RU2316027C1 - Способ определения изменений напряженно-деформированного состояния земной коры - Google Patents
Способ определения изменений напряженно-деформированного состояния земной коры Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316027C1 RU2316027C1 RU2006111939/28A RU2006111939A RU2316027C1 RU 2316027 C1 RU2316027 C1 RU 2316027C1 RU 2006111939/28 A RU2006111939/28 A RU 2006111939/28A RU 2006111939 A RU2006111939 A RU 2006111939A RU 2316027 C1 RU2316027 C1 RU 2316027C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- changes
- response
- harmonics
- observations
- earth
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Способ определения изменений напряженно-деформированного состояния (НДС) земной коры относится к области исследования геодеформационных процессов гидрогеодинамическими методами и может быть использовано в сейсмопрогностических наблюдениях. Сущность изобретения состоит в том, что для использования более высокой тензочувствительности проницаемости горных пород по сравнению с их объемными деформациями предлагается сопоставлять временные ряды синхронных почасовых измерений атмосферных давлений и уровней воды в скважинах на контролируемой территории и по изменениям функций отклика уровней воды на баровариации оценивать изменчивость НДС земной коры. Для этого предлагаются следующие шаги: 1) гармонический анализ в скользящем временном окне шириной в 1 месяц и шагом в 1 сутки временных рядов почасовых синхронных наблюдений атмосферного давления и уровня воды в каждой скважине; 2) выделение устойчивых гармоник в наблюдениях атмосферного давления; 3) выделение когерентных им гармоник в наблюдениях уровней воды в каждой скважине; 4) определение относительных амплитуд отклика (ОАО) и времен запаздывания отклика (ВЗО) из сопоставления амплитуд и фаз найденных когерентных гармоник и составление их временных рядов с суточной дискретизацией для каждой скважины; 5) выделение в полученных временных рядах полумесячных и месячных приливных гармоник; 6) сопоставление их с теоретическими полумесячными и месячными приливными волнами в деформациях Mf и Мm (для определения тензочувствительности ОАО и ВЗО); 7) определение по текущим значениям ОАО и ВЗО изменений НДС земной коры. Техническим результатом является то, что способ позволит использовать высокую чувствительность проницаемости горных пород к деформациям для индикации последних и тем самым существенно повысить информативность пьезометрических наблюдений для оценки сейсмической опасности.
Description
Изобретение относится к области исследования геодеформационных процессов гидрогеодинамическими методами и может быть использовано в сейсмопрогностических наблюдениях.
Гидрогеодинамические наблюдения, включающие измерение дебита самоизливающихся скважин и регистрацию уровня воды в скважинах с отрицательным уровнем, как известно, относятся к наиболее доступным средствам деформационного мониторинга земной коры, направленного, как правило, на сейсмопрогноз. Наиболее информативным и чувствительным из них, как показывает практика, является наблюдение дебита самоизливающихся скважин, поскольку при деформациях трещиноватых пород относительные изменения их проницаемости, определяемой степенью раскрытия путей миграции флюидов - трещин, существенно больше, чем изменения порового объема за счет деформации матрицы. Вследствие этого эффект от изменения гидродинамического сопротивления в системе коллектор - скважина оказывается намного сильнее, чем от объемных деформаций самого коллектора. Однако аппаратурно-методическое обеспечение работ по измерению дебита существенно отстает от такового в области наблюдений уровней в скважинах. В связи с этим представляет интерес возможность оценки изменений проницаемости пород с использованием данных наблюдений уровней воды в скважинах, на которой и основано предлагаемое изобретение.
Наиболее близким к заявляемому является способ, в котором совместно анализируются временные ряды синхронных наблюдений естественных баровариаций и изменений уровней воды в пьезометрических скважинах и по изменениям функций отклика уровней воды на баровариации оценивают изменчивость состояния верхних слоев земной коры, в том числе и его НДС [Любушин А.А. (мл.), Малугин В.А. Физика Земли. 1993. №12. С. 74-80].
Недостатком этого способа является малая точность оценки наиболее чувствительных к изменениям НДС параметров системы коллектор - скважина, к которым согласно теоретическим оценкам относятся относительная амплитуда отклика (ОАО) уровней воды в скважинах на баровариации и время запаздывания отклика (ВЗО) от самих баровоздействий.
