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  地震地磁观测与研究  2021, Vol. 42 Issue (S1): 145-147  DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.S1.048
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引用本文  

张天宇, 刘自凤. 白鹤滩水库诱发地震活动性特征浅析[J]. 地震地磁观测与研究, 2021, 42(S1): 145-147. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.S1.048.
ZHANG Tianyu, LIU Zifeng. The preliminary result of induced seismicity characteristics of Baihetan reservoir[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2021, 42(S1): 145-147. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.S1.048.

基金项目

云南省青年地震科学基金:云南地区2008年以来5级以上地震前震序列特征研究(项目编号:2021K02)

作者简介

张天宇(1992-), 男, 硕士, 助理工程师, 主要从事地震活动性和数字地震学研究工作。E-mail: 346059030@qq.com
白鹤滩水库诱发地震活动性特征浅析
张天宇   刘自凤     
中国昆明 650224 云南省地震局
关键词白鹤滩水库    日频度    b    
The preliminary result of induced seismicity characteristics of Baihetan reservoir
ZHANG Tianyu   LIU Zifeng     
Yunnan Earthquake Agency, Kunming 650224, China
Key words: Baihetan reservoir    daily frequency    b-value    
1 研究背景

白鹤滩水电站是迄今为止我国最大水电站,其位于四川省宁南县和云南省巧家县境内,是金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级水电站,具有以发电为主,兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。2021年4月,白鹤滩水库开始蓄水,正常蓄水最高水位可达825 m;2021年5月31日,白鹤滩水电站入选世界前12大水电站;2021年6月28日,白鹤滩水电站正式投产发电。

大型水库蓄水后,水库里的水大量下渗,使岩石的裂隙之间或颗粒之间的摩擦力减小,易于滑动。因此,库区周边地震的发生与水库蓄水状况密切相关。如:钟羽云等(2015)研究珊溪水库地震后提出,水库蓄水后将导致库内存水向下渗透,引起瞬间区域弹性应力场变化,且伴随产生瞬时不排水孔隙压力和随时间扩散的孔隙压力变化;陈涛等(2021)研究横渡水库地震危险性发现,水库蓄水后改变区域及库区岩体的应力状态和介质性质,可能造成断层失稳,从而诱发地震活动,引起区域地震活动性增加。白鹤滩水库蓄水发电后,对库区地震活动的影响事关水电站安全运营,有必要对水库周边地震活动性进行研究。

2 研究内容

以白鹤滩库区50 km范围(26.74°—27.20°N,102.67°—103.04°E)为研究区域,见图 1中框线区所示。采用云南地震速报台网记录的2021年发生的ML 1.0以上地震,结合白鹤滩水库蓄水后的水位变化,分析该研究区地震活动性特征。

图 1 白鹤滩研究区ML≥1.0地震震中分布 Fig.1 The distribution of earthquake epicenter with ML≥1.0 in the Baihetan area

据云南地震速报台网2021年的地震记录,白鹤滩库区50 km范围内共发生ML 1.0以上地震751次。2021年1—3月,即白鹤滩水库蓄水前发生ML 1.0以上地震63次,其中ML 1.0—1.9地震39次,ML 2.0—2.9地震24次,无3级以上地震发生,震中分布见图 1中蓝色实心圆;自2021年4月白鹤滩水库蓄水以来,研究区发生ML 1.0以上地震688次,其中ML 1.0—1.9地震531次,ML 2.0—2.9地震145次,ML 3.0—3.9地震11次,ML 4.0—4.9地震1次,震中分布见图 1中红色实心圆。

因白鹤滩水库研究区地震集中发生在2021年4月蓄水以后,地震样本数设定为50,震级区间选取ML 1.6—4.9,应用最大似然法,计算研究区b值大小,得到该区ML≥1.6地震b值变化图,结果见图 2。结合白鹤滩水库研究区水位时序及ML≥1.0地震Mt图(图 3)及日频次图(图 4),分析该区地震活动性特征。

图 2 研究区水位时序图及ML≥1.6地震b值变化 Fig.2 Sequence diagram of water level and b-value variation curve of earthquakes with ML≥1.6
图 3 研究区水位时序与ML≥1.0地震Mt Fig.3 Sequence diagram of water level and M-t diagram of earthquakes with ML≥1.0 in the study areav
图 4 研究区水位时序图及ML≥1.0地震日频度 Fig.4 Sequence diagram of water level and daily frequency map of earthquakes with ML≥1.0 in the study area
3 研究结果

结合2021年以来白鹤滩库区水位变化及研究区ML≥1.0地震Mt图 3)和日频次(图 4)关系,以及该区ML≥1.6地震b值变化(图 2),分析研究区地震活动性特征,可知:①水库蓄水前,白鹤滩库区周围,即四川宁南至云南巧家一带地震活动水平偏弱,震级和日频次水平偏低;②2021年4月水库蓄水后,白鹤滩研究区1、2级地震活动明显增强,且随着水位增高,地震震级逐渐呈上升趋势,期间伴有3.0级以上地震发生,b值波动变化较为明显;③6月28日库区水位首次达最高值782.68 m,而后短暂下降并趋于平缓,根据以往研究表明,水库水位下降后多出现地震活动增强现象,而该水库水位下降后,地震强度无明显变化,但地震频度于7月3日达蓄水以来的最高日频次(21次),b值呈明显上升趋势,当水位变化趋于稳定后,b值相对稳定;④8月16日库区再次蓄水,水位持续上升,地震频度无明显变化,但震级呈增强趋势,发生多次3级以上地震,b值呈明显的转折下降趋势。

4 结语

水库蓄水后导致区域应力场发生变化,同时改变了库基岩体的应力状态和介质性质,从而诱发地震活动。自白鹤滩水库自蓄水以来,四川宁南至云南巧家一带小震活动频繁,研究区1、2级地震活动明显增强,且蓄水变化速率对发震震级大小有一定影响,此外研究区b值随水位上升发生相应变化。后续应结合库区相关地质构造背景,密切关注库区水位变化,进一步深入研究白鹤滩水库诱发地震的活动趋势,从而有效开展地震监测预报工作,为防震减灾事业服务。

参考文献
陈涛, 余刚群, 杨福平, 等. 横渡水库诱发地震危险性分析[J]. 华南地震, 2021, 41(2): 92-98.
钟羽云, 张震峰, 阚宝祥. 珊溪水库地震波速比时空分布特征[J]. 大地测量与地球动力学, 2015, 35(5): 871-875.