Monitoreo y predicción de terremotos
Los terremotos provocados por el hombre son causados principalmente por embalses. La razón básica de los terremotos inducidos por embalses es la existencia de fallas activas en el embalse o canales de filtración submarinos, como fallas activas en condiciones de almacenamiento de agua. A medida que el agua se filtra en un depósito, la resistencia al corte de la falla disminuye a medida que aumentan el nivel del agua y la presión de filtración. Si la tensión tectónica acumulada en una falla excede la resistencia al corte de la falla, pueden ocurrir terremotos en el yacimiento. Por lo tanto, durante el estudio del embalse, especialmente en áreas kársticas, es necesario determinar si hay grietas y otros canales de filtración submarina en el embalse propuesto, y luego determinar si se debe construir el embalse. Los métodos geofísicos utilizados incluyen métodos sísmicos, eléctricos, gravitacionales y magnéticos.
En condiciones de almacenamiento de agua, el agua del depósito penetra a lo largo de fisuras o rocas solubles, lo que hace que el contenido de agua de las rocas debajo o cerca del depósito aumente gradualmente. La posición del nivel del agua subterránea puede aumentar gradualmente y. la resistividad de las rocas disminuye gradualmente, aparece un campo eléctrico de fuga donde el yacimiento tiene fugas. En este momento, se pueden lograr resultados significativos utilizando el método de resistividad y el método de campo eléctrico natural para monitorear la filtración de agua del embalse y predecir la posibilidad de terremotos inducidos por el almacenamiento de agua del embalse.
La Figura 6-2-1 es el resultado del uso de sondeos eléctricos para monitorear las fugas de agua a lo largo de las fracturas en un gran embalse en la región del Cáucaso de la antigua Unión Soviética. Xiao Chaojing, 1985. Aplicación de la exploración geofísica en estudios e investigaciones geológicas de ingeniería ambiental, Información geológica de Heilongjiang, 1.
. El intervalo de monitoreo del sondeo eléctrico es de 1 a 2 meses. En la figura, t0 es el tiempo de medición antes de que se establezca la base de datos, y t1 y t2 son los dos tiempos de medición después de que se establezca la base de datos. En la figura se puede ver que las formas de las curvas medidas en diferentes momentos son diferentes. Los cambios en la forma de la curva reflejan cambios en los niveles de agua subterránea. A través de la interpretación cuantitativa de la curva de sondeo eléctrico se puede obtener el nivel freático en diferentes momentos. En el punto de medición No. 3, las curvas de sondeo eléctrico en diferentes momentos tienen la misma forma, lo que indica que el rango de filtración del embalse está entre el No. 2 y el No. 3. El trabajo de sondeo eléctrico reveló el proceso dinámico de actividad hidrogeológica del agua del embalse. filtración a lo largo de la falla y determinó la filtración de agua subterránea. El rango de la zona proporciona una base para predecir terremotos inducidos por embalses.
Figura 6-2-1 Utilice sondeos eléctricos para monitorear el agua del depósito que se filtra al suelo a lo largo de las grietas.
(Según Xiao Chaojing 1985)
1-depósito de arcilla arenosa; 2-punto de sondeo de profundidad; 3-nivel de agua subterránea de piedra caliza antes y después de la construcción en t0, t1; y t2 posición correspondiente.
2. Seguimiento y predicción de terremotos naturales
El halo de dispersión del mercurio en el agua es el más rápido y sensible a los cambios de estrés y temperatura del suelo, tiene buena estabilidad y tiene pocos. factores de interferencia. Al medir el contenido de mercurio en el agua, se puede determinar la concentración total de vapor de mercurio y mercurio ionizado en el agua y sus cambios, logrando así el propósito de monitorear y predecir terremotos.
(1) Cambios en el contenido de mercurio alrededor de fuentes sísmicas artificiales
Las áreas propensas a terremotos son generalmente zonas débiles y activas en la corteza terrestre, a menudo acompañadas de zonas de fallas activas, fuentes termales y mercurio fuerte Distribución anormal. Para comprender la formación de mercurio en áreas sísmicas y explorar la importancia indicadora del mercurio en la predicción de terremotos, el antiguo Instituto de Exploración Geofísica y Geoquímica del Ministerio de Geología y Recursos Minerales y el Centro de Pronóstico y Monitoreo de Terremotos de la Administración Sismológica del Estado. Realizó investigaciones alrededor de un área subterránea de explosión nuclear en Xinjiang de 1984 a 1986. Se monitorearon anomalías de mercurio y se realizaron pruebas de terremotos simulados en el área geotérmica de Tangkeng en Nanjing, Fujian. Los resultados son los siguientes:
1) El aumento del geoestrés en algunas zonas puede aumentar el contenido de mercurio en el agua de zonas adyacentes. Cuando se libera la tensión local concentrada, la anomalía del mercurio desaparece. El proceso de desaparición anormal del mercurio está relacionado con el proceso de liberación de geoestrés.
2) Las anomalías de mercurio causadas por cambios en la tensión in situ no son suministradas por fuentes profundas de mercurio, sino que son causadas por cambios en el equilibrio de fases.
3) Medir el mercurio en el agua para la predicción de terremotos es completamente factible en términos de principios y métodos [4].
(2) Cambios en el contenido de mercurio en el agua de pozo en el área del terremoto y áreas adyacentes antes y después de los terremotos naturales.
