胡先明， 杜 瑤

（四川省地震局， 成都 610041）

0 引言

針對(duì)水庫蓄水后， 庫水對(duì)地下介質(zhì)影響過程，目前人們沒有很好的監(jiān)測(cè)方法。 前幾年筆者在做“十一五” 國(guó)家科研計(jì)劃支撐項(xiàng)目 “火山與水庫地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)研究” 中， 將地震學(xué)研究中較為成熟的加卸載響應(yīng)比和波速比方法應(yīng)用于水庫地震研究和監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)中[1-2]。 其后在做中國(guó)地震局地震科技星火計(jì)劃項(xiàng)目“瀑布溝水庫庫區(qū)震源物理與誘發(fā)地震研究”中， 應(yīng)用所介紹的地震頻次加卸載響應(yīng)比和水體下方地震波速比方法， 探索瀑布溝水庫庫區(qū)水庫誘發(fā)地震的監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)， 取得較好成果。

用新探索的水庫誘發(fā)地震的監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)方法響應(yīng)比和波速比來監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)瀑布溝水庫的誘發(fā)地震是本文的進(jìn)一步探索。 根據(jù)以往研究： 在大橋水庫誘發(fā)的MS4.6 地震前后， 庫水加卸載作用導(dǎo)致的地震頻次及能量的加卸載響應(yīng)比在震前存在明顯高值異常， 震后異常消失； 由彝海子地震臺(tái)記錄的穿過大橋水庫蓄水區(qū)域底下的地震波所計(jì)算的波速比， 在4.6 級(jí)主震前存在高值異常， 反映出庫水對(duì)波速比的影響； 以八角地震臺(tái)記錄的穿過紫坪鋪水庫蓄水區(qū)域底下的地震波所計(jì)算的波速比， 在2006年8月28日庫區(qū)東北部出現(xiàn)微小的波速比高值異常， 結(jié)果于2006年10月至2007年2月在八角臺(tái)附近的汶川水磨發(fā)生了2.5 級(jí)水庫誘發(fā)地震震群。

1 瀑布溝水庫基本情況

瀑布溝水電站工程位于大渡河干流上， 大渡河中游與尼日河匯口上游覺托附近， 下距烏斯河鎮(zhèn)、 成昆鐵路漢源車站公路里程9 km， 上距漢源、石棉縣城公路里程28 km、 80 km。 電站水庫工程屬大（I）型一等工程， 是典型的高山峽谷型高壩大水庫。 水庫具有季調(diào)節(jié)能力、 發(fā)電、 防洪、 攔沙和改善下游航運(yùn)條件的功能， 系大渡河中游河段的控制性水庫。 水庫由干流大渡河和支流流沙河組成， 干流回水至石棉縣城， 庫長(zhǎng)72 km， 水庫2009年11月1日蓄水[3]。

2006年1月1日至2012年8月31日， 瀑布溝水庫的壩前水位（圖1）， 2011年12月31日為最高值。 從實(shí)際蓄水位情況看， 2006年1月1日至2009年9月的壩前水位變化是河流來水的變化， 水位從低值上升到最高水位并持續(xù)作為加載時(shí)段， 水位從高值降低到低值水位并持續(xù)作為卸載時(shí)段， 同時(shí)作為水庫不蓄水時(shí)的響應(yīng)比參考值。2009年11月1日下閘后至曲線末尾2013年4月30日， 壩前水位有明顯周期性變化， 從蓄水到高水位并持續(xù)作為加載時(shí)段， 水位從高值降低到低值水位并持續(xù)作為卸載時(shí)段， 以此計(jì)算蓄水后的庫水加卸載響應(yīng)比。 蓄水后的庫水加卸載響應(yīng)比是否正常的判別主要參考大橋水庫研究實(shí)例[1]， 同時(shí)也參考了在研究工作中已經(jīng)有明確結(jié)論的二灘水庫和紫坪鋪水庫研究實(shí)例。 瀑布溝水庫數(shù)字遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)2006年10月14日至2013年5月31日記錄研究區(qū)≤4.1 級(jí)地震2 361 次（圖1）， 其中≤0.9級(jí)1 262 次， 1～1.9 級(jí)991 次， 2～2.9 級(jí)93 次， 3～3.9 級(jí)11 次， 4～4.1 級(jí)2 次。