Эти оценки указывают также на зависимость передаточной функции атмосферное давление - уровень воды в скважине от условия заложения скважины (ее глубины, удаленности от разрывных нарушений, степени трещиноватости пород между коллектором и скважиной и т.д.). Это нашло практическое подтверждение и при введении нами барометрических поправок в наблюдаемые уровни: коэффициент пропорциональности в используемом для этого уравнении (в нашем случае этот коэффициент соответствует ОАО) меняется в очень широких пределах в зависимости от места заложения скважины. Так, для скважины Серебряковка в Северном Дагестане он составляет 0,18, для скважины Каспийск-115 - 0,71, а для скважины Айды в Южном Дагестане, находящейся в разломной зоне, принимает отрицательные значения. Отсюда мы делаем вывод, что ОАО и связанное с ней ВЗО, должны быть так же чувствительны к изменениям НДС, в том числе и к тем, которые связаны с подготовкой землетрясений.
В предлагаемом способе для определения ОАО и ВЗО проводится гармонический анализ в скользящем временном окне (например, шириной в 1 месяц и шагом в 1 сутки) временных рядов синхронных наблюдений (например, почасовых) атмосферного давления и уровня воды в скважине. Затем выбираются устойчивые гармоники в наблюдениях атмосферного давления (например, суточные) и когерентные им гармоники в наблюдениях уровней воды в скважинах. Из сопоставления амплитуд и фаз найденных когерентных гармоник определяются ОАО, как отношение амплитуды выбранной гармоники в наблюдениях уровня воды к ее амплитуде в наблюдениях атмосферного давления, и ВЗО, как сдвиг фаз между ними. Далее составляются временные ряды ОАО и ВЗО с дискретизацией, равной шагу скользящего окна (например, 1 суткам). Полученные временные ряды подвергаются повторному гармоническому анализу для выделения в них долгопериодических приливных гармоник (например, полумесячных и месячных). Сопоставляя эти гармоники с теоретическими приливными волнами в деформациях с теми же периодами (например, полумесячными Mf и месячными Мm) определяются тензочувствительности ОАО и ВЗО, с использованием которых наблюденные изменения последних выражаются в единицах деформаций, т.е. определяются изменения НДС земной коры.
Предлагаемый способ определения изменений НДС земной коры будет практически реализован на сейсмоактивной территории Дагестана с использованием 6-ти летних синхронных наблюдений атмосферного давления и пьезометрических уровней в скважинах, заложенных в пунктах с различными структурно-геологическими особенностями: "Каспийск-115" (глубина 170 м), "Айды" (глубина 250 м) и "Серебряковка" (глубина 140 м). Для этого предпринимаются следующие конкретные шаги: 1) гармонический анализ в скользящем временном окне длиной в 1 месяц и шагом в 1 сутки временных рядов почасовых синхронных наблюдений атмосферного давления и уровня воды в каждой скважине; 2) выделение устойчивых гармоник в наблюдениях атмосферного давления; 3) выделение когерентных им гармоник в наблюдениях уровней воды в каждой скважине; 4) определение ОАО и ВЗО из сопоставления амплитуд и фаз найденных когерентных гармоник и составление их временных рядов с суточной дискретизацией для каждой скважины; 5) выделение в полученных временных рядах полумесячных и месячных приливных гармоник; 6) сопоставление их с теоретическими полумесячными и месячными приливными волнами в деформациях Mf и Mm для определения тензочувствительности ОАО и ВЗО; 7) определение по текущим значениям ОАО и ВЗО изменений НДС земной коры.
Предлагаемый способ позволит использовать высокую чувствительность проницаемости горных пород к деформациям для индикации последних и тем самым существенно повысить информативность пьезометрических наблюдений для оценки сейсмической опасности. Возможность накопления полезного сигнала при определении интегральной тензочувствительности наблюдаемого участка земной коры по периодическим гармоникам Mf и Мm, амплитуды и фазы которых определяются независимо, обеспечит достаточно высокую точность таких оценок.
