龍開口水電站水庫蓄水前后地震活動(dòng)性的分析

周發(fā)勝，何紹波，陳麗

（1.云南省地震工程研究院，昆明650041；2.華能瀾滄江水電股份有限公司，昆明650214；3.云南震科抗震技術(shù)工程公司，昆明650041）

1 龍開口水電站基本情況

龍開口水電站是金沙江中游河段水電規(guī)劃“一庫八級”中的第六級，上距金安橋水電站41 km，下游為魯?shù)乩娬?。水庫正常蓄水位? 298.0 m，壩頂高程1 303 m，總庫容5.07×108m3，裝機(jī)容量1 800 MW，為混凝土重力壩。

1.1 龍開口電站水庫地震監(jiān)測區(qū)域劃分

取龍開口水電站壩址為中心的100 km范圍作為監(jiān)測區(qū)，30 km范圍作為近場區(qū)；取上游金安橋水電站壩址為起點(diǎn)，至龍開口水電站壩址下10 km為終點(diǎn)的庫長，和金沙江左、右岸各10 km寬作為庫區(qū)的監(jiān)測范圍。

1.2 龍開口水電站水庫地震監(jiān)測臺網(wǎng)

龍開口水電站水庫地震監(jiān)測臺網(wǎng)由8個(gè)地震子臺，2個(gè)強(qiáng)震臺和1個(gè)數(shù)據(jù)維護(hù)中心組成。地震監(jiān)測臺網(wǎng)從2011年8月1日建成并投入運(yùn)行至今，龍開口水電站于2012年11月25日下閘蓄水。

2 龍開口水電站監(jiān)測區(qū)地震活動(dòng)背景

龍開口水電站的監(jiān)測區(qū)處滇西北及川西南交界地區(qū)，監(jiān)測區(qū)自公元886年始有地震觀測記錄，早期的地震記載多有不全。在考證的基礎(chǔ)上，給出了監(jiān)測區(qū)不同時(shí)期不同震級檔的強(qiáng)震次數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果和1965—2010年12月M=3.0～4.6（M為國家標(biāo)準(zhǔn)震級）儀測地震次數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

監(jiān)測區(qū)內(nèi)M≥4.7的歷史強(qiáng)震共記有121次，其中，4.7～4.9級31次，5.0～5.9級67次，6.0～6.9級20次、7.0～7.9級3次，最大強(qiáng)度7.75級。1900年以前的1 000多年間僅記有破壞性地震30次，地震記載不完整。監(jiān)測區(qū)范圍內(nèi)歷史強(qiáng)震自1900—2010年12月期間，共發(fā)生5.0～5.9級地震46次，平均約每2.4年發(fā)生1次；6.0～6.9級地震13次，平均約每8.5年發(fā)生1次；7.0～7.9級地震2次，平均約每55年發(fā)生1次。

監(jiān)測區(qū)內(nèi)自1965—2010年M=3.0～4.6儀測小地震總計(jì)為1 005次，其中，3.0～3.4級689次、3.5～3.9級226次、4.0～4.4級77次、4.5～4.6級13次。1965—1969年間記錄到的小震相對較少，可能與當(dāng)時(shí)該地區(qū)測震臺網(wǎng)的數(shù)量較少和監(jiān)測能力較弱有關(guān)。1965—2010年12月期間，監(jiān)測區(qū)內(nèi)共發(fā)生3.0～3.9級地震915次，平均每年約發(fā)生19.89次，4.0～4.6級地震90次，平均每年約發(fā)生1.96次。

3 龍開口水電站水庫誘發(fā)地震危險(xiǎn)區(qū)的劃分

根據(jù)相關(guān)專題報(bào)告對龍開口水庫誘發(fā)地震可能性評價(jià)認(rèn)為[1]，龍開口水電站水庫區(qū)可能發(fā)生誘發(fā)地震在玄武巖與庫水接觸段，沿NNW到SN向（NNW是指北北西走向；SN是指南北走向）的庫區(qū)最大主應(yīng)力優(yōu)勢方向產(chǎn)生。具體為壩址到美閣段基巖為玄武巖，水庫蓄水后，由于庫水的滲漏，使順坡向緩傾角節(jié)理、巖石塊體滑動(dòng)有發(fā)生最大震級≤4級地震的可能，地震烈度≤7度。此庫段沒有大規(guī)模的斷裂帶通過水庫區(qū)，因此，水庫蓄水后不至于誘發(fā)斷裂活動(dòng)引起構(gòu)造地震的可能。

