小湾水库蓄水前后三维速度结构研究

发布时间：2017-09-23 07:25

  本文关键词：小湾水库蓄水前后三维速度结构研究

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【摘要】：小湾水库位于多震、强震、高海拔、高烈度的云南地区,其坝高292m,正常蓄水位1240m,总库容约150亿m3。2008年12月16日蓄水后,澜沧江和黑惠江流域爆发了两处成丛集分布的水库诱发地震,因此高烈度区水库诱发地震问题值得我们去研究。前人对小湾水库的研究多集中在库区地质构造、震源机制、地震活动性和地震序列等方面,目前还缺乏基于地震学方法的上地壳速度结构的研究成果。2005年5月21日小湾水库地震监测台网建成后,在小湾水库蓄水前后都记录到了较丰富和连续的地震资料,这给开展小湾水库不同蓄水阶段库区上地壳速度结构变化研究提供了极为难得的有利条件。库区地壳速度结构的研究是探索水库诱发地震成因机制的基础,对水库地震预测具有重要意义。本研究首先使用Kissling方法对挑选出来的780个地震进行“最小一维速度结构”的反演,接着以该最小一维速度结构作为初始速度模型,通过震源位置和三维速度结构联合反演的方法对小湾库区不同蓄水阶段地壳介质进行地方震层析成像反演,获得了小湾库区地震重定位、不同蓄水阶段库区上地壳介质的三维P波速度结构、S波速度结构和Vp/Vs值分布图。最后在此基础上联合小湾库区地质构造、水位和岩性等信息进行详细的分析,取得以下一些认识:1、小湾水库蓄水经历了5个阶段,蓄水前后地震活动空间分布图像发生显著变化。蓄水前研究区域地震大部分分布在黑惠江起源的徐村水电站附近和瑞丽-龙陵断裂的南端,澜沧江和黑惠江两条河流经过区域地震极少。但是蓄水后,澜沧江流经大寺一带区域(第一丛)在蓄水第二阶段库水回水位到达后和黑惠江流经牛街一带区域(第二丛)在蓄水第三阶段库水回水位到达后都开始爆发大量地震,并且这两处地震都成丛集分布。2、蓄水后小湾库区地震活动爆发的频次与蓄水位的相关性很好,即水位上升时,频次增加,反之,频次下降,具有明显的水库诱发地震特征。两丛内地震活动都是在库水回水位到达后就开始大量爆发,因此小湾水库诱发地震活动属于“快速响应型”。3、采用Kissling方法计算得到小湾库区“最小一维速度模型”,迭代13次后走时均方根残差从0.81s减少到0.12s,下降率为85.19%,数据方差从1.64s2减少到0.04s2,下降率为97.56%。通过比较使用初始速度模型和最小一维速度模型进行地震重定位后的走时均方根残差发现,最小一维速度模型能显著提高地震定位质量,要优于初始一维速度模型。4、蓄水前小湾水电站附近几十公里范围内三维P波速度和Vp/Vs值呈现出高低交叉分布的特点,显示了该区域构造的复杂性和不均匀性。小湾库区蓄水前后P波速度结构有较好的一致性,而S波速度结构则呈现明显低速异常,异常在水平空间上主要集中在澜沧江和黑惠江两条流域10km范围内,但在深度上面表现有所差异:第一丛区域S波低速和Vp/Vs高值异常只能深入到5km,这可能和澜沧江河流下方花岗岩发育较为完整,库水不易渗透有关。第二丛区域S波低速和Vp/Vs高值能大面积深入到5km,个别地方能持续到14km,这很有可能就是库水在该区域的渗透深度。随着蓄水时间的增加,波速比高值的形态发生了变化。5、小湾水库区域地震绝大部分沿着断裂两侧分布,在深度上形成一条条带。蓄水前库区构造地震绝大部分集中于8~14km之间,重点关注区域内无3.0级以上地震;蓄水后第一丛内水库诱发地震主要发生在0~5km之间Vp/Vs高值区的下面,这可能是蓄水后,库水荷载产生的强大压力改变了5km深度以下介质的物理特征,导致了该位置大量地震的发生。第二丛内的水库诱发地震绝大部分在0~10km之间Vp/Vs高值的内部和边缘地带,少部分地震能深入到15km以下,这比少震弱震区水库地震震源深度10km要深,这可能是位于高山区的维西-乔后断裂能够下切到较深的深度造成的。
【关键词】：小湾水库 速度结构 波速比 地震层析成像 水库诱发地震 地震重定位
【学位授予单位】：中国地震局地震预测研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV697.24
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 研究目的和意义12-13
• 1.2 研究现状13-14
• 1.2.1 水库地震研究现状13-14
• 1.2.2 小湾水库研究现状14
• 1.3 研究内容14-16
• 第二章 小湾水库区域概况16-24
• 2.1 小湾库区主要断裂构造16-18
• 2.2 小湾水库地震台网的建设情况18-20
• 2.3 小湾库区地震活动20
• 2.4 小湾水库蓄水位与地震活动分析20-23
• 2.5 小结23-24
• 第三章 地震层析成像研究的理论方法和应用24-30
• 3.1 地震层析成像研究现状24-25
• 3.2 地方震层析成像计算方法和原理25-27
• 3.3 地方震层析成像在水库研究中的应用27-30
• 第四章 小湾水库最小一维速度模型及其应用30-40
• 4.1 最小一维速度模型计算方法原理30-31
• 4.2 最小一维速度模型的计算31-38
• 4.2.1 数据资料31-33
• 4.2.2 最小一维速度模型33-36
• 4.2.3 台站校正36
• 4.2.4 地震定位36-38
• 4.3 小结38-40
• 第五章 小湾水库层析成像研究及其应用40-72
• 5.1 小湾水库蓄水前三维速度结构研究42-51
• 5.1.1 数据资料42-45
• 5.1.2 层析成像结果45-51
• 5.2 小湾水库蓄水后三维速度结构研究51-60
• 5.2.1 数据资料51-53
• 5.2.2 层析成像结果53-60
• 5.3 小湾水库蓄水第二阶段和第三阶段三维速度结构研究60-70
• 5.3.1 数据资料60-63
• 5.3.2 层析成像结果63-70
• 5.4 讨论70
• 5.5 小结70-72
• 第六章 结论72-74
• 6.1 取得的主要认识及结论72-73
• 6.2 研究特色与创新之处73
• 6.3 存在的问题及下一步研究设想73-74
• 参考文献74-80
• 致谢80-82
• 作者简历82

