三峽水庫蓄水前后三峽庫區(qū)地震監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)介

陳俊華，魏貴春，申學(xué)林，戴苗，趙凌云

（中國(guó)地震局地震研究所，武漢 430071）

三峽水庫蓄水前后三峽庫區(qū)地震監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)介

陳俊華，魏貴春，申學(xué)林，戴苗，趙凌云

（中國(guó)地震局地震研究所，武漢 430071）

介紹了三峽地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成、監(jiān)測(cè)范圍以及對(duì)三峽工程運(yùn)行所起的重要作用，通過三峽工程蓄水前后，三峽地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在庫首至庫中地區(qū)記錄到地震的震中位置、強(qiáng)度和頻次等的對(duì)比。歸納了三峽工程蓄水后，庫區(qū)水庫誘發(fā)地震的基本特點(diǎn)，指出目前三峽水庫蓄水后庫區(qū)的水庫地震基本處于工程前期預(yù)測(cè)范圍之內(nèi)，無破壞性地震發(fā)生。

三峽地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；水庫蓄水；水庫誘發(fā)地震

1 三峽地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

三峽工程是世界上在建的最大水利樞紐工程，是治理和開發(fā)長(zhǎng)江的關(guān)鍵性骨干工程。三峽工程水庫正常蓄水位175 m，總庫容393億m3；水庫全長(zhǎng)600余km，平均寬度1．1 km，水庫面積1 084 km2。它具有防洪、發(fā)電、航運(yùn)等巨大的綜合效益?？紤]到三峽水庫蓄水后，庫區(qū)內(nèi)將存在水庫誘發(fā)地震的問題，為強(qiáng)化對(duì)庫區(qū)地震情況的監(jiān)測(cè)，三峽工程于1997年與中國(guó)地震局地震研究所合作建設(shè)水庫誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（圖1），主要由數(shù)字地震遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)以及地下流體井網(wǎng)、地殼形變監(jiān)測(cè)網(wǎng)等綜合觀測(cè)系統(tǒng)組成，專門開展水庫誘發(fā)地震的相關(guān)研究。該系統(tǒng)于1998年正式開工建設(shè)，采用邊建設(shè)邊運(yùn)行的方式，2000年基本建成，2001年試運(yùn)行和考核運(yùn)行。系統(tǒng)主要用于監(jiān)測(cè)三峽庫區(qū)可能潛在產(chǎn)生中強(qiáng)水庫地震活動(dòng)的重點(diǎn)庫段（如仙女山斷裂、九畹溪斷裂、高橋斷裂所通過的庫段）和壩址區(qū)的地震活動(dòng)情況［1－5］。

圖1 長(zhǎng)江三峽工程誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖Fig．1 M ap of reservoir induced earthquakemonitoring system in Three Gorges area

三峽庫區(qū)2 000多年歷史地震記載表明，整個(gè)庫區(qū)內(nèi)地震活動(dòng)水平總體不高，強(qiáng)度小、頻度低，地殼穩(wěn)定性較好，屬典型中強(qiáng)震地震背景區(qū)［6］。基于前期對(duì)三峽庫區(qū)地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造和誘發(fā)地震庫段的預(yù)測(cè)等論證成果［7］，將長(zhǎng)江三峽水庫地震監(jiān)測(cè)區(qū)域分為：宜昌至重慶萬州為庫首至庫中地區(qū)（北緯29°55′～31°45′，東經(jīng)108°20′～112°00′），壩址至巴東縣楠木園為重點(diǎn)監(jiān)視區(qū)（北緯30°40′～31°10′，東經(jīng)110°14′～111°05′）。

從2000－2009年約10年的時(shí)間里，系統(tǒng)中的三峽數(shù)字地震遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)產(chǎn)出了大量地震波形觀測(cè)數(shù)據(jù)，為三峽庫區(qū)地震活動(dòng)跟蹤與監(jiān)測(cè)、地震趨勢(shì)判斷、庫區(qū)的地震應(yīng)急處置等工作提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)材料，發(fā)揮了應(yīng)有作用，達(dá)到了建設(shè)目標(biāo)和設(shè)計(jì)要求。特別是在2003年135 m蓄水，2006年156 m蓄水以及2008年、2009年的175 m試驗(yàn)性蓄水過程及蓄水后期的地震跟蹤監(jiān)測(cè)、趨勢(shì)判斷預(yù)測(cè)，以及應(yīng)急處置中發(fā)揮了重要作用。