2 加卸載響應(yīng)比原理

圖1 瀑布溝水庫研究區(qū)震中分布、 壩前水位、 N-T 和M-T 圖Fig.1 The epicenter distribution of Pubugou reservoir research area，water level in front of dam，the N-T and M-T diagram

地震孕育過程是一個(gè)非線性、 不可逆的過程，震源區(qū)介質(zhì)的加載響應(yīng)不同于卸載響應(yīng)， 這種加載響應(yīng)與卸載響應(yīng)的差別可以定量地刻畫地震的孕育過程。 基于這個(gè)物理概念， 提出了一個(gè)新的參數(shù)-加卸載響應(yīng)比， 作為一類地震前兆， 用來定量預(yù)測(cè)強(qiáng)震的發(fā)生[4]。 地震預(yù)測(cè)的加卸載響應(yīng)比方法（LURR）是目前比較流行的地震預(yù)測(cè)方法之一。該方法具有物理基礎(chǔ)并且在地震預(yù)測(cè)實(shí)踐中取得了令人鼓舞的預(yù)測(cè)效果[5-13]。 水庫的蓄水和放水過程形成了對(duì)于水庫庫盆及巖體的加卸載， 那么庫區(qū)地震活動(dòng)對(duì)此有何響應(yīng)呢？

2.1 庫水加卸載響應(yīng)比的研究思路

固體潮作用在新豐江、 丹江口、 參窩和佛子嶺等水庫地震主震前加卸載響應(yīng)比隨時(shí)間的變化結(jié)果表明， 水庫地震前加卸載響應(yīng)比Y 明顯升高[7]。

加卸載響應(yīng)比Y 是一個(gè)能夠定量地反映非線性系統(tǒng)趨近失穩(wěn)程度的參數(shù)， 可以將其定義如下

式（1）中的X+和X-分別表示加載和卸載的響應(yīng)率。

從典型的巖石應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)曲線可以明顯地看出， 在彈性階段， X+=X-， 所以Y=1； 出現(xiàn)損傷之后， X+＞X-， 所以Y＞1； 由此可知， 隨著載荷的增大， 材料損傷程度加劇， Y 的值將會(huì)變得更大。因此， 加卸載響應(yīng)比可以用來作為材料即將達(dá)到破壞的判據(jù)， 同樣也可以用來作為預(yù)測(cè)地震發(fā)生所需的前兆。

臨界點(diǎn)理論（CPH）認(rèn)為， 地震是一種臨界現(xiàn)象。 按照該理論， 地殼并不一直處于臨界狀態(tài)，而是不斷地趨近和遠(yuǎn)離臨界點(diǎn)[14]。 按照該理論， 地殼并不一直處于臨界狀態(tài)， 當(dāng)一次大地震發(fā)生之后， 該地區(qū)的地殼將離開臨界狀態(tài)， 然后， 隨著構(gòu)造應(yīng)力的逐步增加， 該地區(qū)的地殼又逐步趨向臨界點(diǎn)。 這個(gè)過程的重要特征之一， 就是隨著向臨界點(diǎn)的趨近， 地殼的臨界敏感性隨之增大。 這一特征被不同研究集體用作進(jìn)行地震中期預(yù)報(bào)的依據(jù)， 而加卸載響應(yīng)比Y 正是能夠度量這種臨界敏感性的重要參數(shù)。

