糯扎渡电站蓄水初期地震活动研究

来源:用户上传      作者:

　　【摘 要】糯扎渡水电站位于云南省普洱市思茅区和澜沧县交界处的澜沧江下游干流上，是一座典型的高坝大库，于2011年11月29日下闸蓄水。结合水库蓄水前库区及周边天然地震活动情况，分析蓄水前后地震活动资料，总结水库蓄水初期库区水位变化与地震活动关系，讨论库区蓄水初期诱发地震机理，可对水库诱发地震的危险性进行前期评价，为蓄水后的诱发地震活动监测提供可靠的鉴别依据，同时也为糯扎渡电站稳定性评价提供依据。
　　【关键词】糯扎渡电站；水库诱发地震；地震台网；地震监测
　　1 工程概况
　　糯扎渡水电站为掺砾粘土直心墙堆石坝，最大坝高261.5m，设计正常蓄水位高程为812m，是澜沧江中下游河段梯级规划“二库八级”电站的第五级。干流澜沧江回水至大朝山电站尾水，库长215km外，还有三条较大支流小黑江、黑河和黑江，库长分别为37km、32km、100km，水库总库容237.03亿m3。
　　2 库区区域地质概况
　　库区地貌属滇西纵谷山原区之永平-思茅中山峡谷亚区范畴，总体地势北高南低，两岸山体一般高程1500m～2000m，峰谷相对高差多大于1000m。澜沧江干流河谷除局部河段较开阔外，两岸山坡坡度一般30°～40°，局部大于45°。支流河（沟）口多有冲、洪积物堆积，部分因冲、洪积扇规模较大，常形成险滩。澜沧江两侧支流发育，长度大于10km的支流左岸16条，右岸22条。其中右岸较大的支流有小黑江（水库回水长37km）、黑河（水库回水长32km），左岸有黑江（水库回水长100km）。支流多以大交角汇入干流，构成树枝状水系。
　　库区沉积岩、岩浆岩、变质岩三大岩石类均有分布。沉积岩主要为沉积碎屑岩夹少量盐酸岩；岩浆岩主要为华力西晚起至印支期花岗岩和印支期喷出的玄武岩；变质岩以深变质岩的绢云微晶片岩，石榴绿泥云英片岩为主。在河床、河漫滩、阶地、冲沟及水库两岸坡地带，分布有第四系（Q）冲积、洪积、坡积、残积层等。
　　库区跨越不同的构造单元，从坝址到库尾，穿越水库主要断层有30条（见图1）。主要构造形迹呈近南北向，其次为北西和北东向。澜沧江断裂，贯穿整个库区，呈近南北向延伸，常被多条北西向及北东向断层错断。在干流库区昔归、马台、南德坝下游的芒地河多次穿过澜沧江。其余断裂宽度几米至几十米不等，对两岩体完整性均存在一定的影响。
　　图1 糯扎渡库区断层及边历史地震震中（M≥4.7）分布图
　　3 区域地震背景及地震预测
　　3.1 区域地震背景
　　（1）糯扎度电站邻区：南汀河断裂、耿马-云县断裂、孟连断裂、打洛-景洪断裂、无量山断裂、澜沧-勐遮断裂、木嘎断裂等是邻区主要的活动构造，它们互相交汇并形成澜沧-耿马和普洱-勐腊强震带；近百年来这些构造历史上均发生过6.8-7.6级强震，对电站库区造成最大烈度为Ⅵ度的破坏。耿马-澜沧地震带地震活动频次高，强度大，自1900年以来共记录M≥5级地震16次，其中M≥6.5级7次，最大地震为1988年11月澜沧7.5级地震。普洱-思茅地震带地震活动频次高，强度不大，自1900年以来共记到M≥4.7级地震21次，其中6-9级地震6次，最大地震为6.8级。（见图一）
　　（2）从1969-2006的39年，共发生M≥3.0级地震277次，其中：3.0-3.9级237次，平均每年6.08次，每月0.51次；4.0-4.9级 31次，平均每年0.795次，每月0.07次；5.0-5.9级10次，平均每年0.26次。
　　3.2 区域地震预测
　　（1）耿马-澜沧地震未来百年将发生3次左右7-7.9级地震，6-9次6-6.9级地震，最大震级约7.5级；普洱-思茅地震带未来百年将发生6次左右M≥6级地震，最大震级6.8-7级。
　　（2）通过对库区危险性分析，将整个库区划分为七个库段，在糯扎渡水电站库区水库诱发地震环境评价基础之上，根据中国水利水电科学研究院和国家电力公司昆明勘测设计研究院承担的对“糯扎渡水电站水库诱发地震危险性预测研究”的成果，其中有三个库段具有诱发中强以上地震的可能，一是普洱大河库段，最大震级5.8级（大岩脚、南宋）；二是忙怕河口―邦东库段，最大震级5.5级（忙窝―旧文帕）；三是库首段，最大震级4.0级。（见图二）
　　4 诱发地震监测分区
　　依据工程库区的地震活动背景强度，将糯扎渡水电站库区分为两类水库诱发地震监测区，即重点监测区和一般监测区；重点监测区包括两个片区，主要为水库诱发地震Ⅶ度及Ⅵ度预测区，第一片区为西起谦六断层以西，东至肖塘箐断层，北起打脑以南，南至坝址以南5公里，控制监测面积约3500平方公里的Ⅶ度预测区；第二片区为西起大忙蚌以东，东至团田以西，北起曼海以南，南至旧家以南15公里，控制监测面积约1000平方公里的Ⅵ度预测区；一般监测区为重点监测区以外的糯扎渡水电站主库区水库诱发地震Ⅴ度预测区及沿江周边近岸（澜沧江）的广大地区。（见图2）
　　图2 糯扎渡水电站库区水库诱发地震监测分区图
　　5 库区地震台网
　　在糯扎渡电站库区通过建立新的监测台站和专用信息管理中心形成一自成体系的水库地震监测系统，并预留接口与云南省各地区乃至全国地震监测网络联网，充分利用信息资源，实现对库区地震活动进行动态跟踪分析研究，同时开展地震趋势分析工作。根据诱发地震监测分区，库区共建立了12个地震监测台站。（见图3）
