馬志江 趙 冬 韓用兵 毛昌偉 姚立珣

（浙江省工程地震研究所，杭州 310013）

朱溪水庫(kù)誘發(fā)地震可能性分析

馬志江 趙 冬 韓用兵 毛昌偉 姚立珣

（浙江省工程地震研究所，杭州 310013）

臺(tái)州市朱溪水庫(kù)于2011年開(kāi)始籌備建設(shè)，壩高73.5m，總庫(kù)容1.257億m3，屬于大型水庫(kù)。水庫(kù)建成蓄水后是否會(huì)誘發(fā)地震，一旦誘發(fā)地震，可達(dá)的最大震級(jí)有多大，這一焦點(diǎn)問(wèn)題備受各方關(guān)注。本文通過(guò)對(duì)庫(kù)區(qū)區(qū)域構(gòu)造背景、主要斷層活動(dòng)、破壞性地震的影響及地震地質(zhì)條件，結(jié)合水庫(kù)庫(kù)區(qū)的具體情況，采用構(gòu)造類比分析法和概率預(yù)測(cè)法，對(duì)朱溪水庫(kù)誘發(fā)地震的可能性進(jìn)行了分析，最終給出了相對(duì)科學(xué)的預(yù)測(cè)結(jié)論，為將來(lái)應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的水庫(kù)誘發(fā)地震問(wèn)題提供了科學(xué)依據(jù)。

朱溪水庫(kù) 區(qū)域構(gòu)造背景 主要斷層活動(dòng) 誘發(fā)地震

引言

擬建中的朱溪水庫(kù)地處浙江省臺(tái)州市仙居縣朱溪鎮(zhèn)境內(nèi)，壩址位于朱溪鎮(zhèn)上游 4.5km、河口村下游約600m處，水庫(kù)攔河壩壩高73.5m，正常蓄水位以下總庫(kù)容約1.257億m3，朱溪水庫(kù)工程是以供水為主，結(jié)合防洪、灌溉，兼顧發(fā)電等綜合利用的水利工程。水庫(kù)誘發(fā)地震對(duì)水庫(kù)工程設(shè)施因震級(jí)不同而產(chǎn)生不同程度的破壞，可引起嚴(yán)重的次生災(zāi)害。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，至今國(guó)內(nèi)外已記錄到有百余座水庫(kù)誘發(fā)地震的震例（楊清源等，1996）。我國(guó)自建國(guó)以來(lái)也已發(fā)生過(guò)43例水庫(kù)誘發(fā)地震的事件，其中浙江就占有5例。因此，開(kāi)展朱溪水庫(kù)誘發(fā)地震可能性的分析工作十分必要。朱溪水庫(kù)誘發(fā)地震可能性的分析，不僅可為當(dāng)前工程設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，而且也可為將來(lái)水庫(kù)建成后，應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的水庫(kù)誘發(fā)地震問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)。本文在對(duì)朱溪水庫(kù)的區(qū)域構(gòu)造背景、近場(chǎng)區(qū)斷層活動(dòng)特點(diǎn)和破壞性地震的影響等資料的分析基礎(chǔ)上，對(duì)庫(kù)區(qū)誘發(fā)地震的可能性進(jìn)行了討論和分析。

1 地震構(gòu)造背景

1.1 區(qū)域構(gòu)造背景

朱溪水庫(kù)位于浙南中山隆起區(qū)與浙江沿海低山隆起區(qū)分界線附近，新構(gòu)造以來(lái)，浙南中山隆起區(qū)表現(xiàn)為緩慢的間歇性隆升特點(diǎn)，地貌上形成較多的“V”形谷地，山谷陡峭。朱溪水庫(kù)兩岸同樣也是山勢(shì)陡峻，以陡壁為主，巖面大都裸露。區(qū)內(nèi)斷層主要有北東向的奉化-麗水?dāng)鄬?、?zhèn)海-溫州斷層、泰順-溫州斷層以及北西向的淳安-永嘉斷層等。其中，鎮(zhèn)海-溫州斷層在其北段的寧波附近，為晚更新世早期有過(guò)活動(dòng)的斷層（周本剛等，2008），其它斷層或斷層段為晚更新世以來(lái)不活動(dòng)斷層。歷史上，在奉化-麗水?dāng)鄬拥哪隙卧l(fā)生過(guò) 1574年慶元51/2級(jí)地震；在鎮(zhèn)海-溫州斷層北段附近，曾發(fā)生過(guò)1523年鎮(zhèn)海51/2地震；在泰順-溫州斷層與淳安-永嘉斷層的交匯部附近曾發(fā)生過(guò)1813溫州43/4地震。庫(kù)區(qū)地震基本烈度在《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB 18306-2011）》（中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2011）上為小于Ⅵ度。

