Вопросы инженерной сейсмологии: статья

Оптимальная конфигурация сейсмологической сети Карелии
В.Ю. Бурмин
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Вопросы инженерной сейсмологии
Том: 49
Номер: 4
Год: 2022
Страницы: 117-129
УДК: 550.312
DOI: 10.21455/VIS2022.4-8
Ключевые слова: Карелия, сейсмические станции, эффективность систем наблюдений, оптимальная конфигурация сети, магнитуда землетрясения
Аннотация: Современная сейсмологическая сеть Карелии состоит из четырёх сейсмических станций. Количество станций сети, таким образом, невелико, и распределены они по территории Карелии неравномерно, поэтому карельская сейсмологическая сеть недостаточно эффективна, и в разных точках на территории этого региона регистрируются сейсмические события (землетрясения и карьерные взрывы) разной минимальной магнитуды и с разной точностью. Для того, чтобы события, происходящие в разных точках Карелии, регистрировались с одинаковой точностью и одной минимальной магнитудой, необходимо расположить сейсмические станции системы более равномерно по всей территории, т.е. система наблюдений должна иметь оптимальную конфигурацию. Расчет минимальных магнитуд регистрируемых сейсмических событий для оптимальной сейсмологической сети Карелии из 65 новых и 4 ныне функционирующих сейсмических станций показывает, что при увеличении каналов регистрации, равном 50000, сеть будет надежно регистрировать на всей территории Карелии землетрясения магнитудой 1.0 и выше. При этом положение сейсмических станций оптимальной сети на территории Карелии определяется с точностью до параллельного сдвига и произвольного поворота всей системы наблюдения. Значения ошибок в определении координат эпицентров землетрясений по широте и по долготе внутри сети не превысят 0.5 км. Значения ошибок в определении глубин очагов землетрясений, регистрируемых системой на всей территории Карелии, не превысят 1.0 км в центре сети и только на её периферии могут достигать 2.0 км.
Список литературы: Аранович З.И. О методе выбора оптимального расположения станций в локальной системе наблюдений // Методика и результаты оценки эффективности региональных систем сейсмических наблюдений. Тбилиси: Мецниереба, 1980. С. 150–157.

Аранович З.И., Ахалбедашвили A.M., Гоцадзе О.Д., Деканосидзе Ц.А. Методика расчета эффективности сети региональных сейсмических станций на примере Кавказа // Вопросы оптимизации и автоматизации сейсмических наблюдений. Тбилиси: Мецниереба, 1977. С. 27–57.

Бурмин В.Ю. Оптимальное расположение сейсмических станций при регистрации близких землетрясений // Физика Земли. 1986. № 5. С. 34–42.

Бурмин В.Ю. Оценка эффективности сети сейсмологических наблюдений на Кавказе // Сейсмические приборы. 2018. Т. 54, № 2. C. 24–32. https://doi.org/10.21455/si2018.2-2

Бурмин В.Ю. Некоторые обратные задачи сейсмологии. Теория, эксперименты, результаты. М.: Наука, 2019. 276 с.

Бурмин В.Ю., Ахметьев В.М. Погрешности в определении параметров гипоцентров близких землетрясений эффективность системы сейсмологических наблюдений // Вулканология и сейсмология. 1994. № 2. С. 109–128.

Бурмин В.Ю., Зуева И.А. Эффективность сейсмологической сети Республики Карелия // Сейсмические приборы. 2022. Т. 58, № 4. С. 81–96. https://doi.org/10.21455/si2022.4-5

Бурмин В.Ю., Нгуен Ван Фонг. Планирование оптимальной региональной сети сейсмологических наблюдений для Юго-Восточной Азии // Вулканология и сейсмология. 2001. № 1. С. 68–75.

Бурмин В.Ю., Нго Тхи Лы, Кондорская Н.В., Ахметьев В.М. Анализ геометрии современной сети сейсмических станций и определение положения дополнительных станций на территории Северного Вьетнама // Физика Земли. 1992. № 6. С. 123–128.

Бурмин В.Ю., Нгуен Ван Фонг, Аветисян А.М. Планирование оптимальной региональной сети сейсмологических наблюдений на примере Армении // Вулканология и сейсмология. 2000. № 6. С. 66–79.

Бурмин В.Ю., Нго Тхи Лы, Фунг Тхи Тху Ханг, Лэ Куанг Хой. Оценка эффективности новой сети сейсмических наблюдений на территории Вьетнама // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 3. С. 74–86. https://doi.org/10.21455/si2017.3-6

Гервер М.Л., Маркушевич В.М. Определение по годографу скорости распространения сейсмических волн // Методы и программы для анализа сейсмических наблюдений (Вычислительная сейсмология. Вып. 3). М.: Наука, 1967. С. 3–51.

Закатов П.С. Курс высшей геодезии. М.: Недра, 1964. 504 с.

