Геомаркетинг » ОСОБЕННОСТИ ГЛУБИННОГО СТРОЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН ПО ДАННЫМ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ И ФУНКЦИИ ПРИЕМНИКА ОТ ДАЛЕКИХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУЛАКСКОГО КАСКАДА ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

DOI: 10.25296/1997-8669-2021-15-4-30-46

ПРИОБРЕСТИ ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ за 250 руб.

“ГеоРиск”, Том XV, № 4/2021

ОСОБЕННОСТИ ГЛУБИННОГО СТРОЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН ПО ДАННЫМ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ И ФУНКЦИИ ПРИЕМНИКА ОТ ДАЛЕКИХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУЛАКСКОГО КАСКАДА ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Кухмазов А.С., Магомедов А.М.

Кухмазов А.С., Магомедов А.М., 2021. Особенности глубинного строения Республики Дагестан по данным сейсмической томографии и функции приемника от далеких землетрясений для обеспечения безопасной эксплуатации Сулакского каскада гидроэлектростанций. ГеоРиск, Том XV, № 4, с. 30–46, https://doi.org/10.25296/1997-8669-2021-15-4-30-46.

Изучение глубинной структуры земной коры с помощью комплексирования двух методов — сейсмической томографии и функции приемника —
крайне актуальная на сегодняшний день тема. В России имеется большое количество участков размещения объектов повышенной ответственности со
слабой геофизической изученностью. Сулакский каскад гидроэлектростанций (ГЭС), расположенный в Республике Дагестан, не исключение. Ближайший профиль глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) проходит в 55 км от Ирганайской ГЭС (входит в состав гидроузлов Сулакского каскада). В районе Сулакского каскада ГЭС в настоящее время расположено 12 сейсмических станций, которые обеспечивают проведение сейсмического мониторинга в целях безопасной эксплуатации гидротехнических сооружений. В статье описывается, как непрерывный поток данных с 12 станций используется для
выделения далеких землетрясений и последующей обработки с помощью методов сейсмической томографии и функции приемника. Результатом
обработки данных методом сейсмической томографии является 3D-куб скоростей продольных волн района, в частности, модифицированная скоростная
модель территории исследования. Обработка методом функции приемника позволила получить временно́й и глубинный сейсмические разрезы по
профилю. После использования модифицированной скоростной модели, определенной в результате обработки данных методом сейсмической
томографии, получен модернизированный глубинный сейсмический разрез. Проведена интерпретация результатов — оптимизированный скоростной
разрез качественно и количественно сопоставлен с картой аномалий поля силы тяжести исследуемой территории. Проиндексированы границы глубинного
сейсмического разреза, полученного в результате обработки данных методом функции приемника. Проведено его сравнение с данными по ближайшему
профилю ГСЗ. Полученные данные подтверждают необходимость организации таких работ.