利用事件數(shù)、 Benioff 應(yīng)變和能量作為響應(yīng)，可以得到加卸載響應(yīng)比隨時(shí)間的變化情況。 它們反映的規(guī)律基本相同： 當(dāng)載荷水平較低、 材料的損傷程度較小時(shí)， 加卸載響應(yīng)比值較小， 也比較穩(wěn)定； 當(dāng)載荷水平較高， 接近破壞的臨界載荷時(shí)，材料的損傷程度較大， 加卸載響應(yīng)比就會(huì)急劇增加； 而當(dāng)達(dá)到或超過臨界載荷， 并且又在材料發(fā)生根本性破壞之前， 加卸載響應(yīng)比則出現(xiàn)了比較明顯的回落。 可以將日、月潮汐力在巖石圈中所引起的應(yīng)變及其相關(guān)量作為加載和卸載階段的響應(yīng)率； 在地震學(xué)中， 加卸載響應(yīng)比常用地震的能量作響應(yīng)[8]。

使用LURR 方法進(jìn)行研究的前提是必須確定加卸載的力源和時(shí)段， 以前的研究一般是基于固體潮的加卸載作用[7]。 大橋水庫（大Ⅱ型）在四川省冕寧縣大橋鎮(zhèn)境內(nèi)， 大壩位于高地震烈度區(qū)的安寧河上游， 1999年5月20日開始蓄水， 收集到的此前6年多的壩前水位變化約在40 m， 經(jīng)計(jì)算得知庫水對(duì)庫盆的靜壓變化大約是4×105Pa， 比固體潮的作用大2個(gè)量級(jí)， 由此可見水庫的蓄水和放水過程是對(duì)庫區(qū)影響最大的加卸載的力源。 因此本研究將庫水壓力作為力源， 相應(yīng)的水庫的蓄水和放水時(shí)段作為加卸載的時(shí)段； 根據(jù)庫水加卸載時(shí)段， 統(tǒng)計(jì)庫區(qū)地震次數(shù)或能量， 計(jì)算出相應(yīng)的加卸載響應(yīng)比。 從庫水的加卸載與MS4.6 水庫地震的關(guān)系中， 尋找用于水庫誘發(fā)地震預(yù)測(cè)的實(shí)用方法[2]。

2.2 地震頻次加卸載響應(yīng)比Yn 和Cr 值計(jì)算公式

據(jù)加卸載響應(yīng)比Y 定義， 考慮時(shí)間長(zhǎng)度不等，實(shí)際應(yīng)用計(jì)算地震頻次的加卸載響應(yīng)比Yn公式為：

式（2）中， N+為加載時(shí)段地震次數(shù)， N-為卸載時(shí)段地震次數(shù)， T+為加載時(shí)段天數(shù)， T-為卸載時(shí)段天數(shù)。 分子是加載時(shí)段地震發(fā)生率， 分母是卸載時(shí)段地震發(fā)生率， 通過化解了庫水的加卸載時(shí)段長(zhǎng)度不同的障礙。 從分式中可見， 地震頻次的加卸載響應(yīng)比Yn的物理意義是： 在考慮為受庫水影響的固定區(qū)域， 庫水的加載時(shí)段與卸載時(shí)段地震發(fā)生率的比。

據(jù)統(tǒng)計(jì)量Cr值定義， 為使用方便將原公式表述為：

式（3）中， Yn為地震頻次的加卸載響應(yīng)比。 發(fā)生在加載期間的地震多， 表明震源體對(duì)庫水的作用敏感； 若Cr值遠(yuǎn)大于1， 則說明震源體對(duì)庫水的響應(yīng)明顯， 震源體極不穩(wěn)定。 最大值的Cr≈2.0。 Cr＜1， 表明震源體對(duì)庫水的作用不敏感， 或響應(yīng)不甚明顯， 震源體為相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。 最小值的Cr≈0。 因此， 0≤Cr≤2。

3 瀑布溝水庫加卸載響應(yīng)比的監(jiān)測(cè)