美閣到庫尾段，與水庫接觸的巖性為砂巖、頁巖。這套碎屑巖類地層滲透性能極差，水庫蓄水后不易引起庫水的滲漏而誘發(fā)地震。此庫段雖有三古斷裂在水庫右岸邊通過，但該斷裂晚更新世以來不活動(dòng)，水庫蓄水后不至于由于庫水沿?cái)嗔哑扑閹B漏而誘發(fā)構(gòu)造地震。

4 龍開口水電站水庫地震監(jiān)測臺網(wǎng)觀測結(jié)果

龍開口水電站水庫地震監(jiān)測臺網(wǎng)2011年8月1日～2014年6月30日水庫蓄水前后地震資料處理。

4.1 水庫蓄水前（2011年8月1日～2012年11月25日）

龍開口水電站于2012年11月25日下閘蓄水，則蓄水前（共483 d）庫區(qū)地震監(jiān)測臺網(wǎng)共記錄到地震1 336次，其中，監(jiān)測范圍內(nèi)記錄到地震1 336次，日頻次平均值為2.77。

2011年8月1 日～2012年11月25日，龍開口水電站的監(jiān)測范圍內(nèi)共記錄≤0.9級地震143次，平均每3.38 d發(fā)生1次；1.0～1.9級地震1 024次，平均每0.47 d發(fā)生1次；2.0～2.9級地震156次，平均每3.1 d發(fā)生1次；3.0～3.9級地震12次，平均每40.25 d發(fā)生1次；4.0～4.9級地震1次，平均每483 d發(fā)生1次。最大地震為2011年10月16日發(fā)生在永勝縣境內(nèi)的4.0級地震，該地震距水庫壩區(qū)約30 km。

2011年8月1 日～2012年11月25日期間,龍開口水電站近場區(qū)范圍內(nèi)共記錄到0～4.9級地震173次，平均每2.79 d發(fā)生1次，日頻次平均值為0.36。最大地震為2011年10月16日發(fā)生在永勝縣境內(nèi)的4.0級地震。

2011年8月1 日～2012年11月25日,龍開口水電站庫區(qū)范圍內(nèi)共記錄到0～2.9級地震28次，平均每17.25 d發(fā)生1次，日頻次平均值為0.06。最大地震強(qiáng)度為2011年11月14日發(fā)生在庫壩區(qū)西北部麗江境內(nèi)的2.0級地震。

4.2 水庫蓄水后（2012年11月26日～2014年6月30日）

蓄水后（共582 d）龍開口水電站水庫地震監(jiān)測臺網(wǎng)共記錄到地震4 126次，其中，監(jiān)測范圍內(nèi)記錄到地震4 126次，日頻次平均值為7.09。

2012年11月26 日～2014年6月30日，龍開口水電站監(jiān)測范圍內(nèi)共記錄≤0.9級地震1 683次，平均每0.35 d發(fā)生1次；1.0～1.9級地震2 035次，平均每0.29 d發(fā)生1次；2.0～2.9級地震343次，平均每1.7 d發(fā)生1次；3.0～3.9級地震58次，平均每10.04 d發(fā)生1次；4.0～4.9級地震5次，平均每116.4d發(fā)生1次；5.0～5.9級地震2次，平均每291 d發(fā)生1次。最大地震為2013年3月3日發(fā)生在洱源縣境內(nèi)的5.5級地震，該地震距水庫壩區(qū)約50 km。

2012年11月26 日～2014年6月30日,龍開口水電站近場區(qū)范圍內(nèi)共記錄到0～3.9級地震456次，平均每1.28 d發(fā)生1次，日頻次平均值為0.78。最大地震為2014年6月21日發(fā)生在鶴慶縣境內(nèi)的3.1級地震。

