水库诱发地震资料

水库诱发地震活动的工程地质分析1 基本概念及研究意义⏹在一定条件下，人类的工程活动可以诱发地震，诸如修建水库，城市或油田的抽水或注水，矿山坑道的崩塌，以及人工爆破或地下核爆炸等都能引起当地出现异常的地震活动，这类地震活动统称为诱发地震。

其形成一方面依赖于该区的地质条件、地应力状态和有待释放的应变能积累程度等因素；另一方面也与工程行为是否改变了一定范围内应力场的平衡状态密切相关。

2 水库诱发地震活动性变化的几种典型情况2.1 蓄水后地震活动性增强⏹ 2.1.1 卡里巴—科列马斯塔型地震活动性的主要变化主要发生在1963年6月水库蓄水位超出正常高水位之后，尤以1963年8月库水位超出正常高水位2.9m之后为最强烈，此时水头增值仅为2％，以此作为地震活动性强烈变化的诱因是缺乏说服力的。

可是在正常高水位附近，水位波动几米库容变化却很大，显然库底岩石所承受的水库附加荷载以及附加荷载的影响深度都随之产生较大变化，水库底部承受附加应力超出一定值的岩石的体积也会产生很大变化。

2.1.2 科因纳—新丰江型科因纳水库诱发地震科因纳水库诱发地震之所以具有典型意义，就在于它是迄今为止最强的水库诱发地震(0.5级，地震序列中大于5.0级的达15次)，而又是产生在构造迹象最不明显、岩层产状基本水平、近200 a 附近没有明显地层活动的印度地盾德干高原之上。

库、坝区均位于厚达1500m、产状水平、自古至始新世喷发的玄武岩层之上，由致密块状玄武岩与凝灰岩及气孔状玄武岩互层，凝灰岩中央有红色粘土，渗透性不良(图6—7)。

2.2 蓄水后地震活动性减弱3 水库诱发地震的共同特点从以上典型实例描述可知，水库诱发地震不同类型虽各有其特性，但概括起来它们却有很多共性。

这主要是这类地层的产生空间和地震活动随时间的变化与水库所在空间和水库水位或荷载随时间的变化密切相关，表示介质品质的地震序列有其固有特点和震源机制解得出的应力场与同一地区产生天然地震的应力场基本相同。

水库诱发地震机理分析
水库诱发地震的机理可以通过以下几个方面进行分析：
1. 水库水体的加重效应：水库的蓄水会增加地表的负荷，对于地下岩石产生压力。

如果岩石处于应力平衡状态下，水库蓄水可能会破坏平衡导致地震发生。

2. 水库水体的重力效应：水库蓄水会改变地下岩石的重力场分布，可能会导致岩石体发生应力调整，从而导致地震。

3. 水库水体的滑动效应：水库蓄水会增加地下岩石体的水压，减小岩石的摩擦力，使得地下岩石体相互之间发生滑动，引发地震。

4. 水库与断层的相互关系：水库的建设可能会改变地下断层的应力状态，使得原本处于相对平衡状态的断层重新活跃，从而诱发地震。

需要注意的是，水库诱发地震的机理可能与地质条件、水库建设方式、水库蓄水过程等因素有关，因此具体情况需要具体分析。

水库诱发地震简述人类大规模的工程建设活动会引发地震。

水库诱发地震是人工湖在蓄水初期出现的、与当地天然地震活动特征明显不同的地震现象，亦简称为水库地震。

水库诱发地震具有多种成因，其发震机理和诱震因素十分复杂，目前还没有完全为人们所认识。

水库诱发地震是涉及地震学、水文地质学、工程地质学、和结构抗震学等多学科交叉的前沿课题。

本世纪40年代以来，世界上已有34个国家的134座水库被报道出现了水库诱发地震，其中得到较普遍承认的超过90处。

有4例发生了6级以上地震，他们是中国的新丰江(1962年,6.1级)、赞比亚─津巴布韦的卡里巴(Kariba,1963年,6.1级)、希腊的克瑞马斯塔(Kremasta,1966年,6.3级)、和印度的柯依纳(Koyna,1967年,6.5级)。

