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题目是:三峡大坝对川西地区地震活动影响的研究
一句话结论:
——————前提——————
大多论证三峡是从地质学、地震学角度出发。本文利用数理方法从地震数据本身出发,从统计学角度对三峡大坝对远距离库区以外区域地震的影响展开研究。
研究内容如下:
首先是研究思路
————证据————
——1 三峡水库建造后 18 年较之前 18 年川西地区的地震频次有大幅增长——
——2 随蓄水水位上升,长江流域的地震向川西地区聚集 ——
三峡大坝蓄水前川西地震的分布较为分散,低水位蓄水期时,地震主要分布在安宁河断裂带周围,少量分布在鲜水河断裂带附近,随着水位继续上升,地震开始向龙门山断裂带附近聚集,并呈现向安宁河断裂带靠近的趋势。
——3三峡大坝在每个蓄水期的震源深度均值都比蓄水前小,高水位蓄水期间变化更明显——
——4三峡大坝高水位时地震释放的能量高于低水位时地震释放的能量 ——
1970年1月1日至2013年6月30日发生的每个地震所释放的能量。
第一阶段是 2002 年 11 月至 2003 年 4 月,三峡大坝平均坝前水位是 71m,水位很低;第二阶段是2003年5月至2006年 9月,平均坝前水位是137m,水位较高;第三阶段是 2006 年 10 月至 2013 年 6 月,平均坝前水位是 159m,水位很高。
基本呈现高水位时期的地震能量大于低水位时期的地震能量的趋势。分别计算高水位 H1~H5 与低水位L1~L4时期的能量均值,结果是高水位 H 时期的地震能量是 4.46348*1013J,低水位 L 时期的地震能量是1.4287*1012J,很明显,二者相差一个数量级,高水位时地震释放的能量高于低水位时地震释放的能量。 以上分别从大小两种时间尺度研究川西地震释放能量的变化特征,二者得出的结论一致,即高水位时地震释放的能量高于低水位时地震释放的能量。
———5水位和地震拟合结果———
以上从统计角度利用时移的相关系数估计公式计算地震序列延时m 月与水库水位序列的相关系数,并进行t检验,结果表明,时移月数m 在某些范围内所得到的相关系数是显著的;而上一节从频域角度分析得出三峡水库水位曲线与地震频次曲线在变化趋势上具有很强相似性,所以,综合频域角度和统计角度的分析结果,可以得出结论:三峡大坝与川西地区的地震活动存在相关性,
——6三峡水库水位变化会影响川西重力场变化——
水位上升初期,重力场变化不明显,随时间延长,重力场变化逐渐增大,这是由于川西距离三峡水库较远,水库水位变化对川西重力产生的影响有延迟所致。由此可见,三峡水库水位变化会影响川西重力场变化。
三峡水库蓄水,随着水位上升,三峡水库对周围产生的地应力增大,地质间相互作用,使得川西地区地壳内部的地应力也增大,达到临界点时,岩层发生断裂错动,释放巨大能量。同理,三峡水位下降时,三峡水库对周围产生的地应力减小,地震释放的能量也会低于高水位时地震释放的能量。所以三峡大坝的水位高低影响三峡大坝对周围产生的地应力大小,使得地震释放的能量有高低之分。
本文以1970-2013年间的地震目录及2002-2013年间的三峡水库水位数据为基础研究资料,利用统计学方法按照发现现象—探究原因—解释说明的思路针对三峡大坝对库区外远距离区域地震的影响展开研究,以川西为例。结合全文分析,得出以下结论:
(1) 本文利用傅立叶变换技术、统计学相关性分析技术对三峡大坝的坝前水位与川西地震的频次进行分析计算,得出结论:三峡大坝的坝前水位与川西地震的频次存在相关性。
(2) 从区域重力场变化角度研究三峡大坝坝前水位与川西重力场变化的关系,得出结论:三峡大坝通过影响川西重力场变化影响川西地震活动。三峡大坝蓄水,川西重力场变化为正,三峡大坝放水,川西重力场变化为负。水位上升初期,重力场变化不明显,随时间延长,重力场变化逐渐增大。水库水位变化影响川西地区重力场,而重力场动态变化能够反映地球内部物质变化和变形过程,并与地震有紧密联系。
(3) 从中国大陆板块构造角度结合对川西地震的统计分析研究,发现:三峡大坝的建造影响川西地区地震频次大幅增长,三峡大坝的蓄水放水影响川西地区地震向龙门山断裂带聚集。
(4) 从长江流域板块构造角度结合川西地震的统计分析研究,发现:三峡大坝的蓄水影响长江流域的地震向川西地区聚集。
(5) 从水库对周围产生的地应力角度结合对川西地震释放能量的统计分析研究,发现:三峡大坝坝前水位的高低影响川西地震释放能量的大小。
本文研究所用的地震数据来自中国地震台网,三峡水位数据来自中国长江三峡集团公司官网,重力场数据来自德国波茨坦地学研究中心(GFZ)官网,数据来源真实可靠。本文研究的是三峡大坝的建造及蓄水放水对川西地震活动的影响,不能排除其他因素对川西地震的影响,川西地震的发生是很多因素共同作用的结果。
本文通过傅立叶变换及相关性分析进行量化探究二者的相关性,并从川西重力场变化及三峡大坝地理位置两个方面解释三峡大坝对川西地震活动的影响,最终得出结论:
——————说明——————
文章不足之处
1,角度不全面
本文在解释三峡大坝对川西地震活动的影响时是从川西重力场变化及三峡大坝所处板块位置两个方面阐述的,而三峡大坝影响川西地震活动可能是多方面多途径的,本文只是选取了其中两个进行说明,日后学者们可以从其他角度全方面研究三峡大坝如何影响川西地震活动。
2,手段偏相关性
本文只从统计学角度结合板块构造分析川西地震的分布特征,而地震的分布可能与局部地质构造条件、岩性条件、水文地质条件均有关系,所以水库对库区外地震分布的影响还有待进一步深入研究。
3,其他可以改进的地方
日后学者们还可以根据实际的地形及地质构造情况建立研究区域的三维地质模型从而研究水体载荷效应对断层的影响,还可开展水对岩体作用的专题研究,着重研究地下水对深部断层物质的浸润、软化等效应、孔隙压扩散作用,以及哪种作用才是主导因素。
参考:
李娟. 三峡大坝对川西地区地震活动影响的研究[D].电子科技大学,2014.
导师:郑文峰
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———————我是分隔线———————
说实在的,我是打着去看看论述去的,因为我之前也看过大量的科普,认为三峡大坝和地震没什么太大关系。
结果在知网看到了这篇研究,是硕士毕业论文,属于相对认真的研究了,导师是地球探测与信息技术专业毕业的,清华博后,还是遥感领域的专家。
内容采用的是统计学算法,结果拟合的还可以。
我的心情是这样子的
当然,我必须指出:
这句话是非常有意义的,简单的例子就是,夏天吃冰棍的人多,夏天淹死的人多。所以吃冰棍和淹死是存在相关性的,但是,并不存在因果性。
最后:欢迎专业人士来指出相应研究的问题。