УДК 550.837.311 + 550.8.056 с.61-80. DOI: 10.21455/si2017.4-5
Метод
построения модели геоэлектрического разреза
с учетом сезонных вариаций по данным
многолетнего мониторинга методом ВЭЗ
для поиска предвестников землетрясений
©
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта
РАН, г. Москва, Россия
2 Московский государственный
университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия
Автор для переписки: А.Я. Сидорин, e-mail: al_sidorin@hotmail.com
Главное
·
Анализируются
данные прецизионных ВЭЗ с разносами от 2 до
·
Наблюдения
проводились на Гармском полигоне ежедневно в течение
12 лет
·
Предложен новый
подход к интерпретации более 3000 повторных ВЭЗ в
одном пункте
·
Построена модель
геоэлектрического разреза, учитывающая его сезонные вариации
·
На порядок
уменьшены невязки подбора и резко сужена область эквивалентности разреза
Аннотация
Анализируются
данные высокоточных наблюдений кажущегося сопротивления на стационарной
многоэлектродной установке ВЭЗ, включающей 12 питающих и 4 приемные линии с
разносами от 2 до
Ключевые слова: геоэлектрический мониторинг, ВЭЗ, интерпретация,
геоэлектрический разрез, сезонные вариации, Гармский
полигон, предвестники землетрясений.
Цитируйте эту статью как: Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Метод построения модели геоэлектрического
разреза с учетом сезонных вариаций по данным многолетнего мониторинга методом
ВЭЗ для поиска предвестников землетрясений // Сейсмические приборы. 2017.
Т. 53, № 4. C.61–80. DOI: 10.21455/si2017.4-5.
Литература
Барсуков
О.М., Краснюк П.Д., Листов Н.А., Сорокин О.Н. Ориентировочная оценка размеров зоны подготовки
землетрясения по изменениям электрического сопротивления горного массива //
Предвестники землетрясений. М.: ИФЗ АН СССР, 1973. С.207–214. Деп. в ВИНИТИ, № 5498-73.
Бектемиров
А.И., Романов В.П. Режимные
электрометрические наблюдения на Фрунзенском прогностическом полигоне //
Прогноз землетрясений. 1988. № 9. С.95–108.
Богданов
М.И., Калинин В.В., Модин И.Н. Применение высокоточных низкочастотных
электроразведочных комплексов для ведения длительного мониторинга опасных
инженерно-геологических процессов // Инженерные изыскания. 2013. № 10/11. С.110–115.
Дещеревский А.В. Фильтрация сезонных компонент вариаций
геоэлектрических параметров на Гармском полигоне: Автореф. дис. ... канд. физ.-мат.
наук. М.: ОИФЗ РАН, 1996. 18 с.
Дещеревский А.В.,
Сидорин А.Я. Некоторые вопросы
методики оценки среднесезонных функций для геофизических
данных. М.: ОИФЗ РАН, 1999а. 40 с.
Дещеревский А.В.,
Сидорин А.Я. Экспериментальные
исследования сезонных вариаций кажущегося сопротивления применительно к задачам
сейсмологии // Сейсмические приборы. 1999б. Вып. 32.
С.62–75.
Дещеревский А.В.,
Сидорин А.Я. Две модели сезонных
вариаций геофизических полей // Физика Земли. 2000а. № 6. С.3–12.
Дещеревский А.В.,
Сидорин А.Я. Корреляция сезонных
вариаций геоэлектрических параметров с режимом гидрометеорологических
элементов // Электрическое взаимодействие геосферных
оболочек. М.: ОИФЗ РАН, 2000б. С.87–99.
Дещеревский А.В.,
Сидорин А.Я. Сезонная и
прогностическая составляющие вариаций кажущегося сопротивления // Докл. РАН. 2000в. Т. 370, № 4. С. 529–533.
Дещеревский А.В.,
Сидорин А.Я. Двухкомпонентная модель
геофизических процессов: сезонные вариации и фликкер-шум
// Докл. РАН. 2001. Т. 376, № 1. С.100–105.
