从水文地质条件探讨未来三峡水库发生构造型水库地震的可能性

从三峡水库区结晶岩区、沉积岩区和主要断裂的水文地质条件,即渗透性、聚积性看,未来三峡库区发生M_s≥4.0级构造型水库地震的可能性均较少。     

中国东部四个水库震例的诱震环境因素研究

本文通过对我国东部四个诱震水库的地质调查及其资料分析,探讨了水库地震诱发过程中所涉及的诸环境因素。研究表明:水库地震的诱发因素很多,但大体上可归纳成库水渗透条件和发震构造条件两类;这些环境因素只有在它们按一定方式恰当地组合成一个统一体存在于同一库区(段),水库地震才有可能诱发产生。因此,预测水库地震一个很重要的工作就是要查明库区诱发地震的环境因素及其总体组合条件。     

三峡水库与诱发地震

三峡水利枢纽规模宏大,举世瞩目,具有巨大的防洪、发电、航运等综合效益,是开发治理长江的骨干工程。三峡工程已于2003年6月15日蓄水至135m,永久船闸通航,7月第一批机组发电;2006年5月20日大坝185m高程全线贯通,10月27日蓄水至156m;2009年全部工程竣工投产。三峡水库已初步形成,随着蓄水位上升,库容加大,诱发水库地震的可能性也将加大。根据最大历史地震震级并适当加权,确定库区最大可信地震为6级左右。在仙女山和九湾溪断裂一带(距坝址为18km)存在诱发地震的可能,震级MS=5.0～5.8级。对坝址所受影响烈度为Ⅵ度,不会对按烈度Ⅶ度设防的枢纽主要建筑物构成直接威胁。必须加强对三峡水库诱发地震的监测及预报,预防地震及地质灾害,确保工程建设及运行安全,构建和谐社会,确保长治久安。本文根据国内外及三峡水库有关地震监测及预测预报资料,对三峡水库诱发地震进行初步探讨,供参阅指正。     

水库诱发地震的水二级相变孕震模型

文中讨论了库水渗漏在水库诱发地震中的作用,经过分析研究现有的水库诱发地震资料及相关理论,类比蒸汽锅炉与重力热管的热工原理,提出了水库地震成因的超临界水二级相变孕震模型。模型在水库孕震的各阶段表现为:初始阶段,渗漏水在压力注射和重力作用下形成水塞密封盖层,在超临界温区的地层裂隙中引发二级相变循环对流;孕育阶段,地层原生裂隙在高围压条件下形成应力腐蚀、化学蚀变、温差应力破碎作用,从而原生裂隙更加发育,制造了更大的对流循环通道;临震突变阶段,在热管下部热交换区内的临界水热通量剧增,超临界水发生横向流动,向封盖层外部扩散;发震阶段,在超临界水重力热管的通量和热管上部交换区所形成的压力,超过地层或封盖层的破坏极限时,推动上部地层做活塞运动导致地震     

汶川Ms8.0地震孕震机理的形变证据与模型推演

该文展示了汶川Ms8.0地震区域南部多年流动水准测量给出的形变隆起图像、震前川滇地区GPS给出的区域尤旋转基准下的两期水平形变图像、发震断裂带上耿达跨断层短水准震前变化以及GPS给出的震源区同震水平形变和垂直形变图像.经综合推演,给出了一个板内逆冲型强烈地震孕育发生的模型,简称为"压升冲降"模型,可使上述各异常变化的形变图像得到比较统一和一致的解释.     