发生在坝址附近的强震和中强震，有可能对大坝和其它水工建筑物造成直接损害。

已知挡水建筑物遭受损害的有两个震例(表1)，尚未发生过大坝因水库地震而溃垮或严重破坏的情况。

水库诱发地震对库区及邻近地区居民点的影响则更为常见，强震和中强震会给库区造成人员伤亡，带来重大物质损失。

即使一般的弱震微震，也会对震中区造成一定危害，影响当地居民的正常生产和生活，是库区主要的环境地质问题之一。

我国迄今已报道出现水库诱发地震的工程有25例，其中得到公认的有17例(见表2)，是世界上水库地震最多的国家之一。

值得注意的是，高坝大库中出现诱发地震的比例明显偏高。

我国(含香港和台湾)已建成的百米以上大坝32座，出现了水库诱发地震的有10座，发震比例超过31%；其中1979年以后蓄水的17座百米以上大坝中有8座发生水库地震，发震比例高达47%，远远高于世界平均水平。

从水库诱发地震的强度来看，全球发生6.0级以上强烈地震的仅占3%，5.9—4.5级中等强度的占27%，发生4.4—3.0级弱震和3.0级以下微震的占到70%(分别为32%和38%)。

在我国这一比例相应为4%、16%和80%。

水库到底能诱发多大地震？2008年汶川5.12地震后，社会上有些人将地震的发生归咎于西南地区的水电建设。

到底什么是水库诱发地震？水库到底能诱发多大的地震？水库诱发地震是指由于水库蓄水而引起水库区以及库水影响所及的邻近地区新出现的地震现象。

世界上首次有关水库诱发地震的报道是美国的胡佛大坝。

1939年春，胡佛水库水位上升至运行水位后不久，出现地震高潮，最大震级达到5级。

据不完全统计，全世界坝高大于15米的水库大约有3万座，发生水库诱发地震的比例不足0.3%且分布在29个国家；全世界大于6.0级的水库诱发地震有4起，分别是我国的新丰江水库地震（1962年3月19日，6.1级），赞比亚—津巴布韦边界的卡里巴（Kariba）水库地震（1963年9月23日，6.1级），希腊的克里马斯塔（Kremasta）水库地震（1965年2月5日，6.2级），印度的柯依那（Koyna）水库地震（1967年12月10日，6.3级）。

我国坝高大于15米的水库约有1.9万多座，而坝高30米以上的水库约5700座，自从新丰江水库发生6.1级水库诱发地震至今，比较公认的水库诱发地震震例有33个，除新丰江以外，震级均在5级以下。

我国是世界上水库诱发地震震例最多的国家，也是对水库诱发地震研究最深入的国家。

我国学者根据库区工程地质条件把水库诱发地震分为塌陷型、卸荷型和构造型三种类型。

前两者是水库诱发地震中最常见的类型，震例较多，但震级一般不超过3级；而构造型水库诱发地震发生的概率极低，但其震级较高，有的可达中强震水平。

水库诱发地震的主要特征是：在时间上，诱发地震的产生和活动与水库蓄水密切相关，开始发震时间70%发生在蓄水至正常蓄水位期间；在空间上，水库地震的震中大多分布在水库及其周围5公里范围内，且相对集中在一特定范围；水库诱发地震的震源深度一般很浅，震源深度小于5公里。

由于震源浅，水库地震的震中烈度一般均较同震级天然地震高，但影响范围较天然地震小很多。

灾害与防治工程2007年第2期(总第63期)水库诱发地震机理分析牛恩宽　王孔伟　艾志雄摘要:水库诱发地震经常威胁着水库大坝的安全,酿成远比地震的直接破坏更加严重的次生灾难,因此对地震水库诱发地震应予充分重视。