1.2 近場(chǎng)區(qū)主要斷層活動(dòng)特征

朱溪水庫(kù)近場(chǎng)區(qū)內(nèi)（水庫(kù)及壩址周圍25km范圍）新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征基本與區(qū)域特點(diǎn)一致，以間歇升降運(yùn)動(dòng)為主。白堊紀(jì)以來(lái)在仙居附近沉積形成白堊紀(jì)盆地，第四紀(jì)以來(lái)該區(qū)繼續(xù)接受沉積，其它地區(qū)基本以隆起、剝蝕為主，形成表層風(fēng)化坡積物。近場(chǎng)區(qū)出露的巖漿巖為燕山期火成巖。近場(chǎng)區(qū)主要斷層有4條，其中僅張家渡-上張斷層（f1）在水庫(kù)西部附近通過(guò)，近場(chǎng)區(qū)斷層情況如表1所示。在近場(chǎng)區(qū)，歷史上記錄到的有感地震震級(jí)最大為4.0級(jí)，距離水庫(kù)壩址24.2km，現(xiàn)今無(wú)地震記錄。

表1 朱溪水庫(kù)近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)主要斷層概況Table 1 Main faults in the adjacent area of Zhuxi reservoir

通過(guò)對(duì)近場(chǎng)區(qū)內(nèi)這些斷層開(kāi)展的野外調(diào)查并結(jié)合年代學(xué)研究成果，這些斷層均屬于第四紀(jì)早期（Q1—2）斷層，晚更新世以來(lái)沒(méi)有活動(dòng)跡象。

2 破壞性地震的影響

根據(jù)對(duì)區(qū)域地震活動(dòng)性分析的成果，區(qū)域范圍內(nèi)（庫(kù)區(qū)周圍150km范圍內(nèi)）歷史上曾發(fā)生過(guò)M≥43/4級(jí)地震9次，最大地震為1523年鎮(zhèn)海海濱51/2級(jí)地震和1574年慶元51/2級(jí)地震。根據(jù)收集到的歷史地震資料，對(duì)水庫(kù)區(qū)影響烈度進(jìn)行綜合分析認(rèn)為，歷史上遠(yuǎn)場(chǎng)郯城、南黃海、泉州、臺(tái)灣等地發(fā)生的大地震對(duì)水庫(kù)區(qū)的影響烈度最大為Ⅴ度左右，不到Ⅵ度；1523年鎮(zhèn)海51/2級(jí)地震、1574年慶元51/2級(jí)地震以及1813年溫州43/4級(jí)地震，對(duì)水庫(kù)的影響烈度均小于Ⅴ度。

3 水庫(kù)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造條件

水庫(kù)區(qū)周圍兩岸地層由侏羅系上統(tǒng)西山頭組（J3x）的流紋質(zhì)或英安質(zhì)玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r和角礫熔結(jié)凝灰?guī)r組成，巖體較完整。水庫(kù)區(qū)附近發(fā)育北東、北西及近東西向多條斷層（表2，圖1），這些斷層不是區(qū)域性斷層。但個(gè)別斷層與壩址及庫(kù)區(qū)關(guān)系較為密切。

表2 朱溪水庫(kù)庫(kù)區(qū)主要斷層概況Table 2 Main faults in Zhuxi reservoir

圖1 朱溪水庫(kù)庫(kù)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造圖Fig. 1 Geological map of Zhuxi reservoir and its adjacent area

