Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS Repository
IVS FEB RAS
Поиск
Browse
IVS FEB RAS Items
Statistics
Instruction
Links

Эффекты Жупановского землетрясения 30 января 2016 г., Mw=7.2, в изменениях уровня воды в скважинах ЮЗ-5 И Е-1, Камчатка

Болдина С.В., Копылова Г.Н. (2017) Эффекты Жупановского землетрясения 30 января 2016 г., Mw=7.2, в изменениях уровня воды в скважинах ЮЗ-5 И Е-1, Камчатка // Geodynamics & Tectonophysics. Т. 8, № 4. С. 863-880. doi: 10.5800/GT-2017-8-4-0321.

[img]
Preview
Text
Boldina.pdf

Download (2MB) | Preview

Abstract

В статье приводится описание изменений уровня воды в скважинах ЮЗ-5 и Е-1, Камчатка, во время 5-балльного Жупановского землетрясения 30 января 2016 г. Mw=7.2, Н=180 км. Эпицентральные расстояния от Жупановского землетрясения до скважин составляли 70 км (Е-1) и 80 км (ЮЗ-5). В скважине 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. Оценена амплитуда косейсмического повышения уровня (Dh=7.3 см) и величина деформации объемного сжатия водовмещающих пород D1 = –4.5×10–8, что 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 Жупановского землетрясения. После землетрясения 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 Жупановским землетрясением в течение 3.5 месяца отмечалось 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 землетрясения и является его предвестником. В скважине Е-1 в изменениях уровня воды последовательно проявился гидрогеодинамический предвестник в форме понижения уровня с повышенной скоростью в течение 21 суток перед землетрясением и повышение уровня с амплитудой3.7 см в течение месяца после землетрясения. С использованием гидрогеодинамического предвестника, выявленного в реальном времени, был составлен и передан в Камчатский филиал Российского экспертного совета 21 января2016 г. прогноз о повышенной вероятности сильного землетрясения на расстоянии до350 км от скв. Е-1 в течение месяца. Жупановское землетрясение 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 том числе их гидрогеодинамические предвестники.

Abstract (translation)

This paper describes the water level variations in wells YuZ-5 and E-1 inKamchatkaduring the Zhu­panovsky earthquake that occurred on January 30, 2016 (Mw=7.2, Н=180 km). The distances from the Zhupanovsky earthquake epicenter to wells E-1 and YuZ-5 were 70 and 80 km, respectively. In well YuZ-5, the water level raised by 9.4 cm during 45 minutes after the seismic wave arrival. This effect was caused by a combination of a co-seismic rise in the water level due to the volumetric compression of the water-bearing rocks during fracturing in the earthquake source and an impulse increase in the fluid pressure near the wellbore during the seismic shocks. We estimated the amplitude of the coseismic water level increase (Dh=7.3 cm) and the strain value resulting from the volumetric compression of the water-bearing rocks, which is consistent with the estimated value of the coseismic volumetric deformation in the area of the well at the depth of 500m: D1 = –4.5×10–8. This estimation was based on the model of the dislocation source in the homogeneous isotropic elastic half-space with the parameters of the Zhupanovsky earthquake focal mechanism. After the earthquake, the water level dropped for three months at an amplitude of about ~40 cm. In order to estimate the radius of the well sensitivity to the pressure drop source, we used the model of water level lowering that followed the pressure drop in the aquifer at a distance to the well as a result of the improved filtration properties of the water-bearing rocks after the seismic shocks. The estimated radius of the well sensitivity, R is 450 m. For 3.5 months before the Zhupanovsky earthquake, ~20 cm increase in the water level was observed, which is anomalous in comparison with the average seasonal variations of the water level, as shown by the long-term observations. In our opinion, such a rise in the water level occurred in the process of the earthquake preparation, and can thus be viewed as its precursor. In well E-1, a sequence of water level changes manifested a hydrogeodynamic precursor: the water level dropped at an increased rate for 21 days before the earthquake, and raised at an amplitude of 3.7 cm during one month after the earthquake. The hydrogeodynamic precursor detected in real time gave grounds for forecasting a highly probable strong earthquake at a distance of up to 350 km from wells E-1 within a month. This forecast was reported to the Kamchatka Branch of the Russian Expert Council (KB REC) on January 21, 2016. The Zhupanov­sky earthquake occurred on January 30, 2016, and its magnitude, time and location correlated with the prediction. The case of this earthquake shows that the Kamchatka Branch of the Federal Research Center ‘Geophysical Survey of RAS’ has the system of water level observations and data processing, which is capable of diagnosing (close to real time and retrospectively) different types of hydrogeoseismic variations in the water level in wells in case of strong seismic events, and detecting the hydrogeodynamic precursors of strong earthquakes.
Item Type: Article
Title: Эффекты Жупановского землетрясения 30 января 2016 г., Mw=7.2, в изменениях уровня воды в скважинах ЮЗ-5 И Е-1, Камчатка
Title (translation): Effects of January 30, 2016, Mw=7.2 Zhupanovsky earthquake on the water level variations in wells YUZ-5 and E-1 in Kamchatka
Language: Russian
Journal or Publication Title: Geodynamics & Tectonophysics
ISSN Online: 2078-502X
Uncontrolled Keywords: скважина, уровень воды, землетрясение, предвестник, косейсмическая деформация, постсейсмическое изменение уровня воды, Камчатка
Subjects: State scientific and technical information rubricator (ГРНТИ) > 37 ГЕОФИЗИКА > 37.31 Физика Земли > 37.31.19 Сейсмология
State scientific and technical information rubricator (ГРНТИ) > 38 ГЕОЛОГИЯ > 38.61 Гидрогеология > 38.61.05 Моделирование гидрогеологических процессов
State scientific and technical information rubricator (ГРНТИ) > 38 ГЕОЛОГИЯ > 38.61 Гидрогеология > 38.61.15 Динамика и режим подземных вод
References:
Error parsing XML in render_xhtml_field: :1: parser error : StartTag: invalid element name
ke, Taiwan. Geology 29 (9), 831-834. https://doi.org/10.1130/0091-7613(2001)029<
                                                                                ^
Depositing User: Светлана / С.В. Болдина
Date Deposited: 12 Jan 2018 21:24
Last Modified: 16 Jul 2018 23:37
URI: http://repo.kscnet.ru/id/eprint/3175

Actions (login required)

View Item View Item