三峡工程蓄水运行对库首区地质环境的影响研究

Since the impoundment of the Three Gorges Project, the huge water load and annual water level changes have produced a noticeable influence in gravity field, crustal stress-strain fields, underground fluid field, seismic activity, as well as the surficial hydro-geological and engineering geological environment on the Three Gorges Reservoir area. They have significant induced effect to seismic hazard and geological disasters..This topic proposers are going to use the digital data from "the monitoring system of reservoir induced earthquake for Three Gorges Project" and other multi-source information digital monitoring system, which the data include earthquake, gravity, crustal deformation, GPS, groundwater and others monitored, as well as accumulate research results, to complement and to perfect the geological environment change database after the impoundment of the Three Gorges Project. They will build a mathematical model about the geological environmental impact of the Three Gorges Reservoir running at the head area, research the seismic activity and geological disaster stability of the reservoir head area from the influence of geological environment change. The research purpose is that reveal the change processes of regional geological environment on the reservoir head region about a decade, predicting the earthquake trend of the area after the Badong M5.1 series of earthquakes on December 16,2013, as well as study the process, mechanism, influencing factors and hazard of geological disasters(earthquake, landslide, land subsidence, karst collapse etc) due to the environment change caused. The goal of subject is not only service for the security of the Three Gorges Reservoir area, but also for similar major water conservancy and hydropower project construction.

三峡工程蓄水运行以来，巨大的库水载荷及每年库水位变化对三峡库区及周边地区的重力场、地壳应力－应变场、地下流体场、地震活动、工程地质环境产生了不可忽视的影响，对库区地震、地质灾害都有显著的诱发作用。. 本课题在利用“长江三峡工程水库诱发地震监测系统”监测到的多源数字化资料和十多年的研究成果基础上开展研究，补充、完善三峡工程蓄水后的地质环境变化数据库，建立三峡工程蓄水运行对库首区地质环境影响的过程数字模型，开展地质环境变化对库首区地震活动影响的预测研究和地质环境缓慢性变化对库首区地质灾害稳定性的影响研究，揭示三峡工程蓄水十多年来库首区的地质环境变化，预测库首区发生2013年12月16日巴东M5.1级一系列地震后的地震趋势，探讨库水荷载引起的长期地形变对库岸变形及地质灾害体失稳的影响过程和地质环境缓变的危险性，为类似重大水利水电工程建设与安全运行提供借鉴。

1、项目的背景：三峡工程自2003年5月蓄水运行以来，巨大的库水载荷及每年库水位变化对三峡库区及周边地区的重力场、地壳应力－应变场、地下流体场、地震活动、工程地质环境产生了不可忽视的影响，对库区地震、地质灾害都有显著的诱发作用。本课题的目的就是探讨这些影响与作用，预测库区地震活动趋势，探讨蓄水对库岸变形及地质灾害体的影响，为类似重大水利水电工程建设与安全运行提供借鉴。.2、主要研究内容：完善三峡工程蓄水后的地质环境变化数据库；建立三峡工程蓄水运行对库首区地质环境影响的过程模型；地质环境变化对库首区地震活动影响的预测研究；地质环境缓慢性变化对库首区地质灾害稳定性的影响研究。.3、重要结果： (1)蓄水后地震活动频次明显增强，但主要以微震和极微震活动为主，M≥3.0的仅占0.2%；(2)蓄水后的地震显示出明显的水库地震特征，并与库水位的变化存在明显的相关性；(3)诱发的地震活动主要集中在湖北库段水域线不超过10 km，震源深度绝大部分在5 km内，主要为水库蓄水引起的岩溶塌陷、矿洞塌陷、库岸再造、矿道变形破裂，以及库区浅表层卸荷引发；（4）从蓄水起到2011年前，地壳浅层水平最大主压应力方向杂乱无章，2011年后开始调整与区域构造应力场方向逐渐一致；（5）随着蓄水对库区周围地震地质环境的持续影响和对岩石的持续渗透，今后一段时期内，三峡库区仍将会发生高频次的微小地震，不排除发生中小地震（M≤5.5）的可能；（6）此外，蓄水对库区地质环境，尤其是降雨和库水位变化对库区滑坡、泥石流、塌陷等地质灾害的加重作用十分显著。.4、关键数据：依据三峡工程水库2000—2019年期间地震及地球物理观测数据建立的数据库及其分析结果。.5、本研究的科学意义：探讨水库诱发地震成因机理，为三峡工程及库区提供地震及地质灾害趋势预测，为类似重大水利水电工程建设与安全运行提供借鉴。