RU2436124C2 - Method of estimating change in stress condition of geological environment - Google Patents

Method of estimating change in stress condition of geological environment Download PDF

Info

Publication number
RU2436124C2
RU2436124C2 RU2009124808/28A RU2009124808A RU2436124C2 RU 2436124 C2 RU2436124 C2 RU 2436124C2 RU 2009124808/28 A RU2009124808/28 A RU 2009124808/28A RU 2009124808 A RU2009124808 A RU 2009124808A RU 2436124 C2 RU2436124 C2 RU 2436124C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seismic
geological environment
energy
earthquake
stress state
Prior art date
Application number
RU2009124808/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009124808A (en
Inventor
Станислав Васильевич Васильев (RU)
Станислав Васильевич Васильев
Леонид Николаевич Солодилов (RU)
Леонид Николаевич Солодилов
Владимир Евгеньевич Коробов (RU)
Владимир Евгеньевич Коробов
Original Assignee
Станислав Васильевич Васильев
Леонид Николаевич Солодилов
Владимир Евгеньевич Коробов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Станислав Васильевич Васильев, Леонид Николаевич Солодилов, Владимир Евгеньевич Коробов filed Critical Станислав Васильевич Васильев
Priority to RU2009124808/28A priority Critical patent/RU2436124C2/en
Publication of RU2009124808A publication Critical patent/RU2009124808A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2436124C2 publication Critical patent/RU2436124C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: distant earthquakes are used as a seismic wave source and three-component seismic recorders placed on the measuring site are used as receivers. The time of the first arrival of a longitudinal wave is recorded at component z of each seismic record from one earthquake. The time interval for seismic recording is selected, for example 4 seconds. Mode-converted energy is calculated on x and y components. Energy is accumulated for each of the seismic records from a given earthquake. Mode-converted energy from the next earthquakes continues to be summed up until stable amplitude-spatial non-uniformities appear in the mode-converted energy distribution. Said non-uniformities reflect the structure of the area under the measurement site and determine a quasi-stable level of background stress. Further, monitoring observations are conducted, as a result of which a series of similar structures are obtained in the mode-converted energy distribution. Change in the stress condition of the geological environment is determined from the value of deviation from the level of background stress. Relative danger of change in the stress condition of the geological environment under the measurement site is determined from the value of the amplitude of stable fluctuation of distribution of mode-converted waves - target useful signal. The target useful signal is a colour gamma.
EFFECT: high reliability and rapidness of estimating change in stress condition of the geological environment.
2 cl, 8 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к геофизике и сейсмологии и предназначено для исследования геологической среды и прогноза землетрясений.The invention relates to geophysics and seismology and is intended to study the geological environment and earthquake prediction.

Описание изобретенияDescription of the invention

Уровень техникиState of the art

Известен способ оценки изменения напряженного состояния геологической среды, основанный на бурении группы скважин, периодическом определении в них изменений уровня воды (Копылова Г.Н. Сейсмичность как фактор формирования режима подземных вод. Вестник КРАНЦ. Серия Науки о Земле, 2006, №1, выпуск №7, с.51-66.) [1]. Изменения уровня воды происходят в результате изменений напряженного состояния, действующих на водоносный пласт в грунте - геологической среде. С целью выяснения механизма воздействий водоносный пласт в данном случае можно образно представить колбой, имеющей большую суммарную площадь. Такое представление водоносного пласта позволяет объяснить как в способе-аналоге большая суммарная площадь водоносного пласта обеспечивает регистрацию даже малых изменений напряжений грунта. В настоящее время способ-аналог является наиболее продвинутым в решении проблемы прогноза землетрясений. Основные недостатки способа-аналога:A known method of assessing changes in the stress state of the geological environment, based on drilling a group of wells, periodically determining changes in water level in them (Kopylova G.N. Seismicity as a factor in the formation of groundwater regime. Vestnik KRANTS. Earth Sciences Series, 2006, No. 1, issue No. 7, p. 51-66.) [1]. Changes in water level occur as a result of changes in stress state acting on an aquifer in the ground - the geological environment. In order to elucidate the mechanism of action, an aquifer in this case can be figuratively imagined as a bulb with a large total area. This representation of the aquifer allows us to explain how, in the analogue method, the large total area of the aquifer ensures the registration of even small changes in soil stresses. Currently, the analogue method is the most advanced in solving the problem of earthquake prediction. The main disadvantages of the analogue method:

- необходимость бурения водяных скважин;- the need for drilling water wells;

- невозможность использовать способ оперативно в местах, где нет скважин.- the inability to use the method promptly in places where there are no wells.

