Отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений
В статье приводятся данные по ряду случаев вариаций столба жидкости в скважине, расположенной на территории геофизической обсерватории «Михнево» в центральной части Евразийской плиты, в результате прохождения волн от землетрясений М7.2-8.8 с очагами в различных регионах....
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
2011
|
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59458 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений / Е.А. Виноградов, Э.М. Горбунова, Н.В. Кабыченко, Г.Г. Кочарян, И.С. Свинцов // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 49-51. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-59458 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-594582014-04-09T03:02:11Z Отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений Виноградов, Е.А. Горбунова, Э.М. Кабыченко, Н.В. Кочарян, Г.Г. Свинцов, И.С. В статье приводятся данные по ряду случаев вариаций столба жидкости в скважине, расположенной на территории геофизической обсерватории «Михнево» в центральной части Евразийской плиты, в результате прохождения волн от землетрясений М7.2-8.8 с очагами в различных регионах. У статті наводяться дані по ряду випадків варіацій стовпа рідини в свердловині, розташованої на території геофізичної обсерваторії «Міхньово» в центральній частині Євразійської плити, в результаті проходження хвиль від землетрусів М7.2-8.8 з вогнищами в різних регіонах. Datum of some cases of water level variations as a response to seismic waves of distant M 7.2-8.8 earthquakes with sources in different regions are presented in paper. Datum have been got in a well located at “Mikhnevo” geophysical observatory in the central part of Eurasion Plate. 2011 Article Отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений / Е.А. Виноградов, Э.М. Горбунова, Н.В. Кабыченко, Г.Г. Кочарян, И.С. Свинцов // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 49-51. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59458 550.394.2 ru |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
В статье приводятся данные по ряду случаев вариаций столба жидкости в скважине, расположенной
на территории геофизической обсерватории «Михнево» в центральной части Евразийской плиты, в
результате прохождения волн от землетрясений М7.2-8.8 с очагами в различных регионах. |
| format |
Article |
| author |
Виноградов, Е.А. Горбунова, Э.М. Кабыченко, Н.В. Кочарян, Г.Г. Свинцов, И.С. |
| spellingShingle |
Виноградов, Е.А. Горбунова, Э.М. Кабыченко, Н.В. Кочарян, Г.Г. Свинцов, И.С. Отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений |
| author_facet |
Виноградов, Е.А. Горбунова, Э.М. Кабыченко, Н.В. Кочарян, Г.Г. Свинцов, И.С. |
| author_sort |
Виноградов, Е.А. |
| title |
Отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений |
| title_short |
Отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений |
| title_full |
Отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений |
| title_fullStr |
Отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений |
| title_full_unstemmed |
Отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений |
| title_sort |
отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений |
| publishDate |
2011 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59458 |
| citation_txt |
Отклик коллекторов подземных вод на слабые сейсмические волны удаленных землетрясений / Е.А. Виноградов, Э.М. Горбунова,
Н.В. Кабыченко, Г.Г. Кочарян, И.С. Свинцов // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 49-51. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT vinogradovea otklikkollektorovpodzemnyhvodnaslabyesejsmičeskievolnyudalennyhzemletrâsenij AT gorbunovaém otklikkollektorovpodzemnyhvodnaslabyesejsmičeskievolnyudalennyhzemletrâsenij AT kabyčenkonv otklikkollektorovpodzemnyhvodnaslabyesejsmičeskievolnyudalennyhzemletrâsenij AT kočarângg otklikkollektorovpodzemnyhvodnaslabyesejsmičeskievolnyudalennyhzemletrâsenij AT svincovis otklikkollektorovpodzemnyhvodnaslabyesejsmičeskievolnyudalennyhzemletrâsenij |
| first_indexed |
2025-07-05T10:40:03Z |
| last_indexed |
2025-07-05T10:40:03Z |
| _version_ |
1836803166737268736 |
| fulltext |
Геодинаміка 2(11)/2011
© Виноградов Е.А., Горбунова Э.М., Кабыченко Н.В., Кочарян Г.Г., Свинцов И.С., 2011
УДК 550.394.2 Е.А.Виноградов, Э.М.Горбунова,
Н.В.Кабыченко, Г.Г.Кочарян, И.С.Свинцов
ОТКЛИК КОЛЛЕКТОРОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД НА СЛАБЫЕ СЕЙСМИЧЕСКИЕ
ВОЛНЫ УДАЛЕННЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
В статье приводятся данные по ряду случаев вариаций столба жидкости в скважине, расположенной
на территории геофизической обсерватории «Михнево» в центральной части Евразийской плиты, в
результате прохождения волн от землетрясений М7.2-8.8 с очагами в различных регионах.