2 三峽水庫蓄水前臺(tái)網(wǎng)記錄地震情況

2000年1月至2003年5月，三峽水庫135 m蓄水以前的3年多，庫首至庫中地區(qū)的地震很少，共記錄到M0級(jí)以上地震300余次，其中M2～2．9級(jí)地震12次，M3～3．9級(jí)地震2次（見圖2）。這2次M3級(jí)的小地震，分別是2000年6月19日興山高橋鄉(xiāng)茅草壩村M3．0級(jí)地震以及2001年12月13日興山縣峽口鎮(zhèn)M3．6級(jí)地震。在此期間，監(jiān)視區(qū)的地震活動(dòng)強(qiáng)度和頻度都不大。

圖2 三峽水庫蓄水前監(jiān)視區(qū)震中分布圖Fig．2 Map of epicenter distribution in monitoring area before the im poundment of Three Gorges Reservoir

3 三峽水庫蓄水后臺(tái)網(wǎng)記錄地震情況

2003年6月，三峽工程開始135 m蓄水，實(shí)現(xiàn)第一批機(jī)組發(fā)電和永久船閘通航。2006年9月21開始156 m蓄水，2008年，2009年按照預(yù)期分別進(jìn)行175 m試驗(yàn)性蓄水，實(shí)現(xiàn)全部機(jī)組發(fā)電和樞紐工程的完建工作。

三峽水庫蓄水期間，三峽庫區(qū)確實(shí)記錄到大量的微震和極微震活動(dòng)，截止2009年6月，共記錄到M0級(jí)以上地震4 000余次（見圖3），其中M2～2．9級(jí)地震61次；M3～3．9級(jí)地震3次；M4～4．9級(jí)地震1次，最大地震為2008年11月22日，湖北省秭歸縣屈原鎮(zhèn)M4．1級(jí)地震。這也是三峽水庫蓄水以來，三峽監(jiān)視區(qū)記錄到的最大一次水庫地震。該地震發(fā)生在仙女山斷裂帶北段，可能與仙女山斷裂帶系統(tǒng)的構(gòu)造應(yīng)變能釋放有一定關(guān)系。

圖3 三峽水庫蓄水后監(jiān)視區(qū)震中分布圖Fig．3 Map of epicenter distribution in monitoring area after the impoundment of Three Gorges Reservoir

三峽水庫蓄水后庫區(qū)誘發(fā)的微震和極微震的震級(jí)水平相對(duì)較低，對(duì)三峽工程的順利建設(shè)和庫區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全及庫區(qū)環(huán)境均未造成太多影響，對(duì)三峽大壩的安全也沒有造成影響。

4 三峽庫區(qū)水庫誘發(fā)地震基本特點(diǎn)

三峽水庫自2003年6月1日首次蓄水至今，三峽數(shù)字遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果初步表明：

（1）三峽庫區(qū)記錄到大量多成因的誘發(fā)地震事件，以微震、極微震以及小震為主；

（2）三峽監(jiān)視區(qū)沿江地帶的水庫地震成條帶或叢集分布在長(zhǎng)江主干流域，涉及湖北省的巴東縣、秭歸縣、興山縣、宜昌市以及重慶市的巫山，一般距水域線不過2～5 km；

（3）震中位置多與巖性、裂隙、溶洞關(guān)系密切，較少受斷裂構(gòu)造控制；

（4）發(fā)震時(shí)間與水庫蓄水水位變化密切相關(guān)；

（5）三峽庫區(qū)的地震成因復(fù)雜，與水庫蓄水及三峽地區(qū)淺表層地質(zhì)體的巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等密切相關(guān)。

截至到2009年6月份，根據(jù)現(xiàn)有的跟蹤監(jiān)測(cè)研究可以得出如下結(jié)果：三峽工程蓄水會(huì)誘發(fā)水庫地震，但震級(jí)不高，三峽工程蓄水前后庫區(qū)地震發(fā)生的地點(diǎn)和強(qiáng)度未發(fā)生顯著變化，只是發(fā)生的微震頻次明顯增多；庫首至庫中地區(qū)水庫地震發(fā)生的地點(diǎn)和強(qiáng)度，基本上都處于工程前期預(yù)測(cè)的范圍之內(nèi)，以小震或微震為主，無損害生命財(cái)產(chǎn)安全的破壞性地震發(fā)生。

