Модели литосферных структур с разломами, подверженных периодическим воздействиям, и возможности использования ГИС для мониторинга сейсмической ситуации

Авторы

  • Горшкова Е.М. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation ORCID 0000-0002-2415-6224
  • Телятников И.С. Федеральный исследовательский центр Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Russian Federation ORCID 0000-0001-8500-2133
  • Павлова А.В. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation ORCID 0000-0002-7729-2860

УДК

528.91:539.3

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-20-4-25-36

Аннотация

Теоретические исследования нарастания сейсмичности в рамках механико-математического подхода позволяют получить общее представление о реальных геофизических процессах, проявляющихся при развитии таких катастрофических явлений как землетрясения. Однако путем изучения параметров модельных колебательных систем может быть получена значительная часть полезной информации, которая затем поможет правильно трактовать результаты полевых наблюдений. В работе представлен подход к решению интегрального уравнения задачи для деформируемого штампа конечной ширины на упругом основании, моделирующего литосферную структуру. Данный подход позволил выявить наличие резонансных режимов и концентрации напряжений, способных инициировать перестройки горных пород. Анализ результатов моделирования в сопоставлении с данными натурных наблюдений и геофизических исследований позволит оценить возможности использования полученных результатов для решения задач оценки сейсмической ситуации, в частности определения уязвимых зон. Для этого рассмотрены возможности использования разработанной в КубГУ цифровой модели рельефа Краснодарского края для решения задач мониторинга сейсмической ситуации.

Ключевые слова:

деформируемый штамп, интегральное уравнение, метод фиктивного поглощения, сейсмический мониторинг, ГИС, цифровая модель рельефа

Финансирование

Фрагменты работы выполнены при финансовой поддержке Кубанского научного фонда в рамках научного проекта № МФИ-20.1/6.

Информация об авторах

Елена Михайловна Горшкова

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник Научно-исследовательской части Кубанского государственного университета

e-mail: gem@kubsu.ru

Илья Сергеевич Телятников

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник лаборатории математики и механики Южного научного центра РАН

