Earthquake prediction based on the analysis of water level fluctuations in the control well
This study examines the methodology and results of earthquake forecasting based on the assumption that the earthquake preparation process can be linked to the development of rupture mechanisms. The analysis focuses on water fluctuations in a control monitoring well, which provides valuable informati...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/293312 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Institution
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1856543588181082112 |
|---|---|
| author | Pigulevskiy, P.I. Nahornyi, V.V. |
| author_facet | Pigulevskiy, P.I. Nahornyi, V.V. |
| author_sort | Pigulevskiy, P.I. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-12-30T10:48:22Z |
| description | This study examines the methodology and results of earthquake forecasting based on the assumption that the earthquake preparation process can be linked to the development of rupture mechanisms. The analysis focuses on water fluctuations in a control monitoring well, which provides valuable information about the earthquake’s preparation period well in advance. Studies on the territory of the Kryvyi Rih iron ore basin (Kryvbas) confirmed that the underground waters in a deep well (815 m deep) depend on the processes of the current lithosphere deformations evidenced by the changing elastic-deformation state of the crust in tectonic areas. The Kryvyi Rih-Kremenchuk crust-mantle fault produces a system of different-scale faults in the crystalline basement which determine the hydrodynamics of the Kryvbas underground filtration. The earthquake preparation process exhibits clear indicators of the rupture process, characterized by a periodic component of water fluctuations superimposed on the main level-changing process during the preparatory phase. The frequency of the periodic component increases as the date of the earthquake approaches. With this approach, an earthquake with a magnitude of 4.1 inKryvbas was successfully predicted one and a half year before the event, based on monitoring water level fluctuations for 120 days between February and June 2016. The efficacy of forecasting local earthquakes was evaluated using the retro-forecast of earthquakes in Kryvbas on July 29, 2017. The methodology was validated through testing, confirming the initial assumptions. This technique was tested to predict the exacerbation of the seismic situation in the iron ore mining area caused by powerful blasting activities. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:13:54Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-293312 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T11:13:54Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-2933122023-12-30T10:48:22Z Earthquake prediction based on the analysis of water level fluctuations in the control well Прогнозування землетрусів на підставі аналізу коливань рівня води в контрольній свердловині Pigulevskiy, P.I. Nahornyi, V.V. тренд амплітуди процес поглинання модель прогнозу критичність середовища поштовху Криворізько-Кременчуцький глибинний розлом підземні води amplitude trend blue-up process forecast model shocks environment criticality Kryvyi Rih-Kremenchuk deep fault underground waters This study examines the methodology and results of earthquake forecasting based on the assumption that the earthquake preparation process can be linked to the development of rupture mechanisms. The analysis focuses on water fluctuations in a control monitoring well, which provides valuable information about the earthquake’s preparation period well in advance. Studies on the territory of the Kryvyi Rih iron ore basin (Kryvbas) confirmed that the underground waters in a deep well (815 m deep) depend on the processes of the current lithosphere deformations evidenced by the changing elastic-deformation state of the crust in tectonic areas. The Kryvyi Rih-Kremenchuk crust-mantle fault produces a system of different-scale faults in the crystalline basement which determine the hydrodynamics of the Kryvbas underground filtration. The earthquake preparation process exhibits clear indicators of the rupture process, characterized by a periodic component of water fluctuations superimposed on the main level-changing process during the preparatory phase. The frequency of the periodic component increases as the date of the earthquake approaches. With this approach, an earthquake with a magnitude of 4.1 inKryvbas was successfully predicted one and a half year before the event, based on monitoring water level fluctuations for 120 days between February and June 2016. The