瀑布溝水庫2009年11月1日蓄水， 蓄水后3年多來壩前水位變化幅度為60 m， 經(jīng)計(jì)算得知庫水對(duì)庫盆的靜壓變化為6×105Pa， 比固體潮的作用大2個(gè)量級(jí)， 由此可見水庫的蓄水和放水過程是對(duì)庫區(qū)影響最大的加卸載的力源。

3.1 研究區(qū)地震頻次加卸載響應(yīng)比Yn 值和地震頻次Cr 值

14個(gè)地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn在0.40～1.93 之間變化蓄水前（2006-10-01～2009-10-31）記錄ML≤4.1 級(jí)地震1 147 次， 最大震級(jí)為4.1 級(jí)。 地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn在0.40～1.93 之間變化這個(gè)時(shí)期不存在庫水加卸載作用， 因此可以將此作為參考的本底值。 蓄水后（2009-11-01～2013-04-14）記錄ML≤3.9 級(jí)地震1 197 次， 最大震級(jí)為3.9 級(jí)。 地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn在0.83～1.51 之間變化=1.03。 2012年5月11日 至12月20日 庫 水 加 載時(shí)段與2012年12月21日至2013年4月14日庫水卸載時(shí)段做出的地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn=0.71， 在正常變動(dòng)范圍（圖2）。

14個(gè)Cr值在0.58～1.32 之間變化蓄水前（2006-10-01～2009-10-31）Cr值在0.58～1.32 之間變化這個(gè)時(shí)期不存在庫水加卸載作用， 可以將此作為參考的本底值。 蓄水后（2009-11-01～2013-04-14）Cr值在0.83～1.20 之間變化最后的數(shù)2012年5月11日至12月20日庫水加載時(shí)段與2012年12月21日至2013年4月14日庫水卸載時(shí)段做出的地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Cr=0.83， 在正常變動(dòng)范圍（圖2）。

圖2 研究區(qū)與水體附近Yn 和Cr 值Fig.2 The Yn and Cr value of research area and water body area

3.2 水體附近地震頻次加卸載響應(yīng)比Yn 值和地震頻次Cr 值

水庫水體對(duì)于庫底巖石的作用， 陳祖安[15]有雙10 km 的相關(guān)論述， 這也是做水庫地震研究要考慮的事， 故此選取東經(jīng)102.35°～102.95°與北緯29.15°～29.5°為瀑布溝水庫水體附近來研究， 這樣做更加能夠突出水庫水體對(duì)于庫底巖石的作用。 2006年10月14日至2013年4月14日記錄瀑布溝水庫水體附近≤2.6 級(jí)地震853 次， 其中≤0.9 級(jí)488 次，1～1.9 級(jí)353 次， 2～2.6 級(jí)12 次。

14個(gè)地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn在0.21～3.01 之間變化蓄水前（2006-10-01～2009-10-31）有≤2.6 級(jí)地震604 次， 最大震級(jí)為2.6 級(jí)。 地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn在0.31～2.77 之間變化這個(gè)時(shí)期不存在庫水加卸載作用， 因此可以將此作為參考的本底值。 蓄水 后（2009-11-01～2013-04-14）有≤2.5 級(jí) 地 震249 次， 最大震級(jí)為2.5 級(jí)。 地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn在0.21～3.01 之間變化2012年5月11日至12月20日庫水加載時(shí)段與2012年12月21日至2013年4月14日庫水卸載時(shí)段做出的地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn=0.21， 在正常變動(dòng)范圍（圖2）。

14個(gè)Cr值在0.35～1.50 之間變化蓄水前（2006-10-01～2009-10-31）Cr值在0.47～1.47 之間變化這個(gè)時(shí)期不存在庫水加卸載作用， 數(shù)據(jù)表明Cr值隨時(shí)間在1 左右變化，可以將此作為參考的本底值。 蓄水后（2009-11-01～2013-04-14）Cr值在0.35～1.50 之間變化1.04。 2012年5月11日至12月20日庫水加載時(shí)段與2012年12月21日至2013年4月14日庫水卸載時(shí)段做出的地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Cr=0.35， 在正常變動(dòng)范圍（圖2）。