汶川地震和芦山地震的孕震机理及震前中长期地震危险性研究

运用非连续变形分析法与三维有限元法相结合的方法,以GPS资料作为位移速率和震源机制的约束条件,通过数值模拟研究了青藏高原及其东侧邻区构造地块的运动、变形、相互作用及其与近30年来发生于该区的大地震之间的关系。研究中引入了以应力与摩擦强度的比值定义的断层“失稳危险度”,通过数值模拟计算得到了研究区地壳块体边界断层的失稳危险度分布。结果表明,失稳危险度高的地段与近期该区发生的M_S≥7.0地震所在的位置基本一致,其中龙门山断裂带上包括汶川和芦山大地震的发震断层均为失稳危险度最高值地区。计算得到的应变率强度分布图显示,青藏高原东部边缘整条地带均为应变率强度的陡变带,特别是以龙门山断裂带上的陡变最为明显,其西侧应变率强度为东侧的近4倍,而且,这个带位于宽度相同、走向与龙门山断裂带走向相一致的高应变能密度带中,表明这两次大地震前,作为其发震断层的龙门山断裂带已积累了相当高的应变能,失稳危险度高,处于力学上的不稳定状态。模拟计算得到在上地壳层中,2001年昆仑山口西M_S8.1地震引起汶川、芦山地震发震断层的库仑破裂应力增加约0.016 MPa,相当于龙门山断裂带约两年的应力积累,也就是说,使汶川、芦山地震发震断层的失稳破裂提前了约两年。 此外,关于2008年汶川M_S8.0地震的模拟计算表明,汶川地震的发生也使包括芦山地震发震断层的龙门山断裂带西南段和东昆仑断裂带东南端的库仑破裂应力增大,应变能积累增强,这说明汶川M_S8.0地震的发生对已处于失稳危险度较高状态的2013年芦山地震和2017年九寨沟地震发震断层的提前失稳破裂起到了促进作用。      

华北强震地形变及重力前兆特征与孕震机理

通过分析华北地区强震地形变及重务前兆特征,发现震前在较大范围内存在与构造密切相关的动力不过程;在震中区介质状态发生变化。在此基础上提出了改进的组合－硬化模式：调整单元的运动,牵动较大范围构造运动的加及断层两侧深层介质密度变化;应力集中单元由于能量的不断积累,介质出现硬化过程。上述机理形成了前兆的各个阶段。     

丽江7.0级地震前形变场动态演化与孕震信息提取研究

本文用分段速率整体动态平差法，处理了滇西水准监测网８０年代以来的水准复测资料，并进行了形变速率多面函数拟合和垂直形变场信息分离。研究了１９９６年２月３日发生于滇西水准监测网北部的丽江７０级地震前，形变场动态演化和信息分离得到的垂直形变剪切变形、扩张变形、体积变化及准加速度等信息指标分布变化特征。结果表明：８０年代中前期，在滇西的丽江、永胜及其附近地区出现的大规模形变速率高梯度带和信息指标高值分布所反映的剧烈垂直差异运动，是丽江７０级地震前１０余年孕震应变能开始快速积累的显示；而１９８５～１９９２年形变场趋势转折与垂直差异运动显著减弱，可能意味着孕震能量积累到一定程度后，孕震区处于相对闭锁阶段。在此基础上，结合丽江７０级地震前区域地震活动分析和不同地区强震孕震形变对比，进一步研究了强震前形变场非均匀态特征和孕震信息的识别提取，得出了一些用大地形变进行强震中期预测的有益结果。     

汶川M_S8.0地震孕震机理研究

2008年5月12日发生了震惊中外的汶川Ms8．0大地震,造成了惨重的生命财产损失。自我国有详细前兆观测记录以来,这是首次发生8．0级逆冲型大地震。这样的大地震事先未能察觉,与缺少该类型大震的震例和经验有关,毕竟目前的地震预测还主要依赖已有的经验。因此,这次大地震发生后,回顾和研究已有的各种观测资料,从中寻找逆冲型大地震孕育发生的机理,     

三峡水库高位蓄水后的地震安全防范

三峡水库完成175m高位蓄水后,对可能出现诱发新地震灾害的可能性和危险性进行探讨,提出加强地震监测,深入开展水库诱发地震研究、认真进行地震应急准备的有效措施,以做好三峡水库高位蓄水后的地震安全防范工作。     