1. Белявский В.В., 2006. Карта рельефа поверхности кристаллического фундамента Северо-Кавказского региона. Изд-во
Федерального агентства по недропользованию, Москва.
2. Гоев А.Г., 2020. Скоростное строение земной коры и верхней мантии коллизионной зоны центральной части Восточно-
Европейской платформы. Дис. … канд. физ.-мат. наук, Институт динамики геосфер им. М.А. Садовского РАН, Москва.
3. Даниялов М.Г., Магомедов Х.Д., 2015. О создании локальной сети сейсмологических наблюдений Дагестанского филиала
ОАО «РУСГИДРО». Мониторинг. Наука и технологии, № 2, с. 33–37.
4. Краснопевцева Г.В., 1984. Глубинное строение Кавказского сейсмоактивного региона. Наука, Москва.
5. Магомедов Х.Д., Адилов З.А., 2021. Регистрационные возможности локальной сейсмологической сети Филиала ПАО «РусГидро» —
«Дагестанский филиал». Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных, Тезисы
XV Международной сейсмологической школы, Новосибирск, 2021, с. 56.
6. Магомедов Х.Д., Адилов З.А., Асекова З.О., Гамидова А.М., Мусалаева З.А., Сагателова Е.Ю., Павличенко И.Н., Шахмарданова С.Г.,
2020. Каталог землетрясений Северо-Восточного Кавказа (территория Дагестана и приграничные зоны) и акватории Среднего
Каспия за III квартал 2020 г. Мониторинг. Наука и технологии, № 4(46), с. 81–94, https://doi.org/
10.25714/MNT.2020.46.009.
7. Павленкова Г.А., 2012. Строение земной коры Кавказа по профилям ГСЗ Степное — Бакуриани и Волгоград — Нахичевань
(результаты переинтерпретации первичных данных). Физика Земли, № 4, с. 1–10.
8. Павленкова Г.А., 2019. Структура земной коры Малого Кавказа по данным глубинного сейсмического зондирования.
Геофизические исследования, Том 20, № 1, с. 65–79, https://doi.org/10.21455/gr2019.1-6.
9. Пруцкий Н.И. (ред.), 1998. Карта остаточных аномалий силы тяжести Северного Кавказа. Изд-во Северо-Кавказского
регионального геологического центра ГУП «Центральная геологосъемочная экспедиция», Ессентуки.
10. Черкашин В.И. (ред.), 2015. Юрские отложения центральной части Горного Дагестана. Путеводитель геологических экскурсий
VI Всероссийского совещания «Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии». Алеф, Махачкала.
11. Aki K., Christoffersson A., Husebye E.S., 1977. Determination of the three-dimensional seismic structure of the lithosphere. Journal of
Geophysical Research, Vol. 82, Issue 2, pp. 277–296, https://doi.org/10.1029/JB082i002p00277.
12. Ammon C.J., Randall G.E., Zandt G., 1990. On the nonuniqueness of receiver function inversions. Journal of Geophysical Research:
Solid Earth, Vol. 95, Issue B10, pp. 15303–15318, https://doi.org/10.1029/JB095iB10p15303.
13. Beyreuther M., Barsch R., Krischer L., Megies T., Behr Y., Wassermann J., 2010. ObsPy: a Python toolbox for seismology. Seismological
Research Letters, Vol. 81, No. 3, pp. 530–533, https://doi.org/10.1785/gssrl.81.3.530.
14. Bormann P. (ed.), 2009. New manual of seismological observatory practice (NMSOP). Publishing house of the German Research Centre
for Geosciences, Potsdam, Germany.
15. Eulenfeld T., 2020. Receiver function calculation in seismology. Journal of Open Source Software, Vol. 5, No. 48, ID 1808,
https://doi.org/10.21105/joss.01808.
16. Kennett B.L.N., Engdahl E.R., 1991. Traveltimes for global earthquake location and phase identification. Geophysical Journal
International, Vol. 105, Issue 2, pp. 429–465, https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1991.tb06724.x.
17. Kennet B.L.N., Engdahl E.R., Buland R.P., 1995. Constraints on seismic velocities in the Earth from traveltimes. Geophysical Journal
International, Vol. 122, Issue 1, pp. 108–124, https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1995.tb03540.x.
18. Kennett B.L.N., Sambridge M.S., Williamson P.R., 1988. Subspace methods for large inverse problems with multiple parameter classes.
Geophysical Journal International, Vol. 94, Issue 2, pp. 237–247, https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1988.tb05898.x.
19. Kissling E., 1995. Velest User’s Guide. Publishing house of the Institute of Geophysics and Swiss Seismological Service, Zurich,
Switzerland.
20. Ligorria J., Ammon C.J., 1999. Iterative deconvolution and receiver-function estimation. Bulletin of the Seismological Society of
America, Vol. 89, No. 5, pp. 1395–1400, https://doi.org/10.1785/BSSA0890051395.
21. Press W.H., Flannery B.P., Teukolsky S.A., Vetterling W.T., 1992. Numerical recipes in Fortran 77: the art of scientific computing,
2nd edition. Cambridge University Press, Cambridge, UK.
22. Rawlinson N., Reading A.M., Kennett B.L.N., 2006. Lithospheric structure of Tasmania from a novel form of teleseismic tomography.
Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 111, Issue B2, https://doi.org/10.1029/2005JB003803.
23. Rawlinson N., Sambridge M., 2004. Wave front evolution in strongly heterogeneous layered media using the fast marching method.
Geophysical Journal International, Vol. 156, Issue 3, pp. 631–647, https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02153.x.
24. Sethian J.A., 1996. A fast marching level set method for monotonically advancing fronts. Proceedings of the National Academy of
Sciences, Vol. 93, No. 4, pp. 1591–1595, https://doi.org/10.1073/pnas.93.4.159.
25. Sethian J.A., Popovici A.M., 1999. 3-D traveltime computation using the fast marching method. Geophysics, Vol. 64, No. 2,
pp. 516–523, https://doi.org/10.1190/1.1444558.
26. Официальный сайт Исследовательской школы наук о Земле (RSES), 2005. URL: http://rses.anu.edu.au/~nick/teletomo.html (дата
обращения: 15.11.2021).
27. Официальный сайт GitHub, 2021. URL: https://github.com/obspy/obspy/wiki/ (дата обращения: 15.11.2021).
28. Официальный сайт scikit-rf, 2021. URL: https://rf.readthedocs.io/en/latest/ (дата обращения: 15.11.2021).