對(duì)瀑布溝水庫的研究區(qū)和水體附近研究地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn和Cr， 在正常變動(dòng)范圍。

4 庫水下方地震波速比原理

當(dāng)?shù)卣鸩ㄍㄟ^未來強(qiáng)震的震源區(qū)時(shí)， 其傳播速度可能發(fā)生變化， 其變化量約為百分之幾至百分之十幾。 波速比可由下式計(jì)算：

式（4）中λ 為應(yīng)力， μ 為彈性模量。 不難看出， 當(dāng)震源區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)， 彈性模量發(fā)生變化， 因而引起波速的變化[16]。

選用1個(gè)單臺(tái)進(jìn)行研究， 其記錄的Pg 和Sg穿越庫水淹沒區(qū)， 記錄可能攜帶有由于庫水荷載和滲透作用造成的庫區(qū)底部巖石變化信息。 同時(shí)選用1個(gè)單臺(tái)對(duì)比研究， 認(rèn)為該臺(tái)的地震波記錄的Pg 和Sg 沒有穿越庫水淹沒區(qū)， 對(duì)同一次地震將2個(gè)單臺(tái)的計(jì)算結(jié)果對(duì)比研究。

蓄水前是包氣帶， 蓄水后變成為飽水帶， 水文地質(zhì)條件發(fā)生了本質(zhì)的變化。 這個(gè)地帶在垂直方向上距離地表數(shù)十至數(shù)百米， 應(yīng)屬于地表極淺層的范圍； 在水平方向上不超過河谷的第一分水嶺， 一般小于3～5 km。 斷裂帶與庫水直接接觸，或通過次級(jí)旁側(cè)斷層等與庫水保持一定的水力聯(lián)系（可按主斷裂帶至庫邊距離不大于10 km 考慮）。由于蓄水導(dǎo)致地殼上層（數(shù)百米至數(shù)千米，極少數(shù)情況可達(dá)到10 km）的區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化[15]。

選擇的研究區(qū)應(yīng)當(dāng)滿足： 作為研究對(duì)象的單臺(tái)， 其記錄的Pg 和Sg 穿越庫水淹沒區(qū)； 作為對(duì)比研究的單臺(tái)記錄的Pg 和Sg 不穿越庫水淹沒區(qū)。計(jì)算某水庫水體下方波速比， 以研究波速比在水庫地震前后的變化情況。

設(shè)臺(tái)站處在異常區(qū)內(nèi)， 由震源到臺(tái)站的距離為R， 則縱、 橫波速比ν=νp/νs， 可用下式求得：

TS、 TP分別為S 波和P 波走時(shí)， 可表示為： TS=tST0， TP=tP-T0， 將其代入式（5）簡(jiǎn)化得

式中tS為S 波到時(shí)， tP為P 波到時(shí)， T0為發(fā)震時(shí)刻。 利用上式求波速比ν 值， 可從圖紙上直接量取ts、 tp， 關(guān)鍵在求T0。 T0一般為多臺(tái)和達(dá)直線定出的平均發(fā)震時(shí)刻， 對(duì)定位精度較高的地震， 也可以目錄中的發(fā)震時(shí)刻為淮[17]。

在實(shí)際工作中， 還要注意首先選用定位精度較高的地震來進(jìn)行波速比計(jì)算， 以確保計(jì)算結(jié)果的可靠性； 其次在認(rèn)定波速比是否正常的判別時(shí)，不以單個(gè)波速比為依據(jù)， 是以多個(gè)（5個(gè)以上）波速比的平均值是否偏離平均值或正常值為標(biāo)準(zhǔn)。 庫水下方波速比的是否正常的判別主要參考大橋水庫地震研究實(shí)例和紫坪鋪水庫監(jiān)測(cè)實(shí)例[1]， 同時(shí)參考相應(yīng)文獻(xiàn)[18-22]。

