水库诱发地震危险性评价 编制说明

1一、工作简况《水库诱发地震危险性评价》国家标准（国家标准计划编号：20231810-T-419）是国家标准委2023年12月下达的国家标准修订项目（国标委发〔63号）。该标准由全国地震标准化技术委员会（SAC/TC震局地球物理研究所牵头，中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司、甘肃省地震局、南方科技大学、中国地质科学院深部探测中心等单位共同起草。标准主要起草人包括蒋长胜、尹凤玲、杜兴忠、翟鸿宇、李昌珑、张嘉珊、朱一铭、刘诱发地震是水库和水工建筑等重大基础设施的最主要的风险因素，在建设前开展诱发地震危险性评价是中大型水库规划建设、场址选择的重要基础性工作。建水库选址、水工建筑物设计的地震安全性评价，规定了在水库影响区范围内开展诱发地震危险性评价的技术要求，按照风险分级原则，提出了在地震活动背景、活动构造、水文地质等调查基础上，进行诱发地震危险性的确定性评价、概率评价、综合评价的方法，主要应用于水利水电、能源、地震等行业部门的工程建设和防灾减灾。该标准自2007年发布和2008年正式实施以来，在服务水利和能源重大工程建设、国家能源战略安全、减轻地震灾害风险上发挥了显著效益。全国地震标准化技术委员会在前期组织开展了该标准的使用情况以及对当前业务需求的原标准自2007年发布和2008年正式实施以来，正值我国大规模开展水设施建设的重要时段，在服务国家水利和能源重大工程建设、国家能源战略安全、2减轻地震灾害风险上，发挥了显著效益。但随着根据国家能源战略需求在西部强震区持续开展300m级高拱坝重大水电工程建设、水库影响区与人类居住生活区的逐渐逼近和重叠，以及城市化进程加快、人口和财富的快速聚集，社会面对水库诱发地震灾害的敏感性显著提高、灾害可接受程度出现显著变化，对水库诱发地震危险性评价的需求已发生明显变化。此外，随着水库诱发地震国内外案例的快速积累、科学认识水平的快速提高，原标准的技术要求、技术方法、术语定义也亟待修订更新和补充完善。因此对水库诱发地震危险性评价的标准进行修订非为适应我国对水库诱发地震安全需求不断提高，以及在水库诱发地震案例积累不断增长、发生机理的科学认识不断深化的新形势变化，拟对国家标准GB/T21075—2007《水库诱发地震危险性评价》中明显不适应实际工程和社会需求、科学认识提升的内容进行修订。修订后的标准将继续应用于水利水电、能源等行业部门的工程建设，以及各级地震部门的防灾减灾指导。通过本项修订工作，将使得水库和水工建筑设施的建设更加科学安全、有效降低灾害风险，促进水利、能源等行业更好地服务经济社会的可持续发展，促进构建平安中国建设并具有显重点剖析原标准在技术指标、评估方法、关键定义等方面存在的问题，形成了标准修订思路和方案，组织起草组成员起草标准草案、预研报告等相关材料，申请起草组按照任务分工组织标准起草工作，开展研究方法、技术指标和适用性的深入调研分析，组织开展全球水库诱发地震案例收集整理、数据分析，对修订方案与内容的可行性分析和可行性评价等关键内容进行研讨，形成标准草案稿初3草案稿初稿并根据会议提出的继续强化指标修订科学依据的论证、细化《编制说2025年1~3月，起草组组织开展了水利质、地震工程等领域的专家进行论证，起草组按照适度调改指标数值、补充与其他标准的协调性说明、按照GB/T1.1—202二、标准编制原则、主要内容及修订前后技术内容的对比本项国家标准的修订，通过全国地震标准化技术委员会前期复审，以及标准起草工作组的对原标准适用性的科学评估后，总体原则上按照维持原标准技术框架，修订技术指标、完善工作环节、提升与现有标准的衔接性，并重点针对如下三个方面进行修订1）根据国内外水库诱发地震案例最近整理结果以及科学新认识修订关键技术指标，包括给出库容等水库诱发地震风险分级的指标调整建议、新增平均库水深度等新指标；（2）修订水库诱发地震危害性评价的内容和技术要求，采用诱发地震峰值加速度替换烈度阈值、烈度衰减关系；（3）补充水库诱发地震危险性评价的阶段性工作要求，除水库建设前的危险性评价外，提一是科学性。本标准制定过程中，充分调研相关的政策文件、科学研究进展和工程实践需求，深入剖析评价指标、评价方法的可行性与科学性，确保指标科二是可操作性。