［1］ 胡興娥，秦小軍．長(zhǎng)江三峽工程誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)研究［J］．中國(guó)工程科學(xué)，2003，（11）：71－74．（HU Xing e，QIN Xiao jun．Research on reservoir induced earthquake monitoring in Three Gorges Area［J］．Engineering Sci ence，2003，（11）：71－74．（in Chinese））

［2］ 楊曉源，張綠茵．三峽水庫誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)介［J］．四川地震，2001，（2）：1－5．（YANG Xiao yuan，ZHANG Lu yin．Introduction on monitoring system of earthquakes induced by Sanxia Reservoir［J］．Earthquake Research in Sichuan，2001，（2）：1－5．（in Chinese））

［3］ 張紹波．長(zhǎng)江三峽水庫誘發(fā)地震問題的分析研究［J］．自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2000，（2）：130－134．（ZHANG Shao bo．Risk analysis of reservoir induced earthquake in the Three Gorges Project［J］．Journal of Natural Disasters，2000，（2）：130－134．（in Chinese））

［4］ 王儒述．三峽水庫誘發(fā)地震的監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)［J］．水電站設(shè)計(jì)，2006，（3）：67－72．（WANG Ru shu．Three Gorges Reservoir induced earthquake monitoring and prediction［J］．DHPS，2006，（3）：67－72．（in Chinese））

［5］ 王儒述．三峽水庫與誘發(fā)地震［J］．國(guó)際地震動(dòng)態(tài)，

2007，（3）：12－21．（WANG Ru shu．Three Gorges Reservoir and the induced earthquakes［J］．Recent De velopments in World Seismology，2007，（3）：12－21．（in Chinese））

［6］ 李安然，曾新傳，嚴(yán)尊國(guó)，等．峽東工程地震［M］．北京：地震出版社，1996．（LIAn ran，ZENG Xin chuan，YAN Zun guo，et al．Engineering Seismology in Eastern Yangtze Gorges［M］．Beijing：Earthquake Publishing House，1996．（in Chinese））

［7］ 陳德基，汪雍熙，曾新平．三峽工程水庫誘發(fā)地震問題研究［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，（8）：1513－1524．（CHEN De ji，WANG Yong xi，ZENG Xin ping．A study of reservoir induced earthquake of Three Gorges Project［J］．Chinese Journal of Rock Mechanics and En gineering，2008，（8）：1513－1524（in Chinese））

（編輯：曾小漢）

Introduction on Earthquake M onitoring in Three Gorges Area before and after Impoundment of Three Gorges Reservoir

CHEN Jun hua，WEIGui chun，SHEN Xue lin，DAIMiao，ZHAO Ling yun
（Institute of Seismology，CEA，Wuhan 430071，China）

The paper briefly introduces the composition of earthquakemonitoring system of the Three Gorges area，earthquakemonitoring range and the important action of the Three Gorges Project operation．Before and after the impoundment of the Three Gorges Reservoir，themonitoring system had recorded a lot of earthquake data in the up per area and middle area of the Three Gorges．On the basis of the comparison of epicenter location，magnitude and frequency numbers about the recorded earthquake，itbriefly induces the basic characters of reservoir induced earth quakes after the impoundment of the Three Gorges Reservoir，and also points out that the reservoir induced earth quakeswhich have occurred after the impoundment of reservoir were essentially within the range of former predic tion．There was no destructive earthquake occurrence after the impoundment of the reservoir areas．

earthquakemonitoring system in Three Gorges area；reservoir impoundment；reservoir induced earth quake

TV697．24

A

1001－5485（2010）05－0085－03

2009 03 02

中國(guó)地震局地震研究所三結(jié)合基金（IS200946027）

陳俊華（1973 ），女，河南南陽人，碩士，高級(jí)工程師，從事水庫誘發(fā)地震與地震活動(dòng)性研究，（電話）027 87868209（電子信箱）cjh mails＠163．com。