Study of Changes in Time and in Space of Stressed State of Geological Environment

Abstract

При оценке сейсмической и экологической опасности напряженно- деформированное состояние геологической среды является важнейшей геодинамической характеристи- кой районов гидравлических (ГЭС) и атомных (АЭС) электростанций, предприятий ядерного топливного цикла (ЯТЦ), химической промышленности, стратегически важных объектов, густонаселенных мегаполи- сов и курортных районов. Цель работы. В статье обобщены полученные результаты значений геодинами- ческих показателей напряженно-деформированного состояния среды для разных по своей тектонической активности районов РФ. Методы исследования. Локальный сейсмо-экологический мониторинг (ЛСЭМ) позволяет оценивать значения геодинамических показателей анизотропности γ и напряженного состо- яния среды S по энергии обменных волн PS от далеких землетрясений. Эти показатели характеризуют состояние среды во времени и в пространстве. Наблюдения во всех регионах проводились с помощью локальной сети (площадная расстановка) трех компонентными станциями типа Дельта-Геон. Результа- ты. Приведены основные закономерности изменения значений геодинамических показателей для одного интервала глубин: диапазон значений γ и S в районах разной тектонической активности, цикличность их изменений и влияние на них внешних природных факторов (Луны, Солнца, солнечной активности и т. д.). По результатам самых длительных наблюдений ЛСЭМ (1995-2006г) на Кавминводском полигоне (сейс- моопасный Минераловодский регион) получены 3‑х мерные модели показателя анизотропности γ и про- ведена оценка показателей напряженного состояния S на разных уровнях глубин. Показано, что характер распределения показателя анизотропности γ непрерывно изменяется по глубине, латерали и во времени. Выявлена цикличность в изменении показателя S во времени на всех глубинах. Создание таких 3‑х мер- ных моделей и для других особо важных объектов позволит дать более объективную картину напряженно- деформированного состояния геологической среды, что требует, однако, более длительных наблюдений When assessing seismic and environmental hazards, the stress-strain state of the geological environment is the most important geodynamic characteristic of the areas of hydraulic (HPP) and nuclear (NPP) power plants, nuclear fuel cycle (NFC) enterprises, the chemical industry, strategically important objects, densely populated megacities and resort areas. Aim. The article summarizes the results obtained for the values of the geodynamic indicators of stress-strain state of the medium for regions of the Russian Federation that are different in their tectonic activity. Methods. Local seismic-ecological monitoring (LSEM) allows us to assess the values of the geodynamic indicators of anisotropy and the stress state of the medium S from the energy of the exchange waves PS from distant earthquakes. These indicators characterize the state of the environment in time and space. Observations in all regions were carried out using a local network (areal arrangement) of three component stations of the Delta-Geon type. Results. The basic laws of changing the values of geodynamic indicators for one depth interval are presented: the range of γ and S values in regions of different tectonic activity, the cyclical nature of their changes, and the influence of external natural factors (the Moon, the Sun, solar activity, etc.) on them. According to the results of the longest observations of the LSEM (1995-2006) at the Kavminvodsky test site (seismic hazardous Mineralovodsk region), 3‑dimensional models of the anisotropy index were obtained and stress state indicators S were evaluated at different depth levels. It is shown that the nature of the distribution of the anisotropy index continuously varies in depth, laterally, and in time. The cyclical nature of the change in S over time at all depths is revealed. The creation of such 3D models for other particularly important objects will allow us to give a more objective picture of the stress-strain state of the geological environment, which requires, however, longer observations