Дещеревский А.В.,
Сидорин А.Я. Аномальная зависимость
амплитуды сезонных вариаций кажущегося сопротивления от разноса // Докл. РАН. 2003а. Т. 388, № 3. С.387–391.
Дещеревский А.В.,
Сидорин А.Я. Проблема фликкер-шума при изучении причинно-следственных связей
между природными процессами // Докл. РАН. 2003б. Т.
392, № 3. С.392–396.
Дещеревский А.В.,
Сидорин А.Я. О зависимости сезонных
вариаций кажущегося сопротивления от глубины зондирования // Физика Земли.
2004. № 3. С.3–20.
Дещеревский А.В.,
Журавлев В.И., Лукк А.А., Сидорин А.Я. Признаки фликкер-шумовой
структуры во временных реализациях электрометрических параметров // Изучение
природы вариаций геофизических полей. М.: ОИФЗ РАН, 1994а. С.5–17.
Дещеревский А.В.,
Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Сезонные
вариации кажущегося электрического сопротивления на Гармском
полигоне // Изучение природы вариаций геофизических полей. М.: ОИФЗ РАН, 1994б.
C.37–59.
Дещеревский А.В.,
Журавлев В.И., Сидорин А.Я.
Спектрально-временные особенности сезонных изменений кажущегося сопротивления //
Физика Земли. 1997а. № 3. С.53–63.
Дещеревский А.В., Лукк А.А., Сидорин А.Я. Признаки фликкер-шумовой структуры во
временных реализациях геофизических полей // Физика Земли. 1997б. № 7. С.3–19.
Дещеревский А.В.,
Журавлев В.И., Сидорин А.Я.
Организация банка данных геоэлектрического мониторинга на Гармском
полигоне и свойства временных рядов // Сейсмические приборы. 1998. Вып. 30. С.61–79.
Дещеревский А.В.,
Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Проблемы анализа временных рядов с пропусками и методы их решения в
программе WinABD // Геофизические процессы и
биосфера. 2016а. Т. 15, № 3. С.5–34.
Дещеревский А.В.,
Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Часть 2. WinABD – пакет программ для сопровождения и анализа данных геофизического мониторинга //
Сейсмические приборы. 2016б. Т. 52,
№ 3. С.50–80.
Дещеревский А.В.,
Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Программный пакет ABD – универсальный инструмент для анализа данных
режимных наблюдений // Наука и технологические разработки. 2016в. Т. 95, № 4.
С.35–48. (Тематический выпуск “Импортозамещение
в геофизике”. Ч. 2. Аппаратура и программное обеспечение). DOI:
10.21455/std2016.4-6.
Заборовский
А.И. Электроразведка: Учебник для
вузов. М.: Гостоптехиздат, 1963. 423 с.
Идармачев Ш.Г. Изменения кажущегося сопротивления горных пород и
“плотинные землетрясения” // Сейсмичность и гидрогазогеохимия
территории Дагестана. Махачкала: Дагестанский филиал Ин-та геологии АН СССР, 1978. Вып.
2(17). С.89–94.
Идармачев Ш.Г., Абдулаев Ш.С. Оценка
тензочувствительности электрического сопротивления
горных пород в сейсмоактивных районах // Докл. РАН.
1998. Т. 361, № 5. С.682–684.
Идармачев Ш.Г., Алиев
М.М. Вариации кажущегося
электрического сопротивления горных пород в период Кизилюртовского
землетрясения
Идармачев Ш.Г.,
Черкашин В.И., Мусаев М.А., Идармачев И.Ш. Оценка деформации земной коры в районе Чиркейской гэс от сезонной
нагрузки водохранилища по геофизическим данным // Геофизика. 2015. № 2.
С.31–37.
Куфуд О. Зондирование методом сопротивлений. М.: Недра, 1984.
270 с.
Осташевский М.Г.,
Сидорин А.Я. Аппаратура для динамической геоэлектрики. М.: ИФЗ
АН СССР, 1990. 208 с.
