水库诱发地壳运动机制对比研究：以Koyna-Warna与Tehri大坝为例

本研究针对水库诱发地震(RIS)的触发机制差异，对比分析了印度Koyna-Warna与Tehri两座大坝区域的地震活动特征。通过计算水循环正弦荷载对地震频率的影响，结合b值时空演化分析，揭示Koyna-Warna区域存在显著的水库诱发地震现象，而Tehri区域因逆冲断层环境未观测到RIS活动。研究为水库地震风险评估提供了关键理论依据。

　　

水库蓄水引发的地震活动一直是地球科学领域的重大课题。印度Koyna-Warna地区自1967年发生6.3级水库诱发地震后，成为全球研究此类现象的经典案例；而位于喜马拉雅逆冲带的Tehri大坝区域，虽具备高构造应力背景，却未显现明显的水库诱发地震特征。这种地理与地质条件的鲜明对比，为揭示水库诱发地震的深层机制提供了天然实验场。

为探究不同构造环境下水库诱发地震的差异性表现，研究人员系统开展了Koyna-Warna与Tehri区域的对比研究。通过分析两地区近40年的地震目录数据，结合水循环荷载与b值（地震频度-震级关系斜率）的时空演化特征，发现Koyna-Warna区域2010-2022年间b值从0.67骤降至0.36，反映应力积累加剧；而同期Tehri区域b值却从0.57升至1.06，显示应力释放特征。这种相反趋势与两区域断层性质密切相关：Koyna-Warna的走滑/正断层体系更易受水库荷载影响，而Tehri的逆冲断层环境抑制了水库诱发地震的发生。

关键技术方法包括：1) 基于ISC地震目录的b值计算（采用Aki-Utsu最小二乘法）；2) 50个震源机制解的反演分析；3) IIT Roorkee地震监测网络2005-2019年的微震数据；4) 水循环荷载与地震活动的时序相关性分析。

【STUDY AREA】
Koyna-Warna位于德干玄武岩省西部，发育NNE-SSW向Koyna河断裂带(KRFZ)，地震活动以走滑/正断层为主。Tehri区域则处于喜马拉雅主中央逆冲带(MCT)，以挤压应力场为特征。

【INDUCED SEISMICITY】
Koyna水库地震活动峰值与水位最高值同步，而Warna水库地震在加/卸载阶段最活跃。Tehri区域15年监测数据显示地震活动与水库周期无显著关联。

【b value】
Koyna-Warna区域1980-2022年平均b值0.67（最低0.36），反映持续高应力状态；Tehri区域平均b值0.57（最高1.06），指示构造应力主导。

【讨论与结论】
研究证实断层类型是控制水库诱发地震的关键因素：正断层环境（如Koyna-Warna）中，水库荷载通过降低有效水平应力（0.57gh，g为重力加速度，h为水头高度）促进断层滑动；而逆冲断层环境（如Tehri）因最大主应力σ₁为水平向，水库荷载反而增强稳定性。该发现为水库地震风险评估提供了理论框架，论文发表于《Results in Earth Sciences》。

研究创新性体现在：首次系统对比不同构造背景下的水库地震响应，提出b值可作为定性应力指标；但存在未直接测量原位应力、未排除岩性异质性影响等局限。未来需结合三维断层建模和实时多参数监测，以更准确区分自然与诱发地震过程。这些成果对重大水利工程选址和风险防控具有重要指导价值。