3.1 f（1）斷層及其活動(dòng)特征

該斷層在水庫(kù)區(qū)西側(cè)（梅岙至利坑口一線附近）通過(guò)，北東走向。野外地質(zhì)調(diào)查中，在利坑口村西南500m公路邊見(jiàn)斷層出露剖面（圖2），斷層發(fā)育于灰褐、灰黑色的凝灰?guī)r中，斷層走向北東20°，傾向南東，傾角85°，斷面波狀起伏，上部緩傾，剖面下部斷面則近陡立，斷層下盤為沉凝灰?guī)r，由于擠壓造成巖性破碎，但仍可見(jiàn)層理。斷層破碎帶寬數(shù)cm至1.5m不等。破碎帶內(nèi)可見(jiàn)明顯的擠壓劈理，破碎帶內(nèi)以角礫巖為主，由于雨水侵蝕及植物根劈，破碎帶內(nèi)局部風(fēng)化強(qiáng)烈。該斷層沒(méi)有明顯的地貌表現(xiàn)，綜合分析認(rèn)為該斷層為壓型斷層，推測(cè)最新活動(dòng)時(shí)代在前第四紀(jì)。

圖2 利坑口村路邊斷層出露剖面Fig. 2 Fault exposure at the roadside of Likengkou village

此外，在位于河口村朱溪水庫(kù)壩址東南山邊，由于新開(kāi)挖公路見(jiàn)斷層剖面（圖 3）。斷層發(fā)育于青灰色、黃褐色的凝灰?guī)r中，斷層走向北東40°，傾向南東，傾角55°，斷面波狀起伏，斷層下盤節(jié)理發(fā)育，并且?guī)r性破碎，斷層破碎帶寬約1m，呈灰褐色，擠壓破碎，可見(jiàn)明顯的劈理。破碎帶內(nèi)以角礫巖和碎裂巖為主，膠結(jié)成巖。斷層上覆厚數(shù)10cm至1cm不等的第四紀(jì)崩坡積物。斷層沿線沒(méi)有明顯的地貌表現(xiàn)，綜合判定該斷層為一壓性斷層，推測(cè)最新活動(dòng)時(shí)代在前第四紀(jì)。

圖3 河口村路邊斷層出露剖面Fig. 3 Fault exposure at the roadside of Hekou village

3.2 f（3）斷層及其活動(dòng)特征

該斷層主要發(fā)育于壩址東側(cè)，由數(shù)條長(zhǎng)度 1km的小斷層組成，在朱溪水庫(kù)可研報(bào)告1浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，2009. 浙江省臺(tái)州市朱溪水庫(kù)可行性研究報(bào)告.中亦提及該斷層，總體走向北西 320°—340°，傾向北東，傾角 40°左右。在野外地質(zhì)調(diào)查中，在沙頭村東南 300km左右的朱溪右岸見(jiàn)斷層出露剖面（圖4），斷層發(fā)育于灰褐色塊狀凝灰?guī)r中。斷層產(chǎn)狀為NW50°走向，傾向北東，傾角80°。斷面光滑平整，呈閉合狀。破碎帶整體寬約 1m，以角礫巖為主，膠結(jié)成巖。在斷層盤面可見(jiàn)明顯的水平向擦痕及階步，根據(jù)擦痕深淺方向及階步坎的面向，判定該斷層為右旋走滑斷層。綜合野外地質(zhì)調(diào)查，判定該斷層最新活動(dòng)時(shí)代在前第四紀(jì)。

圖4 沙頭村路邊斷層出露剖面Fig. 4 Fault exposure at the roadside of Shatou village

在上王周村村口亦見(jiàn)斷層出露剖面，斷層發(fā)育于灰褐色的侏羅紀(jì)塊狀凝灰?guī)r中，斷層北西25°走向，傾向北東，傾角47°，斷面波狀起伏。破碎帶寬約50—80cm，以角礫巖和碎裂巖為主，呈青灰色。緊靠上盤面可見(jiàn)清晰片理及寬約5—10cm左右的青灰色斷層泥。斷層出露邊坡覆蓋有少量崩坡積物。斷層巖性沒(méi)有明顯的地貌表現(xiàn)，綜合判定該斷層最新活動(dòng)時(shí)代在前第四紀(jì)。

3.3 f（5）斷層及其活動(dòng)特征

該斷層走向北西330°，長(zhǎng)14km左右。斷面見(jiàn)于嶺根村附近，斷層發(fā)育于黃褐色至灰色的凝灰?guī)r中。斷層破碎帶寬約 1.5m左右，斷層破碎帶以棱角狀構(gòu)造角礫巖為主，緊靠下盤盤面處可見(jiàn)明顯的擠壓片理及青灰色斷層泥。受風(fēng)化侵蝕強(qiáng)烈，該斷層破碎帶內(nèi)物質(zhì)較為松散，且為強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)。該斷層在地貌上并無(wú)明顯地貌表現(xiàn)，綜合判定該斷層最新活動(dòng)時(shí)代在晚更新世之前，推測(cè)為前第四紀(jì)。