　　图3
　　6 糯扎渡水库库区地震活动分析
　　6.1 2010年地震活动
　　2010年糯扎渡台网记录分析处理地震4250个。其中，0≤ML <1.0地震3009个，1.0≤ML<2.0地震1084个，2.0≤ML<3.0地震135个，3.0≤M<4.0地震18个，4.0≤M<5.0地震4个，无ML5级以上地震。表1为2010年地震记录一览表。 　　表1 2010年地震记录一览表
　　月 份 ML0.0～0.9 ML1.0～1.9 ML2.0～2.9 ML3.0～3.9 ML4.0～4.9 总 数
　　1月 165 80 13 0 0 258
　　2月 123 73 9 1 0 206
　　3月 255 147 24 3 2 431
　　4月 206 121 15 1 1 344
　　5月 324 123 13 5 0 465
　　6月 254 96 8 3 0 361
　　7月 243 82 7 2 0 334
　　8月 309 66 7 0 0 382
　　9月 250 62 14 1 0 327
　　10月 221 58 12 1 1 293
　　11月 293 76 8 0 0 377
　　12月 366 100 5 1 0 472
　　总计 3009 1084 135 18 4 4250
　　备注：2010年台网记录内无ML5级以上地震。
　　6.2 2011年地震活动
　　2011年糯扎渡台网记录分析处理地震6595个。其中，0≤ML<1.0地震3729个，1.0≤ML<2.0地震1072个，2.0≤ML<3.0地震140个，3.0≤ML<4.0地震19个，无ML4级以上地震。表2为2011年地震记录一览表。
　　表2 2011年地震记录一览表
　　月份 ML0.0～0.9 ML1.0～1.9 ML2.0～2.9 ML3.0～3.9 总数
　　1月 258 86 10 2 356
　　2月 169 56 12 2 239
　　3月 277 73 4 0 354
　　4月 297 101 12 0 410
　　5月 273 130 9 1 413
　　6月 269 76 4 1 350
　　7月 274 91 8 1 374
　　8月 273 65 9 0 347
　　9月 395 76 23 5 499
　　10月 404 106 14 1 525
　　11月 287 84 15 2 388
　　12月 553 128 20 4 705
　　总计 3729 1072 140 19 4960
　　备注：2011年台网记录内无ML4级以上地震。
　　6.3 2012年地震活动
　　截止2012年5月1日，2012年糯扎渡台网记录分析处理地震6595个。其中，0≤ML<1.0地震1865个，1.0≤ML<2.0地震343个，2.0≤ML<3.0地震29个，3.0≤ML<4.0地震1个，无ML4级以上地震。表3为2012年地震记录一览表。
　　表3 2012年地震记录一览表
　　月份 ML0.0～0.9 ML1.0～1.9 ML2.0～2.9 ML3.0～3.9 总数
　　1月 984 87 11 0 1082
　　2月 197 78 8 0 283
　　3月 381 101 4 1 487
　　4月 303 77 6 0 386
　　总计 1865 343 29 1 2238
　　备注：截止2012年5月1日，台网记录内无ML4级以上地震。
　　7 糯扎渡水库库区地震活动与水位变化分析
　　糯扎渡水库库区范围为沿澜沧江外围约25km内，2011年11月29日糯扎渡水库始蓄水后，库区地震活动以微小地震为主，2012年以来主要以小震群的形式集中于地震断裂带附近，呈构造地震的特点。
　　图4 2011～2012年地震统计及蓄水过程线
　　结合水库水位与糯扎渡库区的地震活动情况分析（见图4）， 水库水位变化现分为三个阶段：第一阶段11月29日～12月10日为快速上升阶段，水位从610.33米上升至662.56米，变幅约为52米；2011年12月11～2012年1月为第二阶段，水位相对稳定于662～667米，变化幅度小于5米。第三阶段为2012年2月1日后为平稳上升阶段，平均日变幅为0.5米，2～4月份水位变化于665.74米（2月1日）～710.31米（4月30日）之间，变化幅度约45米，水位接近匀速上升。这些变化特征如许多水库蓄水初期低水位特征相同，在这一阶段，水位变化带来的应力变化相对较小，诱发水库地震能力较弱。
　　8 结论
　　结合上述研究结果，对糯扎渡电站蓄水与地震活动得出以下结论：
　　（1）糯扎渡电站坝址位于耿马-澜沧地震带和普洱-思茅地震带复杂构造之间，是一个相对稳定的构造区；从地震活动看，坝区发生M≥5.5级地震的可能性很小，地震危险性主要来自耿马-澜沧地震带，其次是普洱-澜沧地震带，即坝区的地震危险性主要来自远震的影响。
　　（2）从蓄水前后地震监测数据看，糯扎渡电站蓄水7个月以来，库区地震活动强度、频度与水位变化无明显关系。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-5696305.htm