鉴于水库诱发地震的机理高度复杂、影响因素多、科学认知仍在不断提升过程中，因此评价方法和指标需要定性和定量相结合，通过逐一论4三是适用性。标准制定过程中，需充分考虑地震、能源、水利等不同部门在水库大坝安全运行中的业务运行与工程实践，结合技术供给与需求、标准适用主体与范围两个维度研制标准内容，为多行业提供基础性参考，从而具有广泛适用根据立项阶段全国地震标准化技术委员会的复审意见，以及标准起草工作组的对原标准适用性的科学评估后，修订总体维持原标准技术框架保持不变。主要容。关于水库影响区定义做了修改，扩展其范围至库岸线向陆域延伸≥15km。在形图。在水库影响区地震活动背景调查中，调整有感地震资料收集内容，新增对震级≥4.7级地震的仪器记录峰值加速度整理要求。对确定性评价部分，优了化库段划分依据，更突出地震构造与水文地质条件的综合分析。对概率性评价部分，整了危险性表示方式，以峰值加速度替代原烈度参量，并采用椭圆形衰减模型。在附录部分，调整了诱震因素状态划分，细化库水深度、应力状态等参数区间；1.进一步明确了水库影响区的含义，并从确保安全角度将其空间范围适度范围”，仅给出了空间范围、未阐释“影响”的含义。其次，累积的大量的全球5水库诱发地震案例以及我国的水库诱发地震案例表明，诱发地震活动的空间范围往往会超出水库区外延10km范围，原定义给出的过小的空间范围将使得诱发地震安全性评价工作无法完整覆盖水库影响区，给诱发地震的风险防控带来安全隐水库带有明显诱发地震活动。将这些水库的诱发地震的频次随库岸距离的分布进行归一化、叠加后再次归一化，可发现地震频次总体随着库岸距离的增加呈现指数衰减，并可用函数f(d)=Ad+B精确表征（图1）。图中对比发现可见，原标准中将库岸距离10km作为划分水库影响区的空间阈值，仅仅在空间上覆盖<80%（归一化后的频次的百分比）的诱发地震活动，这将对输变电设施、边坡稳定及周边城镇公共安全可构成不可忽视的风险。如果将水库影响区的范围拓展到库岸修订内容：工作组遵循“风险可控、成本优化”的双重原则，修订稿将水库影响区的空间范围设定为库岸距离15km。此外，为进一步清晰阐释水库影响区的含义，相比原标准进行了拓展解释。修订后的水库影响区定义为“水库区及周边可能受蓄水活动直接或间接诱发地震的潜在影响范围”。在“4.1基本规定”中，进一步明确了“水库影响区的空间范围界定，应以水库正常蓄水位对应的库预期影响：水库诱发地震影响区范围的划定是平衡工程安全与经济效益的关键环节。此次修订形成的水库影响区范围的扩大，尽管增加了诱发地震危险性评6发地震的空间分布进行了归一化、总体叠加和再次归一化。（a）水库诱发地震的归一化频次随库岸距离的分布，分析所用地震的截止震级为ML2.5，图中蓝色虚线为采用指数函数拟合的诱发地震频次随距离的衰减，红色垂直虚线标出了修订后的标准中设定的水库影响区范围扣除掉诱发地震的其他背景地震的归一化频次随库岸距离的分布，分析所用地震的截止震级为ML2.5，绿色虚线为线性拟合结果c）水库诱发地震的归一化频次随库岸距离的分布，分析所用地震的截止震级为ML3.0d）扣除掉诱发地震的其他背景地震的归一化频次随库岸距离的分布，分析所用地震的截止震级为ML3.0。2.调整评价工作分级依据和标准，取消坝高指标、仅使用库容大于等于或坝高达到100m）来确定是否对水库进行诱发地震危险性评价，受当时可公开置的联合阈值的合理性存疑。利用我国发生明显诱发地震的95座水库案例分析结果可见：（1）当库容低于原国标中启动诱发地震危险性评价的乙级工作阈值5×108m3时，仍有较大比例的水库可发生诱发地震（图2a），例如库容7的可发生诱发地震的水库2）当库容低于原国标中启动诱发地震危险性评价的乙级工作阈值5×108m3时，仍有较多案例的最大震级超过可明显引发灾害的型地震并带来风险隐患（图2b）；（3）坝高与库容存在明显相关性，坝高100m和200m的阈值设置并未明显将诱发地震案例包含在内（图2c因此无必水库带有明显诱发地震活动。分析结果显示，在不明显扩大诱发地震危险性评价工作的水库范围、适度调低工作启动的库容阈值，可避免遗漏较高比例的可发生诱发地震的水库、显著提高诱发地震灾害风险防范水平；鉴于坝高与库容存在明显相关性，无必要同时采用坝高进行评价工作启动的阈值，由此还可实现更为简修订内容：取消坝高阈值作为启动水库诱发地震危险性评价工作的指标，仅使用更为简洁的库容阈值。