从水库地震能量积聚和诱发因素两个方面对水库地震的形成机理进行分析。

根据摩尔2库仑破裂准则,利用库区应力摩尔圆的移动和半径的变化以及岩石破裂线的变动,分析了水库在不同断裂类型区域的诱震机制。

关键词:诱发地震;　渗透;　孔隙水压;　断裂构造The Analysis for the Mechanism of R eservoir Induced2E arthquakeNiu Enkuan　Wang K ongwei　Ai ZhixiongAbstract　Reservoir induced eart hquake t hreatens t he safety of t he dam f requently,which p roduces secondary disaster far more serio us t han t he damage directly p roduced by ordinary eart hquake.Therefore,f ull attention should be paid to t he reservoir induced eart hquake. This paper t ries to analyze t he mechanism of reservoir eart hquake f rom cumulative energy and inducing factors.Based on Mohr2Coulumb rupt ure principle,t he mechanisms of in2 duced eart hquake in different part s of reservoir zone wit h different kinds of fault struct ures are analyzed,in which bot h t he changing of t he Mohr circle and t he changing of t he rupt ure line are co nsidered.K eyw ords　induced eart hquake;　permeate;　pore water p ressure;　fault st ruct ure水库诱发地震,一般指在库区特定的地质条件下,水库蓄水后伴随产生某种诱发作用,导致岩体内累积的应变能释放而产生地震的现象。

过去，世界各国建设水库大坝工程，都是尽量避免在地质条件复杂的地区建设，更不会建造在会发生强烈地震的断裂带上。

许多断裂带都是在地震发生之后才发现的。

过去的经验总结是：在弱震地区或地质构造稳定的地区，大型水库大坝会诱发地震，水库诱发地震强度可以超过历史上所记录的最大地震强度。

下面介绍世界上几个著名的水库诱发地震的案例：1.印度科依纳水库诱发地震印度科依纳（ＫＯＹＮＡ）水库位于印度孟买城以南二百三十公里的地方，库容量27.8亿立方米，水库面积116平方公里．科依纳水库于1954年开工建造，1963年完工。

科依纳水库大坝高103米，大坝体积130万立方米，大坝为粗石混凝土重力坝。

印度科依纳水库不但大坝底下的地基十分理想，而且水库所在地区的地质结构完整，从地质板块学的观点来看米，这座水库是建造在印度板块上，是印度-澳大利亚板块的一部份。

于几百年万前就已经形成。

人们认为这种地质结构是最稳定的，即所谓的无震区，而且在水库建造之前，也没有地震的记载。

大坝位于前寒武纪地质带上，地质条件非常优越．但是就在这里发生了至今为止记录在案的强度最大的地震。

1963年科依纳水库竣工并当即蓄水启用。

在这之后，附近地区就小震不断，在1964年和1965年之间，最高一周地震次数达四十多次。

水库在1965年蓄满水，之后地震次数增多，强度加大，到1967年，一周地震次数竟高达320次地震。

在1967年9月13日发生了一次震级 5.5级的地震，1967年12月11日在大坝附近发生了为震级6.5级的地震，震中烈度为VIII度。

这次地震的震源就在水库大坝附近离地面9-23公里的地方。

这次地震影响的范围很大，整个印度半岛的西半部份都能感觉到该次地震。

由于水库诱发地震而直接死亡人数约为177人，受伤人数超过1700人。

该地区大批房屋倒塌或是受到严重损坏，成千上万的人无家可归。

科依纳水库的大坝虽然没有因地震而倒塌，但受到严重损坏，水泥大坝两面出现了多处裂缝，有几处水都从裂缝处渗透出来。

第六章水库诱发地震的工程地质分析4．水库诱发地震的诱发机制4.1水库蓄水的基本效应（1）水的物理化学效应①软化、泥化--天然河谷下断裂一般含水，这种效应通常不起作用；②石膏软化膨胀—诱因，但充塞导水裂隙而隔水；③应力腐蚀--增加水份缩短破坏时间、固定压力加速裂隙扩展，蓄水后水压增大，水可进入裂隙→应力腐蚀；（2）水库的荷载效应在岩体中产生附加应力，恶化断裂的应力条件。

①影响深度与荷载作用面积有关—大型水库；②荷载效应与岩体结构有关—陡倾软弱结构面；（3）空隙水压力效应τ=（σn-P W）tgφ+C只有在地壳岩体天然应力场中的最大、最小主应力差相当大的情况下，水库的荷载效应和空隙水压力效应才能起到有效的诱发作用。