По технической сущности ближайшим аналогом-прототипом настоящему изобретению является способ оценки изменения напряженного состояния геологической среды, основанный на регистрации на измерительном полигоне сейсмических записей сетью сейсмических регистраторов от источника сейсмических волн и на их последующей обработке («Методы прогноза землетрясений. Их применение в Японии». Сб. статей под ред. Н.В.Шебалина. М.: Недра, 1984 г., с.102-104) [2].In technical essence, the closest analogue to the prototype of the present invention is a method for assessing changes in the stress state of the geological environment, based on recording seismic records from a source of seismic waves at a measuring ground and using their subsequent processing ("Earthquake prediction methods. Their use in Japan". Collection of articles under the editorship of N.V. Shebalin. M: Nedra, 1984, p.102-104) [2].

В известном способе-прототипе для возбуждения сейсмических волн используют периодически повторяющиеся искусственные взрывы. На измерительном полигоне регистраторы и взрывы размещают таким образом, чтобы сейсмические волны проходили через зону предполагаемого изменения напряженного состояния геологической среды, например через зону подготовки землетрясения. Способ основан на экспериментальной зависимости скорости распространения упругих (сейсмических) волн от давления, приложенного к образцу (массиву). В известном способе-прототипе обработка сейсмической записи сводится к определению времен вступления целевых волн: продольных или/и поперечных, и последующему определению их скоростей. Способ-прототип позволяет устранить главные недостатки способа-аналога: не бурить водяные скважины и, благодаря этому, повысить оперативность использования. Но и способ-прототип не свободен от недостатков. К главным недостаткам известного способа-прототипа относятся:In the known prototype method for the excitation of seismic waves using periodically repeated artificial explosions. At the measuring ground, registrars and explosions are placed in such a way that seismic waves pass through the zone of the expected change in the stress state of the geological environment, for example, through the earthquake preparation zone. The method is based on the experimental dependence of the propagation velocity of elastic (seismic) waves on the pressure applied to the sample (array). In the known prototype method, the processing of seismic recording is reduced to determining the arrival times of the target waves: longitudinal or / and transverse, and the subsequent determination of their velocities. The prototype method allows to eliminate the main disadvantages of the analogue method: not to drill water wells and, due to this, to increase the efficiency of use. But the prototype method is not free from disadvantages. The main disadvantages of the known prototype method include:

- необходимость проведения взрывов, что крайне затруднено в густонаселенных районах, и- the need for explosions, which is extremely difficult in densely populated areas, and

- трудность обеспечения идентичности повторных взрывов.- the difficulty of ensuring the identity of repeated explosions.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Сопоставительный анализ признаков заявленного и известных решений свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed and known solutions indicates its compliance with the criterion of "novelty."