遵循“风险可控、成本优化”的双重原则，适度将库容大于等于1×108m3作为新的评价工作启动阈值，即对全部的大型水库开展诱发预期影响：采用新的评价工作启动阈值后，将评价对象扩大至全部的大型水库，一方面可实现对大部分最大震级Mmax≥4.大降低诱发地震的潜在灾害影响，另一方面这种评价范围扩大的较为有限，能确8（a）不同库容分档下的发生诱发地震的水库比例，图中紫色区域为相应库容分档下的发生诱发地震的水库比例、灰色区域为未发生诱发地震的水库比例，纵坐标进行了归一化处理，横坐标的库容取对数，两条黑色垂虚线标出了原国标GB/T21075－2007性评价甲级、乙级工作的启动阈值，红色垂虚线为修订后的国标的评价工作阈值。图中数字和百分比数字分别为相应的库容分档下发生诱发地震的水库的数量和百分比数值b）库容与诱发地震最大震级的分布，三条垂虚线的定义与图（a）相同c）库容与坝高的相关关系。图中用不同的符号标出了95例发生展甲级（图中标示为A级）和乙级（图中标示为B级）库容大于等于5×109m3的水利水电工程应进行甲级级评价。这一分级是假定了坝高或者库容与诱发地震的最大震级存在线性关系。但由图2（b）和（c）可知，9这种线性关系高度离散（仅可称之为线性趋势），较小的库容或坝高条件下的诱发地震最大震级可能高于较大库容或坝高，因此这种甲乙分级在区分诱发地震风地震活动的水库案例分析显示，坝高或者库容与诱发地震的最大震级不存在明显修订内容：取消原标准中开展诱发地震危险性评价的甲、乙级分级，要求在达到库容超过1×108m3时全部需要开展诱发地震危险性评价，同时建议对低于改预期影响：按照修订方案，一定程度提高了进行原国标甲级工作内容评价的对象范围、增加了评价工作的成本投入。但考虑到诱发地震的高度复杂性（最大震级与坝高和库容不存在明显的线性关系），这种不分级将通过提升评价工作深问题描述：原国标的诱发地震案例极为有限，其际案例小于100例。因此概率性评价时要求震例大于等于28例、总样本大于等于已支持扩展样本要求。（1）根据工作组收集整理的已在学术期刊等出版物公开报道的全球发生诱发地震的水库案例，已包括47个国家的273座水库，其中我国修订内容：修订后，震例要求增加至大于等于60例，总样本要求增加至大5.调整部分诱震因素的状态分级，包括将库容的V3状态分级调改为小于1.0亿立方米，将应力状态缩减为两级并合并拉张和剪切环境，将地震活动背景需要调改。应力状态的状态分级，与新的研究认识不符，逆断层挤压环境的危险性应低于正断层拉张环境和走滑断层剪切环境，而正断层拉张环境和走滑断层剪切环境无法区分状态高低，应予以合并。地震活动背景的状态描述，原标准中采用烈度，但从第四代全国地震区划图开始，我国已使用地震动参数（主要是地震动峰值加速度）作为编图指标，现行的相关国标（GB18306中国地震动参数图、GB17741工程场地地震安全性评价等）也都已采用峰值加速度作为地震动参改为库容小于1.0亿立方米。应力状态的状态分级，与新的研究认识不符（例如），拉张环境和走滑断层剪切环境，而正断层拉张环境和走滑断层剪切环境无法区分GB17741工程场地地震安全性评价等）采用峰值加速度作为地震动参数，应修改为小于1.0亿立方米；调整应力状态分级，合并拉张和剪切环境；将地震活动背开始，我国已使用地震动参数（主要是地震动峰值加速度）作为编图指标。该参数指标与工程建筑抗震设计体系衔接，可作为抗震设计的依据。形成的相关国标已采用峰值加速度作为地震动参数。水库地震危险性评价作为地震危险性分析理论和技术体系的组成部分，也宜采用地震动峰值加速度作为表征地震动强度的物修订依据：第四代全国地震区划图和相关国标已全面转用地震动峰值加速度序号原文修订后内容1本标准由全国地震标准化技术委员会(SAC/TC本标准起草单位：中国地震局地质研究所、中国水利水电科学研究院、防灾科技学院、北京市地震局、中国地震局地壳应力研究所、湖北本标准主要起草人：杨清源、胡毓良、汪雍熙、薄景山、胡平、苏恺之、李安然、陈献本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则本文件代替GB/T21075—2007《水库诱发地震危a)更改了水库影响区的定义（见3.4，2007年b)更改了水库诱发地震危险性评价的适用范围c)更改了图件比例尺的规定（d)更改了水库诱发地震危险性评价图件标示内e)更改了地震活动背景资料收集整理的工作内f)更改了库段划分的工作内容（见7.1，2007h)更改了综合评价中诱发地震危险性的表示方i)更改了水库诱震地震因素状态的描述（见附本文件由全国地震标准化技术委员会（SAC/TC2earthquake）是指由于水库蓄水或水位变化而引发的地震。