在張郎村公路邊（圖5），斷層發(fā)育于黃褐色塊狀凝灰?guī)r中，產(chǎn)狀為：N80°W/NE∠65°。斷層破碎帶寬約40—50cm，擠壓片理發(fā)育。破碎帶內(nèi)以角礫巖、碎裂巖為主，呈黃褐色，緊靠下盤面可見(jiàn)少量的青灰色斷層泥，膠結(jié)成巖。破碎帶表層風(fēng)化侵蝕強(qiáng)烈，呈砂土狀。綜合判定該斷層最新活動(dòng)時(shí)代為前第四紀(jì)。

圖5 張郎村附近斷層出露剖面Fig. 5 Fault exposure at the roadside of Zhanglang village

3.4 f（7）斷層及其活動(dòng)特征

該斷層走向近東西向，斷層在庫(kù)區(qū)附近內(nèi)延伸長(zhǎng)為7km左右，自利坑口向東延伸經(jīng)鄭加山至后橫嶺。位于沙頭村附近該斷層地貌上形成埡口地貌，朱溪的兩條小支流在沙頭村及利坑口村段受斷層影響，呈東西走向。受斷層影響沙頭村公路邊巖體節(jié)理較為發(fā)育，影響帶在5—8m左右，且節(jié)理微張，局部充填有膠結(jié)碎屑物。綜合判定該斷層最新活動(dòng)時(shí)代在早第四紀(jì)。

在沙頭村西南500m左右的公路邊（圖6），斷層發(fā)育于塊狀灰黃色、灰褐色的晶屑凝灰?guī)r中。斷層近東西走向，傾角近直立。破碎帶緊僅10cm左右，擠壓片理發(fā)育，夾有3cm左右的青灰色斷層泥。破碎帶內(nèi)以碎粉巖為主，含較多植物根系，風(fēng)化嚴(yán)重。綜合判定最新活動(dòng)時(shí)代在早第四紀(jì)。

圖6 沙頭村附近斷層出露剖面Fig. 6 Fault exposure at the roadside of Shatou village

4 水庫(kù)誘發(fā)地震預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

水庫(kù)誘發(fā)地震是指由于水庫(kù)蓄水或水位變化而引發(fā)的地震。水庫(kù)誘發(fā)地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)是水利水電工程安全性評(píng)價(jià)的重要組成部分，重點(diǎn)是在水庫(kù)修建之前根據(jù)水庫(kù)影響區(qū)的地震、地質(zhì)條件，對(duì)水庫(kù)誘發(fā)地震的可能性、可能發(fā)震庫(kù)段和最大震級(jí)以及誘發(fā)地震的危害性進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文根據(jù)《水庫(kù)誘發(fā)地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)（GB 21075-2007）》（中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2008），對(duì)朱溪水庫(kù)誘發(fā)地震進(jìn)行了預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。采用的方法分別是規(guī)范中提供的構(gòu)造類比法（確定性評(píng)價(jià)方法）和概率評(píng)價(jià)法。

4.1 構(gòu)造類比法評(píng)價(jià)朱溪水庫(kù)誘發(fā)地震的可能性

浙江省及周圍地區(qū)水利資源豐富，水庫(kù)較多，也是水庫(kù)誘發(fā)地震較多的地區(qū)。與其它省相比浙江省屬少震區(qū)，歷史地震強(qiáng)度和頻度都較低，但水庫(kù)誘發(fā)地震事件卻相對(duì)比較多，在浙江省100多座大、中型水庫(kù)中已發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震5例。表3列出了浙江省及鄰省一些水庫(kù)誘發(fā)地震的基本情況（林松建等，2007；丁原章，1989），同時(shí)也給出了鄰省幾座水庫(kù)發(fā)生誘發(fā)地震的基本情況。

表3 浙江省及鄰省水庫(kù)發(fā)生誘發(fā)地震的概況Table 3 Summary of the reservoirs and induced earthquakes in Zhejiang province and its neighboring