КУХМАЗОВ А.С.*
АО «Атомэнергопроект», г. Москва, Россия, A-Kukhmazov@mail.ru
Адрес: ул. Подольских курсантов, д. 1, г. Москва, 117545, Россия
МАГОМЕДОВ А.М.
ПАО «РусГидро», г. Москва, Россия, MagomedovAM@Ryshydro.ru
Адрес: ул. Архитектора Власова, д. 51, г. Москва, 117393, Россия

GeoRisk World, Vol. XV, No. 4/2021

FEATURES OF THE DEEP STRUCTURE OF THE REPUBLIC OF DAGESTAN ACCORDING TO SEISMIC TOMOGRAPHY AND RECEIVER FUNCTIONS FROM DISTANT EARTHQUAKES TO ENSURE THE SAFE OPERATION OF THE SULAK CASCADE OF HYDROELECTRIC POWER PLANTS

Kukhmazov A.S., Magomedov A.M.

Kukhmazov A.S., Magomedov A.M., 2021. Features of the deep structure of the Republic of Dagestan according to seismic tomography and receiver functions from distant earthquakes to ensure the safe operation of the Sulak cascade of hydroelectric power plants. GeoRisk World, Vol. XV, No. 4, pp. 30–46, https://doi.org/10.25296/1997-8669-2021-15-4-30-46.

The exploration of the deep structure of the Earth’s crust by combining two methods (seismic tomography and receiver function) is an extremely relevant
nowadays. Russia has enormous number of territories where are objects of increased responsibility with weak geophysical knowledge. The Sulak cascade of
hydroelectric power plants (HPPs) located in Republic of Dagestan is not an exception. The nearest deep seismic sounding profile is located 55 km from Irganayskaya
HPP (part of the hydroelectric facilities of the Sulak cascade of HPPs). There are currently 12 seismic stations located near the Sulak cascade of HPPs that provide
seismic monitoring for the safe operation of hydraulic structures. The paper describes how a continuous stream of data from 12 seismic stations is used to identify
distant earthquakes and further process them by methods of seismic tomography and receiver function. The result of data processing by seismic tomography is a 3Dcube
of longitudinal waves velocities of the area, in particular, modified velocity model of investigated region. The results of data processing by receiver function are
time and depth seismic sections along the profile. An upgraded depth seismic section was obtained after using upgraded velocity model from the result of seismic
tomography data processing. The interpretation of results is carried out i.e., the upgraded velocity section is qualitatively and quantitatively compared with the gravity
field anomaly map of the studied territory. The boundaries of the depth seismic section as a result of data processing by receiver function are indexed. The obtained
depth seismic section is compared with the data from the nearest deep seismic sounding profile. The results confirmed the need for work.

seismic tomography engineering geophysics seismology Republic of Dagestan receiver function deep structure combination of methods