Задача, решаемая заявляемым способом, состоит в оценке изменений напряженного состояния геологической среды по регистрации сейсмических записей сетью сейсмических регистраторов от источника сейсмических волн и на их последующей обработке, получении целевого сигнала, динамика изменения которого связана с динамикой изменения поля механических напряжений геологической среды в очаге.The problem solved by the claimed method is to assess changes in the stress state of the geological environment by recording seismic records by a network of seismic registrars from a source of seismic waves and processing them, obtaining a target signal whose dynamics is related to the dynamics of changes in the field of mechanical stresses of the geological environment in the source.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе оценки изменения напряженного состояния геологической среды, основанном на регистрации сейсмических записей сетью сейсмических регистраторов от источника сейсмических волн и на их последующей обработке для надежного обнаружения опасных состояний геологической среды, используют сеть в виде размещаемых на измерительном полигоне трехкомпонентных сейсмических регистраторов, а в качестве источника используют далекие землетрясения (с расстояний более 2°), при этом на компоненте z каждой сейсмической записи от одного землетрясения регистрируют время первого вступления продольной волны, далее выбирают временной интервал сейсмической записи, например 4 сек, производят расчет энергии обменных волн по х- и y-компонентам и осуществляют ее накопление для всех зарегистрированных сейсмических записей от этого землетрясения и затем продолжают суммирование энергии обменных волн от последующих землетрясений до появления устойчивых амплитудно-пространственных неоднородностей в распределении энергии обменных волн, которые по определению являются элементами структуры сейсмического поля, отражающими информацию о строении участка под измерительным полигоном, что принимают за квазиустойчивый уровень фонового напряжения и далее с заданной периодичностью осуществляют мониторинговые наблюдения, в результате которых получают подобные структуры в распределении энергии обменных волн. По наличию отклонения от уровня фоновых напряжений судят об изменении напряженного состояния геологической среды, а по величине амплитуды устойчивой флуктуации распределения энергии обменных волн - целевом полезном сигнале в свою очередь судят об относительной опасности изменения напряженного состояния геологической среды под измерительным полигоном, при этом целевой полезный сигнал фиксируется в виде разреза в координатах (х, t), где х - расстояние между регистраторами на поверхности полигона, а t - время сейсмической записи, причем на разрезе целевой полезный сигнал представлен в цветовой гамме, отражающей относительную опасность возникновения будущего землетрясения и по площади полигона в координатах (х, y), определяя при этом с учетом мониторинговых наблюдений изменение структуры полезного сигнала в трех пространственных координатах и во времени. При этом для обеспечения необходимой надежности полученной информации об опасной тенденции в изменении напряженного состояния геологической среды относительно устойчивую амплитудно-пространственную неоднородность определяют не менее чем по 5 далеким землетрясениям.The solution to this problem is provided by the fact that in the method for assessing changes in the stress state of the geological environment, based on the registration of seismic records by a network of seismic registrars from a source of seismic waves and their subsequent processing to reliably detect dangerous conditions of the geological environment, use the network in the form of three-component placed on the measuring ground seismic recorders, and as a source using distant earthquakes (from distances greater than 2 °), while on the those z of each seismic record from one earthquake record the time of the first arrival of the longitudinal wave, then select the time interval of the seismic record, for example 4 seconds, calculate the energy of the converted waves from the x- and y-components and carry out its accumulation for all registered seismic records from this earthquake and then continue the summation of the energy of the converted waves from subsequent earthquakes to the appearance of stable amplitude-spatial inhomogeneities in the distribution of energy of the converted waves, which matured by definition are the elements of the seismic field structure reflecting the information about the structure of the measuring portion by a polygon that is taken as a background voltage level quasistable and further with a predetermined periodicity monitoring is carried out observation, which yield a similar structure in the distribution of energy converted waves. By the presence of deviations from the level of background stresses, the change in the stress state of the geological environment is judged, and by the magnitude of the amplitude of the stable fluctuation of the distribution of energy of the converted waves - the target useful signal, in turn, the relative danger of changes in the stress state of the geological environment under the measuring range is judged, while the target useful signal fixed in the form of a section in coordinates (x, t), where x is the distance between the registrars on the surface of the landfill, and t is the time of seismic recording, and In the context, the target useful signal is presented in a color scheme that reflects the relative risk of a future earthquake and by the area of the polygon in coordinates (x, y), determining, taking into account monitoring observations, the change in the structure of the useful signal in three spatial coordinates and in time. At the same time, in order to ensure the necessary reliability of the received information about a dangerous trend in the change in the stress state of the geological environment, a relatively stable amplitude-spatial heterogeneity is determined by at least 5 distant earthquakes.

Технический результат - получение целевого полезного сигнала в виде разреза в координатах (x,t), где х - расстояние между сеймоприемниками на измерительном полигоне, а t- время сейсмической записи, и по площади в координатах (х,y). На разрезе (x,t) и по площади (х,y) целевой полезный сигнал выражен в цветовой гамме, отражающей наглядно опасность возникновения будущего землетрясения.EFFECT: obtaining the target useful signal in the form of a section in coordinates (x, t), where x is the distance between the geophones at the measuring range, and t is the time of seismic recording, and over the area in coordinates (x, y). In the section (x, t) and in area (x, y), the target useful signal is expressed in a color scheme that visually reflects the danger of a future earthquake.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

Фиг.1 - сейсмическая запись (сейсмограмма);Figure 1 - seismic recording (seismogram);

Фиг.2 - суммирование (накопление) порции данных, геологический разрез вдоль выбранного профиля;Figure 2 - summation (accumulation) of a piece of data, a geological section along the selected profile;

Фиг.3 - прогноз сейсмической активности в виде глубинного разреза вдоль выбранного профиля;Figure 3 - forecast seismic activity in the form of a deep section along the selected profile;

Фиг.4 - прогноз сейсмической активности в виде карты измерительного полигона;4 is a forecast of seismic activity in the form of a map of the measuring range;

Фиг.5 - изменение сейсмической активности для землетрясения с М=3,5;Figure 5 - change in seismic activity for an earthquake with M = 3.5;

Фиг.6 - пример обработки мониторинговых наблюдений в четырехмерном формате;6 is an example of processing monitoring observations in a four-dimensional format;

Фиг.7 - изменение сейсмической активности для землетрясения с М-5,6.7 is a change in seismic activity for an earthquake with M-5.6.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Вновь введенные операции, образующие совокупность существенных признаков, обеспечивают достижение таких качественных свойств, как:The newly introduced operations, forming a set of essential features, ensure the achievement of such quality properties as:

