的大II型水庫。大橋水庫的庫壩區(qū)具有發(fā)生誘發(fā)地震的構(gòu)造條件、巖性條件和水文地質(zhì)條件。本文對2002年3月3日在壩下3kn）處發(fā)生M46級地震的地質(zhì)背景、地震臺網(wǎng)的布局、庫區(qū)地震活動背景、地震活動性等進(jìn)行了分析研究，并對此次誘發(fā)地震的特征進(jìn)行了描述，最后判斷此次誘發(fā)地震為滯后響應(yīng)的構(gòu)造型水庫誘發(fā)地震，類型為主震一余震型水庫誘發(fā)地震。關(guān)鍵詞：水庫地震；誘發(fā)地震；地質(zhì)特性；地震特征；大橋水庫1前言四

2、川省冕寧縣大橋水利樞紐于1999年6月下閘蓄水，而專門為其服務(wù)的大橋水庫遙測地震臺網(wǎng)早在1995年就己建成，該臺網(wǎng)為該水庫的誘發(fā)地震研究提供了四年半監(jiān)測蓄水前庫區(qū)木底地震微震活動的資料。大橋臺網(wǎng)對庫區(qū)的微震監(jiān)測下限為M,0.8級，臺網(wǎng)觀測質(zhì)量好、運(yùn)行連續(xù)、資料可靠，很有利于庫區(qū)的地震活動研究。2002年3月3日08時23分，在大壩附近（北緯28°41,東經(jīng)102°14）發(fā)牛了Ms4.6級中強(qiáng)地震，冕寧縣城震感強(qiáng)烈，大橋電站發(fā)電機(jī)組預(yù)警裝置報警，值班人員感覺強(qiáng)烈。震中區(qū)附近民房出現(xiàn)微小裂隙。雖然該地震的震中位置僅距大壩約3km、深度約5km,但由于該地震的影響烈度低于大壩的設(shè)防

3、烈度，故沒有對犬橋水庫的犬壩造成不良影響。從地震活動規(guī)律看,此次地震在震前發(fā)生了小震群的主震一余震型地震，其活動性與庫水位有關(guān)，符合水庫誘發(fā)地震的特征，是我省發(fā)生的震感強(qiáng)烈的水庫誘發(fā)地震。鑒于大橋水庫的特殊地質(zhì)構(gòu)造，因此未來庫外圍可能發(fā)生的天然地震和庫區(qū)的誘發(fā)地震均值得繼續(xù)關(guān)注。2水庫誘發(fā)地震簡介人類工程活動如注水和修建水庫等均可誘發(fā)地震。構(gòu)造型誘發(fā)地震的內(nèi)因是巖體貯存了構(gòu)造能，水庫蓄水后可能導(dǎo)致構(gòu)造應(yīng)力提前釋放，從而誘發(fā)了地震。還有一類是水庫蓄水后庫水壓入溶洞引起塌陷和氣爆，對水體較集中的水庫還可能引起區(qū)域荷載垂新調(diào)整導(dǎo)致巖石滑移而誘發(fā)的地震。上述幾類地震均稱為水庫誘發(fā)地震

4、，大橋水庫是否會誘發(fā)水庫地震一直是工程界和地震界關(guān)注的問題。前人研究指出，水庫誘發(fā)地震有兩種重要的類型：快速響應(yīng)型和滯后響應(yīng)型。快速響應(yīng)型水庫誘發(fā)地震與水庫水位變化密切相關(guān)。有的水庫蓄水后，很快發(fā)生地震，即屬快速響應(yīng)型。快速響應(yīng)型地震的成因Z—是巖溶塌陷或氣爆，多發(fā)生于溶洞發(fā)育的石灰?guī)r庫段。水庫荷載引發(fā)的地震也屬快速響應(yīng)范疇。另一類型地震則要在開始蓄水相當(dāng)長一段時間后才發(fā)生。其滯后時間長短各不相同,一般為數(shù)月到數(shù)年不等。滯后響應(yīng)型水庫地震釋放構(gòu)造能，它的發(fā)生與庫水沿斷層滲透、斷層面摩擦系數(shù)降低和巖石抗剪強(qiáng)度降低有關(guān)。因此，這一類型地震的強(qiáng)度與水庫水位的變化的關(guān)系不明顯。構(gòu)造型

5、誘發(fā)地震的強(qiáng)度主耍取決于發(fā)生地震的構(gòu)造貯能，與蓄水時間的長短無關(guān)。破壞性大的水庫誘發(fā)地震多為滯后型地震。3大橋水庫的地震地質(zhì)背景水庫大壩位于四川省冕宇縣大橋鎮(zhèn)境內(nèi)的安寧河干流上，壩高93m,庫容6.58億忙，裝機(jī)容量9萬kW。大壩位于安寧河地震帶上，夾在安寧河?xùn)|支和西支斷裂之間，在我國近年來多次圈定的強(qiáng)震危險區(qū)中。因此，可以說大橋水庫是我國迄今唯一處于強(qiáng)震多發(fā)地區(qū)和地震高烈度區(qū)的人II型水庫。第四紀(jì)晚期以來，由于印度板塊向北、向東推擠，受因歐亞板塊的阻擋，圍繞青藏高原東側(cè)、北側(cè)的弧狀、折線狀斷裂體系就產(chǎn)生了不同程度的向南、向東的扭動分量，導(dǎo)致了高原外緣的這些斷裂發(fā)牛左旋走滑運(yùn)

6、動。大橋水庫周邊地區(qū)發(fā)育的安寧河一則木河一小江斷裂帶及磨盤山斷裂帶、理塘一德巫斷裂帶,正是左旋走滑運(yùn)動的代表。從較小范圍講，大橋水庫所在的地區(qū)主要發(fā)育了兩組斷裂體系，即南北向斷裂體系和北東向斷裂體系。南北向斷裂體系包括安寧河斷裂帶和拖烏一姑轆溝一鹽井溝斷裂帶。安寧河斷裂帶位于大橋水庫東部，基于沿康滇地軸中脊部位展布，分布在安寧河?xùn)|西兩岸的兩個主斷裂分別稱為安寧河?xùn)|支斷裂和安寧河西支斷裂，東、西支斷裂控制了安宇河谷，并形成如斷陷谷、地墊等典型斷裂地貌。拖烏一姑轆溝一鹽井溝斷裂帶位于大橋水庫東側(cè)，沿康滇地軸中脊東緣展布，北起拖烏經(jīng)曹古壩南至西宇一帶。姑轆溝斷裂、鹽井溝斷裂和大石板

7、斷裂都被鑒定為活動斷裂。北東向斷裂體系分布于大橋水庫西側(cè)及南側(cè)康滇地軸西緣，北起石棉以西，向南西經(jīng)大橋水庫西側(cè)，更南至鹽源西南，并繼續(xù)延至云南境內(nèi)。按斷裂展布地域及發(fā)育規(guī)?？煞譃榻鸷右惑夂訑嗔鸭澳虾訑嗔褞?。水庫及壩區(qū)附近斷裂構(gòu)造主體為南北構(gòu)造，小斷裂為北東向和北西向，個別為東西向。南北向構(gòu)造主要以安寧河斷裂為主。破碎帶寬且活動性強(qiáng)的安寧河?xùn)|支斷裂與庫水直接接觸段，有利于水庫的滲透和擴(kuò)溶。壩址至大橋段以及鄰近地區(qū)具有發(fā)生誘發(fā)地震的構(gòu)造條件、巖性條件和水文地質(zhì)條件。大橋水庫所出露的巖性：大致以水庫東側(cè)的馬爾