水库诱发地震,是指水库蓄水后,由于库水作用改变了库区原有地震活动的频度和强度而形成的地震。通常,水库诱发地震的震中都紧邻重要水工设施,特别是中强水库诱发地震多发生在库坝附近的深水库区及其周边,并且水库地震的震源浅,震中烈度高,破坏性大,尤其是中强以上的水库诱发地震,不仅会毁坏这些水工设施,而且会引起严重的次生灾害危及下游安全。世界范围内较强水库诱发地震的出现,引起了学术界、工程界和社会公众的广泛关注,并开展了一系列研究工作,取得了不少研究成果,但大都处于定性阶段,尚未有成熟的理论来揭示水库诱发地震机理。丹江口水库是我国已建成的最大水库之一,其续建工程是我国跨世纪宏伟工程—南水北调的源头。水库自1967年下闸蓄水后,库区地震活动加强,并于1973年在宋湾爆发了4.7级地震,震中烈度达7度,这对于大坝和库区人民生命财产的安全无疑是一种威胁。续建工程中,水位提高至170m后是否会诱发更强的地震,是人们普遍关注的问题。鉴于此,本文在国家自然科学基金项目(项目编号50778138)的资助下,以丹江口水库为例,基于流固耦合理论对水库诱发地震机理进行研究,主要包括以下几方面工作：1、根据丹江口水库岩石物理力学性质试验结果,参考德国KTB大陆深钻所得的水平主应力差随埋深的变化规律,根据我国实测水平地应力平均值的差值沿埋深的变化趋势,研究丹江口水库岩石力学参数沿埋深(0-20km)的变化规律。结果表明,岩石力学参数沿埋深是变化的,其中,弹性模量、粘聚强度、内摩擦角沿埋深约10km范围内增加,然后开始减小；泊松比的变化规律则相反。2、针对丹江口库区的地质构造,考虑断裂破碎带和岩石力学参数随埋深变化,建立计算模型,反演分析库区初始地应力场。结果表明：库区地应力的临界深度为1km左右；表层(埋深500m内)水平主压应力在13—23MPa之间,主拉应力在3—12MPa之间；两个水平主应力差沿埋深10km范围内基本呈线性增加,大约10km深处急剧减小,20km以外基本消失,岩体处于静水压力状态。3、基于初始地应力场反演分析所建的模型,增加库边线并施加水体荷载,对库区一、二期蓄水引起的水压应力场、位移场和构造应力场分别进行模拟分析。结果表明：一期蓄水引起的水压应力场和位移场是诱发库岸外围一系列微震的主要因素;经过30年的应力积累和二期蓄水引起水压应力和位移的增加,在库岸外围—厚坡、九重、彭桥、仓房、田川等地会再一次诱发一系列微震；对一期蓄水前、后和二期蓄水后三种情况下的构造应力场进行比较分析,得到的结论是：蓄水后的构造应力场和蓄水前的基本相同,由水体静压力引起的应力变化很小,水体荷载产生的应力直接诱发较大震级的地震是不可能的。4、基于流固耦合理论,对丹江口库区进行自重应力场、构造应力场、水压应力场和渗流场的耦合模拟分析,揭示了水库诱发地震机理：(1)丹江口库区构造正应力使库区表层断裂、裂隙岩体处于受拉临界破坏状态和9km埋深附近破碎带岩体处于受压临界破坏状态；(2)一、二期蓄水引起的正应力使库区外围2—12km范围受拉,加速该区断裂、裂隙受拉破坏,使库底9km埋深附近的岩体受拉,并与构造应力一起加速该区岩体的破坏；(3)水位的提高使库底岩体的孔压增加,最大孔压埋深下移。孔压越大,岩体的有效应力越小,抗剪强度越低；(4)水位的提高使耦合作用增加,从而使库岸外围5—12km埋深范围的岩体稳定性降低。预测了二期蓄水后三年内在宋湾—关防滩—旧淅川、上寺—黑桃园、林茂山—丹江口—青山港和紫山凹—旧均县等地会有一系列中等强度的地震发生,震源深度在5—11km埋深范围内。最后,在总结全文的基础上,提出本课题尚待解决的问题以及今后工作的一些建议。