4.2水库地震的诱震机制设定：水库无限延伸，则：①水体荷载在岩体中的垂直附加应力：⊿σ=γhV=(μ/1-μ)γh=0.43γh水平附加应力：⊿σh=γh②水位升高所产生的空隙水压力：⊿Pw(1)潜在正断型应力状态①水库的荷载效应：与垂向最大主应力迭加，则a.由于水库荷载σVσ1→σ1/=σ1+⊿σV =σ1+γhb.侧压力效应使水平向最小主应力增值仅为σ3→σ3/=σ3+⊿σh =σ3+（μ/1-μ）γh=σ3+0.43γh 莫尔圆增大并稍向右移，稳定条件有所恶化；②空隙水压力效应：σ1/→σ1//=σ1/-⊿P w+γh-γh=σ1=σ1σ3/→σ3//=σ3/-⊿P w=σ+0.43γh-γh3=σ-0.57γh3空隙水压力同时减小最大、最小主应力，莫尔圆左移接近强度包络线。

显然，荷载与空隙水压力效应最终导致震源岩体稳定状况强烈恶化。

(2)潜在走滑型应力状态①水库的荷载效应：σ1→σ1/=σ1+⊿σh =σ1+0.43γhσ3→σ3/=σ3+⊿σh =σ3+0.43γh莫尔圆大小不变地右移远离强度包络线，稳定性有所改善。

②空隙水压力效应：σ1/→σ1//=σ1/-⊿P w=σ+0.43γh-γh1- 0.57γh=σ1σ3/→σ3//=σ3/-⊿P w+0.43γh-γh=σ3=σ-0.57γh3荷载效应使莫尔圆离开强度包络线的距离小于空隙水压力效应使之接近包络线的距离，最终稳定性状况明显恶化。

浅析水库诱发地震近年来，随着地壳运动的持续进行，地震发生的次数也越来越频繁。

地震在海底或滨海地区容易引发海啸，在大陆地区则会引发滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。

因此，国家和人民对地震的关注度也逐步提高，尤其是对于因水库蓄水而诱使库坝区、近岸范围发生的地震逐步开始重视并探讨；人们根据多次较大地震诱发的原因、地震的特征对水库诱发地震的原因和特征进行了分析，同时也针对水库诱发地震采取了相应的预防和预测措施。

本文主要是对水库地震诱发的原因、特征及预防措施进行了浅层的探索研究。

标签：水库诱发地震诱发原因特征预防措施1水库诱发地震的原因1.1地层岩性的影响根据我国水库诱发地震的数据统计分析，碳酸盐岩地区的发震几率最高，占47%左右，其次为火成岩地区，发震几率约占22%，最后为碎屑岩地区，其发震几率最小。

同时，区域岩体的强度往往决定了地震震级的大小，这说明岩石强度越高，当积聚了足够的能量后，应变积累接近于岩体破裂的临界值时，在有利于诱发水库地震的地质构造条件的地段，其导致岩体内累积的应变能也越快释放从而产生地震，这样地震的震级也就越大。

例如我国湖北省的邓家桥水库、湖南省的黄石水库，这些水库每当水库的蓄水位将库尾的岩石淹没时就要诱发不同程度的地震。

以上直接说明了地层岩性成为水库诱发地震的重要影响因素之一。

1.2构造活动的影响地质构造活动诱发的地震主要是岩体中的断裂在库水作用下发生错动引起的。

张性断裂或张扭性断裂更利于库水向深部渗透，易于诱发地震。

现代构造活动较强烈的地区，由于活动断裂常常随地应力的局部集中，有利于诱发较强的水库地震。

构造活动诱发的水库地震虽然发生概率较低，但其破坏性较强，多为中强震或强震。

根据统计资料显示，我国共有约49例地震位于断陷盆地和褶皱带上或者直接位于活动断层附近，而水库诱发地震的发生基本上均与附近的小构造活动存在密切关系，例如我国广东新丰江水库发生的6.1级水库地震。

1.3水库规模的影响根据统计数据显示，诱发地震的发生概率随着坝高、蓄水深度和库容的增大而明显增高。

谈工程地质及水文地质的水库诱发地震土木101 张妍 1014013005 随着我国社会的发展和经济的繁荣，人类的活动越来越频繁。

与此同时，对资源的需求量也日趋增大，人们开始在山沟或河流的狭口处建造拦河坝使之形成人工湖泊，即水库。

水库建成后可以为附近的地区提供自来水及灌溉用水；利用水坝上的水力发电机来产生电力；运河系统的一部份；水库的防洪效益；对库区和下游进行径流调节；其他的用处包括渔业。