Заклюковская А.С., Габсатарова И.П. Уточнение шкалы локальных магнитуд ML для западной части Северного Кавказа // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных: Материалы Десятой международной сейсмологической школы / Отв. ред. А.А. Маловичко. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2015. С. 132–136.

Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы / Под ред. Н.В. Шарова, А.А. Маловичко, Ю.К. Щукина. Кн. 1: Землетрясения. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. 381 с.

Инструкция о порядке производства и обработки наблюдений на сейсмических станциях ЕССН СССР / Отв. сост. Н.В. Кондорская, З.И. Аранович, О.Н. Соловьёва, Н.В. Шебалин. М.: Наука, 1981. 272 с.

Кийко А. Методы оптимального планирования региональных сетей сейсмических станций // Вычислительные методы в геофизике. М.: Наука, 1981. С. 82–84.

Литвиненко И.В., Анкудинов С.А., Гаврилов И.А., Дворецкая Л.М., Кальнин К.А., Матвеева Н.Н., Платоненкова Л.Н., Романенко Н.Г. Глубинный разрез земной коры центральной Карелии и его сейсмическая модель // Записки Горного института. 1981. Т. 89. С.12–17.

Маловичко А.А., Габсатарова И.П., Дягилев Р.А., Мехрюшев Д.Ю., Зверева А.С. Оценка регистрационных возможностей сейсмической сети в западной части Северного Кавказа через геометрию сети и локальный уровень микросейсмических шумов // Сейсмические приборы. 2020. Т. 56, № 3. С. 35–60. https://doi.org/10.21455/si2020.3-3

Нгуен Куй Хи, Фам Ван Тхук, Фам Лой Ву. Оптимальное дополнение сейсмической сети на территории Вьетнама методом планирования сейсмического эксперимента // Результаты исследований института «Науки о Земле» 1977–1978 гг. Сер. Физика Земли. Ханой: Национальный исследовательский центр наук Вьетнама, 1979. С. 9–31. [На вьетнамском языке].

Саваренский Е.Ф., Сафронов В.В., Пешков А.Б., Вербова Л.Д., Пешкова И.В. Оптимальное размещение сейсмических станций с позиции минимизации погрешности определения эпицентра // Физика Земли. 1979. № 8. С. 64–71.

Сидорин А.Я. Проблемы оценки сейсмической опасности для объектов использования атомной энергии на территории Кольского полуострова и Карелии // Наука и технологические разработки. 2018. Т. 97, № 2. С. 45–52. [Тематический выпуск «Прецизионный геофизический мониторинг природных опасностей. Часть 2. Безопасность объектов использования атомной энергии»]. https://doi.org/10.21455/std2018.2-3

Bartal Ya., Somer Z., Leonard G., Steinberg D.M., Ben Horin Yo. Optimal seismic networks in Israel in the context of the Comprehensive Test Ban Treaty // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2000. V. 90, N 1. P.151–165. https://doi.org/10.1785/0119980164

Kennett B.L.N., Engdahl E.R., Buland R. Constraints on seismic velocities in the Earth from traveltimes // Geophys. J. Int. 1995. V. 122, Iss. 1. P.108–124. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1995.tb03540.x

Kijko A. An algorithm for the optimum distribution of a regional seismic network – I // Pure Appl. Geophys. 1977a. V. 115, Iss. 4. P. 999–1009. https://doi.org/10.1007/BF00881222

Kijko A. An algorithm for the optimum distribution of a regional seismic network – II. An analysis of the accuracy of location of local earthquakes depending on the number of seismic stations // Pure Appl. Geophys. 1977b. V. 115, Iss. 4. P. 1011–1021. https://doi.org/10.1007/BF00881223

Rabinowitz N., Steinberg D.M. Optimal configuration of a seismographic network: A statistical approach // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1990. V. 80, N 1. P. 187–196. https://doi.org/10.1785/BSSA0800010187

Sato Y. Optimum distribution of seismic observation points // Zisin (J. Seismol. Soc. Japan). 1965. V. 18, Iss. 1. P. 9–14. [in Japanese]. https://doi.org/10.4294/zisin1948.18.1_9

Sato Y., Skoko D. Optimum distribution of seismic observation points. II // Bull. Earthq. Res. Inst. 1965. V. 43, N 3. P. 451–457. https://doi.org/10.15083/0000033619

Steinberg D.M., Rabinowitz N. Optimal seismic monitoring for event location with application to On Site Inspection of the Comprehensive Nuclear Test Ban Treaty // Metrika. 2003. V. 58, Iss. 1. P. 31–57. https://doi.org/10.1007/s001840200222

Steinberg D.M., Rabinowitz N., Shimshoni Ya., Mizrachi D. Configuring a seismographic network for optimal monitoring of fault lines and multiple sources // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1995. V. 85, N 6. P. 1847–1857. https://doi.org/10.1785/BSSA0850061847