Ключевые слова: вариации уровня воды в скважинах; косейсмический отклик; гидрогеология.
Реакция коллекторов подземных вод на
динамическое воздействие, в частности на про-
хождение волн локальных и удаленных землетря-
сений, фиксируется достаточно давно. Системати-
ческие наблюдения продемо-нстрировали значи-
мые изменения уровня воды в скважинах, ско-
рости водопритока и даже проницаемости коллек-
торов как реакцию на косейсмические и постсейс-
мические деформации [Brodsky et al., 2003; Manga
and Brodsky, 2006; Elkhoury et al., 2006 и др.]. Так
при Суматра-Андаманском землетрясении
2004 г. с магнитудой Mw~ 9.2 на расстоянии 3200
км вода из скважины фонтанировала на высоту
свыше 60 м. Через двое суток после землетрясения
высота фонтана достигала около 20 м [Manga, M.,
Wang C.-Y., 2007].
При этом подавляющее число таких свиде-
тельств получено в существенно сейсмически-
активных регионах, преиму-щественно на границе
литосферных плит. Так, большое количество
случаев описано для района островов Японии
[Matsumoto N. et al.,2003; King C.-Y. et al., 1999],
Калифорнии [Roellofs E.A.,1998], Камчатки
[Копылова Г.Н., 2000; Копылова Г.Н., Болдина
С.В.,2006] и др. Наблюдения в платформенных
условиях практически не распространены по
причине сильного затухания волны по мере
удаления от очага события и, как следствие,
незначительной эффективности наблюдений от
землетрясений магнитудой до М 7.0.
Тем не менее, с развитием цифровых методов
мониторинга и обработки данных, а также и
повышением качества регистрирующей аппара-
туры появляется возможность выделять из уровня
воды в скважине реакцию на относительно
небольшое динамическое воздействие.
Прецизионный мониторинг уровня воды в
скважине, расположенной на территории гео-
физической обсерватории (ГФО) «Михнево» в 100
км. от Москвы проводится с марта 2008 года.
Скважина диаметром 118мм и глубиной 115
метров вскрыла напорный алексинско-тарусский
водоносный горизонт нижнего карбона,
приуроченный к неравномерно трещиноватым
известнякам. Скважина обсажена до глубины 91м.
Ниже ствол скважины открыт.
Наблюдения за уровнем подземных вод ведутся
с использованием датчика LMP308i (Германия)
синхронно с измерениями атмосферного давления
(датчик абсолютного давления, ИКИ, Россия).
Интервал опроса параметров составляет 1 сек,
точность регистрации уровня – 0,1 мм,
атмосферного давления – 0,1 гПа. На станции, в
непосредственной близости от скважины, ведутся
сейсмические наблюдения. Регистрация произво-
дится различными датчиками в широком
диапазоне частот [Кочарян Г.Г. и др., 2010;
Виноградов Е.А. и др., 2010].
За время наблюдений в скважине было
зафиксированы отклики на два катастрофических
землетрясения – M 8.8 землетрясение,
произошедшее 27.02.2010 у берегов Чили и M 8.8
землетрясение, имевшее место 11.03.2011 в
районе острова Хонсю, Япония.
На рис.1 представлены эпюры сейсмических
записей и регистрации уровня воды в скважине в
момент прохождения волны от Чилийского
землетрясения. Отчетливую реакцию на событие
можно наблюдать невооруженным взглядом
(верхняя эпюра). После обработки данных
(очистки от шума и фильтрации в полосе от 5 до
200 секунд) можно видеть, что на записи уровня
отчетливо выделяются вступления различных
групп волн, а максимальная амплитуда колебаний
уровня наблюдается в группе поверхностных волн
и составляет величину около 7мм при характер-
ном периоде около 30с. Можно видеть, что в
группе поверхностных волн, после краткого
переходного процесса, колебания жидкости в
скважине "отслеживают" вертикальную составля-
ющую колебаний грунта. При этом амплитуда
смещения грунта примерно равна амплитуде
смещения уровня воды в скважине.
Похожая картина наблюдалась и при
прохождении волн от Японского землетрясения М
8.8 11.03.2011. В данном случае разброс коле-
баний уровня воды в скважине достиг величины
23 мм при амплитуде смещения от 28 до 32 мм в
зависимости от компоненты.
