福建省图书馆

水口水库于1993年3月31日下闸蓄水后，5月23日福州地震遥测台网第一次记录到MLO.6级水库诱发地震，震中位于古田县湾口村附近。7月23日连续发生两次ML3级以上地震并伴随一系列小震活动，此后地震活动出现起伏变化，并逐渐增强。1993年10月至1995年3月库区发生多次群发式应变能释放相对集中的小震活动，每次活动都有3级以上较大地震发生。经过一年左右的相对平静，于1996年4月21日发生ML4.1级地震，该震发生后，库区地震活动持续平静近3年。1999年台湾南投7.6级地震发生后，11月库区发生ML3.2震群活动，之后，库区地震活动较为平静，至2005年期间，库区未再发生级以上地震（图1.2-1）。
  根据福州地震遥测台网测定，截止到2005年12月31日，水口库区共发生1256次水库诱发地震，其中小于1.0级地震592次，1.0—1.9级地震545次，2.0—2.9级地震100次，3.0—3.9级地震18次，4.0—4.9级地震1次，震级频度统计如表1.2-1所示。
  一、地震特征
  省地震局专家对比了水口水库地震与国内长江流域水库地震、新丰江水库地震。水口水库地震具有我国、特别是长江流域及其以南地区分布的水库地震的基本特征，如发震区属少震弱震区，库区基岩（①基岩：完整的岩石称为基岩，露出地表的基岩称为露头。）刚性强，并有发育较完整的断裂和节理（②节理：由构造运动将岩体切割成具有一定几何形状的岩块的裂隙系统，也是岩体中未发生位移（实际的或潜在的）的破裂面。），构造复杂等。此外，还有如下特征：
  1.震级小，震中分布相对集中。以小于3.0级地震为主，主要集中在大坝附近的湾口—前洋村一带，范围约13平方千米。震中展布优势方位约北东30°—35°（图1.2-2）。
  2.地震震源深度较浅，主要分布于11千米以内，基本稳定在4—10千米之间，极少数深度达14千米，明显浅于该区构造地震的震源深度。
  3.库区蓄水初期，小震频度高，多与水位变化相关。高水位下水位急剧变化后往往诱发3.0级以上地震 （图1.2—3）。水口水库地震与库水位的对应关系大体分两种情况：一是在蓄水初期（大致在1994年3月前）水位还未达到正常运营高度时段，水位急剧升降随后发震，发震时间滞后水位急剧变化时间较短；二是水位达60米以上正常高度后，水位急剧升降后诱发较大地震，但发震时间滞后水位变化时间较长。1996年ML4.l级地震后，库区地震的发生与水位变化相关较小，主要受区域应力场调整影响。1999年11月2日库区ML3.2级地震的发生与1999年台湾南投7.6级地震发生后区域应力场调整相关。
  4.库区单个地震活动较少，小震活动以—组—组群发为主，对库区地震序列分析表明，无论是分时段还是全序列均显示该水库地震具有构造地震的前兆震群或前震序列性质。
  5.b值（①b值：lgN（M）＝a—bM，式中N（M）是以震级M为中心的小区间（M±ΔM）在一定时期内发生地震的次数；a和b是常数，a表征在统计时间、区域内的地震活动水平，b值表示该地大小地震数的比例关系，大地震数目相对多时，b值则小，b值大小和该地区的介质强度以及应力大小有关。）偏小：国内外水库地震震例表明，其b值一般比构造地震大，然而水口水库地震的b值却偏小。分时段计算的平均b值仅为0.68—0.89，比邻区的构造地震b值低，如永安震群为1.13，华安震群为0.90；比一般水库地震如新丰江水库地震的平均b值1.16也偏低。表明水口水库地震序列震级大的地震比例偏高，实际上是岩层破裂规模相对较大的次数偏多，这可能与水库地震的成因有关。
  水口水库地震是在特定的地质构造条件下，主要由库水的荷载及水的渗透作用产生的应力集中而引发，对诱发地震起主要作用。水口水库地震除具有一般水库地震的特征外，还有其自身的特点，这些特性可能与该水库地震的形成机制有关。水口水库前期受区域构造应力场作用的因素较小，如主震ML.1级地震的震源机制P轴方向与本区区域构造应力场的主压应力轴方位不一致；又如处于同一地质构造环境，受同一区域应力场作用的邻近的古田水库，由于规模较小，蓄水近30年未曾发生过诱发地震。
  二、水口库区ML4.1级地震烈度分布与震源机制解
  （一）烈度分布
  1996年4月21日ML4.1级地震发生后，省地震局立即派出地震现场工作队。在宁德市地震办和古田县地震办的配合下，地震现场工作队开展地震现场科学考察和防震减灾科普宣传工作。
  这次地震的极震区为Ⅴ度区（图1.2—4）。
  Ⅴ度等震线经过水口镇所在地，向南延伸到高洲，拐向北东至柳埕，由西转向东，过后望、汤兜、四宣与水口闭合。Ⅴ度区为鸡蛋形状，长轴走向北东，长约12千米，短轴约8千米，面积70平方千米。室内外的人普遍听到像爆炸—样的地声，感觉到地面颠簸。少数人惊慌出逃，民房局部遭受轻微破坏，墙壁出现许多新的小裂缝，抹灰层剥落，屋檐零星掉瓦，庙宇门前牌匾被震落，一些年久失修的老屋土墙倾斜加剧、出现开裂。
  Ⅳ度区：Ⅳ度等震线东抵闽清县东桥，西达尤溪县系滨、洋中一带，南到闽清县白云，北至古田县城以南。Ⅳ度区呈北东东方向展布的椭圆形，长轴半径约33千米，与Ⅴ度区长轴走向向东偏转20°左右；短轴半径约24千米，面积700平方千米。室内的人大多数有感，室外少数人有感。
  （二）震源机制解
  根据福建数字遥测地震台网记录的P波初动方向，作出本次地震的震源机制解如图1.2—5，参数列于表1.2—2。
  根据极震区长轴走向和震中附近湾口断裂北东走向，确定节面Ⅱ为ML4.1级地震的主破裂面。因此ML4.1级地震的主破裂面走向北东53°，倾向南东，倾角83°，为正断层活动，稍具左旋左滑性质。
  三、地震地质背景
  水口水库位于闽江干流，坝址坐落在闽清县雄江乡下淮村，下游距闽清县城14千米，上游距水口镇11千米。库区全长约100千米，是—狭长的河道型水库，总库容26亿立方米，坝高101米。水口库区地震震中区位于大坝上游不远处，地处政和—海丰地震断裂带北段的北东向晚侏罗纪火山喷发带上，其东西两侧分别为福安—南靖断裂带及政和—海丰断裂带，北西走向的闽江大断裂带与它们分别交切，震中区出露晚侏罗世的南园组流纹质凝灰岩及凝灰熔岩等火山岩地层。
  库区内分布规模较小的次级断裂有5条：后谷正断层、周宅正断层、蛟坑逆断层、下双坑平移断层和湾口断层（图1.2—6）。湾口断层沿北东45°走向从湾口附近穿过，倾向南东，倾角80°，具有左旋性质，控制了闽江在此段的走向。据省地震局厦门地震勘测中心垂直形变测量结果显示，该断层附近的古田大桥两侧出现差异上升活动，具有一定活动性。湾口断层参数与ML4.1级地震的震源机制解十分接近，是该地震的发震构造。