龙开口水电站水库蓄水前后地震活动性的分析

周发胜，何绍波，陈丽

（1.云南省地震工程研究院，昆明650041；2.华能澜沧江水电股份有限公司，昆明650214；3.云南震科抗震技术工程公司，昆明650041）

1 龙开口水电站基本情况

龙开口水电站是金沙江中游河段水电规划“一库八级”中的第六级，上距金安桥水电站41 km，下游为鲁地拉水电站。水库正常蓄水位为1 298.0 m，坝顶高程1 303 m，总库容5.07×108m3，装机容量1 800 MW，为混凝土重力坝。

1.1 龙开口电站水库地震监测区域划分

取龙开口水电站坝址为中心的100 km范围作为监测区，30 km范围作为近场区；取上游金安桥水电站坝址为起点，至龙开口水电站坝址下10 km为终点的库长，和金沙江左、右岸各10 km宽作为库区的监测范围。

1.2 龙开口水电站水库地震监测台网

龙开口水电站水库地震监测台网由8个地震子台，2个强震台和1个数据维护中心组成。地震监测台网从2011年8月1日建成并投入运行至今，龙开口水电站于2012年11月25日下闸蓄水。

2 龙开口水电站监测区地震活动背景

龙开口水电站的监测区处滇西北及川西南交界地区，监测区自公元886年始有地震观测记录，早期的地震记载多有不全。在考证的基础上，给出了监测区不同时期不同震级档的强震次数统计结果和1965—2010年12月M=3.0～4.6（M为国家标准震级）仪测地震次数统计结果。

监测区内M≥4.7的历史强震共记有121次，其中，4.7～4.9级31次，5.0～5.9级67次，6.0～6.9级20次、7.0～7.9级3次，最大强度7.75级。1900年以前的1 000多年间仅记有破坏性地震30次，地震记载不完整。监测区范围内历史强震自1900—2010年12月期间，共发生5.0～5.9级地震46次，平均约每2.4年发生1次；6.0～6.9级地震13次，平均约每8.5年发生1次；7.0～7.9级地震2次，平均约每55年发生1次。

监测区内自1965—2010年M=3.0～4.6仪测小地震总计为1 005次，其中，3.0～3.4级689次、3.5～3.9级226次、4.0～4.4级77次、4.5～4.6级13次。1965—1969年间记录到的小震相对较少，可能与当时该地区测震台网的数量较少和监测能力较弱有关。1965—2010年12月期间，监测区内共发生3.0～3.9级地震915次，平均每年约发生19.89次，4.0～4.6级地震90次，平均每年约发生1.96次。

3 龙开口水电站水库诱发地震危险区的划分

根据相关专题报告对龙开口水库诱发地震可能性评价认为[1]，龙开口水电站水库区可能发生诱发地震在玄武岩与库水接触段，沿NNW到SN向（NNW是指北北西走向；SN是指南北走向）的库区最大主应力优势方向产生。具体为坝址到美阁段基岩为玄武岩，水库蓄水后，由于库水的渗漏，使顺坡向缓倾角节理、岩石块体滑动有发生最大震级≤4级地震的可能，地震烈度≤7度。此库段没有大规模的断裂带通过水库区，因此，水库蓄水后不至于诱发断裂活动引起构造地震的可能。

美阁到库尾段，与水库接触的岩性为砂岩、页岩。这套碎屑岩类地层渗透性能极差，水库蓄水后不易引起库水的渗漏而诱发地震。此库段虽有三古断裂在水库右岸边通过，但该断裂晚更新世以来不活动，水库蓄水后不至于由于库水沿断裂破碎带渗漏而诱发构造地震。

4 龙开口水电站水库地震监测台网观测结果

龙开口水电站水库地震监测台网2011年8月1日～2014年6月30日水库蓄水前后地震资料处理。

4.1 水库蓄水前（2011年8月1日～2012年11月25日）

龙开口水电站于2012年11月25日下闸蓄水，则蓄水前（共483 d）库区地震监测台网共记录到地震1 336次，其中，监测范围内记录到地震1 336次，日频次平均值为2.77。

2011年8月1 日～2012年11月25日，龙开口水电站的监测范围内共记录≤0.9级地震143次，平均每3.38 d发生1次；1.0～1.9级地震1 024次，平均每0.47 d发生1次；2.0～2.9级地震156次，平均每3.1 d发生1次；3.0～3.9级地震12次，平均每40.25 d发生1次；4.0～4.9级地震1次，平均每483 d发生1次。最大地震为2011年10月16日发生在永胜县境内的4.0级地震，该地震距水库坝区约30 km。