Gravity change and its mechanism after the first water impoundment in Three Gorges Project

Introduction During and before the construction of the Three Gorges Project, the annual observation was continuously undertaken by the Three Gorges gravity observation network established around the head area of the reservoir (the section between Sandouping and Badong). This network has pro-vided substantial high precise data related to seismic activity. However, the annual gravity survey together monitoring of the existed observation stations can hardly effective monitor some potential sei…     

珊溪水库震群的地震定位

2006年2月,位于浙江文成与泰顺交界的珊溪水库发生了最大震级为ML4.6的震群.我们分别利用浙江省区域数字地震台网和珊溪水库现场数字监测网的观测数据,运用不同的定位方法,对震群进行了定位.通过比较分析,讨论了不同的定位方法与不同观测数据的定位效果.     

三峡库区的入侵鱼类及库区蓄水对外来鱼类入侵的影响初探

三峡水库已于2010年10月完成175 m的蓄水目标,蓄水后三峡库区形成一个生态位严重空缺的人造湖泊生态系统.近年来,库区及长江上游外来入侵鱼类呈增长态势,已发现外来入侵鱼类23种,且部分已处于种群数量暴发阶段.水库蓄水初期营养盐输入增加和初级生产力的提高通常也利于广适性鱼类和外来种的生存,对外来鱼类的入侵和种群数量的扩散暴发产生一定的促进作用.外来鱼类在生态位竞争上与土著鱼类相比处于明显优势地位,可能将严重危害三峡库区的渔业资源及其水域生态系统的安全.因此,对于三峡库区的鱼类入侵及其所带来的相关效应等问题,应引起密切关注和重视,尽早建立三峡库区入侵鱼类的预警和防治体系,严格评估人为引种活动,深入研究外来鱼类得以成功入侵的原因与机理.     

羊坪水库蓄放水量变化对永胜地震台形变观测的影响

永胜地震台形变观测资料存在年变现象,为分析年变影响因素,基于该台形变观测数据,与台站东北方向的羊坪水库蓄放水数据进行相关性分析,结果表明,永胜地震台形变观测资料(除分量应变外)的年变形态,主要由羊坪水库的蓄、放水引起。     

模拟分析揭示三峡水库成库以来的气候效应：局地和近地层，而不是区域

针对以往三峡水库气候效应数值模拟研究中,水库参数化方案简约及模拟时段未涉及成库以来高水位运行阶段等不足,在中尺度气象模式中,通过扩宽水体面积和抬升水位高度的方式对三峡水库引起的陆面参数变化进行描述,进而采用敏感性数值试验及统计分析等手段,评估了三峡水库成库以来高温干旱(2013年)和低温洪涝(2020年)年景下,关键气象要素对水库运行的响应特征。结果表明:两种典型年景下水库运行均会造成近地层气温降低(0.98～1.27℃)、相对湿度增加(3.9%～5.5%)和风速增大(0.43～0.68m/s),同时响应强度的日变化导致近地层气温和相对湿度的日较差减小、平均风速的日较差增大;尽管上述变量的变化幅度与该地区气候的自然变率相当,但水库运行对气温和相对湿度的影响范围基本限制于水库周边约2 km,垂直方向则大多低于200 m,对风速的影响范围可扩展至水库周边约12 km,垂直方向延伸至200 m左右,且响应强度均随水平距离和垂直高度的增加而显著减小。尽管数值试验放大了三峡水库的气候效应,但作为典型的河道型水库,三峡水库成库以来的不同气候年景下,水库运行产生的气候效应基本限制在近地层、局地范围内...     