由表3可見(jiàn)，這些發(fā)生誘發(fā)地震水庫(kù)的共同之處是：水庫(kù)位于斷陷盆地邊緣，庫(kù)區(qū)斷層和破碎帶發(fā)育，地震多發(fā)生在盆地邊緣的斷層帶上；地震發(fā)生區(qū)域多為火成巖、流紋斑巖、花崗巖和灰?guī)r分布，巖體節(jié)理，尤其是垂直節(jié)理發(fā)育，或是幾條斷層交匯，巖體破碎，有較好的滲透條件。除橫溪水庫(kù)外，其它水庫(kù)壩高都在60m以上，6座大型水庫(kù)庫(kù)容都在1億m3以上。以上這些都是水庫(kù)誘發(fā)地震的主要有利條件。

根據(jù)朱溪水庫(kù)規(guī)模、構(gòu)造、巖性、滲透性、地震活動(dòng)等資料，作者分析認(rèn)為：

（1）朱溪水庫(kù)處于V型峽谷中，壩高73.5m，總庫(kù)容1.257億m3，壩前水深62m，水庫(kù)淹沒(méi)面積5.5km2，屬于大型水庫(kù)。

（2）水庫(kù)區(qū)和壩址區(qū)的構(gòu)造主要是規(guī)模不大的斷層，均為早第四紀(jì)至前第四紀(jì)斷層，無(wú)晚第四紀(jì)活動(dòng)斷層分布，構(gòu)造比較穩(wěn)定，不具備發(fā)生中、強(qiáng)地震的構(gòu)造背景。

通過(guò)水庫(kù)區(qū)和壩址區(qū)的斷層主要為北東向、北西向和東西向三組斷層，斷層規(guī)模不大，破碎帶不寬，且多為壓性和壓扭性，少數(shù)為張性，不易形成滲水通道。

（3）水庫(kù)區(qū)及周邊前第四紀(jì)地層為中生界侏羅系上統(tǒng)火山巖、白堊系下統(tǒng)河湖相沉積巖和陸相火山碎屑巖。第四紀(jì)地層主要為上更新統(tǒng)坡洪積層、坡積層和全新統(tǒng)沖積層、洪積層以及殘坡積層。巖漿巖為上侏羅世、下白堊世的潛火山巖和侵入巖，主要分布有流紋斑巖、霏細(xì)斑巖和鉀長(zhǎng)花崗巖。水庫(kù)區(qū)主要發(fā)育北西向、近東西向和北東向三組節(jié)理，在分布上沒(méi)有成帶或密集發(fā)育的現(xiàn)象，節(jié)理密度很小。除少數(shù)垂直于擠壓構(gòu)造的張節(jié)理外，絕大部分均為壓性和壓扭性，長(zhǎng)度絕大多數(shù)在10m以下，裂隙面呈閉合和微閉合狀，基本無(wú)填充，閉合良好不易形成滲水通道。張節(jié)理僅發(fā)育在構(gòu)造的表層，延伸較短，深部基巖為不透水層，巖體滲透條件差。

（4）庫(kù)區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)以近東西向的水平壓應(yīng)力，近北南向的水平張應(yīng)力為主。在這樣的應(yīng)力場(chǎng)作用下，庫(kù)區(qū)分布較多的北東向和北西向斷層容易發(fā)生走滑錯(cuò)動(dòng)，東西向斷層容易發(fā)生張性錯(cuò)動(dòng)。

（5）水庫(kù)區(qū)及周圍50km范圍內(nèi)，最大地震為1853年臨海41/2地震，距壩址35km。1970年以來(lái)，區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)僅記錄到3次小地震，最大為ML2.4級(jí)，距壩址超過(guò)40km。在水庫(kù)影響區(qū)范圍內(nèi)沒(méi)有歷史地震記載，也沒(méi)有監(jiān)測(cè)到現(xiàn)今地震。

（6）水庫(kù)區(qū)及周邊未發(fā)現(xiàn)有溫泉活動(dòng)。

將上述6點(diǎn)與表3列出的水庫(kù)誘發(fā)地震的條件類比后認(rèn)為，除朱溪水庫(kù)庫(kù)容較大外，朱溪水庫(kù)誘發(fā)地震的其它條件不夠充分，水庫(kù)建成蓄水后誘發(fā)地震的可能性較小。此外，因?yàn)閹?kù)段不具備發(fā)生 M4.5級(jí)以上的地震構(gòu)造背景，即使建成蓄水后發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震，其震級(jí)也不會(huì)超過(guò)4.5級(jí)。

