RU2011126886A

RU2011126886A - Способ прогнозирования сейсмического события

Info

Publication number: RU2011126886A
Application number: RU2011126886/28A
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Любушин
Original assignee: Атокс Канада Инкорпорэйтид
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2015-06-27
Also published as: WO2012161606A1; RU2581119C2

Abstract

1. Способ прогнозирования сейсмического события, содержащий:выбор, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, из числа параметров, характеризующих процессы в земной коре, для мониторинга ситуации, по меньшей мере, в одной зоне ожидаемого сейсмического события, принадлежащей исследуемому сейсмоактивному региону;формирование в исследуемом сейсмоактивном регионе, к которому принадлежит, по меньшей мере, эта одна зона ожидаемого сейсмического события, наблюдательной сети из n пунктов измерения, по меньшей мере, этого одного контролируемого параметра, при этом в исследуемом сейсмоактивном регионе пункты измерения контролируемого параметра разнесены относительно друг друга;получение в режиме реального времени от указанных n измерителей данных о результатах измерения, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, при этом измерения контролируемого параметра выполняют непрерывно и одновременно на всех n пунктах измерения наблюдательной сети с постоянным и одинаковым для всех станций шагом дискретизации по времени Δt и регистрируют их в виде электрического сигнала;формирование для исследуемого сейсмоактивного региона регулярной сети из N×M узлов, где N - количество узлов в направлении изменения долготы и М - количество узлов в направлении изменения широты, покрывающей исследуемый сейсмоактивный регион, причем каждому из этих узлов соответствует прилегающая к нему одна зона исследуемого сейсмоопасного региона;обработку данных, полученных от указанных n пунктов измерения, для определения риска появления предстоящего сейсмического события, его местоположения, времени и силы, включающую:выбор в

Claims

1. Способ прогнозирования сейсмического события, содержащий:

выбор, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, из числа параметров, характеризующих процессы в земной коре, для мониторинга ситуации, по меньшей мере, в одной зоне ожидаемого сейсмического события, принадлежащей исследуемому сейсмоактивному региону;

формирование в исследуемом сейсмоактивном регионе, к которому принадлежит, по меньшей мере, эта одна зона ожидаемого сейсмического события, наблюдательной сети из n пунктов измерения, по меньшей мере, этого одного контролируемого параметра, при этом в исследуемом сейсмоактивном регионе пункты измерения контролируемого параметра разнесены относительно друг друга;

получение в режиме реального времени от указанных n измерителей данных о результатах измерения, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, при этом измерения контролируемого параметра выполняют непрерывно и одновременно на всех n пунктах измерения наблюдательной сети с постоянным и одинаковым для всех станций шагом дискретизации по времени Δt и регистрируют их в виде электрического сигнала;

формирование для исследуемого сейсмоактивного региона регулярной сети из N×M узлов, где N - количество узлов в направлении изменения долготы и М - количество узлов в направлении изменения широты, покрывающей исследуемый сейсмоактивный регион, причем каждому из этих узлов соответствует прилегающая к нему одна зона исследуемого сейсмоопасного региона;

обработку данных, полученных от указанных n пунктов измерения, для определения риска появления предстоящего сейсмического события, его местоположения, времени и силы, включающую:

выбор временного окна, состоящего из заданного числа L последовательных временных отсчетов с шагом дискретизации Δt, причем L≥16, при этом для текущего скользящего временного окна время окончания временного окна совпадает с текущим временем τ;

определение для каждого узла (i,j), 1≤i≤N, 1≤j≤М, регулярной сетки из N×M узлов меры согласованности S изменений контролируемых параметров, путем совместного анализа измерений в некотором числе ν (ν≥3) ближайших к узлу (i,j) пунктов измерения среди общего числа n пунктов измерения, покрывающих исследуемый сейсмоактивный регион, и/или определение для каждого узла (i,j), 1≤i≤N, 1≤j≤M, регулярной сетки из N×M узлов мульти-фрактального параметра Δα_ij(τ) ширины носителя спектра сингулярности (далее ШНСС) Δα как среднее от значений Δα в некотором числе ν (ν≥3) ближайших к узлу (i,j) пунктов измерения среди общего числа n пунктов измерения, покрывающих сейсмоактивный регион,

далее, используя значения меры согласованности S в каждом узле (i,j), для каждого временного окна на текущий момент времени τ формируют для исследуемого сейсмоопасного региона пространственно-временную схему распределения меры согласованности S, далее называемую картой синхронизации S_ij(τ),