5 瀑布溝水庫庫水下方地震波速比的監(jiān)測(cè)

從瀑布溝地震臺(tái)網(wǎng)2007年1月至2013年3月31日 《瀑布溝數(shù)字遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)地震月報(bào)目錄及觀測(cè)報(bào)告》 中， 選取在29.0°～29.2°N， 102.3°～102.5°E 范圍內(nèi)211 次ML≥1.5 地震數(shù)據(jù)作為研究資料， 其中1.5～1.9 級(jí)147 次， 2.0～2.9 級(jí)55 次，3.0～3.9 級(jí)8 次， 4.0 級(jí)1 次。 選擇瀑布溝臺(tái)網(wǎng)分布在水庫東北岸的羅挖坪、 宰牛坪、 魯布溝和白巖崗4個(gè)子臺(tái)作為研究對(duì)象， 震中距離羅挖坪臺(tái)25～54 km， 距白巖崗臺(tái)25～55 km， 距宰牛坪臺(tái)31～60 km， 距魯布溝臺(tái)38～64 km， 其記錄的地震波都通過庫水淹沒區(qū)（圖3）。 選擇徐谷坪臺(tái)做對(duì)比， 該臺(tái)距離震中約8～35 km， 記錄到的地震Pg、 Sg 波未穿越庫水淹沒區(qū)。 波速比以同一地震多臺(tái)記錄資料分別計(jì)算。 通過提取穿過水庫蓄水區(qū)域底下的地震波射線所反映出的波速比在蓄水前后的變化，以及蓄水后隨時(shí)間推移波速比的變化， 從中找尋水庫誘發(fā)地震的發(fā)震可能信息。

圖3 所用地震震中與觀測(cè)臺(tái)分布Fig.3 Distribution of earthquake epicenters and observation stations

圖4 中， 對(duì)比臺(tái)徐谷坪臺(tái)記錄到159個(gè)地震，波速比值在1.527～1.755 之間四個(gè)研究臺(tái)： 羅挖坪臺(tái)記錄到132個(gè)地震， 波速比值在1.564～1.752 之間宰牛坪臺(tái)記錄到175個(gè)地震， 波速比值在1.584～1.754 之間， ν=1.68；魯布溝臺(tái)記錄到95個(gè)地震， 波速比值在1.582～1.728 之間，=1.65； 白巖崗臺(tái)記錄到133個(gè)地震， 波速比值在1.558～1.754 之間，=1.66。

蓄水前（2007-01～2009-10-31）對(duì)比臺(tái)徐谷坪臺(tái)記錄到地震53個(gè)（圖4），=1.63， 比理論值小0.1， 研究臺(tái)羅挖坪子臺(tái)記錄到的56個(gè)地震，=1.65， 比理論值小0.08， 比徐谷坪臺(tái)高0.02； 宰牛坪臺(tái)記錄到的75個(gè)地震，=1.67， 比理論值小0.06， 比徐谷坪臺(tái)高0.04； 魯布溝臺(tái)記錄到的46個(gè)地震，=1.65， 比理論值小0.08， 比徐谷坪臺(tái)高0.02； 白巖崗臺(tái)記錄到的42個(gè)地震，=1.66，比理論值小0.07， 比徐谷坪臺(tái)高0.03。 蓄水后（2009-11-01～2012-08-31）對(duì)比臺(tái)徐谷坪臺(tái)記錄到的106個(gè)地震，=1.63， 比理論值小0.1； 羅挖坪臺(tái) 記 錄 到 的76個(gè) 地 震，=1.66， 比 理 論 值 小0.07， 比徐谷坪臺(tái)高0.03； 宰牛坪臺(tái)記錄到的100個(gè)地震，=1.68， 比理論值小0.05， 比徐谷坪臺(tái)高0.05； 魯布溝臺(tái)記錄到的49個(gè)地震，=1.65，比理論值小0.08， 比徐谷坪臺(tái)高0.02； 白巖崗臺(tái)記錄到的91個(gè)地震，=1.66， 比理論值小0.07，比徐谷坪臺(tái)高0.03。 蓄水前后的波速比有個(gè)別值偏低或偏高， 但均在正常變動(dòng)范圍， 且沒有呈現(xiàn)出趨勢(shì)性的偏低或偏高。