2011年8月1 日～2012年11月25日期间,龙开口水电站近场区范围内共记录到0～4.9级地震173次，平均每2.79 d发生1次，日频次平均值为0.36。最大地震为2011年10月16日发生在永胜县境内的4.0级地震。

2011年8月1 日～2012年11月25日,龙开口水电站库区范围内共记录到0～2.9级地震28次，平均每17.25 d发生1次，日频次平均值为0.06。最大地震强度为2011年11月14日发生在库坝区西北部丽江境内的2.0级地震。

4.2 水库蓄水后（2012年11月26日～2014年6月30日）

蓄水后（共582 d）龙开口水电站水库地震监测台网共记录到地震4 126次，其中，监测范围内记录到地震4 126次，日频次平均值为7.09。

2012年11月26 日～2014年6月30日，龙开口水电站监测范围内共记录≤0.9级地震1 683次，平均每0.35 d发生1次；1.0～1.9级地震2 035次，平均每0.29 d发生1次；2.0～2.9级地震343次，平均每1.7 d发生1次；3.0～3.9级地震58次，平均每10.04 d发生1次；4.0～4.9级地震5次，平均每116.4d发生1次；5.0～5.9级地震2次，平均每291 d发生1次。最大地震为2013年3月3日发生在洱源县境内的5.5级地震，该地震距水库坝区约50 km。

2012年11月26 日～2014年6月30日,龙开口水电站近场区范围内共记录到0～3.9级地震456次，平均每1.28 d发生1次，日频次平均值为0.78。最大地震为2014年6月21日发生在鹤庆县境内的3.1级地震。

2012年11月26 日～2014年6月30日,龙开口水电站库区范围内共记录到0～1.9级地震47次，平均每12.38 d发生1次，日频次平均值为0.08。最大地震强度为2013年7月15日和2013年9月8日分别发生在水库坝区东部永胜县境内和西北部丽江境内的1.9级地震。

4.3 水库蓄水前后地震活动性对比分析

图1为龙开口水电站蓄水前后监测区地震M-T（M为地震震级；T为时间）图、月频度图、震源深度分布图及震级-频度曲线，从图中可以看出，蓄水后监测区地震活动水平相比蓄水前有明显的上升变化，从震级-频度关系曲线可见b=0.788 3，b值显示正常（b值主要反映中小地震活动背景），库区附近低震级活动占主导，蓄水前后日频次平均值分别为2.77和7.09，2013年3月的地震活动频次有明显上升，上升至较高水平，这是由于2013年3月3日发生在洱源县境内的5.5级地震，导致后面的一系列余震，该地震距库坝区约50 km，震源深度9 km，为天然地震。

图1 龙开口水电站蓄水前后监测区地震M-T图、月频度图、震源深度分布图及震级-频度曲线

图2为龙开口水电站蓄水前后近场区地震M-T图、月频度图、震源深度分布图及震级-频度曲线。从图可以看出，蓄水后监测区地震活动水平相比蓄水前略有变化，从震级-频度关系曲线可见b=1.0457，b值显示正常，近场区附近低震级活动占主导，蓄水前后日频次平均值分别为0.36和0.78，虽然地震频次略有上升，库区地震活动均仍处于相对较低水平。

图2 龙开口水电站蓄水前后近场区地震M-T图、月频度图、震源深度分布图及震级-频度曲线

图3为龙开口水电站蓄水前后库区地震M-T图、月频度图、震源深度分布图及震级-频度曲线。从图可以看出，蓄水后库区地震活动水平相比蓄水前没有明显的变化，从震级-频度关系曲线可见b=0.7814，b值显示正常，库区附近低震级活动占主导，蓄水前后日频次平均值分别为0.06和0.08，蓄水前后库区地震活动均处于相对较低水平，因此到目前为止龙开口水电站水库蓄水诱发小震活动的迹象不明显。

图3 龙开口水电站蓄水前后库区地震M-T图、月频度图、震源深度分布图及震级-频度曲线

5 结论

从龙开口水电站蓄水前后监测区、近场区、库区地震活动情况分析，蓄水前监测区发生地震1 336次，日频次平均值为2.77，近场区发生地震173次，日频次平均值为0.36，库区发生地震28次，日频次平均值为0.06，蓄水后监测区发生地震4 126次，日频次平均值为7.09，近场区发生地震456次，日频次平均值为0.78，库区发生地震47次，日频次平均值为0.08，可见库区蓄水后微震活动略有波动，但仍然处于低水平活动的状态，因此，到目前为止，龙开口水电站水库蓄水诱发小震活动的迹象不明显。

根据龙开口库区水库诱发地震的地震与地质条件，目前认为，龙开口水电站库区及近场区仍有发生约2.5级微小地震的可能。