Сейсмічність спричинена водоймою: дослідження на прикладі Дністровського гідроелектрокомплексу (Україна)
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v46i1.298659Ключові слова:
сейсмічність, спричинена водоймами, зміни рівня води, Дністровський гідроенергокомплекс, Дністровське водосховищеАнотація
У статті розглянуто сейсмічну активність навколо Дністровського гідровузла в районі Дністровського водосховища з 2012 по 2021 р. Максимальна локальна магнітуда землетрусів за досліджуваний період становить: ML=3,4. Гіпоцентри землетрусів розміщуються на глибині 1—3 км, поблизу раніше виявлених розломів і контактів структур з різним літологічним складом. Штучне регулювання рівня води у водосховищі пов’язане з роботою Дністровської ГЕС-1, за результатами дослідження ймовірно воно впливає на виникнення сейсмічних подій. Максимальні зміни рівня зміни сягають лише 8,7 м, проте цей регіон має підвищену природну сейсмічність і потрапляє до перехідної зони між ізосеймами 6 та 7 балів згідно з картою сейсмічного районування України. Відповідно накопичені природні напруження можуть індукуватися у землетруси за різкої зміни тиску рівня води. За 10 років оцінено сейсмічність регіону довкола Дністровського водосховища з огляду на дані рівня води у водосховищі, а також на зіставлення розміщення гіпоцентрів землетрусів на Державній геологічній карті кристалічного фундаменту. Окремо показано профіль цієї карти з проєктованими гіпоцентрами землетрусів, згідно з значна кількість гіпоцентрів землетрусів розміщується між різними літологічними структурами. Для оцінювання математичного взаємозв’язку між сейсмічністю та зміною рівня води у водосховищі виділено 111 періодів спуску чи наповнення водойми і обчислено сукупні параметри сейсмічної активності за ці періоди. Встановлено взаємозв’язок суми логарифмів енергії зі зміною об’єму води та поверхневого тиску в Дністровському водосховищі. З огляду на виведену лінійну залежність можна прогнозувати потенційну інтенсивність локальної сейсмічності, спричинену зміною рівня води в Дністровському водосховищі.
Посилання
Brusak, I., Tretyak, K., & Pronyshyn, R. (2022). Preliminary studies of seismicity caused by the water level changes in Dnister upper reservoir. Int. Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2022» (pp. 1—4). https://doi.org/10.3997/ 2214-4609.2022590022.
Carder, D.S. (1945). Seismic investigations in the Boulder Dam area, 1940—1944, and the influence of reservoir loading on local earthquake activity. Bulletin of the Seismological Society of America, 35(4), 175—192.
Chang, T., Li, B., & Zeng, X. (2022). Prediction and verification of earthquakes induced by the Xiluodu hydropower station reservoir. Earthquake Science, 35(5), 387—397. https://doi.org/ 10.1016/j.eqs.2022.10.006.
DBN V.1.1-12:2014. Construction in the seismic regions of Ukraine. (2014). Kyiv: Publ. of the Ministry of Regions of Ukraine (in Ukrainian).
Dura-Gomez, I. (2009). Hydromechanics of reservoir induced seismicity.Doctors thesis. University of South Carolina).
Dura-Gomez, I., & Talwani, P. (2010). Reservoir-induced seismicity associated with the Itoiz Reservoir, Spain: a case study. Geophysical Journal International, 181, 343—356. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04462.x.
Gupta, H.K. (2002). A review of recent studies of triggered earthquakes by artificial water reservoirs with special emphasis on earthquakes in Koyna, India. Earth-Science Reviews, 58, 279—310. https://doi.org/10.1016/S12-8252(02) 00063-6.
Jiménez, A., Tiampo, K., Posadas, A., Luzon, F., & Donner, R. (2009). Analysis of complex networks associated to seismic clusters near the Itoiz reservoir dam. European Physical Journal Special Topics, 174(1), 181—195. https://doi.org/10.1140/epjst/e2009-01099-1.
Kutas, V.V., Rudenskaya, I.M., & Kalitova, I.A. (1999). Carpathian hodograph R- and S-waves and inhomogeneities of the lithosphere. Geofizicheskiy Zhurnal, 21(3), 45—54 (in Russian).
Liu, S., Xu, L., & Talwani, P. (2011). Reservoir-induced seismicity in the Danjiangkou Reservoir: a quantitative analysis. Geophysical Journal International, 185(1), 514—528. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.04959.x.
Lunn, R.J., do Nascimento, A.F., & Cowie, P. (2004). Investigating the relationship between fault permeability and effective stress using constraints from reservoir induced seismicity (RIS). Elsevier Geo-Engineering Book Series, 2, 617—622. https://doi.org/10.1016/S1571-9960 (04)80108-3.
McGarr, A., & Simpson, D. (1997). A broad look at induced and triggered seismicity. In S.J. Gibowicz, S. Lasocki (Eds.), Rockbursts and Seismicity in Mines (pp. 385—396). Balkema.
