以水库诱发地震震例数据库为基础,借鉴统计学原理,分析了全球已发震水库的150个震例在地震活动性、震源机制、构造地质和水文地质等方面的主要特征。研究结果表明:水库诱发地震发生在水库周围并在蓄水过程中,多数在距库岸10km范围之内、震源深度<10km,少数沿着断裂带、溶洞、(温)泉等渗水通道向外延伸至十多km,甚至更远;水库诱发地震活动的频次和震级与库水水位变化呈现相关关系,大部分最大震级地震发生在首次达到最高水位之前或者之后的2~3个蓄水周期内,之后发生最高震级的水库诱发地震概率较少;水库诱发地震序列完整,一般多为“前震-主震-余震”或“前震-震群-余震”型,以1~3级微震居多,因此b值多在1左右;水库诱发地震具有较高的震中烈度、地震动频率和地面峰值加速度,但随距离增加烈度衰减很快;水库地震应力降明显小于同一级别的天然地震应力降,震源尺度大于同一级别的天然地震;水库诱发地震的发震地段具有良好的库水渗透的岩性条件和构造条件,张性断裂带、未胶结的断裂面、岩溶、(温)泉等成为库水的渗透通道。
利用150例水库诱发地震震例和532个国内大型水库资料,使用灰色聚类方法,按库深、库容、区域应力状态、断层活动性、岩性介质条件和地震活动背景等6个诱震因素,统计出相应的发震比例数,以此作为水库地震预测指标。再根据长江三峡水库坝址区、香溪河口及仙女山断裂带过江段、泄滩西和巴东及神龙溪两岸的6个独立的诱震因素,评估各段的水库诱发地震震级上限。计算结果表明长江三峡水库坝址区震级上限<3级,香溪河口及仙女山断裂带过江段4~5级,泄滩西<3级,巴东北岸及神龙溪两岸震级3~4级。并得到了长江三峡水库蓄水后实际地震情况的验证。
利用紫坪铺水库专用地震台站和加密地震台站资料,使用双差法完成了震前930次地震、汶川8级主震和5, 789次余震的重新定位,探讨了紫坪铺水库与汶川地震之间的关系,获得了有利于证明它们之间密切关联的事实: 1)紫坪铺水库2005年蓄水之后出现了水磨、深溪沟和都江堰震群,地震应变能释放增加了200%,与库水位变化密切相关,在汶川地震前呈现出加速释放的现象; 2)野外调查表明存在1条贯穿紫坪铺水库库区、走向NE的同震地表破裂带,与中滩铺断层位置一致; 3)余震分布以中滩铺断层为界,西北上盘多,东南下盘少; 4)利用P波初始到时重新确定出的汶川主震发震时刻为27分59.5秒,初始破裂深度在6~9km左右,直接位于水磨震群之下; 5)汶川主震与发生在2008年4月5日水磨震群中的1次小震的各个台站到时差相同。