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

Эффекты сейсмических волн в изменениях уровня воды в скважине: экспериментальные данные и модели

Копылова Г.Н., Болдина С.В. (2020) Эффекты сейсмических волн в изменениях уровня воды в скважине: экспериментальные данные и модели // Физика Земли. Т. 2020, № 4. С. 102-122. doi: 10.31857/S0002333720030035.

[img]
Preview
Text
FZE0102.pdf

Download (2MB) | Preview

Official URL: http://doi.org/10.31857/S0002333720030035

Abstract

В скважине ЮЗ-5, Камчатка, в 1996–2017 гг. проводились прецизионные измерения уровня воды с периодичностью 5–10 мин. В полученном ряду данных выделены вариации уровня воды, вызван- ные прохождением сейсмических волн (гидрогеосейсмические вариации – ГГСВ) при 19-ти земле- трясениях с Мw = 6.8–9.1, произошедших на эпицентральных расстояниях 80–14.6 тыс. км. С учетом морфологических особенностей ГГСВ выделены четыре их основных типа: колебания (I), наложе- ние на колебания кратковременных (до десятков часов) повышений уровня воды (II), кратковре- менные повышения (III), длительные (1.5–3 мес.) понижения уровня воды (IV). Рассматривается зависимость проявления выделенных типов ГГСВ от параметров землетрясений (магнитуда, рас- стояние), величин удельной плотности энергии и максимальной скорости сейсмической волны, а также амплитудно-частотного состава движений грунта по записям на ближайшей сейсмостанции. На отдельных примерах рассмотрены гидрогеодинамические процессы формирования ГГСВ с ис- пользованием моделирования. Показано, что амплитудные вынужденные и свободные колебания уровня воды (типы I и II) могут возникать вследствие усиления вариаций давления подземных вод в системе “скважина–водовмещающая порода” при прохождении поверхностных сейсмических волн с периодами, соответствующими резонансной частоте скважины (τ = 44.6 с); повышение уров- ня в течение десятков минут–часов (типы II и III) вызывается кратковременным ростом давления при нарушении стационарных условий течения воды в области непосредственно примыкающей к стволу скважины; местные сильные землетрясения¸ сопровождающиеся сотрясениями с интенсив- ностью Imsk-64 ≥ 5 баллов, вызывают длительные понижения уровня воды (тип IV) вследствие паде- ния давления с амплитудами до 0.1 бар в радиусе до первых сотен метров от скважины.

Abstract (translation)

The high-precision water level measurements with a time interval of 5–10 min were carried out in 1996–2017 in the YuZ-5 well, Kamchatka. In the obtained time series, water level variations caused by the passage of seismic waves (hydrogeoseismic variations—HGSV) during 19 earthquakes with Mw = 6.8–9.1 that occurred at the epicentral distances of 80–14.6 thousand km are identified. Based on the HGSV morphological features, four main types of these variations are distinguished: oscillations (I); short (up to tens of hours) rises (II) in the water level superimposed on the fluctuations; short rises (III); and long (1.5–3 months) falls in the water level ( IV). The dependence of the occurrence of the revealed GHSV types on the earthquakes’ parameters (magnitude and distance), on the specific energy density and maximum velocities of seismic waves, and on the amplitude-frequency content of ground motion according to the records at the nearest seismic station is considered. Hydrogeodynamic processes of HGSV formation are analyzed by several examples using numerical modeling. It is shown that the forced and free fluctuations amplitude in the water level amplitude (types I and II) can arise due to the intensification of the groundwater pressure variations in the well-water-bearing rock system during the passage of surface seismic waves with the periods corresponding to the resonant frequency of the well (τ = 44.6 s). The rise in the water level in well lasting for tens of minutes to hours (HGSV variation types II and III) is due to the short increase in pressure when the steady state of water flow in the direct vicinity of the well is violated; the strong local earthquakes accompanied by ground shaking with intensity Imsk-64 ≥ 5 cause long falls in the water level (type IV) due to pressure drop with amplitudes up to 0.1 bar within a radius up to several hundred meters from the well.
Item Type: Article
Title: Эффекты сейсмических волн в изменениях уровня воды в скважине: экспериментальные данные и модели
Title (translation): Effects of Seismic Waves in Water Level Variations in a Well: Empirical Data and Models
Language: Russian
Journal or Publication Title: Физика Земли
ISSN Print: 0002-3337
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 > 38.61.15 Динамика и режим подземных вод
Depositing User: Светлана / С.В. Болдина
Date Deposited: 26 Jun 2020 22:56
Last Modified: 14 Sep 2022 01:46
URI: http://repo.kscnet.ru/id/eprint/3875

Actions (login required)

View Item View Item