e-mail: ilux_t@list.ru

Алла Владимировна Павлова

д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета

e-mail: pavlova@math.kubsu.ru

Библиографические ссылки

  1. Лаверов, Н.П. (ред.), Изменение окружающей среды и климата. Т. 1: Сейсмические процессы и катастрофы. Москва, ИФЗ РАН, 2008. [Laverov, N.P. (ed.), Izmenenie okruzhayushchey sredy i klimata. T. 1: Seysmicheskie protsessy i katastrofy = Environmental and climate change. Vol. 1: Seismic processes and disasters. Moscow, IPE RAS, 2008. (in Russian)]
  2. Любимова, Т.В., Бондаренко, Н.А., Стогний, В.В., Погорелов, А.В., Новые методы инженерно-геологического районирования территории Краснодарского края и республики Адыгея. Научный журнал КубГАУ, 2017, № 132(08). [Lyubimova, T.V., Bondarenko, N.A., Stogniy, V.V., Pogorelov, A.V., New methods of engineering-geological zoning of the territory of the Krasnodar Territory and the Republic of Adygea. Nauchnyy zhurnal KubGAU = Scientific journal of Kuban State Agrarian University, 2017, no. 132(08). (in Russian)]
  3. Собисевич, Л.Е., Собисевич, А.Л., Фатьянов, А.Г., Длиннопериодные сейсмогравитационные процессы в литосфере. Москва, ИФЗ РАН, 2020. [Sobisevich, L.E., Sobisevich, A.L., Fatyanov, A.G., Dlinnoperiodnye seysmogravitatsionnye protsessy v litosfere = Long-period seismogravitational processes in the lithosphere. Moscow, IFZ RAN, 2020. (in Russian)]
  4. Гладской, И.Б., Павлова, А.В., Телятников, И.С., Использование ГИС-технологий и цифровой модели рельефа для исследования процессов в геологических структурах региона. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2020, т. 17, № 2, с. 29–35. [Gladskoy, I.B., Pavlova, A.V., Telyatnikov, I.S., Using GIS technologies and digital elevation models to study processes in the geological structures of the region. Ekologicheskiy vestnik nauchnykh tsentrov Chernomorskogo ekonomicheskogo sotrudnichestva = Ecological Bulletin of Scientific Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2020, vol. 17, no. 2, pp. 29–35. (in Russian)} EDN: QTBAZP DOI: 10.31429/vestnik-17-2-29-35
  5. Бабешко, В.А., Евдокимова, О.В., Бабешко, О.М., О контактных задачах с деформируемым штампом. Проблемы прочности и пластичности, 2022, т. 84, № 1, с. 25–34. [Babeshko, V.A., Evdokimova, O.V., Babeshko, O.M., On contact problems with a deformable die. Problemy prochnosti i plastichnosti = Problems of strength and plasticity, 2022, vol. 84, No. 1, pp. 25–34. (in Russian)] DOI: 10.32326/1814-9146-2022-84-1-25-34
  6. Евдокимова, О.В., Бабешко, В.А., Павлова, А.В., Евдокимов, В.С., Бабешко, О.М., Об одном новом предвестнике повышенной сейсмичности. Геология и геофизика Юга России, 2022, т. 12, № 4, с. 47–58. [Evdokimova, O.V., Babeshko, V.A., Pavlova, A.V., Evdokimov, V.S., Babeshko, O.M., About one new precursor of increased seismicity. Geologiya I Geofizika Yuga Rossii = Geology and geophysics of the South of Russia, 2022, vol. 12, no. 4, pp. 47–58. (in Russian)] DOI: 10.46698/VNC.2022.80.98.004
  7. Babeshko, V.A., Evdokimova, O.V., Babeshko, O.M., Fractal properties of block elements and a new universal modeling method. Doklady Physics, 2021, vol. 66, no. 8, pp. 218–222. DOI: 10.1134/S1028335821080012
  8. Ворович, И.И., Бабешко, В.А., Динамические смешанные задачи теории упругости для неклассических областей. Москва, Наука, 1979. [Vorovich, I.I., Babeshko, V.A., Dinamicheskie smeshannye zadachi teorii uprugosti dlya neklassicheskikh oblastey = Dynamic mixed problems of the theory of elasticity for non-classical domains. Moscow, Nauka, 1979. (in Russian)]
  9. Бабешко, В.А., Обобщенный метод факторизации в пространственных динамических смешанных задачах теории упругости. Москва, Наука, 1984. [Babeshko, V.A., Obobshchennyy metod faktorizatsii v prostranstvennykh dinamicheskikh smeshannykh zadachakh teorii uprugosti = Generalized factorization method in spatial dynamic mixed problems of elasticity theory. Moscow, Nauka, 1984. (in Russian)]
  10. Гохберг, И.Ц., Крейн, М.Г., Теория вольтерровых операторов в гильбертовом пространстве и ее приложения. Москва, Наука, 1967. [Gokhberg, I.Ts., Kerin, M.G., Teoriya vol'terrovykh operatorov v gil'bertovom prostranstve i ee prilozheniya = Theory of Volterra operators in Hilbert space and its applications. Moscow, Nauka, 1967. (in Russian)]
  11. Абрамовиц, М., Стиган, И. (ред.), Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами. Москва, Наука, 1979. [Abramowitz, M., Stigan, I. (eds.), Spravochnik po spetsial'nym funktsiyam s formulami, grafikami i matematicheskimi tablitsami = Handbook of Special Functions with Formulas, Graphs and Mathematical Tables. Moscow, Nauka, 1979. (in Russian)]
  12. Clarke, K.C., Brad, O.P., Crane, M.P., Geographic Information Systems and Environmental Modeling. London, Pearson, 2001.
  13. Keller, R., Baru, Ch., Geoinformatics: Cyberinfrastructure for the Solid Earth Sciences. Cambridge, University Press, 2011.
  14. Панин, А.В., Гельман, Р.Н., Опыт применения GPS-технологии для построения крупномасштабных цифровых моделей рельефа. Геодезия и картография, 1997, № 10, с. 22–27. [Panin, A.V., Gelman, R.N., Experience in using GPS technology for constructing large-scale digital terrain models. Geodeziya i kartografiya = Geodesy and cartography, 1997, no. 10, pp. 22–27. (in Russian)]
  15. Долгова, М.П., Методика обоснования модели рельефа для решения прикладных задач. Информация и космос, 2010, № 2, с. 39–49. [Dolgova, M.P., Methodology for substantiating a relief model for solving applied problems. Informatsiya i kosmos = Information and space, 2010, no. 2, pp. 39–49. (in Russian)]
  16. Чесалов, Л.Е., Единая информационная среда для интеграции информационных ресурсов при решении задач природопользования. Геоинформатика, 2003, № 2, с. 11–14. [Chesalov, L.E., Unified information environment for integrating information resources when solving environmental management problems. Geoinformatika = Geoinformatics, 2003, no. 2, pp. 11–14. (in Russian)]
  17. Митракова, О.В., Создание информационно-аналитических систем для обеспечения рационального природопользования и устойчивого развития регионов. Геоинформатика, 2003, № 2, с. 15–18. [Mitrakova, O.V., Creation of information and analytical systems to ensure rational environmental management and sustainable development of regions. Geoinformatika = Geoinformatics, 2003, no. 2, pp. 15–18. (in Russian)]
  18. Жебровский, С.И., Кузин, Д.А., Стрельцова, М.М., Обзор проблем и перспектив развития геоинформационных систем в эпоху всеобъемлющего интернета. Современные наукоемкие технологии, 2018, № 12-1, с. 237–241. [Zhebrovsky, S.I., Kuzin, D.A., Streltsova, M.M., Review of problems and prospects for the development of geographic information systems in the era of the comprehensive Internet. Sovremennye naukoemkie tekhnologii = Modern science-intensive technologies, 2018, no. 12-1, pp. 237–241. (in Russian)]
  19. Любимова, Т.В., Бондаренко, Н.А., Погорелов, А.В., Интегральная оценка сложности инженерно-геологических условий территории краснодарского края. Научный журнал КубГАУ, 2016, № 121(07). [Lyubimova, T.V., Bondarenko, N.A., Pogorelov, A.V., Integral assessment of the complexity of engineering-geological conditions of the territory of the Krasnodar region. Nauchnyy zhurnal KubGAU = Scientific journal of Kuban State Agrarian University, 2016, no. 121(07). (in Russian)]

Загрузки

Выпуск

2023. Том 20. № 4

Раздел

Механика

Страницы

25-36

Отправлено

2024-01-09

Опубликовано

2023-12-31

Как цитировать

Горшкова Е.М., Телятников И.С., Павлова А.В. Модели литосферных структур с разломами, подверженных периодическим воздействиям, и возможности использования ГИС для мониторинга сейсмической ситуации // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2023. Т. 20, №4. С. 25-36. DOI: https://doi.org/10.31429/vestnik-20-4-25-36

Copyright (c) 2024 Горшкова Е.М., Телятников И.С., Павлова А.В.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.