- возможность на базе существующего комплекса технических средств непрерывных сейсмологических наблюдений на земной поверхности;- the possibility on the basis of the existing complex of technical means of continuous seismological observations on the earth's surface;

- высокую оперативность получения и обработки информации за изменением напряженного состояния геологической среды под измерительным полигоном;- high efficiency of obtaining and processing information for changes in the stress state of the geological environment under the measuring range;

- высокую достоверность, поскольку целевой полезный сигнал - величина отклонения от уровня фонового напряжения непосредственно связана с изменением напряжений в геологической среде под измерительным полигоном;- high reliability, since the target useful signal is the deviation from the background voltage level is directly related to the change in stresses in the geological environment under the measuring range;

- обеспечение необходимой надежности полученной информации об опасной тенденции в изменении напряженного состояния геологической среды под измерительным полигоном, поскольку относительно устойчивую амплитудно-пространственную неоднородность определяют не менее чем по 5 далеким землетрясениям.- ensuring the necessary reliability of the information obtained about a dangerous trend in the change in the stress state of the geological environment under the measuring range, since a relatively stable amplitude-spatial heterogeneity is determined by at least 5 distant earthquakes.

Сущность изобретения заключается в следующем. Вокруг крупных городских агломераций или важных промышленных объектов, например ГЭС, АЭС или химический завод с вредным производством, создают измерительный полигон размерами, предпочтительнее 60×60 км2. На измерительном полигоне размещают 10-14 регистраторов с трехкомпонентными сейсмоприемниками и проводят непрерывные сейсмические записи. На сейсмических записях для последующей обработки выделяют обменные волны (фиг.1) от далеких землетрясений (с расстояний более 2°).The invention consists in the following. Around the large urban agglomerations or important industrial facilities, such as hydroelectric power stations, nuclear power plants or a chemical plant with harmful production, create a measuring ground with dimensions, preferably 60 × 60 km 2 . At the measuring ground, 10-14 recorders with three-component geophones are placed and continuous seismic recordings are carried out. On the seismic records for subsequent processing, exchange waves (Fig. 1) from distant earthquakes (from distances greater than 2 °) are isolated.

Поскольку сейсмические сигналы от далеких землетрясений приходят на измерительный полигон практически вертикально снизу, то можно считать, что все обменные волны, зарегистрированные в плоскости X,Y возникают непосредственно под сейсмоприемником и, следовательно, несут информацию о состоянии геологической среды под измерительным полигоном. В начале обработки на компоненте z каждой сейсмической записи от одного землетрясения регистрируют время первого вступления продольной волны (фиг.1). Далее выбирают временной интервал сейсмической записи, например 4 сек, производят расчет энергии обменных волн по х- и y-компонентам и осуществляют ее суммирование (накопление) по каждой зарегистрированной сейсмической записи от этого землетрясения.Since seismic signals from distant earthquakes arrive at the measuring ground almost vertically from below, it can be assumed that all the exchange waves recorded in the X, Y plane arise directly below the seismic receiver and, therefore, carry information about the state of the geological environment under the measuring ground. At the beginning of processing on the component z of each seismic record from one earthquake, the time of the first arrival of the longitudinal wave is recorded (Fig. 1). Next, select the time interval of the seismic record, for example 4 seconds, calculate the energy of the converted waves from the x- and y-components and carry out its summation (accumulation) for each registered seismic record from this earthquake.

На фиг.2 показан результат суммирования энергии обменных волн от группы (порции) землетрясений, где суммарно представлены статическая (геологический разрез) и динамическая (воздействие напряженного состояния) части.Figure 2 shows the result of summing the energy of the converted waves from a group (portion) of earthquakes, where the static (geological section) and dynamic (stress state) parts are summarized.

Затем продолжают суммирование энергии обменных волн от последующих землетрясений до появления устойчивых амплитудно-пространственных неоднородностей в распределении энергии обменных волн, которые по определению являются элементами структуры сейсмического поля, отражающими информацию о геологическом строении (геологический разрез) участка под измерительным полигоном, и что служит определением квазиустойчивого уровня фонового напряжения.Then, the summation of the energy of the converted waves from subsequent earthquakes to the emergence of stable amplitude-spatial inhomogeneities in the distribution of the energy of the converted waves, which by definition are elements of the structure of the seismic field, reflecting information about the geological structure (geological section) of the area under the measuring range, and which serves as the definition of quasi-stable background voltage level.