綜上所述， 瀑布溝水庫所選取研究的臺(tái)站波速比和對(duì)比臺(tái)相比均在正常變動(dòng)范圍內(nèi)， 蓄水前后波速比也無明顯變化， 不預(yù)示有較大地震發(fā)生。

6 方法在瀑布溝水庫的監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)過程及效果

6.1 監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)過程

對(duì)于瀑布溝水庫， 從開展中國(guó)地震局地震科技星火計(jì)劃項(xiàng)目-瀑布溝水庫庫區(qū)震源物理與誘發(fā)地震研究以來， 2011年中起每當(dāng)年中和年度會(huì)商時(shí)開展地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn和Cr研究，2012年中起每當(dāng)年中和年度會(huì)商時(shí)開展庫水下方地震波速比研究。 在最近的兩年多時(shí)間里， 通過總體綜合的水庫地震監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)， 結(jié)合研究的瀑布溝水庫及附近地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn和Cr在正常變動(dòng)范圍結(jié)論， 結(jié)合研究的庫水下方地震波速比在正常變動(dòng)范圍內(nèi)， 提出對(duì)于該水庫誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)的趨勢(shì)意見。

6.2 監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)效果

從開展瀑布溝水庫誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)以來，特別是開展中國(guó)地震局地震科技星火計(jì)劃項(xiàng)目-瀑布溝水庫庫區(qū)震源物理與誘發(fā)地震研究以來， 期間在2013年4月20日， 四川省雅安蘆山發(fā)生7.0級(jí)地震， 距瀑布溝水庫大壩120 km， 距相關(guān)研究區(qū)的邊界不足80 km， 筆者的研究結(jié)論所提出的預(yù)測(cè)的趨勢(shì)意見符合后期的地震發(fā)生實(shí)況。

圖4 水下波速比值Fig.4 Underwater velocity ratio

7 討論與結(jié)論

目前地震預(yù)報(bào)處于探索性研究階段， 沒有專門針對(duì)水庫誘發(fā)地震的專用判別指標(biāo)， 本研究力圖通過用地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn和Cr值，用庫水下方地震波速比的研究， 來監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)瀑布溝水庫誘發(fā)地震， 通過實(shí)踐性研究， 在實(shí)踐中探索出有用的技術(shù)指標(biāo)。 常用做響應(yīng)比的有效影響因素選用固體潮的居多， 對(duì)于水庫而言水庫的蓄放水過程是對(duì)庫區(qū)影響最大的加卸載力源， 經(jīng)過計(jì)算大橋水庫靜壓變化大約是4×105Pa， 瀑布溝水庫靜壓變化為6×105Pa， 都比固體潮的作用大2個(gè)量級(jí)， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固體潮的作用。 因此， 做庫水加卸載響應(yīng)比是針對(duì)水庫的有效研究。 波速比是研究地下巖石性狀的有效手段， 水庫蓄水以后， 水庫底部地下巖石性狀的變化情況用庫水下方地震波速比的研究， 同樣地能回答是否有變化和有多大的變化。

通過用地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn和Cr值， 用庫水下方地震波速比的研究， 來監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)瀑布溝水庫的水庫誘發(fā)地震實(shí)踐， 從本課題以住的預(yù)測(cè)和對(duì)應(yīng)其后期實(shí)際發(fā)生的地震來看， 認(rèn)為：地震頻度庫水加卸載響應(yīng)比Yn和Cr值、 庫水下方地震波速比兩種方法， 都可以作為監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)水庫誘發(fā)地震的新方法來探索。

致謝：對(duì)朱航研究員給予本研究的大力支持致以衷心感謝！

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