然而，随着水库的建成，也有了很多问题的出现。

其中水库诱发地震就是问题之一。

它是人类兴建水库的工程建设活动与地质环境中原有的内、外应力引起的不稳定因素相互作用的结果，是诱发地震中震例最多、震害最重的一种类型。

水库蓄水后，使库区及其邻近地带地震活动明显增强的现象称为水库诱发地震，又称为水库地震。

水库诱发地震的原因可分为两种：一：在原本没有地震断裂带的地区，由于水坝的建设以后形成水库，水库蓄水改变了原来的地应力分布，从而产生了局部的地震。

二：由于水库蓄水地区域原来就是地震区，有明显的地震断裂带存在。

原有的地应力积累就已经孕育着地震的发生，由于水库蓄水打破了原有的受力平衡，导致了原有地震的延迟或者提前发生。

水库诱发地震的条件有：一、水库规模：从国内外水库诱发地震统计资料看，诱发地震的发生概率随着坝高、蓄水深度和库容的增大而明显增高。

二、岩性条件：据统计资料分析，组成库盆的岩性与水库诱发地震有一定的相关性。

三、构造条件：现代构造活动较强烈的地区，由于活动断裂常常随地应力的局部集中，有利于诱发较强的水库地震。

四、渗透条件：水库诱发地震的发生，必须有库水渗透参与，因此，库盆岩体的渗透条件是诱发地震重要条件之一。

五、地应力动态：库盆及周围地区的天然地应力状态、水库附加荷载及库水渗透压力等综合作用，将使岩体中不连续面上的应力条件改变，导致不连续面破裂而诱发水库地震。

六、区域地震活动水平：区域地震活动水平总体上反映该区域稳定状态，地震活动水平较高地区，可能诱发较强的水库地震。

第四节水库地震地震即地表震动，破坏性居“群灾之首”。

中国大陆频发自然地震，危及高坝大库，扩大次生灾害。

三峡西南部的黔江县，1856年6月10日7～11时，发生6.25级8度以上强烈地震，伤亡千余人，形成小海南。

三峡地区近40年，发生约20次较强地震，成为地质隐患。

重庆辖区近10年，发生4次5级上下破坏性地震，伤亡200余人，直接经济损失3.5亿元。

说明人类赖以生存的地质环境并不安宁。

若强震前无预报，无防震措施，震区人民将受重大损失。

水库地震是蓄水导致地壳释放积累应力，地块非同步运动，引发、抑制的人为地震。

1931～1995年，全球在管理水利工程中，统计到120（中国20）多例始料不及的较强水库地震。

1962年3月19日，中国新丰江水库发生6级以上破坏性地震。

2003、2004年，重庆境内的武隆江口电站、巫溪孔梁水库诱发两例地震。

表明人们尚未充分认识，有效防治水库地震。

另外，观测到水库能减弱多震、强震地区的地震，鼓励人们研究利用水库预防、抑制重大自然地震，化害为利。

确保大型工程和人民生命财产在地震时的安全，是水利建设的重要责任。

三峡工程建在特殊地震环境，预测坝区可能引发最大4级、6级以下地震，建议大坝的抗震设防标准，采用地震烈度为7度等6项较高指标；庙河至香溪、秭归至巴东库段，可能引发5.5～6.0级地震，库区即按此设防。

但是，已建坝库、学校、医院、住宅等工程，公共、民用建筑，由于缺乏知识、资金，难以达到要求，潜伏危险。

巫溪孔梁水库地震，秭归青石溪大滑坡，是否与三峡水库蓄水有关，尚费评说。

近年来，90％以上的破坏性地震发生在云南、新疆等偏远农村，80％以上的受害者是农民，伤亡在非抗震房屋内。

因此，防震救灾的重点在农村。

鉴于三峡工程的极端重要性，水库蓄水后是否会诱发强烈地震，一直是人们担心、分歧较大的问题。

1959年开始监测地震，1996列为全国地震重点监测区域，2001年投资40亿元治理库区地质隐患，表明继续研究、防治水库地震的必要性。

水库诱发地震的研究综述作者：靳建市黄鹏李丽来源：《中国科技博览》2014年第01期摘要：水库诱发地震问题是今年来水利和地震工作者所做的重点研究之一。

本文简介了水库诱发地震的特点、形成机制和地质条件等，并以此为基础提出了水库诱发地震的相应对策。

水库诱发地震具有较大的破坏性，因此，水库诱发地震问题日益引起人们的关注，已成为水电工程建设中值得研究的重要课题之一。

关键词：水库诱发地震；特点；形成机制；地质条件中图分类号：P315.1一、前言水库诱发地震，一般是指在库区特定的地质条件下，水库蓄水后伴随产生某种诱发作用，导致岩体内累积的应变能释放而产生地震的现象。