三峡水库蓄水后库区水沙变化及其生态环境响应特征

三峡水库举世瞩目,是长江保护与治理的关键性枢纽工程,水库自2003年蓄水运行后库区水沙条件均发生了显著改变,对库区水生态环境产生了深远影响。本文系统综述了三峡水库蓄水运行后库区的水流动力特性和泥沙淤积特性,总结了蓄水后水库的新水沙运动情况;从水库蓄水运行后水质参数特征,营养物质、重金属和典型有毒有机污染物的赋存特征等方面,分析了三峡水库库区新水沙变化条件下的水环境响应特征;基于水库蓄水前后浮游植物、底栖动物等重点生物群落的现存量和群落特征变化规律,探索了三峡水库新水沙变化条件下库区的水生态响应特征;最后对未来三峡水库运行下的水生态环境效应研究提出展望,本文可为三峡水库水生态环境保护科学研究和管理提供新的认识和决策参考。     

三峡水库蓄水后下荆江河段典型洲滩调整机理

三峡工程运行后长江中下游河道洲滩普遍冲刷萎缩,航道条件极不稳定.为探究影响洲滩演变的主控因素,采用近期水文、泥沙和地形观测资料,以下荆江铁铺水道广兴洲边滩为例,分析了边界条件、水沙过程及整治工程等因素对洲滩调整特征的影响程度.结果表明:洲滩组成中的细沙(0.125 mm＜d＜0.25 mm)占比较大,抗冲性较弱,是滩体...     

三峡水库蓄水运用以来长江中下游沙量平衡分析

以三峡工程为核心的梯级水库群联合调度运用显著改变水沙条件,坝下游河段出现长时间、长距离的冲淤调整,长江中下游沙量平衡分析是合理评估水库群修建对河道影响的重要依据,是河湖管理与保护的关键支撑.本文基于长时间序列原型观测资料,采用沙量平衡法分析长江中下游不同时空尺度泥沙沿程恢复特征,对比断面地形法计算结果,结合河道空间区域性特征,从临底悬沙测验误差、断面代表性及断面间距、河道采砂等多角度深入揭示两种方法计算冲淤量产生差异的主要原因.结果表明:(1)2003-2018年宜昌至大通河段冲刷泥沙10.76亿t,其中粒径d<0.125 mm的泥沙冲刷量占比达90.9%.以螺山为界,宜昌至螺山段"粗细均冲",螺山至大通河段则"细冲粗淤";(2)宜昌至大通河段2003-2018年沙量平衡法与断面地形法计算冲淤量相对偏差为71%,从沿程差异分布来看,距离三峡大坝坝址较近的宜昌至沙市河段两方法计算绝对差值较小,而沙市至大通河段差值较大,占宜昌至大通全河段绝对偏差的近86%;(3)宜昌至沙市河段河道采砂量占实测河床冲刷量的比例约为20%,临底悬沙对输沙量的改正比例为13.2%~26.7%(平均约为20%),修正后,沙量平衡法、断面地形法计算结果吻合相对较好;沙市至大通河段泥沙测验、固定断面布设、河道采砂等是导致沙量平衡法与断面地形法出现差异的主要原因.     

二滩水库蓄水1年的地震活动

二滩水电站于1998年5月1日下闸蓄水,至今已有1年多。1年来,库首区周边出现了少量与库水位涨落有关的弱震活动。本文使用了二滩水库遥测地震台网的8个高增益子台、1个低增益子台共23道记录的地震分析资料。通过对蓄水前后发生地震比较,重点对1998年5月发生在龙胜乡的小震群,6月鱼干鱼乡西北的小震群及8月发生于大坝附近的小震序列进行了分析研究。探讨了1998年5月至1999年5月的水库水位变化与地震次数及震级大小的关系。由此,得出了二滩水库蓄水初期的地震活动性研究的初步结论:蓄水后数10亿吨库水的加载导致岩石形变附加剪切应力可能是导致初期水库周边弱震活动增加的诱发因素。笔者认为加强对大坝及周围地区的地震监测和对水库诱发地震的预测研究,减轻未来可能发生的构造型诱发地震灾害是下一阶段的首要任务。