当前有使用水库诱发地震和水库触发地震(reservoir-triggeredearthquake)的称谓以区别引发地震成因机制上的不同。前者认为水库周围的原始地壳应力不一定处于破坏的临界状态，水库蓄水或水位变化后使原来处于稳定状态的结构面失稳而发生地震；而后者认为水得注意的是，现行国标GB17741—2025《工程场序号原文修订后内容蓄水或水位变化后使原来处于破坏临界状态的结构面失稳而发生地震。本标准只规范对水库蓄水或水位变化后发生地震的危险性进行评价的相关问题，并不涉及引发地震的成因，因此釆用国内外比较一致的做法，将由于水库蓄水或水位变化而引发的地震定义为水库诱发地水库诱发地震危险性评价是水利水电工程安全性评价中的重要部分。国家标准GB17741-2005《工程场地地震安全性评价》没有对水库诱发地震危险性评价的相关内容作出规定，而且工程场地地震安全性评价不能完全涵盖水库诱发地震危险性评价的全部技术内容。水库诱发地震危险性评价是在水库修建之前根据水库影响区的地震地质条件对水库诱发地震的可能性、可能发震库段和最大震级进行评价以及水我国是发生水库诱发地震较多的国家之一，已重的水库诱发地震灾害。我国对水库诱发地震部门进行了多方面的研究，取得一定的进展。因能源、防洪、供水等方面的需求，未来一段时间我国将建设许多高坝大库工程，对水库诱编制本标准有助于规范水库诱发地震危险性评价工作，增强水利水电工程安全管理意识，促统性研究，取得系列重要成果。GB/T21075—支撑。然而，随着西部强震区高拱坝工程密集建的标准将有助于规范水库诱发地震危险性评价工343.4水库影响区reservoirinfl3.4水库影响区reservoirinflue54.1水库诱发地震危险性评价工作按工程规模64.1.4水库影响区的空间范围界定，应以7容大于等于5×109m3或附近有核电站、直接威8b）确定性评价和概率评价水库诱发地震危险94.4小于乙级工程需作水库诱发地震危险性评价的大型水利水电工程，按乙级工作内容进4.1.1其他库容量的水库，宜按照实际情4.5扩建的工程扩建后当坝高或库容规模达到4.1.2当改建、扩建的水库工程的库容规模序号原文修订后内容工作分级新一级规模时，应按扩建后所在级别4.1.3改建、扩建的水库工程，当其坝高5.1当有区域断裂时应在水库影响区范围基础4.3.2当存在区域性断层或断裂带时应在5.2水库影响区的主要断裂分布、产状、性质4.3.2水库影响区的主要断层分布、产状5.4水库诱发地震危险性评价图：标示水库影响区各库段水库诱发地震的震级、烈度或地震4.3.2水库诱发地震危险性评价图应标示6.2复核水库区主要断裂的位置、产状和力学5.2应对水库区主要断层的位置、产状和力学性7.2复核水库区震级大于3.0级地震的震中烈6.5应调查和收集水库区有感地震及其成因，整7.4收集水库影响区和邻区的原地应力测量资6.7水库影响区和邻区的原地应力测量资料，必8.1.1构造位置、断裂的性质、活动时代、方系见附录D。给出水库各库段水库诱发地震的9.2.1应给出水库诱发地震震中10.2.2水库诱发地震烈度衰减关系用附录D的椭圆形衰减模型。