水库诱发地震在世界范围内引起工程界和地学界的重视并受到强化研究，还只是近二十年的事。目前国内外都还处在积累震例资料、进行统计分析和工程类比的阶段，对于诱发地震的成因类型、形成机理和发生发展过程，仍是众说纷纭，还没有形成比较成熟的、在实践中得到验证的理论。在水库诱发地震危险性评价方面，迄今多半仍由专家根据自己的经验和观点，参照研究地区的区域稳定条件和现有震例情况加以判断。 论文共分八章，研究内容和所取得的成果主要有： 1三峡工程于2003年5月25日开始初期蓄水，至2003年6月10日蓄至135m，2003年11月4日库水位上升到139m，此后一直保持在139m 左右。地震在蓄水初期特别是蓄水开始的前20天频次最高。截止7月31日，全区共记录到可定位地震 175次，8月份记录到的可定位地震仅40次，且分布较为分散。从2003年6月1日～8月31日，全区共记录地震总数2868个，其中有215个是可定位地震，占总数的7.5％。地震活动主要随着时间的推移，地震频次已大幅降低。自三峡工程蓄水至2006年3月31 日止，在库首及邻区，共记录到能确定震中位置的地震2223次，其中1.5级以下的地震就有1954次，占总数的87.8％，3级以上地震仅3次，最大震级为2005年9月22日巴东东瀼口镇北M<,L>3.3级。 地震具有集中分布的特点。产生水库诱发地震活动的主要地区是长江干流上的巴东宝塔河～巫山培石库段和长江支流香溪河畔的三闾～香溪库段。特别是在巴东宝塔河～巫山培石库段，蓄水前地震活动很稀少，但在水库蓄水位由80m上升至128.8m以后，该区地震活动频发，并在约6个月内，在该库段形成了宝塔河麂子岩、东渡口雷家坪、官渡口火焰石、楠木园～培石等四个地震活动密集区，后来随着地震活动的频次不断增加和各震区空间的逐步扩展，至今四个震区空间基本相联，形成了一个较大的地震活动密集库段，构成了三峡工程蓄水后地震活动的主体空间，其地震活动频次约占整个研究区的50％； 2三峡工程蓄水至135m水位时，发生水库诱发地震的库段位处扬子准地台川东坳陷褶皱束的东端，其褶皱构造及主要断层多呈近东西走向，全区发育二叠系碳酸盐岩夹碎屑岩含煤系地层，三叠系下统大冶组、嘉陵江组碳酸盐岩强岩溶地层，三叠系中统巴东组粉砂岩、泥页岩、泥灰岩软弱地层，及上三叠统～中侏罗统砂岩、粉砂岩含煤系地层。 官渡口镇以东主要为巴东组粉砂岩、泥岩组成的纵向～斜向宽谷河段，两岸山体高程800～1200m，库岸发育官渡口、赵树岭、黄土坡、黄蜡石、大坪、范家坪等大型崩滑体。 西瀼口 (新官渡口镇)、雷家坪 (新东瀼口镇)位处东西向官渡口向斜的轴部偏北翼之构造部位，长江岸坡主要呈缓倾顺向坡或斜向坡，由于移民新建城镇大量的顺坡向梯坎状开挖和前缘临空，使原本稳定的自然坡体增加了不稳定因素。 东瀼口至宝塔河发育数套煤系层组，有麂子崖、宝塔河、冯家湾三个前国营煤矿，在海拔200～600m 一带的不同高程部位开采煤层，造成采空区地下水位下降、地表形变及巷道矿震等环境地质问题。 官渡口以西进入长江巫峡河道，两岸主要分布二叠系～三叠系下统灰岩、白云岩，岩质坚硬性脆，地质构造部位位于楠木园背斜一带，岩溶较为发育，在高程600m以下的长江第一岸坡地带，多见陡崖峭壁及位于陡崖上的岩溶洞穴，两岸高程1600～1700m及高程1000～1100m 分别发育云台荒期和周家脑期夷平面。 楠木园以南高程1600m左右的分水岭剥夷面上，岩溶漏斗、溶蚀洼地及落水洞密集发育，经管道岩溶系统沟通与长江的水力联系，其出口部位多在库区135m水位线以下或附近。前期研究成果中就已指出，本段具备诱发3.0级岩溶型水库地震的可能。 本峡谷段出口附近的李子坪和火焰石两地，发育二叠系梁山组与龙潭组的煤层，形成多个局部的地下采空区，且部分采煤巷道位于 135m 蓄水位以下，水库蓄水后，有巷道塌陷型地震发生的环境条件。 3三峡水库初期蓄水期间，对地形变、重力、断层活动、地下流体等变化情况进行了强化观测，主要结论是： (1)从两次水准观测的垂直位移结果来看，江北水准点移量较大，江南水准点位移量较小。兴山～周坪段、马粮坪～三斗坪段位移量普遍偏大，前者平均下沉约30 mm，后者平均下沉约20 mm。水准观测结果还表明，三峡水库蓄水至135m，对库区地壳形变有明显的影响，监测成果基本反映了地壳形变的规律。 (2)通过对三峡地区前6期GPS测量数据进行处理，获取了三峡库区的水平运动和因蓄水而造成的库区地壳形变结果：水平形变小，表明块体内部水平相对构造运动微弱；因水库蓄水导致的垂直形变较为明显，垂直变形的主要区域集中在坝址至香溪近岸库段，垂直沉降的量级在10～35mm。对GPS测量结果的反演表明：三峡库区蓄水前各种应变背景在10<-9>/a～10<-10>/a量级，属相对构造运动十分稳定的地区。从GPS形变测量结果及数值模拟结果的比较来看，蓄水所引起的形变短期内属上地壳的弹性响应，三峡库区近期因蓄水导致大规模形变而诱发中强地震的可能性不大。 (3)周坪洞体定点连续监测站横跨仙女山断裂，位于断裂北端，断裂距三峡大坝坝址约19km，走向 NW340°左右，倾向SW，倾角30°～60°，为三峡库首区可能诱发水库地震的主要敏感断裂。从现有监测资料来看，周坪洞体观测各项指标对三峡库区内发生的3.5级以上地震有较明显的反映。2003年6月1日三峡水库正式蓄水以后，仪器状态总体上基本稳定，但水管倾斜仪和伸缩仪均有一定的反映，体现了蓄水后断层变化的基本趋势。 (4)从长江三峡库首区域重力场时空变化来看，最显著的特点是2003年4月至2003年7月，重力变化沿长江大幅上升，其中最大处位于老秭归镇附近，水荷载效应较为明显。 (5)三峡井网不仅对地壳应力应变的响应能力强，而且对发生在其周边的中等地震的前兆有较强的监测能力。但监测结果表明，三峡水库蓄水对多数井台多数测项动态的影响并不明显，这可能与震源体受水体荷载作用引起应力强化与库水下渗和孔隙压力增强引起强度弱化的过程需要较长时间有关。 4三峡库区初期蓄水所出现的地震与水库蓄水密切相关，是典型的水库触发型地震。经过现场调查、地震学研究并结合监测资料分析，本次水库诱发地震的成因类型主要为外成成因型，在靠近水库库边线(5km范围内)与库水相通的断裂带附近也有少量断层破裂型内成成因地震。外成成因型水库地震中，又分岩溶塌陷型、矿坑塌陷型和边坡岩体卸荷松动型等三个亚类。现场调查和研究分析认为，几个主要震区中，楠木园～马鬃山震区主要为岩溶塌陷型地震，火焰石地区主要为矿坑塌陷型地震，雷家坪震区主要为浅表应力调整诱发的地壳表层卸荷型地震，不排除有少量受构造控制的断层破裂型地震，宝塔河～麂子岩震群主要为矿坑塌陷型，高桥断裂沿线地区即靠近库区部分主要为受断层控制的断层破裂型水库地震，其西侧碳酸盐岩地区主要为岩溶塌陷型地震，断裂北段远离库区的地震则为天然地震成因。 5针对三峡水库初期蓄水诱发地震的特点，通过更为详细的现场调查和研究，应用数学模型法中的统计预测方法、灰色聚类方法和人工神经网络方法对库首区诱发地震的可能性和最大震级进行了预测。在预测方法应用上，进行了两个方面的重大创新，一是将库首区按不同诱震环境分成35个区段进行判别，而不是按常规仅对整个库区作一个综合预测，分区段预测的结论有助于发现诱发地震危险性最大的地点，因而更科学、更适用；二是在影响因素方面，重点增加了反映岩体渗透稳定性的因素(如水文地质结构面的规模、透水深度、与库水的沟通情况以及岩溶发育程度等)，舍弃了某些影响作用不明、判别意义不大的因素(如库容)。 6水库蓄水至156m水位时，新淹没的大型溶洞暗河库段、库水淹没和部分淹没的大型滑坡、崩塌体所在库段、135m～156m水位附近水库周边煤矿采空区，可能继续诱发微震。与水库直接相通的区域性断层如九湾溪断层、巴东断层、高桥断层、天子崖断层等。目前库水已渗入断层破碎带且不断地发生物理化学作用软化断层带物质，当水库水位不断增高逐渐积累能量时，在特定的条件下有可能诱发M<,s>3.0～5.0级构造破裂型地震。 7水库蓄水至设计高程时，除了可能诱发预测结论中预测的最大水库地震外，还可能在以下地段诱发外成成因水库地震： (1)牛肝马肺峡(含九湾溪)、巫峡(含大宁河小三峡和小小三峡)、瞿塘峡的岩溶发育库段。有可能诱发M<,L>3.0级左右的岩溶型地震。 (2)三峡水库周边分布较多的煤矿(含废弃矿)，水库水位不断抬高将逐渐淹没这些煤矿采空区，或加载、渗透引发其应力调整，有可能诱发ML3.0级左右的塌陷型地震，特别是目前仍在开采的矿区。 (3)库水位增高至正常蓄水位175m时，会继续引起边坡岩体特别是目前处于不稳定或较不稳定的滑坡体的应力调整、岩体微破裂、局部岩体剪断等，其可能诱发地震震级一般应在M<,L>2.0级左右。