4.2 概率法評(píng)價(jià)朱溪水庫(kù)誘發(fā)地震的可能性

水庫(kù)誘發(fā)地震可能性概率評(píng)價(jià)是一種水庫(kù)誘發(fā)地震預(yù)測(cè)的定量方法，它考慮了構(gòu)造環(huán)境、應(yīng)力場(chǎng)、庫(kù)區(qū)巖性、水庫(kù)參數(shù)等多種誘發(fā)地震的因素。

Beacher等（1982）根椐世界上234座水庫(kù)（29座發(fā)震水庫(kù)和205座未發(fā)震水庫(kù)）的資料分析，給出了影響水庫(kù)地震發(fā)生的5個(gè)主要誘震因素：庫(kù)深H；庫(kù)容V；應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài)S；斷層活動(dòng)性F；庫(kù)區(qū)巖性條件G。將這5個(gè)因素各分成3種狀態(tài)，列于表4。

表4 水庫(kù)誘發(fā)地震的因素與狀態(tài)Table 4 Factors and states of reservoir induced earthquakes

根據(jù)計(jì)算中可用的水庫(kù)資料多少并考慮樣本數(shù)量和震級(jí)檔劃分，將水庫(kù)誘發(fā)地震震級(jí)劃分為中震、小震和不發(fā)震三檔，即：6.9＞M1≥5、M2＜5和M3無(wú)震三檔。它們的驗(yàn)前概率分別為：

假設(shè)上述各誘震因素Aj相互獨(dú)立，則有：

根據(jù)238座（33座發(fā)震和205未發(fā)震）水庫(kù)資料樣本統(tǒng)計(jì)（常寶琦，1995），得到對(duì)于不同狀態(tài)下水庫(kù)發(fā)生中震、小震和不發(fā)震三種事件的每種誘震因素的驗(yàn)前概率，列于表5。

表5 對(duì)于三種狀態(tài)不同震級(jí)條件下不同誘震因素的驗(yàn)前概率Table 5 Pre-test probability under different three states with different induced factors and earthquake magnitudes

根據(jù)朱溪水庫(kù)的情況，庫(kù)深62m歸為狀態(tài)3，庫(kù)容1.257億m3歸為狀態(tài)3，應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài)取逆斷層環(huán)境歸為狀態(tài)1，斷層活動(dòng)狀態(tài)取第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)斷層歸為狀態(tài)1，巖性取火成巖歸為狀態(tài)3，使用式（2）計(jì)算得到：

即誘發(fā)中等地震的概率為0.025，誘發(fā)小震的概率為0.247，不誘發(fā)地震的概率為0.728。

由上述計(jì)算結(jié)果分析，幾乎不存在誘發(fā)中等地震的可能性，誘發(fā)小地震的可能性也較小。但是從安全考慮，上述結(jié)果發(fā)震概率為0.25，略大于水庫(kù)誘發(fā)地震的臨界概率（常寶琦，1988）的數(shù)值0.2，存在誘發(fā)小地震的可能性。

4.3 水庫(kù)誘發(fā)地震的最大震級(jí)估計(jì)

如果水庫(kù)建成蓄水后發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震，其最大震級(jí)可用以下方法估計(jì)：

（1）根據(jù)水庫(kù)影響區(qū)范圍內(nèi)歷史地震的最大震級(jí)估計(jì)

據(jù)已有的發(fā)震水庫(kù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，水庫(kù)誘發(fā)地震的震級(jí)一般都不會(huì)超過(guò)當(dāng)?shù)刈畲髽?gòu)造地震的震級(jí)。朱溪水庫(kù)區(qū)及水庫(kù)影響區(qū)范圍沒(méi)有發(fā)現(xiàn)歷史地震記載，1970年以來(lái)區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)也沒(méi)有記錄到地震活動(dòng)，在壩址50km范圍內(nèi)最大地震為1853年5月29日臨海41/2級(jí)地震，它距壩址 35km，若將此視為當(dāng)?shù)刈畲髽?gòu)造地震，則推測(cè)朱溪水庫(kù)即使發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震，最大震級(jí)不超過(guò)4.5級(jí)。

