Early assessment of seismic hazard in terms of Voronezh massif-Moscow Depression contact

Abstract

Purpose is to develop a system approach for early assessment of areas being of high seismic hazard and characterizing by low stability of rock mass relative to external loads. Methods. Well cores have been assessed down to 30 depth and seismic observations have been accumulated. Complexes of field geophysics methods have been applied for the research as well as remote sensing materials, digital model of surface relief, and techniques of qualitative and quantitative interpretation. Findings. Seismic hazard map has been formed in terms of seismic intensification and ground displacement units. The abovementioned is quite reliable but a cost-based result involving early assessments of high seismic hazard areas to infill network of geophysical measurements in the neighbourhood of the areas for their further quantitative characterization. It has been identified that rare well network and definite geophysical lines, run under conditions of a complex terrain, cannot localize the areas of high seismic hazard to focus builders on the enforcement of certain components of the erected structures. It has been defined that end result of the prognostic developments takes a shape of mapping of local areas with the decreased stability of upper share of the geological section supported by further measurements by means of a common depth point method (CDP). Comparison of potential secondary earthquake sources with high permeability zones makes it possible to predict highly reliable areas of the increased seismic magnitude. Originality. For the first time, interpretation techniques have been adapted to describe parametrically nonpotential geofields (i.e. optical density of remote basis; and relative elevation), accepted during the steps of potential field processing, with the use of wave analogies. Practical implications. The methods have been developed helping optimize field geological and geophysical operations in terms of area and well number as well as measuring stakes under the conditions of the limited prior data amount.

Мета. Розробка системного підходу для випереджаючого прогнозу ділянок підвищеної сейсмічної небезпеки, що характеризуються малою стійкістю гірського масиву по відношенню до зовнішніх навантажень. Методика. Проведено оцінку керна свердловин до глибини 30 м, а також накопичення сейсмологічних спостережень. Для досліджень застосовані комплекси методів польової геофізики, матеріали дистанційного зондування і цифрова модель рельєфу земної поверхні, прийоми якісної та кількісної інтерпретації. Результати. Сформована карта сейсмічної небезпеки в термінах прирощення сейсмічної інтенсивності та в одиницях зміщення ґрунту, що є надійним, але дорогим результатом, що вимагає випереджальних оцінок позиції ділянок підвищеної сейсмічної небезпеки для згущення мережі геофізичних вимірювань в околиці цих ділянок для їх подальшої кількісної характеристики. Визначено, що рідка мережа свердловин і окремі геофізичні профілі, які прокладаються в умовах складного ландшафту, не здатні локалізувати ділянки високої сейсмічної небезпеки, щоб сфокусувати увагу будівельників на посиленні конкретних елементів конструкцій, що зводяться. Встановлено, що кінцевий результат прогнозних побудов має форму схеми розподілу локальних ділянок зниженої стійкості верхньої частини геологічного розрізу, які підтверджуються наступними вимірами методом малоглибинної сейсміки (ЗГТ). Зіставлення можливих вогнищ вторинних землетрусів із зонами підвищеної проникності дозволяє з високою надійністю прогнозувати області підвищеної сейсмологічної магнітуди. Наукова новизна. Вперше адаптовані способи інтерпретації для параметричного опису непотенційних геополів (оптичної щільності дистанційної основи, відносних перевищень земного рельєфу), прийнятих в обробці потенційних полів, із застосуванням хвильових аналогій. Практична значимість. Розроблено методику, що дозволяє оптимізувати польові геолого-геофізичні роботи за площею та кількістю свердловин і вимірювальних пікетів в умовах обмеженості обсягу апріорних даних.

Цель. Разработка системного подхода для опережающего прогноза участков повышенной сейсмической опасности, характеризуемых малой устойчивостью горного массива по отношению к внешним нагрузкам. Методика. Проведена оценка керна скважин до глубины 30 м, а также накопление сейсмологических наблюдений. Для исследований применены комплексы методов полевой геофизики, материалы дистанционного зондирования и цифровая модель рельефа земной поверхности, приемы качественной и количественной интерпретации. Результаты. Сформирована карта сейсмической опасности в терминах приращения сейсмической интенсивности и в единицах смещения грунта, что является надежным, но дорогим результатом, требующим опережающих оценок позиции участков повышенной сейсмической опасности для сгущения сети геофизических измерений в окрестности этих участков для их последующей количественной характеристики. Определено, что редкая сеть скважин и отдельные геофизические профили, прокладываемые в условиях сложного ландшафта, не способны локализовать участки высокой сейсмической опасности, чтобы сфокусировать внимание строителей на усилении конкретных элементов возводимых конструкций. Установлено, что конечный результат прогнозных построений имеет форму схемы распределения локальных участков пониженной устойчивости верхней части геологического разреза, которые подтверждаются последующими измерениями методом малоглубинной сейсмики (ОГТ). Сопоставление возможных очагов вторичных землетрясений с зонами повышенной проницаемости позволяет с высокой надежностью прогнозировать области повышенной сейсмологической магнитуды Научная новизна. Впервые адаптированы способы интерпретации для параметрического описания непотенциальных геополей (оптической плотности дистанционной основы, относительных превышений земного рельефа), принятых в обработке потенциальных полей, с применением волновых аналогий. Практическая значимость. Разработана методика, позволяющая оптимизировать полевые геолого-геофизические работы по площади и по количеству скважин и измерительных пикетов в условиях ограниченности объема априорных данных.