三峡水库水体荷载变化对地壳形变的影响.pdf

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1、第32卷第12期长江科学院院报Vo1．32No．122015年12月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteDec．20l5doi：10．11988／ckyyb．201405252015，32(12)：46—5O三峡水库水体荷载变化对地壳形变的影响孙伶俐。姚运生，蒋玲霞，魏贵春。王慧，罗俊秋。(1．中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室，武汉430071；2．湖北省地震局，武汉430071；3．宜昌地震台，湖北宜昌443100)摘要：为研究三峡水库水体荷载变

2、化对地壳形变的影响，选取2001-2014年宜昌地震台的地壳形变潮汐与非潮汐参数进行分析，结果显示：原始数据分钟值、长趋势、潮汐因子、潮汐相位滞后等参数在三峡水库水体荷载变化过程中出现明显异常。地震前观测资料分钟值、长趋势出现异常：水管倾斜仪分钟值在秭归县屈原镇M4．6级地震前4h出现明显下降，N和s端下降量分别达23×10角秒、10×10I3角秒；洞体应变仪EW分量在巴东M5．1地震前3月出现破年变转折，由压变张；潮汐分析结果显示异常：洞体应变Ns分量潮汐因子在2001-2014年间出现阶段下降，2009年9月后，

3、NS和EW分量潮汐因子发生同步异常变化(NS继续下降、EW小幅上升)。应变、倾斜的潮汐相位滞后在水位下降期和M。I>4．0级以上地震前均出现转向变化。关键词：地壳形变；宜昌地震台；三峡水库；水体荷载；震前异常；潮汐分析中图分类号：P315．725文献标志码：A文章编号：1001—5485(2015)12—0046—051研究背景2三峡库区水位及地震活动变化过程长江三峡水库二期工程于2003年6月1日开2．1三峡库区水位变化过程始蓄水至今已有11a历史J，蓄水期内水位短时迅2003-2013年间三峡水库水位消涨均有一定

4、速抬升，水体荷载快速增加。自初次蓄水至今，三峡的时间规律。2000-2003年，蓄水前水位值保持在水库重点监视区内发生M．I>4．0级地震5次，其中65．6～76．6ITI范围内变化；2003-2006年在135In最大地震为2013年12月16日湖北省恩施土家族以下变化；2006-2008年达到156m，2008-2~9苗族自治州巴东县5．1地震。年达到173ITI；2010-2014年间完成175in蓄水目2003年蓄水初期，微震活动对水位的快速上升标，后每年均于8__9月间开始蓄水，次年6月降至具有及时响应的特

5、点j，属于“迅速响应”型；随着145Illo库水的持续渗透，微震活动减弱，地震活动与水位的2．2地震活动情况相关性变得不明显，区域应力作用凸显J，地震破2001年至今，三峡水库重点监视区内发生中强裂方式有可能受控于已有断层构造的继续活动，局地震5次(M。．t>4．0)，蓄水前发生过的最大地震为部孕震环境趋向复杂。2001年12月13日秭归41，蓄水后最大地震为本文作者选取距三峡库区较近的宜昌地震台2013年12月16日巴东5。1地震。2001i2014(简称宜昌台)2001-2014年形变观测时间序列，从年三峡地区数

6、次中强地震地理位置分布如图1连续、高灵敏度的倾斜和应变观测数据解算出能够所示。反映局部介质变化与应力积累的潮汐因子等参数，将地震(肘≥2．0级)M．图与水位变化对比，结合几次中强地震前观测数据的异常表现，对水库结果可以得到水库蓄水各时段最大发震震级、发震蓄水过程中潮汐参数的异常变化进行归纳与总结，频次与水位变化的相关规律，如图2所示。以期发现水库地震发生前定点形变学科中具有预测(1)中强地震在水位下降时段较易发生，如意义的方法和指标。2008年秭归屈原镇4．6级、2013年巴东5．1收稿日期：2014—06—27；修

7、回日期：2014—09—15基金项目：中国长江三峡集团公司科研专项(SXSN／3354，3511)；中国地震局地震研究所所长基金(IS201546227，IS20122~74)；中国地震局三结合课题(22004041804—6)；武汉市科技计划项目(2013060501010166)作者简介：孙伶俐(1977一)，女，湖北孝感人，工程师，硕士，主要从事地壳形变观测资料的分析研究、地震分析预测工作，(电话)027—65390352(电子信箱)sunliT77@sina．corn。第12期孙伶俐等三峡水库水体荷载变化对地

8、壳形变的影响47震活动水平较低，震中也比较分散，地震活动与水位的相关性变得不明显。3观测台址概况及仪器参数宜昌台距黄柏河0．6km，距葛洲坝6．4km，距三峡大坝30km。地质构造上位于上扬子褶皱带黄陵断块南缘，东南距北东向新场一古老背斜断裂带约20km，西南距北西向天阳坪断裂30km。北东距●4叫9(4)●5O～590)NW向雾都河断裂和NN