2012年11月26 日～2014年6月30日,龍開口水電站庫區(qū)范圍內(nèi)共記錄到0～1.9級地震47次，平均每12.38 d發(fā)生1次，日頻次平均值為0.08。最大地震強(qiáng)度為2013年7月15日和2013年9月8日分別發(fā)生在水庫壩區(qū)東部永勝縣境內(nèi)和西北部麗江境內(nèi)的1.9級地震。

4.3 水庫蓄水前后地震活動(dòng)性對比分析

圖1為龍開口水電站蓄水前后監(jiān)測區(qū)地震M-T（M為地震震級；T為時(shí)間）圖、月頻度圖、震源深度分布圖及震級-頻度曲線，從圖中可以看出，蓄水后監(jiān)測區(qū)地震活動(dòng)水平相比蓄水前有明顯的上升變化，從震級-頻度關(guān)系曲線可見b=0.788 3，b值顯示正常（b值主要反映中小地震活動(dòng)背景），庫區(qū)附近低震級活動(dòng)占主導(dǎo)，蓄水前后日頻次平均值分別為2.77和7.09，2013年3月的地震活動(dòng)頻次有明顯上升，上升至較高水平，這是由于2013年3月3日發(fā)生在洱源縣境內(nèi)的5.5級地震，導(dǎo)致后面的一系列余震，該地震距庫壩區(qū)約50 km，震源深度9 km，為天然地震。

圖1 龍開口水電站蓄水前后監(jiān)測區(qū)地震M-T圖、月頻度圖、震源深度分布圖及震級-頻度曲線

圖2為龍開口水電站蓄水前后近場區(qū)地震M-T圖、月頻度圖、震源深度分布圖及震級-頻度曲線。從圖可以看出，蓄水后監(jiān)測區(qū)地震活動(dòng)水平相比蓄水前略有變化，從震級-頻度關(guān)系曲線可見b=1.0457，b值顯示正常，近場區(qū)附近低震級活動(dòng)占主導(dǎo)，蓄水前后日頻次平均值分別為0.36和0.78，雖然地震頻次略有上升，庫區(qū)地震活動(dòng)均仍處于相對較低水平。

圖2 龍開口水電站蓄水前后近場區(qū)地震M-T圖、月頻度圖、震源深度分布圖及震級-頻度曲線

圖3為龍開口水電站蓄水前后庫區(qū)地震M-T圖、月頻度圖、震源深度分布圖及震級-頻度曲線。從圖可以看出，蓄水后庫區(qū)地震活動(dòng)水平相比蓄水前沒有明顯的變化，從震級-頻度關(guān)系曲線可見b=0.7814，b值顯示正常，庫區(qū)附近低震級活動(dòng)占主導(dǎo)，蓄水前后日頻次平均值分別為0.06和0.08，蓄水前后庫區(qū)地震活動(dòng)均處于相對較低水平，因此到目前為止龍開口水電站水庫蓄水誘發(fā)小震活動(dòng)的跡象不明顯。

圖3 龍開口水電站蓄水前后庫區(qū)地震M-T圖、月頻度圖、震源深度分布圖及震級-頻度曲線

5 結(jié)論

從龍開口水電站蓄水前后監(jiān)測區(qū)、近場區(qū)、庫區(qū)地震活動(dòng)情況分析，蓄水前監(jiān)測區(qū)發(fā)生地震1 336次，日頻次平均值為2.77，近場區(qū)發(fā)生地震173次，日頻次平均值為0.36，庫區(qū)發(fā)生地震28次，日頻次平均值為0.06，蓄水后監(jiān)測區(qū)發(fā)生地震4 126次，日頻次平均值為7.09，近場區(qū)發(fā)生地震456次，日頻次平均值為0.78，庫區(qū)發(fā)生地震47次，日頻次平均值為0.08，可見庫區(qū)蓄水后微震活動(dòng)略有波動(dòng)，但仍然處于低水平活動(dòng)的狀態(tài)，因此，到目前為止，龍開口水電站水庫蓄水誘發(fā)小震活動(dòng)的跡象不明顯。

根據(jù)龍開口庫區(qū)水庫誘發(fā)地震的地震與地質(zhì)條件，目前認(rèn)為，龍開口水電站庫區(qū)及近場區(qū)仍有發(fā)生約2.5級微小地震的可能。