Отметим, что кроме косейсмических колебаний
с частотой, равной частоте проходящей сейсми-
ческой волны, отмечалось также и остаточное
смещение уровня воды, составившее 4 мм для
чилийского и около 13 мм для японского
землетрясений.
49
Геодинаміка 2(11)/2011
6:40:01 7:46:41 8:53:21 10:00:01
27/02/2010
-0.8
-0.4
0
0.4
0.8
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
С
ко
ро
ст
ь
см
ещ
ен
ия
гр
ун
та
, м
м
/с
-1.2
-0.8
-0.4
0
0.4
0.8
1.2
1140
1144
1148
1152
1156
1160
Ур
ов
ен
ь
во
ды
, м
м
-4
-2
0
2
4
Z
N-S
E-W
Рис. 1. Записи вариаций уровня воды
(верхняя – исходная, вторая сверху –
обработанная) и параметров сейсмических
колебаний при Чилийском землетрясении М
8.8 27.02.2010
Землетрясения с магнитудой более M8.0 на
Земле достаточно редки, в среднем сейсмологи
фиксируют лишь одно такое событие в год.
Реакция на землетрясения с меньшей магнитудой
проявляется не всегда и, поскольку ее амплитуда
почти всегда лежит вне области надежной регист-
рации датчика, в меньшей степени информативна.
За все время наблюдений нам удалось зафик-
сировать 8 откликов на землетрясения с магни-
тудами от 7.2 до 8.8. Эпицентры землетрясений,
зафиксированных восточнее Курильских остро-
вов, вблизи побережий острова Хонсю и
Центрального Чили, приурочены к активным
окраинам континентов и сопряжены с зонами
субдукции плит. Очаги землетрясений, заре-
гистрированных вблизи островов Рюкю, Северная
Суматра, Вануату и Самоа, расположены в
пределах сейсмически активных островных дуг.
На рис. 2 представлена запись уровня воды,
очищенная от шума и отфильтрованная в полосе
до 250 секунд, и запись вертикальной компоненты
сейсмических колебаний, зафиксированные во
время прохождения волны от М 7.6 земле-
трясения, произошедшего 15.01.2009 в районе
Курильской гряды.
В данном случае уже нельзя говорить о том,
что вариации уровня воды «отслеживают»
смещения грунта, хотя периоды колебаний на
обеих записях близки к 20 сек.
В таблице представлены данные по 6 событиям
(за исключением катастрофических землетрясений
близ Чили и острова Хонсю), зафиксированным за
время мониторинга в скважине.
На рис 3 показана зависимость между макси-
мальными значениями скорости смещения грунта
и амплитуд уровня.
18:20:01 18:26:41 18:33:21 18:40:01 18:46:41 18:53:21
15/01/2009
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
С
ко
ро
ст
ь,
м
м/
с
(Z
-к
ом
по
не
нт
а)
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
Уровень воды
, м
м
Рис. 2. Записи вариации уровня
(обработанной) и вертикальной компоненты
сейсмических колебаний при Курильском
землетрясении М 7.6 15.01.2009
0.1 10.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80.9
Скорость смещения грунта, мм/с
0.1
1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
Ва
ри
ац
ии
у
ро
вн
я,
м
м
Рис. 3. Диаграмма изменений значений
скорости смещения грунта и амплитуд уровня
при землетрясениях с магнитудой М7.2 – 7.8
Некоей четкой зависимости между этими
параметрами в настоящее время не наблюдается.
Следует отметить, что значимый гидроге-
ологический отклик на землетрясение,
произошедшее восточнее Курильских островов,
достига-ющий 0,6 мм, прослежен при стабильно
высоком значении напора водоносного горизонта
(до 23,9 м). Реакция подземных вод на
землетрясение, произошедшее 9 марта 2011 г.
вблизи острова Хонсю, небольшая для относи-
50
Геодинаміка 2(11)/2011
тельно повышенного значения скорости смещения
грунта (табл.1) и зафиксирована при минимальной
величине напора, составляющей 20,2 м в условиях
регионального тренда снижения уровня пьезоме-
трической поверхности. Для рассматриваемого
события период возмущения водоносного
горизонта составил 3″, общая продолжительность -
не превысила 30″. Подобный гидрогеоло-гический
отклик зафиксирован и при земле-трясении,
произошедшем вблизи Северной Суматры.