Meng, Q., Yao, Y., Liao, W., Zhang, L., & Dang, X. (2022). The impact of rising reservoir water level on the gravity field and seismic activity in the reservoir area: Evidence from the impoundment of the Three Gorges Reservoir (China). Applied Sciences, 12(8), 4085. https://doi.org/10.3390/app12084085.
Online source: Official site of Dnister Water resources management. Available at: https://griml.com/Ym8DB (Accessed on 06.04.2023).
Online source: Official site of the National Academy of Science of Ukraine. Department of Geosciences. Available at: http://surl.li/jjpwn (Accessed on 14.07.2023).
Oprsal, I., & Eisner, L. (2014). Cross-correlation — An objective tool to indicate induced seismicity. Geophysical Journal International, 196(3), 1536—1543. https://doi.org/10.1093/gji/ggt501.
Sarnavski, V., & Ovsiannikov, M. (2005). Tectonic structure and geodynamic mode of rock masses in the zone of interaction with hydromechanical structures of HPP and PSPP (on the example of the Dnister complex hydro unit). Modern achievements of geodetic science and production, 2, 93—206 (in Ukrainian).
Savchyn, I., & Pronyshyn, R. (2020). Differentiation of recent local geodynamic and seismic processes of technogenic-loaded territories based on the example of Dnister Hydro Power Complex (Ukraine). Geodesy and Geodynamics, 11(5), 391—400. https://doi.org/10.1016/j.geog.2020.06.001.
Savchyn, I., & Vaskovets, S. (2018). Local geodynamics of the territory of Dnister pumped storage power plant. Acta Geodynamica et Geomaterialia, 15, 41—46. https://doi.org/10. 13168/AGG.2018.0002.
Sayão, E., França, G.S., Holanda, M., & Gonçalves, A. (2020).Spatial database and website for reservoir-triggered seismicity in Brazil. Natural Hazards and Earth System Sciences, 20, 2001—2019. https://doi.org/10.5194/nhess- 20-2001-2020.
Sidorov, I., Perij, S., & Sarnavski, V. (2015). Determination of the earth surface movements in areas of Dnister PSPP using satellite and ground geodetic methods. Geodynamics, (2) 15—25. https://doi.org/10.23939/jgd2015.02.015 (in Ukrainian)/
Srivastava, L.S. (1993). Hydrodynamic behaviour of water reservoirs. National Seminar of Hydrological Hazards — Prevention and Mitigation, Indian Association of Hydrologists, Roorkee, India.
State geological map of Ukraine on scale of 1:200,000, sheets M-35-XXVIII (Bar), M-35-XXXIV (Mohyliv-Podilskyi (within Ukraine). (2007). Ministry of Environmental Protection of Ukraine, State Geological Service UkrDGRI, 206 p. (in Ukrainian).
Telesca, L., Kadirov, F., Yetirmishli, G., Safarov, R., Babayev, G., Islamova, S., & Kazimova, S. (2020). Analysis of the relationship between water level temporal changes and seismicity in the Mingechevir reservoir (Azerbaijan). Journal of Seismology, 24, 937—952. https://doi.org/10.1007/s10950-020-09926-3.
Tretyak, K., & Brusak, І. (2020). The research of interrelation between seismic activity and modern horizontal movements of the Сarpathian-Balkan region based on the data from permanent GNSS stations. Geodynamics, (1), 5—18. https://doi.org/10.23939/jgd2020.01.005.
Tretyak, K., Brusak, I., Bubniak, I., & Zablotskyi, F. (2021a). Impact of non-tidal atmospheric loading on civil engineering structures. Geodynamics, (2), 16—28. https://doi.org/10.23939/jgd2021.02.016.
Tretyak, K., Korliatovych, T., & Brusak, I. (2021b).Applying the statistical method of GNSS time series analysis for the detection of vertical displacements of Dnister HPP-1 dam. Int. Conference of Young Professionals, Geo Terrace 2021 (pp. 1—4).https://doi.org/10.3997/2214-4609. 20215K3012.
Tretyak, K., & Romaniuk, V. (2018). The research of interrelation between seismic activity and modern vertical movements of the European permanent GNSS-stations. Acta Geodynamica et Geomaterialia,15(2), 143—164. https://doi.org/10.13168/AGG.2018.0010.
Verbytskyi, S.T., & Verbytskyi, Y.T. (2011). Current state and prospects of development studies seismological, in the Carpatihan region of Ukraine. Geodynamics, (11), 35—37. https://doi.org/10.23939/jgd2011.02.035, (in Ukrainian).
Verbytskyi, S.T., Verbytskyi, Y.T., Stetskiv, O.T., & Nischimenko, I.M. (2019). Automated subsystem for processing and analyzing seismic data from the Carpathian region. Geofizicheskiy Zhurnal, 41(2), 171—181. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i2.2019.164467 (in Ukrainian).
Zyhar, A., Yushchenko, Yu., & Savchyn, I. (2023). A study of the influence of water level fluctuations on the geodynamic situation in the natural and technical geosystem of the Dniester HPP and PSPP cascade. Geodesy, Cartography and Aerial Photography, 97, 24—31. https://doi.org/10.23939/istcgcap2023.97.024.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 K. Tretyak, I. Brusak, R. Pronyshyn
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