Осташевский М.Г.,
Сидорин А.Я. Многофункциональная
станция электрического зондирования и результаты ее использования
// Комплексные исследования по прогнозу землетрясений. М.: Наука, 1991.
С.182–199.
Пономарев
А.В. Изучение вариаций электрического
состояния горных пород применительно к поискам предвестников землетрясений: Дис. … канд. физ.-мат. наук. М.: ИФЗ АН СССР, 1987. 300 с.
Сидорин А.Я. Вариации электрического сопротивления верхнего слоя
земной коры // Докл. АН СССР. 1984. Т. 278, № 2.
С.330–334.
Сидорин А.Я. Результаты прецизионных наблюдений за вариациями
кажущегося сопротивления на Гармском полигоне // Докл. АН СССР. 1986. Т. 290, № 1. С.81–84.
Сидорин А.Я.
(ред.). Гармский
геофизический полигон. М.; Гарм: ИФЗ АН СССР, 1990. 240 с.
Сидорин А.Я.
(ред.). Автоматизированная обработка
данных на Гармском геофизическом полигоне. М.; Гарм:
ИФЗ АН СССР, 1991. 216 с.
Сидорин А.Я. Предвестники землетрясений. М.: Наука, 1992. 192 с.
Сидорин А.Я.,
Журавлев В.И. Оценка размеров зон
подготовки землетрясений по данным электрического зондирования // Моделирование
предвестников землетрясений. М.: Наука, 1980. С.45–54.
Сидорин А.Я.,
Осташевский М.Г. Методика прецизионного электрического зондирования при поиске предвестников
землетрясений // Сейсмические приборы. Вып. 25/
Трапезников
Ю.А., Вольхин А.М., Щелочков Г.Г.,Зейгарник
В.А., Брагин В.Д., Кошкин Н.А., Туровский П.С., Геллер
Е.Л., Орленко Н.Н. Основные результаты электромагнитных исследований по прогнозу
землетрясений на полигонах ИВТАН // Прогноз землетрясений. 1989. № 11.
С.264–274.
Хмелевской
В.К., Шевнин В.А. (ред).
Электрическое зондирование геологической среды. Ч. 1. М.: МГУ, 1988. 176 с.
Хмелевской
В.К., Шевнин В.А. (ред).
Электрическое зондирование геологической среды. Ч. 2. М.: МГУ, 1992. 200 с.
Fitterman D.V., Madden T.R. Resistivity
observations during creep events at Melendy Ranch, California // J. Geophys. Res. 1977. V. 82, N 33. P.5401–5408.
Fuye Q., Yulin Z., Tongchun X. An analysis of the
seasonal variation of disturbance in georesistivity // Acta seismologica Sinica.
1988. V. 1, N 3. P.69–83.
Honkura Y. Pertrubation of the electric
current by a resistivity anomaly and its application to earthquake prediction
// J. Geomag. and Geoelectr. 1976. V. 28, N 1. P.47–57.
Loke M.H., Dahlin T., Rucker D.F. Smoothness-constrained
time-lapse inversion of data from 3D resistivity surveys. Near
Surface Geophysics. 2014. N 12. P.4–24.
Milne J. Earthquakes in connection with electric and
magnetic phenomena // Trans. Seismol. Soc.
Morrison H.F., Corwin R.F., Chung M. High-accuracy
determination of temporal variations in crustal resistivity in earth's crust.
Amer.Geophys.Union Monograph. 1977. V. 20. P.67–83.
Morrison H.F., Fernandez R., Corwin R.F. Earth resistivity,
self-potential variations and earthquakes: a negative result for M-4.0 // J.
Geophys. Res. Lett. 1979. V. 6, N 3. P.139–142.
Morrison H.F., Fernandez R. Temporal
variations in the electrical resistivity of the Earth's crust // J. Geophys. Res. 1986. V. 91, N B11. P.618–628.