Claims (1)
- Способ определения изменений напряженно-деформированного состояния (НДС) земной коры, включающий сопоставление временных рядов синхронных наблюдений естественных баровариаций и изменений уровней воды в пьезометрических скважинах и оценку изменчивости НДС земной коры по изменениям отклика уровней воды на баровариаций, отличающийся тем, что проводят гармонический анализ в скользящем временном окне (например, шириной в 1 месяц и шагом в 1 сутки) временных рядов синхронных наблюдений (например, почасовых) атмосферного давления и уровня воды в скважине, выбирают устойчивые гармоники в наблюдениях атмосферного давления (например, суточные) и когерентные им гармоники в наблюдениях уровней воды в скважинах, из сопоставления амплитуд и фаз найденных когерентных гармоник определяют относительные амплитуды отклика (ОАО) уровней воды в скважинах на баровариаций (отношение амплитуды выбранной гармоники в наблюдениях уровня воды к ее амплитуде в наблюдениях атмосферного давления) и время запаздывания отклика (ВЗО) от самих баровоздействий (сдвиг фаз между гармониками), составляют временные ряды ОАО и ВЗО с дискретизацией, равной шагу скользящего окна (например, 1 суткам), полученные временные ряды подвергают повторному гармоническому анализу и выделяют в них долгопериодические приливные гармоники (например, полумесячные и месячные), сопоставляя их с теоретическими приливными волнами в деформациях с теми же периодами (например, полумесячными Mf и месячными Mm), определяют тензочувствительности ОАО и ВЗО, а по наблюденным изменениям последних определяют изменения НДС земной коры.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006111939/28A RU2316027C1 (ru) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Способ определения изменений напряженно-деформированного состояния земной коры |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006111939/28A RU2316027C1 (ru) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Способ определения изменений напряженно-деформированного состояния земной коры |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006111939A RU2006111939A (ru) | 2007-10-20 |
RU2316027C1 true RU2316027C1 (ru) | 2008-01-27 |
Family
ID=38925097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006111939/28A RU2316027C1 (ru) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Способ определения изменений напряженно-деформированного состояния земной коры |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2316027C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2520167C1 (ru) * | 2012-11-07 | 2014-06-20 | Виктор Иванович Шабуневич | Способ обнаружения возможности наступления катастрофических явлений |
-
2006
- 2006-04-10 RU RU2006111939/28A patent/RU2316027C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КОПЫЛОВА Г.Н., ЛЮБУШИН А.А. (мл.), МАЛУГИН В.А. и др. Вулканология и сейсмология. 2000. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2520167C1 (ru) * | 2012-11-07 | 2014-06-20 | Виктор Иванович Шабуневич | Способ обнаружения возможности наступления катастрофических явлений |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006111939A (ru) | 2007-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Supper et al. | Geoelectrical monitoring of frozen ground and permafrost in alpine areas: field studies and considerations towards an improved measuring technology | |
Alamry et al. | Spatial and temporal monitoring of soil moisture using surface electrical resistivity tomography in Mediterranean soils | |
Corcoran et al. | A review of techniques for the estimation of magnitude and timing of exhumation in offshore basins | |
Kobor et al. | Systematic variation of bedrock channel gradients in the central Oregon Coast Range: implications for rock uplift and shallow landsliding | |
Musgrave et al. | Revealing the temporal dynamics of subsurface temperature in a wetland using time-lapse geophysics | |
Schmandt et al. | Seismic array constraints on reach-scale bedload transport | |
Whiteley et al. | Landslide monitoring using seismic refraction tomography–The importance of incorporating topographic variations | |
Yamakawa et al. | Combined geophysical methods for detecting soil thickness distribution on a weathered granitic hillslope | |
Jomard et al. | Identification of the gravitational boundary in weathered gneiss by geophysical survey: La Clapière landslide (France) | |
Bertello et al. | Dynamics of an active earthflow inferred from surface wave monitoring | |
Kikuchi et al. | Spatially telescoping measurements for improved characterization of ground water–surface water interactions | |
US6622093B1 (en) | Method and system for predicting rapid motion in earth's crust on basis of electromagnetic field observation | |
RU2316027C1 (ru) | Способ определения изменений напряженно-деформированного состояния земной коры | |
Dow et al. | Subsurface hydrology of an overdeepened cirque glacier | |
Brückl et al. | Seismic monitoring of deep-seated mass movements | |
Bendjoudi et al. | Determination of upward/downward groundwater fluxes using transient variations of soil profile temperature: test of the method with Voyons (Aube, France) experimental data | |
Li et al. | Bedrock channel form in the Madong Shan (NE Tibet): Implications for the strain transfer along the strike-slip Haiyuan Fault | |
Ugalde et al. | Temporal variations of seismic velocity at Paradox Valley, Colorado, using passive image interferometry | |
Bardsley et al. | An expression for land surface water storage monitoring using a two-formation geological weighing lysimeter | |
Mrlina et al. | Non-seismological indications of recent tectonic activity in the West Bohemia earthquake swarm region | |
Merritt | 4D geophysical monitoring of hydrogeological precursors to landslide activation | |
Jongmans et al. | Geophysical monitoring of landslides: State-of-the art and recent advances | |
Fujii et al. | Development of a monitoring system for the JOGMEC/NRCan/Aurora Mallik gas hydrate production test program | |
RU2678535C1 (ru) | Способ мониторинга состояния диафрагмы из буросекущихся глиноцементобетонных свай в грунтовой плотине методом электротомографии | |
Arabelos et al. | The use of an outlier detecting method in time series of continuous daily measurements of underground water level and temperature in earthquake prediction investigation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080411 |