水库诱发地震具有很大的破坏性，不仅将给工程建筑物和设备等财产造成破坏，还可能诱发滑坡、引起涌浪，使水库地区人民的生命财产造成灾难性的损失。

因此，水库诱发地震已引起各国地震学者的关注。

相对其他国家，我国发生水库诱发地震的概率较高，而且以东部和中南部经济发达、人口众多的弱震区或少震区为甚。

因此，更应引起足够的重视。

二、水库诱发地震的特点1、发生地多位于水库附近一般仅发生在水库及其周边几公里至十几公里范围内，或发生于水库最大水深处及其附近。

具有一定的规律性。

2、时间上与工程活动密切相关一般发生于水库蓄水后不久，在最高蓄水位的第一、二个周期内可能发生较大的地震。

影响水库地震频率的因素除地质和构造因素外，还与水位增长速率、荷载持续时间、最高水位、高水位持续时间等有关。

3、震源较浅，震源体小震源深度较浅，一般在地表下10 km 以内，个别达20 km，以4 km～7 km 居多，且有初期浅，后逐渐加深之趋势。

震源体小，地震影响范围不大，等震线衰减快，影响范围多属局部性。

4、地震的类型主要分为震群型和前震-主震-余震型震群型水库地震与水库水位变化有较好的对应关系。

这种诱发地震的分布与库基地型与水体形状有一定的关系，他们的形成还受浅层库基内小断裂网络的影响，而与大型活动断层关系不明显。

水库诱发地震研究摘要：近年来随着我国水利工程建设的不断发展，水库大坝和大型水库的建设投资越来越多，数量也不断增加，特别是在复杂地质构造区域的建设逐渐增多，水库诱发地震的危险程度相应增加。

本文主要从水库诱发地震的类型、基本特征以及诱发的可能性条件素等方面进行研究，并研究未来水库工作的发展趋势。

关键词：水库诱发地震；基本特征；诱发条件；诱发因素水库诱发地震是一种异常的地震活动，通常指在当地库区某种特定地质条件下，水库排水或蓄水过程中，由于矿山坑道发生坍塌、修建水库、地下核爆炸或者人工爆破等外界诱发作用下，累积的岩体内应变能释放导致库区及其附近周边范围内发生的地震。

早期在50年代末期，人们并没有过多的注重水库地震的发生与研究，直到60年代，全球范围内陆续报导了赞比亚——卡里巴、中国——新丰江、希腊——克雷马斯塔以及印度——柯依纳等大型水库地震，地震级别均＞6级，给人们的财产安全和生命安全造成重大损失，水库地震的破坏性才逐渐引起世界各地物理工作者和工程技术人员的关注，对水库诱发地震的研究越来越多。

水库诱发地震涉及的内容非常广泛，对其研究包括工程地质学、结构抗震学、地震学以及水文地质学等多门前沿课程学科，目前对于水库诱发地震的成因、诱发因素以及诱发机制尚未明确。

水库诱发地震的类型及其基本特征1.1水库诱发地震的主要类型水库诱发地震的类型根据多成因理论主要分为地壳表层卸荷型、岩溶塌陷型以及构造破裂型三种类型：①地壳表层卸荷型水库地震：地震发生的震级通常不会超过3级，一般无明显的发生规律，只需要具备一定的水动力和卸荷应力即可在坚硬脆性以及断裂发育的岩体中发生。

②岩溶塌陷型水库地震：震级通常不会超过4级，地震的发生和地下管道系统以及岩溶洞穴的发育有一定的联系，而且一般只会在水库中分布有碳酸盐岩的地段出现。

③构造破裂型水库地震：震级比前两种类型强很多，可能在4.5级（中等）以上，大部分破坏性较强的水库地震都属于该种类型。