当水库诱发地震危险性评价诱发地震烈度大于Ⅵ度时，应评价水库诱发地震对水工建筑物和库区环境可能带来的危害9.2.2应按照附录D规定的椭圆形衰减模型确定9.2.3当峰值加速度大于0.09gn时，应按照GB）；状态2：B2：中等活动区（烈度大于等于Ⅶ度且小于Ⅷ度B2：弱震区（烈度大于等于Ⅵ状态3：B3：弱震（烈度小于等于Ⅶ度）；状态1：B1：强活动区（地震动水平向峰值加速度大于等于0.19gn）；B1：活动区（地震动水平向峰状态2：B2：中等活动区（地震动水平向峰值加速度大于等于0.09gn且小于0.19gn）；B2：弱震区（地震动水平向峰值加速度大于等于0.04gn且小于序号原文修订后内容状态3：B3：弱震（地震动水平向峰值加速度小于等于0.09gn）；B3：无震区（地震动水平向峰值加水库诱发地震烈度与震级的关系以及烈度的衰D.1水库诱发地震震级与震中烈水库诱发地震震级与震中烈度的一般关系见表系表D.1水库诱发地震震级与震中峰值加速度的一收集水库诱发地震的烈度资料，在我国发震水库除参窝在东北地区，其他基本在华中南和西水库诱发地震的烈度衰减关系采用椭圆型A=C1+C2M+C3lg(R+R0)+εD.1）R——震中距，单位为公里（kmR0——近场距离饱和因子，单位为公里釆用天然地震烈度的衰减关系，应符合GB应采用公式（D.1）的椭圆型衰减模型确定水库诱A=C1+C2M+C3lg(R+R0)+εD.1）A——地震动水平向峰值加速度；R——震中距，单位为千米（kmR0——近场距离饱和因子，单位为千米釆用天然地震动峰值加速度的衰减关系，应符合[1]全国地震标准化技术委员会.GB/T18207.1—2000防震减灾术语第1部分：基本术语[S].北[8]夏其发等.水库地震的危险性评价方法[M]//水库地震评价与预测.北京：中国水利水电出版社，三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、社会效益和生态效益起草组在制定该标准过程中，大量检索国内外相关文献，查阅大量书籍，精准把握科学认识提升与工程实践应用的可操作性之间的平衡，经过论证分析研讨，本项国家标准的修订，将使得水库和水工建筑设施的建设更加科学安全、有效降低灾害风险，促进水利、能源等行业更好地服务经济社会的可持续发展，促四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况五、以国际标准为基础的起草情况，以及是否合规引用或者采用国际国外标准，并说明未采用国际标准的原因六、与有关法律、行政法规及相关标准的关系在标准的起草过程中，起草组遵循现有的法律法规，与《国家标准化发展纲要》《中华人民共和国标准化法》《中华人民共和国防震减灾法》以及国家标准原标准GB/T21075-2007《水库诱发地震危险性评价》被现行的两项标准引用，包括推荐性国家标准GB/T31077-201行业标准SL516-2013《水库诱发地震监测技术规范》，分别涉及引用原国标中的水库影响区的定义，以及将水库诱发地震危险性评价的坝高和库容指标用于确影响区的定义和范围、开展水库诱发地震危险性评价的指标条件，因此建议引用程场地地震安全性评价》的区域地震活动性、地质构造等资料，避免重复工作。而GB17741-2025《工程场地地震安全性评价》也可参考本项国家标准对水库特定环境下的地质和地震研究成果，完善对工程场地的评价；（2）评价结果可实现互补。本项国家标准确定的水库诱发地震危险性，可作为GB17741-2025《工程场地地震安全性评价》中的地震危险性的一部分，两者结合能更全面评估水库工程场地的地震危险性，为工程抗震设计提供更准确依据；（3）实际执行中的协同性。在水库工程建设中，本项国家标准与GB17741-2025《工程场地地震安全性评价》相互配合，其中在水利水电工程的选址阶段，可先依据《工程场地地震安全性评价》进行宏观评估、确定合适区域，再用《水库诱发地震危险性评价》对水库影响区进行专项评价，确保水库工程抗震安全。从上述三方面的分析可见，本项国家标准与GB17741-2025《工程场地地震安全性评价》能够保持协调一致。调性分析。（1）在适用范围与阶段互补性上，本项国家标准专门针对水库诱发发电工程地质勘察规范》是水力发电工程地质勘察规范，涵盖工程从规划到施工详图设计的多个阶段。在规划和预可行性研究阶段，后者初步判断水库诱发地震可能性，为前者进一步评价提供基础；在可行性研究及后续阶段，前者的评价结果又为后者确定工程方案、处理相关地质问题提供依据，二者相互配合，贯穿工程建设全过程。（2）在评价内容与方法呼应上，本项国家标准中对水库诱发地震危险性评价的地质调查、地震活动研究等内容和方法，与GB50287-2016《水力发电工程地质勘察规范》中区域地质和