Qian J. Regional study of the anomalous change in
apparent resistivity before the
Searls C., Poehls K.A., Jackson D.D., Wescott E.M. Change in crustal
resistivity near Palmdale, California // Geophys. Res. Lett. 1978. V. 5, N 11. P.928–930.
Supper R., Ottowitz D., Jochum B., Kim J.H., Römer A.,
Baron I., Pfeiler S., Lovisolo M., Gruber S., Vecchiotti F. Geoelectrical
monitoring: an innovative method to supplement landslide surveillance and early
warning // Near Surface Geophysics. 2014a. N 12. P.133–150.
Supper R., Ottowitz D., Jochum B., Römer A., Pfeiler
S., Kauer S., Keuschnig M., Ita M. Geoelectrical monitoring of frozen ground and
permafrost in alpine areas: field studies and considerations towards an
improved measuring technology // Near Surface Geophysics. 2014b.
N 12. P.93–115.
Wilkinson P., Chambers J., Kuras O., Meldrum P., Gunn
D.
Long-term time-lapse geoelectrical monitoring // First Break. 2011. V. 29. P.77–84.
Сведения об авторах
ДЕЩЕРЕВСКИЙ Алексей Владимирович — кандидат физико-математических наук, ведущий
научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, Москва,
ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7(499) 254-90-35. E-mail: adeshere@ifz.ru
МОДИН Игорь Николаевич – доктор
технических наук, профессор, Московский государственный университет им. М.В.
Ломоносова. 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1. E-mail: imodin@yandex.ru
СИДОРИН Александр Яковлевич – кандидат физико-математических наук,
заведующий лабораторией, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН.
123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7(499)
254-42-68. E-mail: sidorin@ifz.ru
METADATA IN ENGLISH
About
the journal
SEISMICHESKIE PRIBORY, ISSN:
0131-6230, eISSN: 2312-6965, DOI: 10.21455/si,
http://elibrary.ru/title_about.asp?id=25597)
English Translation: Seismic
Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online),
https://link.springer.com/journal/11990
Method
of constructing geoelectric section model taking into account its seasonal
variations based on data
of long-term monitoring by VES aimed at searching
for earthquake precursors
©
1 Schmidt Institute of Physics of the Earth,
Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
2
Corresponding
author: A.Ya. Sidorin, e-mail: al_sidorin@hotmail.com
Highlights
·
The data of precision VES with spacing from 2 to
·
Observations were carried out at the Garm polygon
every day for 12 years
·
New approach to interpretation of more than 3000
repeated VES at one site is proposed
·
Geoelectric section model taking into account its
seasonal variations is constructed
·
Residuals and region of model equivalence are reduced
by an order of magnitude
Abstract. The data of
high-precision measurements of apparent resistivity at a stationary
multi-electrode vertical electric sounding (VES) system including 12
current and 4 potential lines with
spacing from 2 to
Keywords: geoelectric
monitoring, VES, interpretation, geoelectrical section, seasonal variations,
Garm polygon, earthquake precursors.
About the authors
DESHEREVSKII
Alexey Vladimirovich – Candidate of Physical and
Mathematical Sciences, Leading Researcher. Schmidt Institute
of Physics of the Earth of the
MODIN
Igor Nikolaevich – Doctor of Technical
Sciences, Professor, Moscow State University.
SIDORIN
Alexander Yakovlevich – Candidate of Physical and
Mathematical Sciences, Head of Laboratory. Schmidt Institute
of Physics of the Earth of the
Cite
this article as: Desherevskii A.V., Modin I.N., Sidorin A.Ya. Method of constructing geoelectric section
model taking into account its seasonal variations based on data of long-term
monitoring by VES aimed at searching for earthquake precursors, Seismicheskie Pribory, 2017, Vol. 53, no 4, pp. 61-80. DOI: 10.21455/si2017.4-5 (in
Russ.).
English translation of the article will be published in Seismic
Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online),
https://link.springer.com/journal/11990), 2018, Volume 54, Issue 4.