И, далее, в результате мониторинговых наблюдений получают временной ряд подобных структур в распределении энергии обменных волн. По величине отклонения полученных структур от уровня фоновых значений судят об изменении напряженного состояния геологической среды для моментов времени получения каждой структуры в распределении энергии обменных волн. По величине относительно устойчивой флуктуации распределения энергии обменных волн - целевом полезном сигнале - в свою очередь судят об относительной опасности изменения напряженного состояния геологической среды под измерительным полигоном.And, further, as a result of monitoring observations, a time series of similar structures is obtained in the distribution of energy of the converted waves. By the magnitude of the deviation of the obtained structures from the level of background values, a change in the stress state of the geological environment is judged for the times of receipt of each structure in the energy distribution of the converted waves. By the magnitude of the relatively stable fluctuation of the distribution of energy of the converted waves - the target useful signal - in turn, they judge the relative danger of changes in the stress state of the geological environment under the measuring range.

Целевой полезный сигнал представлен в виде разреза (фиг.3) в координатах (x,t), где х - расстояние между сейсмоприемниками на измерительном полигоне, a t - время сейсмической записи, и по площади (фиг.4) в координатах (х,y), причем на разрезе (фиг.3) и по площади (фиг.4) целевой полезный сигнал выражен в цветовой гамме, отражающей наглядно опасность возникновения будущего землетрясения.The target useful signal is presented in the form of a section (Fig. 3) in coordinates (x, t), where x is the distance between the geophones at the measuring ground, at is the time of seismic recording, and over the area (Fig. 4) in coordinates (x, y ), moreover, in the context (Fig. 3) and in area (Fig. 4), the target useful signal is expressed in a color scheme that visually reflects the risk of a future earthquake.

В результате непрерывных мониторинговых наблюдений на территории измерительного полигона определяют изменение напряженного состояния - «образ напряженного состояния» упруго-хрупкого слоя литосферы до глубины 30-80 км. Именно в интервале глубин до 80 км концентрируется до 90% гипоцентров землетрясений и выделенной энергии.As a result of continuous monitoring observations on the territory of the measuring range, the change in the stress state is determined - the "image of the stress state" of the elastic-brittle layer of the lithosphere to a depth of 30-80 km. It is in the depth range of up to 80 km that up to 90% of the hypocenters of earthquakes and released energy are concentrated.

Изменения напряженного состояния рассмотрим на примере землетрясения вблизи измерительного полигона на территории Кавказских Минеральных Вод 21 февраля 1996 года с магнитудой М=3.5 (фиг.5).We consider the changes in the stress state as an example of an earthquake near a measuring range on the territory of the Caucasian Mineral Waters on February 21, 1996 with a magnitude of M = 3.5 (Fig. 5).

Здесь в качестве примера приведены 6 состояний геологической среды на территории измерительного полигона в разные моменты: за 3,5 месяца (фиг.5,а), за 1,5 месяца (фиг.5,б), за 13 дней (фиг.5,в), за 5 дней (фиг.5,г) до землетрясения, в момент землетрясения (фиг.5,д) и 2,5 месяца после землетрясения (фиг.5,е).Here, as an example, 6 states of the geological environment in the territory of the measuring range are given at different times: for 3.5 months (Fig. 5, a), for 1.5 months (Fig. 5, b), for 13 days (Fig. 5 , c), 5 days (Fig. 5, d) before the earthquake, at the time of the earthquake (Fig. 5, e) and 2.5 months after the earthquake (Fig. 5, f).

Видно, что новый предвестник - «образ напряженного состояния» - реагирует на процесс подготовки землетрясения. Более того, контролируется процесс релаксации среды после землетрясения. Так спустя 2,5 месяца после землетрясения (фиг.5,е) состояние среды достаточно близко к исходному перед землетрясением (фиг.5,а). Таким образом, новый предвестник отображает как геологию среды, так и изменение напряженного состояния.It can be seen that the new harbinger - the "image of the stress state" - reacts to the process of preparing the earthquake. Moreover, the process of relaxation of the medium after the earthquake is controlled. So after 2.5 months after the earthquake (Fig. 5, f), the state of the medium is quite close to the initial one before the earthquake (Fig. 5, a). Thus, the new harbinger displays both the geology of the environment and the change in stress state.

Во второй и последующих версиях программы обработки геологическая среда при ее стабильном /исходном/ состоянии отображена желтыми линиями равных значений обменных волн (фиг.5, 6). Отклонения от стабильного состояния среды отображают изменениями выделенной энергии в относительном масштабе разного цвета окраской.In the second and subsequent versions of the processing program, the geological environment with its stable / initial / state is shown by yellow lines of equal values of the converted waves (Figs. 5, 6). Deviations from the stable state of the medium are displayed by changes in the released energy on a relative scale of different colors by color.