【参考文献】

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1 王亮;周龙泉;黄金水;焦明若;梁一婧;杨牧萍;;紫坪铺水库地区震源位置和速度结构的联合反演[J];地震地质;2015年03期

2 陈豪;张鹏;邱小弟;李志祥;曹学兴;毛玉平;;小湾水电站水库诱发地震监测与预警系统建设与运行[J];水电能源科学;2015年02期

3 鲁来玉;何正勤;丁志峰;王椿镛;;基于背景噪声研究云南地区面波速度非均匀性和方位各向异性[J];地球物理学报;2014年03期

4 程万正;;高烈度区的水库地震问题[J];国际地震动态;2013年04期

5 钟羽云;周昕;张帆;;水库水位变化与地震活动关系研究[J];大地测量与地球动力学;2013年02期

6 杨卓欣;刘宝峰;王勤彩;赵翠萍;陈章立;张先康;;新丰江库区上地壳三维细结构层析成像[J];地球物理学报;2013年04期

7 李永莉;赵小艳;付虹;;小湾水库蓄水前后的水库地震波速比变化初探[J];地震研究;2012年04期

8 邬成栋;付虹;赵小艳;;小湾水库近场区地震震源参数初步研究[J];地震研究;2010年01期

9 安美建;冯梅;赵琳;;地震层析成像中的不确定性[J];CT理论与应用研究;2009年02期

10 秦嘉政;刘丽芳;钱晓东;;水库诱发地震活动特征及其预测方法研究[J];地震研究;2009年02期

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本文编号：903960