白鹤滩水电站蓄水引起重力与库仑应力变化的模拟研究

白鹤滩水电站为中国第二大在建水电站,蓄水过程引起的重力和库仑应力变化对于该地区的水储量变化和触发地震研究具有重要参考价值.首先,本文给出了水电站库区临近区域均衡重力异常场,结果表明该地区基本处于均衡状态,较为稳定.其次,利用白鹤滩水电站库区地形数据,模拟计算了蓄水过程引起的地表和GRACE-FO(Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-on)卫星观测的重力变化,并与GRACE-FO实际观测数据进行了对比分析.模拟计算的重力变化表明,蓄水引起的重力变化为毫伽量级,万有引力作用为库区重力变化的主因,该重力变化比弹性形变的结果大两个量级.模拟GRACE-FO重力变化表明,白鹤滩地区蓄水引起的卫星观测重力变化为微伽量级,GRACE-FO有可能观测到白鹤滩水电站蓄水的重力变化.最后,计算了蓄水引起的地壳内部应力变化,并给出了小江断裂带北段断层的库仑应力变化,该结果表明库仑应力变化在巧家以南和以北的两个区域大于0.01 MPa,该地区触发地震的可能性需密切关注.

雅鲁藏布江桑日-墨脱段岩石圈均衡研究以及虚拟水库诱发地震危险性分析

岩石圈均衡状态对于水库建设选址以及诱发地震风险研究具有重要参考价值.本文使用雅鲁藏布江桑日至墨脱段河谷的高精度重力/GNSS联测数据,得到沿河谷的自由空气以及布格重力异常.结果表明,该河谷布格重力异常在-500~-300 mGal之间变化.基于布格重力异常数据反演地壳密度结构,发现雅鲁藏布大峡谷上游自西到东莫霍面深度变化趋势为“深-浅-深”,大峡谷下游莫霍面自东北到西南逐渐变浅.在均一与分层地壳模型假设下,分别依据Airy均衡理论计算该河谷的均衡面深度,通过均衡面与莫霍面之间的差异计算均衡附加力的大小与方向.结果表明,基于均一地壳模型的计算结果存在较大的误差.通过计算得出,米林附近河谷的岩石圈均衡附加力为负值,在该地建设大型水库可能会带来较大的诱发地震风险;朗县附近岩石圈均衡附加力为正值,在该地建设水库诱发地震的风险较低.

青藏高原东北缘重力势能与水平偏应力研究

偏应力场的定量研究结果对于揭示区域构造运动具有重要意义.本文使用重力与GPS联合观测数据计算青藏高原东北缘的重力势能,估计其产生的水平偏应力,并与全球应变率图(GSRM)进行对比分析,发现研究区域的重力势能分布形态总体具有青藏高原高、鄂尔多斯块体低的特点.重力势能最高值位于青藏高原北部,量值为1.53×10^(14) N/m,最低值位于秦岭南部,量值为1.45×10^(14) N/m.由重力势能差异引起的偏应力在青藏高原北部、鄂尔多斯块体南部和秦岭东段较大,最大值达14 MPa左右,位于青藏高原与阿拉善块体交界处.