Los resultados del seguimiento se ilustran con un ejemplo de terremoto.
Terremoto de Miaofengshan en el oeste de Beijing (4,1) y terremoto de Julu (5,1) Se produjo un terremoto de 4,1 en Miaofengshan, en el oeste de Beijing. El epicentro se registró a 40 kilómetros del pozo de monitoreo de mercurio. El 30 de junio del mismo año +065438, se produjo un terremoto de magnitud 5,1 en Julu, provincia de Hebei. La distancia epicentral del pozo de observación de Mercurio es de 125 kilómetros. Antes y después de estos dos terremotos, la curva de cambio del contenido de mercurio en el agua de pozo observada en la Estación de Beijing se muestra en la Figura 6-2-2. En circunstancias normales, el contenido de mercurio en el agua de pozo es estable, con un valor promedio de 14 ng/L. Antes del terremoto de Miaofengshan, la concentración de mercurio alcanzó 629,3 ng/L, que era 42 veces el promedio inicial. El intervalo entre el terremoto de Miaofengshan y el terremoto de Julu fue corto, y las anomalías de mercurio causadas por los dos terremotos obviamente se superpusieron.
Después de unos dos meses, el mercurio en el agua volvió a la normalidad. Este es el primer caso nacional de monitoreo de terremotos midiendo el contenido de mercurio en el agua (Wu, Jin et al., 1994).
Figura 6-2-2 Agua de pozo en la estación de Beijing antes y después del Miaofengshan Terremoto en Beijing y terremoto de Julu en la provincia de Hebei Curva de cambio de mercurio
(Según Wu et al., 1994)
Terremoto de magnitud 7,6 en Lancang, Yunnan 1988 165438+El 6 de octubre , se produjo un terremoto de magnitud 7,6 en Lancang, Yunnan. El epicentro se encuentra a unos 600 kilómetros de los pozos de observación de mercurio de Taihe, Yanyuan, Zhaojue y otros en Xichang, a 840 kilómetros del pozo de observación de las aguas termales de Maoya en Sichuan y a 950 kilómetros del pozo de observación de Qionglai. Desde el terremoto de magnitud 5,1 en Huidong, Sichuan, en abril de 1988, se han producido anomalías de mercurio simultáneamente en Yanyuan, Taihe y Zhaojue Wells a principios de mayo. A finales de febrero de 1988, la anomalía duró 9 meses. La amplitud anormal del pozo Zhaojue es 30 veces el valor normal antes de abril, el pozo Yanyuan es 20 veces el valor normal y el pozo Taihe es 50 veces el valor normal. A finales de febrero de 65438+ de ese año, la concentración de mercurio en cada pozo de observación disminuyó significativamente y volvió gradualmente a niveles normales. Los observatorios sísmicos de Maoya y Qionglai en Sichuan, que están lejos del epicentro, no tuvieron una respuesta obvia al débil terremoto antes del terremoto de magnitud 7,6 de Lancang, pero hubo anomalías en los altos valores de mercurio antes del terremoto de Lancang. El valor más alto de mercurio observado en el Observatorio Maoya el 5 de septiembre de 1988 fue de 12.633 ng/L, 23,6 veces el valor normal. El terremoto de Lancang ocurrió durante un período en el que la cantidad de mercurio tendía a disminuir (Figura 6-2-3). Después del terremoto, debido a réplicas grandes y pequeñas, las anomalías de mercurio en el agua continuaron saltando y cambiando durante más de 4 meses.
Figura 6-2-3 Curva de cambio de mercurio en el agua del pozo de observación Maoya en Sichuan antes y después del terremoto de Lancang
(editado por Wu et al., 1994)
De los ejemplos de terremotos monitoreados anteriores se puede ver que hay anomalías de mercurio antes y después del terremoto, y el alcance de la anomalía está relacionado con la magnitud del terremoto.
La Tabla 6-2-1 muestra la relación estadística entre diferentes magnitudes y distancias epicentrales y anomalías de mercurio en el agua. Como se puede observar en la Tabla 6-2-1, el número de veces que los terremotos y las anomalías de mercurio se reflejan simultáneamente (33 veces) representa el 75% de las veces estadísticas (44 veces). En los puntos de medición cuya distancia epicentral es inferior a 400 km, la tasa de correspondencia entre los momentos de anomalía de Mercurio y los terremotos con magnitudes de 5,0 a 5,6 es del 90 %, y la tasa de correspondencia para aquellos con distancias de epicentro superiores a 400 km es del 56 %. Pero en el caso del fuerte terremoto de magnitud 7,6, los datos de cinco puntos de medición mostraron que todavía había anomalías evidentes de mercurio en el agua.
Tabla 6-2-1 La relación entre diferentes magnitudes y distancias epicentrales y anomalías de mercurio en el agua
(editado por Wu et al., 1994)
En resumen, el uso de anomalías de mercurio en el agua para el seguimiento de terremotos ha inyectado nueva vitalidad a la predicción de terremotos. Según estadísticas de la Administración Sismológica Nacional, decenas de estaciones de monitoreo sísmico en mi país han obtenido muchos datos de casos de terremotos basados en la relación entre las anomalías de mercurio en el agua y los terremotos. Se espera que el mercurio se utilice más ampliamente y con mayor éxito en la predicción de terremotos. Sin embargo, también debemos ser claramente conscientes de que la gente todavía necesita hacer grandes esfuerzos para predecir con precisión la hora de los terremotos.