Эффекты Жупановского землетрясения 30 января 2016 г., Mw=7.2, в изменениях уровня воды в скважинах ЮЗ‐5 и Е‐1, Камчаткастатья

Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science

Информация о цитировании статьи получена из Scopus, Web of Science
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 11 апреля 2019 г.

Работа с статьей

Прикрепленные файлы


Имя Описание Имя файла Размер Добавлен
1. Полный текст Boldina.pdf 2,5 МБ 1 апреля 2019 [Boldina]

[1] Болдина С. В., Копылова Г. Н. Эффекты Жупановского землетрясения 30 января 2016 г., mw=7.2, в изменениях уровня воды в скважинах ЮЗ‐5 и Е‐1, Камчатка // Geodynamics & Tectonophysics. — 2017. — Т. 8, № 4. — С. 863–880. В статье приводится описание изменений уровня воды в скважинах ЮЗ-5 и Е-1, Камчатка в период 5-тибалльного Жупановского землетрясения 30 января 2016 г. Mw=7.2, Н=180 км (ЖЗ). Эпицентральные расстояния от ЖЗ до скважин составляли 70 км (Е-1) и 80 км (ЮЗ-5). Скважина ЮЗ-5. После вступления сейсмических волн уровень воды повышался в течение 45 минут с амплитудой 9.4 см. Такой эффект был вызван наложением косейсмического скачка повышения уровня вследствие объемного сжатия водовмещающих пород во время образования разрыва в очаге землетрясения и импульсного увеличения флюидного давления вблизи ствола скважины при сейсмических сотрясениях. Оценены амплитуда косейсмического повышения уровня (h=7.3 см) и величина деформации объемного сжатия водовмещающих пород D1=–4.5×10-8, которая согласуется с оценкой объемной косейсмической деформации в районе скважины на глубине 500 м D2=–4.610-8 по модели дислокационного источника в однородном упругом изотропном полупространстве с параметрами механизма очага ЖЗ. После ЖЗ уровень понижался в течение трех месяцев с амплитудой ∼ 40 см. C использованием модели понижения уровня воды, вызванного падением напора в водоносном горизонте на некотором удалении от скважины за счет улучшения фильтрационных свойств водовмещающих пород при сейсмических сотрясениях, определен радиус чувствительности скважины к источнику падения напора (R = 450 м). Перед ЖЗ в течение 3.5 мес. проявлялось повышение уровня воды с амплитудой ∼20 см, которое является аномальным по отношению к среднесезонному поведению уровня воды за многолетний период. Предполагается, что такое повышение уровня воды вызвано процессом подготовки ЖЗ и является его предвестником. Скважина Е-1. В изменениях уровня воды последовательно проявились гидрогеодинамический предвестник в форме понижения уровня с повышенной скоростью в течение 21 сут перед ЖЗ и повышение уровня с амплитудой 3.7 см в течение месяца после землетрясения. С использованием гидрогеодинамического предвестника, выявленного в реальном времени, был составлен и передан в КФ РЭС 21 января 2016 г. прогноз о повышенной вероятности сильного землетрясения на расстоянии до 350 км от скв. Е-1 в течение месяца. ЖЗ соответствовало этому прогнозу по величине магнитуды, по времени и по местоположению. Пример Жупановского землетрясения показывает, что используемая в КФ ФИЦ ЕГС РАН система уровнемерных наблюдений и обработки данных позволяет диагностировать в режиме близком к реальному времени и ретроспективно различные типы гидрогеосейсмических вариаций уровня воды при сильных землетрясениях, в т. ч. их гидрогеодинамические предвестники. ANNOTATION Water-level variations in the UZ-5 and E-1 wells, Kamchatka, due to the earthquake in the Zhupanovsky region on January 30, 2016, Mw=7.2, H=180 km, intensity 5 point on MSK-64 scale (hereinafter referred to as ZhE), are considered in the paper. Epicentral distances of the ZhE to the wells are 70 km (E-1) and 80 km (UZ-5). Well UZ-5. After the arrival of seismic waves from the ZhE the water level increased in the course of 45 minutes with amplitude of 9.4 cm. Such effect has been caused by superposition of a coseismic increase of water level due to volumetric compression of water-bearing rocks as a result of rupture formation in the earthquake source and an enhancement of fluid pressure near the wellbore induced of seismic shaking. Using the simulation, the amplitude of coseismic rise of water level was estimated. The obtained value h=7.3 cm corresponds to the volumetric compression of the water-bearing rocks D1=–4.5×10-8, which is in good agreement with the estimate of volumetric coseismic strain in the area of the well at depth 500 m (D2=–4.610-8) according to model of a dislocation source in a homogeneous elastic isotropic half-space with parameters of the mechanism of the ZhE rupture. After the ZhE, the water level went down within three months with an amplitude of ∼ 40 cm. Using the model of water-level lowering caused by the head drop in aquifer at some distance from the well due to the improvement of filtration properties of water bearing rocks during seismic shaking, the radius of sensitivity of the well to the source of a head drop (R=450 m) was determined. The water level increase with amplitude of ∼ 20 cm was observed for 3.5 months before ZhE, which is anomalous with respect to the average seasonal behavior of the water level over long-term period. We believe that such water level rising could be connected to the preparation process of the ZhE. Well E-1. In the water level changes, the hydrogeodynamic precursor was manifested in the form of water level lowering with an increased speed within 21 days before the ZhE and then the rising of water level with amplitude of 3.7 cm during the month after the earthquake. Using the hydrogeodynamic precursor detected in real time, the forecast for an increased probability of a strong earthquake at a distance up to 350 km from the E-1 well within a month was compiled and transmitted to the KF RES on January 21, 2016. ZhE corresponded to this forecast by magnitude, time and location. An example of the ZhE shows that the system of water level observations and data processing used in the KB GS RAS makes it possible to diagnose, in near real time and retrospectively, different types of the water level variations due to strong earthquake, including hydrogeodynamic precursors. [ DOI ]

Публикация в формате сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл скрыть