（2）根據(jù)可能誘發(fā)地震的斷層長(zhǎng)度估計(jì)誘發(fā)地震的最大震級(jí)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)研究，庫(kù)區(qū)發(fā)震斷層的長(zhǎng)度與誘發(fā)地震震級(jí)之間具有表6所示的關(guān)系（中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2008）。

表6 斷層長(zhǎng)度和水庫(kù)誘發(fā)地震震級(jí)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系Table 6 Statistical relationship between fault length and magnitude of reservoir induced earthquake

通過(guò)朱溪水庫(kù)區(qū)的斷層規(guī)模較小，特別是通過(guò)淹沒(méi)區(qū)的規(guī)模在5km以下，根據(jù)表6推測(cè)朱溪水庫(kù)即使發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震，最大震級(jí)為4級(jí)左右。

（3）根據(jù)地震斷層破裂長(zhǎng)度估計(jì)誘發(fā)地震的最大震級(jí)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外21例水庫(kù)誘發(fā)地震震級(jí)（絕大部分為M3級(jí)以上）與發(fā)震斷層破裂長(zhǎng)度的關(guān)系（曾心傳等，1989），統(tǒng)計(jì)得到斷層長(zhǎng)度與最大誘震震級(jí)之間的關(guān)系為：

式中，L為斷層破裂長(zhǎng)度，單位為km。

在庫(kù)區(qū)的東西向f（7）斷層，自利坑口向東經(jīng)鄭加山至后橫嶺，在庫(kù)區(qū)延伸長(zhǎng)為7km左右，斷層巖體節(jié)理較為發(fā)育，影響帶在5—8m，且節(jié)理微張，局部充填有膠結(jié)碎屑物，具備一定的滲水條件，相對(duì)有利于誘發(fā)地震的發(fā)生。按地震破裂長(zhǎng)度占斷層長(zhǎng)度的17—38%計(jì)算（張文甫，1999），如果該斷層發(fā)生地震則破裂長(zhǎng)度最長(zhǎng)為2.7km，根據(jù)上式計(jì)算得到水庫(kù)誘發(fā)地震最大為3.2級(jí)。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)水庫(kù)誘發(fā)地震條件類比，朱溪水庫(kù)區(qū)發(fā)生誘發(fā)地震的可能性較小，根據(jù)水庫(kù)誘發(fā)地震概率評(píng)價(jià)，朱溪水庫(kù)存在較小的誘發(fā)小地震的可能性。綜合考慮水庫(kù)誘發(fā)地震確定性分析和概率評(píng)價(jià)結(jié)果，從偏保守角度考慮認(rèn)為，朱溪水庫(kù)蓄水后存在誘發(fā)小地震的可能性，其震級(jí)最大為4.5級(jí)左右。在最大震級(jí)情況下，最大可產(chǎn)生震中烈度為Ⅵ度的地震影響。

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The Probability Analysis of Induced Earthquakes in Zhuxi Reservoir

Ma Zhijiang, Zhao Dong, Han Yongbin, Mao Changwei and Yao Lixun
(The Engineering Seismology Institute of Zhejiang Province, Hangzhou 310013, China)

Zhuxi reservoir in Taizhou city was put into preparation for the construction in 2011. As a large-scale reservoir, the storage capacity of Zhuxi is 1.257 billion cubic meters with a dam height of 73.5 meters. Much attention has been paid to some potential problems thereafter, such as the probability of induced earthquakes and the possible maximal magnitude. Based on the regional tectonic background, main faults activity, the potential earthquake hazard and the seismo-geological conditions, we discuss the probability of the induced earthquake in Zhuxi Reservoir by using analogy analysis method of structures and the probabilistic prediction method. Our results will provide a scientific base for reservoir induced earthquake study in future after the reservoir is built up.

馬志江，趙冬，韓用兵，毛昌偉，姚立珣，2012．朱溪水庫(kù)誘發(fā)地震可能性分析．震災(zāi)防御技術(shù)，7（3）：238—249.

2012-04-13

馬志江，男，生于1977年。工程師。主要研究方向：地震工程。E-mail：934176052@qq.com；mzj96@yeah.net

Κey words: Zhuxi reservoir; Regional geologic structure background; Activity of main faults; Induced earthquake