Землетрясение
Д
ан
ны
е
се
йс
ми
-
че
ск
ой
ре
ги
ст
-
ра
ци
и
Ги
др
ог
ео
ло
-г
ич
ес
ки
й
от
кл
ик
Район Дата
Время
Гл
уб
ин
а,
к
м
М
аг
ни
ту
да
П
ер
ио
д,
с
ек
А
мп
ли
ту
да
, м
м/
с
П
ер
ио
д,
с
ек
А
мп
ли
ту
да
, м
м
Восточ-
нее Ку-
рильских
о-в
15.01.200
9
17:49:36.8
33
7.6
20 0.3 2
0
0.6
Вблизи
вост. По-
бережья
о-ва
Хонсю
09.03.201
1
02:45:19.7
33
7.7
20 0.45 3 0.22
Острова
Рюкю
26.02.201
0
20:31:23.8
15
7.2
20 0.35 25 0.23
Сев.Су-
матра
06.04.201
0
22:15:00.0
33
7.8
24 0.31 3 0.09
Острова
Вануату
07.10.200
9
22:03:13.5
33
7.8
25 0.36 30 0.32
Острова
Самоа
29.09.200
9
17:48:11.0
20
8.2
23 0.32 40 0.16
Установления конкретных зависимостей интен-
сивности реакции уровня воды в скважине на
динамическое воздействие в результате про-
хождения сейсмических волн удаленных земле-
трясений станет возможным по мере накопления
результатов натурных наблюдений.
Литература
Виноградов Е.А., Горбунова Э.М., Кабыченко
Н.В., Кочарян Г.Г., Павлов Д.В., Свинцов И.С.
Гидрогеологический отклик на изменение
эффективного напряжения водовмещающих
пород //Динамические процессы в геосферах.
Сб. научных трудов ИДГ РАН. М.: ГЕОС,
2010, с.88-96.
Копылова Г.Н. Изменения уровня воды в
скважине Елизовская-1, Камчатка, вызванные
сильными землетрясениями (по данным
наблюдений в 1987-1998 гг.)//Вулканология и
сейсмология. 2000. №6, с. 1-14.
Копылова Г.Н., Болдина С.В. Гидроге-оди-
намические эффекты землетря-сений в системе
скважина-резервуар //Вестник КРАУНЦ, Серия
Науки о Земле. 2006. № 5
Кочарян Г.Г., Виноградов Е.А., Горбунова Э.М.
Изменение флюидодинамического режима
подземных коллекторов под действием
сейсмических колебаний. Часть 1. Анализ
результатов наблюдений. //Динамические
процессы в геосферах. Сб. научных трудов
ИДГ РАН. М.: ГЕОС, 2010, с.70-79.
King C.-Y., Asuma S., Igarashi G., Ohno M., Saito
H., Wakita H. Earthquake-related water-level
changes at closely clustered wells in Tono, central
Japan // J. Geophys. Res., 1999. V. 104. N. B6. Р.
13073-13082.
Matsumoto N., Kitagawa G., Roeloffs E. A.
Hydrological response to earthquakes in the
Haibara well, central Japan – I. Groundwater level
changes revealed using state space decomposition
of atmospheric pressure, rainfall and tidal
responses. Geophys. J. Int. 2003. 155. P. 885-899.
Roeloffs E.A. Persistent water changes in a well near
Parkfield, California, due to local and distant earth-
quakes //J. Geophys. Res. 1998. V. 103. Р. 869-889.
ВІДГУК КОЛЕКТОРІВ ПІДЗЕМНИХ ВОД НА СЛАБКІ СЕЙСМІЧНІ ХВИЛІ ВІДДАЛЕНИХ
ЗЕМЛЕТРУСІВ
Є.О. Виноградов, Е.М. Горбунова, Н.В. Кабиченко, Г.Г. Кочарян, І.С. Свинцов
У статті наводяться дані по ряду випадків варіацій стовпа рідини в свердловині, розташованої на
території геофізичної обсерваторії «Міхньово» в центральній частині Євразійської плити, в результаті
проходження хвиль від землетрусів М7.2-8.8 з вогнищами в різних регіонах.
Ключові слова: варіації рівня води в свердловинах; косейсміческій відгук; гідрогеологія.
RESPONSE OF COLLECTORS OF UNDERGROUND WATER TO WEAK SEISMIC WAVES
OF DISTANT EARTHQUAKES
E.A.Vinogradov, E.M.Gorbunova, N.V.Kabychenko, G.G.Kocharyan, I.S.Svintsov
Datum of some cases of water level variations as a response to seismic waves of distant M 7.2-8.8
earthquakes with sources in different regions are presented in paper. Datum have been got in a well located at
“Mikhnevo” geophysical observatory in the central part of Eurasion Plate.
Key words: water level variations in well; co-seismic response; hydrogeology.
Институт динамики геосфер РАН
51
|