Третья версия программы была разработана для создания четырехмерного формата наблюдений и обработки информации на территории измерительного полигона. Трехмерный формат (модель) отражает фактически объемные изменения энергии обменных волн, а четвертая координата является показателем времени или, другими словами, четырехмерный формат показывает изменения объемных показателей энергии обменных волн во времени (фиг.6). Такие материалы (фиг.6) с периодичностью 7-10 дней передают в Центры прогнозирования землетрясений.The third version of the program was developed to create a four-dimensional observation format and process information on the territory of the measuring range. The three-dimensional format (model) reflects the actual volumetric changes in the energy of the converted waves, and the fourth coordinate is a measure of time, or, in other words, the four-dimensional format shows the changes in the volumetric indicators of the energy of the converted waves in time (Fig.6). Such materials (Fig.6) with a frequency of 7-10 days are transferred to the Earthquake Prediction Centers.

Подготовка разрушительного землетрясения в Дагестане 31 января 1999 г., удаленного на 360 км, отчетливо наблюдалась на территории измерительного полигона(фиг.7). Экстремально опасный очаг возрастания напряженного состояния протяженностью 50 км возник в период с 05.01 по 15.01.1999 г.(фиг.7,а), а в период от 22.01 по 30.01 произошла локализация этого очага до горизонтального размера 10 км и возник еще один очаг на глубине от 15 до 8 расстоянии 360 км от контролируемой территории (фиг.7,б, 7,в), что свидетельствует о реагировании выявленного предвестника на подготовку землетрясения в радиусе до 360 км от контролируемой территории. За 10 лет наблюдений на указанной территории измерительного полигона получены записи от землетрясений с магнитудой М=3.5 на расстоянии 130 км, магнитудой М=5.6 на расстоянии 360 км и магнитудой М=6.8 на расстоянии 710 км.The preparation of the devastating earthquake in Dagestan on January 31, 1999, located 360 km away, was clearly observed on the territory of the measuring range (Fig. 7). An extremely dangerous hotbed of increasing stress state with a length of 50 km arose in the period from January 1 to January 15, 1999 (Fig. 7 a), and in the period from January 22 to January 30, this center was localized to a horizontal size of 10 km and another center appeared a depth of 15 to 8, a distance of 360 km from the controlled territory (Fig. 7, b, 7, c), which indicates the response of the identified precursor to the preparation of an earthquake within a radius of 360 km from the controlled territory. Over 10 years of observations in the indicated territory of the measuring range, records were obtained from earthquakes with magnitude M = 3.5 at a distance of 130 km, magnitude M = 5.6 at a distance of 360 km, and magnitude M = 6.8 at a distance of 710 km.

Предлагаемый способ прошел проверку в течение 10 лет на Кавминводском полигоне (1995-2004 г.г.) и в Иране (с 2004 г.). Установлено, что, наряду с регистрацией сейсмического режима, предложенный способ позволяет выдавать среднесрочный прогноз (до 4 недель) об уровне сейсмической опасности в районе измерительного полигона и его ближайшей окрестности с выдачей прогноза опасности землетрясения, т.е. каждый раз после обработки данных мониторинга позволяет ответить на вопрос будет или не будет землетрясение в районе измерительного полигона в предстоящие 4 недели. Одновременно данный способ позволяет отменять ложные прогнозы, выдаваемые по другим предвестникам землетрясений. За период 1995-2005 г.г. имеются четыре случая отмены ложных прогнозов: два на территории Предкавказья (1996, 1998 г.) и по одному случаю на территориях Азербайджана (Баку, 1999 г.) и Ирана (Тагеран, 2004 г.).The proposed method has been tested for 10 years at the Kavminvodsky training ground (1995-2004) and in Iran (since 2004). It was found that, along with the registration of the seismic mode, the proposed method allows to issue a medium-term forecast (up to 4 weeks) about the level of seismic hazard in the area of the measuring range and its immediate vicinity with the issuance of an earthquake hazard forecast, i.e. Each time after processing the monitoring data, it allows you to answer the question whether there will be or will not be an earthquake in the area of the measuring range in the next 4 weeks. At the same time, this method allows canceling false forecasts issued for other earthquake precursors. For the period 1995-2005 There are four cases of canceling false forecasts: two in the Ciscaucasia (1996, 1998) and one case in the territories of Azerbaijan (Baku, 1999) and Iran (Tagheran, 2004).