при этом совокупность зон, прилегающих к узлам (i,j) регулярной сети, для которых мера согласованности S превышает пороговое значение S*S_ij(τ)≥S^*, определяет подобласть исследуемого региона, оцениваемую как область с повышенной сейсмоопасностью в пределах текущего скользящего временного окна, причем пороговое значение определяют на основе статистического анализа значения S для предыдущих сейсмических событий в этом сейсмоактивном регионе,

при этом совокупность зон, прилегающих к узлам (i,j) регулярной сети, для которых ШНСС ниже порогового значения: Δα_ij(τ)≤Δα^* определяет подобласть исследуемого региона, оцениваемую как область с повышенной сейсмоопасностью в пределах текущего скользящего временного окна, причем пороговое значение Δα^* определяют на основе статистического анализа значения Δα^* для предыдущих сейсмических событий в этом сейсмоактивном регионе.

2. Способ по п.1, в котором определяют среднюю меру согласованности для всего сейсмоактивного региона по формуле:

< S (τ) > = \sum_{i, j} S_{i j} (τ) / (N \cdot M)

, и увеличение среднего значения <S(τ)> в пределах текущего скользящего временного окна является индикатором общего увеличения сейсмической опасности в данном сейсмоопасном регионе или в его отдельной подобласти.

3. Способ по п.1, в котором определяют среднюю меру согласованности для всего сейсмоактивного региона по формуле:

< S (τ) > = \sum_{i, j} S_{i j} (τ) / (N \cdot M)

, и уменьшение среднего значения <S(τ)> в пределах текущего скользящего временного окна является индикатором общего снижения сейсмической опасности в данном сейсмоопасном регионе или в его отдельной подобласти.

4. Способ по п.1, в котором определяют среднее значения ШНСС для всего региона по формуле:

< Δ α (τ) > = \sum_{i, j} Δ α_{i j} (τ) / (N \cdot M)

, и уменьшение среднего значения ШНСС <Δα(τ)> на текущий момент времени для текущего скользящего временного окна является индикатором общего увеличения сейсмической опасности в данном сейсмоопасном регионе или в его отдельной подобласти.

5. Способ по п.1, в котором определяют среднее значения ШНСС для всего региона по формуле:

< Δ α (τ) > = \sum_{i, j} Δ α_{i j} (τ) / (N \cdot M)

, и увеличение среднего значения ШНСС <Δα(τ)> на текущий момент времени для текущего скользящего временного окна является индикатором общего снижения сейсмической опасности в данном сейсмоопасном регионе или в его отдельной подобласти.

6. Способ по п.1, в котором под мерой согласованности S изменения контролируемых параметров понимается множественный коэффициент корреляции либо множественный спектр когерентности.

7. Способ по п.1, в котором в качестве контролируемых параметров используют, по крайней мере, один или несколько из следующих параметров: микросейсмические колебания, изменение напряженности магнитного поля Земли, изменение напряженности электромагнитного поля Земли, колебания уровня подземных вод, колебания давления подземных вод, концентрацию одного или нескольких растворенных в подземных водах газов, например, углекислого газа, метана, водорода, радона.

8. Способ по п.7, в котором при обработке данных, полученных от указанных n пунктов измерения, используют измерения одного из указанных контрольных параметров.

9 Способ по п.7, в котором при обработке данных, полученных от указанных n пунктов измерения, используют измерения разных указанных контрольных параметров.

10. Способ по п.1, в котором при обработке данных используют шаг дискретизации Δt, равный 1 секунде.

11. Способ по п.1, в котором при обработке данных используют шаг дискретизации Δt, равный 1 минуте.

12. Способ по п.1, в котором при обработке данных используют временное окно, равное 1 часу.

13. Способ по п.1, в котором при обработке данных используют временное окно, равное 24 часам.

14. Способ по п.1, в котором при обработке данных используют временное окно, равное или кратное 28 суткам.

15. Способ по п.1, в котором при обработке данных используют временное окно, равное или кратное 365 суткам.

16. Способ по любому из пп.10-15, в котором временное окно разделяют на несколько субокон, каждое из которых включает 16-64 шагов дискретизации.

17. Способ по п.1, в котором результаты измерений записывают в виде аналогового или оцифрованного электрического сигнала.

18. Способ по п.1, в котором дополнительно обращаются к базам данных о предшествующих измерениях параметров в сейсмоактивных регионах, характеризующих процессы в земной коре, описывающих изменение этих параметров в период, предшествующий известному сейсмическому событию, в период самого сейсмического события и в период после сейсмического события, и используют эти данные для расчета критических значений сингулярности и меры согласованности S измерений контрольных параметров.

19. Способ по п.14, в котором при обработке предшествующих измерений используют только те данные, периоды измерений которых перекрывают друг друга.