1. Belyavskiy V.V., 2006. Relief map of the surface of the crystalline basement of the North Caucasus region. Publishing house of the
Federal Agency for Mineral Resources, Moscow. (in Russian)
2. Goev A.G., 2020. Velocity structure of the Earth’s crust and upper mantle in the collision zone of the central part of the East European
platform. PhD Thesis, Sadovsky Institute of Geospheres Dynamics, Russian Academy of Sciences, Moscow. (in Russian)
3. Daniyalov M.G., Magomedov Kh.D., 2015. About creation a local network seismologically observations of the Dagestan branch of
JSC “RUSHYDRO”. Monitoring. Science and Technologies, No. 2, pp. 33–37. (in Russian)
4. Krasnopevtseva G.V., 1984. Deep structure of the Caucasian seismically active region. Nauka, Moscow. (in Russian)
5. Magomedov H.D., Adilov Z.A., 2021. Registration capabilities of the local seismological network of the Branch of “RusHydro” —
“Dagestan Branch”. Modern methods of processing and interpretation of seismological data, Abstracts of the XV International
seismological Workshop, Novosibirsk, 2021, p. 56. (in Russian)
6. Magomedov Kh.D., Adilov Z.A., Asekova Z.O., Gamidova A.M., Musalaeva Z.A., Sagatelova E.Yu., Pavlichenko I.N., Shakhmardanova S.G.,
2020. Catalog of earthquakes for Northeastern Caucasus (Dagestan and border areas) and the middle Caspian for the III quarter 2020.
Monitoring. Science and Technologies, No. 4(46), pp. 81–94, https://doi.org/10.25714/MNT.2020.46.009. (in Russian)
7. Pavlenkova G.A., 2012. Structure of the Earth’s crust in the Caucasus according to the deep seismic sounding profiles Stepnoe —
Bakuriani and Volgograd — Nakhichevan (results of reinterpretation of primary data). Fizika Zemli, No. 4, pp. 1–10. (in Russian)
8. Pavlenkova G.A., 2019. The Earth crust structure of the Lesser Caucasus from deep seismic sounding data. Geophysical Research,
Vol. 20, No. 1, pp. 65–79, https://doi.org/10.21455/gr2019.1-6. (in Russian)
9. Prutskiy N.I. (ed.), 1998. Map of residual gravity anomalies in the North Caucasus. Publishing house of the North Caucasian Regional
Geological Center “Central Geological Survey Expedition”, Essentuki. (in Russian)
10. Cherkashin V.I. (ed.), 2015. Jurassic deposits of the central part of Mountain Dagestan. Field guide to the VI All-Russian Conference
“Jurassic system of Russia: problems of stratigraphy and paleogeography”. Alef, Makhachkala. (in Russian)
11. Aki K., Christoffersson A., Husebye E.S., 1977. Determination of the three-dimensional seismic structure of the lithosphere. Journal of
Geophysical Research, Vol. 82, Issue 2, pp. 277–296, https://doi.org/10.1029/JB082i002p00277.
12. Ammon C.J., Randall G.E., Zandt G., 1990. On the nonuniqueness of receiver function inversions. Journal of Geophysical Research:
Solid Earth, Vol. 95, Issue B10, pp. 15303–15318, https://doi.org/10.1029/JB095iB10p15303.
13. Beyreuther M., Barsch R., Krischer L., Megies T., Behr Y., Wassermann J., 2010. ObsPy: a Python toolbox for seismology. Seismological
Research Letters, Vol. 81, No. 3, pp. 530–533, https://doi.org/10.1785/gssrl.81.3.530.
14. Bormann P. (ed.), 2009. New manual of seismological observatory practice (NMSOP). Publishing house of the German Research Centre
for Geosciences, Potsdam, Germany.
15. Eulenfeld T., 2020. Receiver function calculation in seismology. Journal of Open Source Software, Vol. 5, No. 48, ID 1808,
https://doi.org/10.21105/joss.01808.
16. Kennett B.L.N., Engdahl E.R., 1991. Traveltimes for global earthquake location and phase identification. Geophysical Journal
International, Vol. 105, Issue 2, pp. 429–465, https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1991.tb06724.x.
17. Kennet B.L.N., Engdahl E.R., Buland R.P., 1995. Constraints on seismic velocities in the Earth from traveltimes. Geophysical Journal
International, Vol. 122, Issue 1, pp. 108–124, https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1995.tb03540.x.
18. Kennett B.L.N., Sambridge M.S., Williamson P.R., 1988. Subspace methods for large inverse problems with multiple parameter classes.
Geophysical Journal International, Vol. 94, Issue 2, pp. 237–247, https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1988.tb05898.x.
19. Kissling E., 1995. Velest User’s Guide. Publishing house of the Institute of Geophysics and Swiss Seismological Service, Zurich,
Switzerland.
20. Ligorria J., Ammon C.J., 1999. Iterative deconvolution and receiver-function estimation. Bulletin of the Seismological Society of
America, Vol. 89, No. 5, pp. 1395–1400, https://doi.org/10.1785/BSSA0890051395.
21. Press W.H., Flannery B.P., Teukolsky S.A., Vetterling W.T., 1992. Numerical recipes in Fortran 77: the art of scientific computing, 2nd
edition. Cambridge University Press, Cambridge, UK.
22. Rawlinson N., Sambridge M., 2004. Wave front evolution in strongly heterogeneous layered media using the fast marching method.
Geophysical Journal International, Vol. 156, Issue 3, pp. 631–647, https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02153.x.
23. Rawlinson N., Reading A.M., Kennett B.L.N., 2006. Lithospheric structure of Tasmania from a novel form of teleseismic tomography.
Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 111, Issue B2, https://doi.org/10.1029/2005JB003803.
24. Sethian J.A., 1996. A fast marching level set method for monotonically advancing fronts. Proceedings of the National Academy of
Sciences, Vol. 93, No. 4, pp. 1591–1595, https://doi.org/10.1073/pnas.93.4.159.
25. Sethian J.A., Popovici A.M., 1999. 3-D traveltime computation using the fast marching method. Geophysics, Vol. 64, No. 2,
pp. 516–523, https://doi.org/10.1190/1.1444558.
26. The official site of the Research School of Earth Sciences (RSES), 2005. URL: http://rses.anu.edu.au/~nick/teletomo.html (accessed:
15 November 2021).
27. The official site of the GitHub, 2021. URL: https://github.com/obspy/obspy/wiki/ (accessed: 15 November 2021).
28. The official site of the scikit-rf, 2021. URL: https://rf.readthedocs.io/en/latest/ (accessed: 15 November 2021).