Источники информацииInformation sources

1. 1.Копылова Г.Н. Сейсмичность как фактор формирования режима подземных вод. Вестник КРАНЦ. Серия Науки о Земле, 2006, №1, выпуск №7, с.51-66.1. 1.Kopylova G.N. Seismicity as a factor in the formation of groundwater regime. Bulletin CRANZ. Earth Sciences Series, 2006, No. 1, Issue No. 7, pp. 51-66.

2. «Методы прогноза землетрясений. Их применение в Японии». Сб. статей под ред. Н.В.Шебалина. М.: Недра, 1984 г., с.102-104.2. “Methods of forecasting earthquakes. Their use in Japan. " Sat articles edited by N.V. Shebalina. M .: Nedra, 1984, p.102-104.

Claims (2)

1. Способ оценки изменения напряженного состояния геологической среды, основанный на регистрации сейсмических записей сетью сейсмических регистраторов на измерительном полигоне от источника сейсмических волн и на их последующей обработке, отличающийся тем, что используют сеть в виде размещаемых на измерительном полигоне трехкомпонентных сейсмических регистраторов, а в качестве источника используют далекие землетрясения (с расстояний более 2°), при этом на компоненте z каждой сейсмической записи от одного землетрясения регистрируют время первого вступления продольной волны, далее выбирают временной интервал сейсмической записи, например 4 с, производят расчет энергии обменных волн по х и y-компонентам и осуществляют ее накопление по каждой зарегистрированной сейсмической записи от этого землетрясения и затем продолжают суммирование энергии обменных волн от последующих землетрясений до появления устойчивых амплитудно-пространственных неоднородностей в распределении энергии обменных волн, которые по определению являются элементами структуры сейсмического поля, отражающими информацию о строении участка под измерительным полигоном, что определяет квазиустойчивый уровень фонового напряжения и далее с заданной периодичностью осуществляют мониторинговые наблюдения, в результате которых получают ряд подобных структур в распределении энергии обменных волн, причем по величине отклонения от уровня фоновых напряжений судят об изменении напряженного состояния геологической среды, а по величине амплитуды устойчивой флуктуации распределения энергии обменных волн - целевом полезном сигнале, в свою очередь, судят об относительной опасности изменения напряженного состояния геологической среды под измерительным полигоном, при этом целевой полезный сигнал фиксируют в виде разреза в координатах (х, t), где х - расстояние между регистраторами на поверхности полигона, a t - время сейсмической записи, причем на разрезе и по площади полигона в координатах (х, y) целевой полезный сигнал представлен в цветовой гамме, отражающей относительную опасность возникновения будущего землетрясения, определяя при этом с учетом мониторинговых наблюдений изменение структуры полезного сигнала в трех пространственных координатах и во времени.1. A method for assessing changes in the stress state of the geological environment, based on the registration of seismic records by a network of seismic registrars at a measuring range from a source of seismic waves and their subsequent processing, characterized in that the network is used in the form of three-component seismic recorders placed on a measuring range, and as sources use distant earthquakes (from distances greater than 2 °), while on the z component of each seismic record from one earthquake, they are recorded in After the first arrival of the longitudinal wave, then select the time interval of the seismic record, for example 4 s, calculate the energy of the converted waves from the x and y components and carry out its accumulation for each registered seismic record from this earthquake, and then continue to sum the energy of the converted waves from subsequent earthquakes before the appearance of stable amplitude-spatial inhomogeneities in the distribution of energy of the converted waves, which by definition are elements of the structure of the seismic field, reflecting information about the structure of the section under the measuring range, which determines the quasistable level of background voltage and then, with a given frequency, carry out monitoring observations, which result in a number of similar structures in the distribution of energy of the converted waves, and the deviation from the level of background voltages is used to judge the change in the stress state geological environment, and in magnitude of the amplitude of the stable fluctuation of the distribution of energy of the converted waves - the target useful signal, in its Next, they judge the relative danger of changes in the stress state of the geological environment under the measuring range, while the target useful signal is recorded as a section in coordinates (x, t), where x is the distance between the registrars on the surface of the landfill, at is the time of seismic recording, and section and the area of the polygon in coordinates (x, y), the target useful signal is presented in a color scheme that reflects the relative risk of a future earthquake, while determining taking into account monitoring observations Changing the structure of the useful signal in three spatial coordinates and in time. 2. Способ оценки изменения напряженного состояния геологической среды по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения необходимой надежности полученной информации об опасной тенденции в изменении напряженного состояния геологической среды относительно устойчивую амплитудно-пространственную неоднородность определяют не менее чем по 5 далеким землетрясениям. 2. The method for assessing changes in the stress state of the geological environment according to claim 1, characterized in that in order to ensure the necessary reliability of the information obtained about the dangerous trend in changing the stress state of the geological environment, a relatively stable amplitude-spatial heterogeneity is determined by at least 5 distant earthquakes.
RU2009124808/28A 2009-06-30 2009-06-30 Method of estimating change in stress condition of geological environment RU2436124C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009124808/28A RU2436124C2 (en) 2009-06-30 2009-06-30 Method of estimating change in stress condition of geological environment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009124808/28A RU2436124C2 (en) 2009-06-30 2009-06-30 Method of estimating change in stress condition of geological environment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009124808A RU2009124808A (en) 2011-01-10
RU2436124C2 true RU2436124C2 (en) 2011-12-10

Family

ID=44054182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009124808/28A RU2436124C2 (en) 2009-06-30 2009-06-30 Method of estimating change in stress condition of geological environment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2436124C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2587520C1 (en) * 2014-10-30 2016-06-20 Инстытут Техник Инновацыйных Эмаг Method and system for evaluating risk of high-energy shocks caused by underground development

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СОЛОДИЛОВ Л.Н. Мониторинг напряженного состояния литосферы и оценка опасности землетрясений. Международная геофизическая конференция и выставка "Геофизика XXI века - прорыв в будущее", Москва, 1-4 сентября 2003 г. Л.Н.Солодилов и др. Изучение эколого-охранных территорий для средне- и краткосрочного прогноза землетрясений. - Разведка и охрана недр, 2001, №2, с.2; *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2587520C1 (en) * 2014-10-30 2016-06-20 Инстытут Техник Инновацыйных Эмаг Method and system for evaluating risk of high-energy shocks caused by underground development

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009124808A (en) 2011-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Unglert et al. Shear wave splitting, vP/vS, and GPS during a time of enhanced activity at Aso caldera, Kyushu
Papadimitriou et al. The Santorini Volcanic Complex: A detailed multi-parameter seismological approach with emphasis on the 2011–2012 unrest period
Coccia et al. Application of Refraction Microtremor (ReMi) technique for determination of 1-D shear wave velocity in a landslide area
Stabile et al. A comprehensive approach for evaluating network performance in surface and borehole seismic monitoring
Cubuk‐Sabuncu et al. Temporal seismic velocity changes during the 2020 rapid inflation at Mt. Þorbjörn‐Svartsengi, Iceland, using seismic ambient noise
Dahm et al. The 2004 M w 4.4 Rotenburg, Northern Germany, earthquake and its possible relationship with gas recovery
Chimpliganond et al. The intracratonic Caraíbas–itacarambi earthquake of december 09, 2007 (4.9 mb), Minas Gerais state, Brazil
Imposa et al. Geophysical and geologic surveys of the areas struck by the August 26th 2016 Central Italy earthquake: the study case of Pretare and Piedilama
Rybin et al. Response of cracking processes in variations of geophysical fields
Yee et al. Regionally heterogeneous uppermost inner core observed with Hi‐net array
Saccorotti et al. Shallow-velocity models at the Kilauea Volcano, Hawaii, determined from array analyses of tremor wavefields
Park et al. Temporal variations of repeating low frequency volcanic earthquakes at Ngauruhoe Volcano, New Zealand
Canassy et al. Seismic activity and surface motion of a steep temperate glacier: a study on Triftgletscher, Switzerland
Vassallo et al. Seismic noise cross-correlation in the urban area of Benevento city (Southern Italy)
Di Giulio et al. Evidences for strong directional resonances in intensely deformed zones of the Pernicana fault, Mount Etna, Italy
Maggi et al. Recent seismicity and crustal stress field in the Lucanian Apennines and surrounding areas (Southern Italy): Seismotectonic implications
Abdallatif et al. Determination of seismic site class and potential geologic hazards using multi-channel analysis of surface waves (MASW) at the Industrial City of Abu Dhabi, UAE
Nardone et al. Shear wave velocity and attenuation structure of Ischia island using broad band seismic noise records
Lay et al. Introduction to the special issue on the 2011 Tohoku earthquake and tsunami
Williams-Jones et al. Toward continuous 4D microgravity monitoring of volcanoes
RU2436124C2 (en) Method of estimating change in stress condition of geological environment
Monna et al. New insights on volcanic and tectonic structures of the southern Tyrrhenian (Italy) from marine and land seismic data
RU2708536C2 (en) Method of seismic monitoring of development of ultra-viscous oil deposits
Tsutsui et al. Structural evolution beneath Sakurajima Volcano, Japan, revealed through rounds of controlled seismic experiments
RU2325673C1 (en) Method for earthquake prediction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120701