ARSEN S. KUKHMAZOV*
Atomenergoproekt JSC; Moscow, Russia; A-Kukhmazov@mail.ru
Address: Bld. 1, Podolskikh Kursantov St., 117545, Moscow, Russia
ASLUDIN M. MAGOMEDOV
RusHydro PJSC; Moscow, Russia; MagomedovAM@Ryshydro.ru
Address: Bld. 51, Arkhitektora Vlasova St., 117393, Moscow, Russia

Статьи из журнала

АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ СРЕДНЕГОДОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ МEРЗЛЫХ ПОРОД ПРИ ВОЗМОЖНЫХ СЦЕНАРИЯХ ПОТЕПЛЕНИЯ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА СЕРЕДИНУ XXI в.

“ГеоРиск”, Том XV, № 4/2021

Авторы: Шелков Я.Ю., Фалалеева А.А.

В настоящей работе рассмотрены изменения среднегодовой температуры мeрзлых пород при различных сценариях потепления в Арктической зоне Российской Федерации (АЗРФ) к 2050 г. Мощность и строение криолитозоны напрямую зависят от изменения ...

МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ УЧАСТКА БЕРЕГОВОГО ПРИМЫКАНИЯ МОРСКОГО ГАЗОПРОВОДА В ЧЕРНОМ МОРЕ

“ГеоРиск”, Том XV, № 4/2021

Авторы: Миронюк С.Г., Ковачев С.А.

Описаны методы и результаты работ по оценке сейсмической опасности проектировавшегося участка берегового примыкания «Паша Дере» морского газопровода «Южный поток» в Варненской области Болгарии. Отмечается, что участки береговых примыканий трубопроводов, как правило, повсеместно ...

ОСОБЕННОСТИ ГЛУБИННОГО СТРОЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН ПО ДАННЫМ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ И ФУНКЦИИ ПРИЕМНИКА ОТ ДАЛЕКИХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУЛАКСКОГО КАСКАДА ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

“ГеоРиск”, Том XV, № 4/2021

Авторы: Кухмазов А.С., Магомедов А.М.

ОЦЕНКА СЕЛЕВОГО РИСКА ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ПОСЕЛЕНИЯ ВЕРХНЯЯ БАЛКАРИЯ (ЧЕРЕКСКИЙ РАЙОН, КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ РЕСПУБЛИКА)

“ГеоРиск”, Том XV, № 4/2021

Авторы: Акшаяков З.Т., Керимов А.М., Курашева О.А.

Дана комплексная характеристика селевого риска для сельского поселения Верхняя Балкария (Черекский район, Кабардино-Балкарская Республика (КБР)), которое подвержено воздействию селей из 12 бассейнов. Для расчета коллективного селевого риска использовался параметр уязвимости населения в ...