efficacy of forecasting local earthquakes was evaluated using the retro-forecast of earthquakes in Kryvbas on July 29, 2017. The methodology was validated through testing, confirming the initial assumptions. This technique was tested to predict the exacerbation of the seismic situation in the iron ore mining area caused by powerful blasting activities. Розглянуто методику та результати прогнозування землетрусів. Методика заснована на припущенні, що підготовку землетрусу можна віднести до процесів, які розвиваються в режимі розриву. Дослідження на території Криворізького залізорудного басейну (Кривбасу) підтвердили, що коливання рівня підземних вод у глибокій свердловині (завглибшки 815 м) залежать від процесів сучасної деформації літосфери Землі, проявом яких є зміна пружно-деформаційного стану земної кори в тектонічних зонах. Криворізько-Кременчуцький розлом коромантійного закладання формує в кристалічному фундаменті різнорангову систему розломів, які визначають гідродинаміку підземної фільтрації території Кривбасу. Наведені у статті результати аналізу коливань води в контрольній моніторинговій свердловині засвідчують наявність інформації про підготовчий період задовго до землетрусу. Крім того, процес підготовка землетрусу має явні ознаки процесу розриву. На це вказує наявність періодичної складової коливань води, яка накладається на основний процес зміни рівня води в свердловині у підготовчий період. Частота періодичної складової коливань води збільшується в міру наближення дати землетрусу. Відповідно до особливостей процесів, що відбуваються в режимі розширення, параметр, який характеризує зменшення з часом періоду коливань періодичної складової води, зменшується, а частота коливань цієї складової відповідно зростає. Це дало можливість передбачити землетрус у Кривбасі 29 липня 2017 р. з магнітудою 4,1 за півтора року. Крім того, для прогнозу землетрусу виявилося достатньо спостережень за коливаннями рівня води протягом 120 днів у лютому—червні 2016 р. На прикладі ретропрогнозу землетрусу, що стався на території Кривбасу 29 липня 2017 р., було оцінено можливості методики прогнозування локальних землетрусів. Результати тестування методики підтвердили покладені в неї припущення. Апробація методики дала змогу прогнозувати час загострення сейсмічної обстановки на території видобування залізної руди потужними вибуховими роботами. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2023-12-30 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/293312 10.24028/gj.v45i6.293312 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 45 No. 6 (2023) Геофизический журнал; Том 45 № 6 (2023) Геофізичний журнал; Том 45 № 6 (2023) 2524-1052 0203-3100 en https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/293312/288454 Copyright (c) 2023 P.I. Pigulevskiy, V.V. Nahornyi https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 |
| spellingShingle | amplitude trend blue-up process forecast model shocks environment criticality Kryvyi Rih-Kremenchuk deep fault underground waters Pigulevskiy, P.I. Nahornyi, V.V. Earthquake prediction based on the analysis of water level fluctuations in the control well |
| title | Earthquake prediction based on the analysis of water level fluctuations in the control well |
| title_alt | Прогнозування землетрусів на підставі аналізу коливань рівня води в контрольній свердловині |
| title_full | Earthquake prediction based on the analysis of water level fluctuations in the control well |
| title_fullStr | Earthquake prediction based on the analysis of water level fluctuations in the control well |
| title_full_unstemmed | Earthquake prediction based on the analysis of water level fluctuations in the control well |
| title_short | Earthquake prediction based on the analysis of water level fluctuations in the control well |
| title_sort | earthquake prediction based on the analysis of water level fluctuations in the control well |
| topic | amplitude trend blue-up process forecast model shocks environment criticality Kryvyi Rih-Kremenchuk deep fault underground waters |
| topic_facet | тренд амплітуди процес поглинання модель прогнозу критичність середовища поштовху Криворізько-Кременчуцький глибинний розлом підземні води amplitude trend blue-up process forecast model shocks environment criticality Kryvyi Rih-Kremenchuk deep fault underground waters |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/293312 |
| work_keys_str_mv | AT pigulevskiypi earthquakepredictionbasedontheanalysisofwaterlevelfluctuationsinthecontrolwell AT nahornyivv earthquakepredictionbasedontheanalysisofwaterlevelfluctuationsinthecontrolwell AT pigulevskiypi prognozuvannâzemletrusívnapídstavíanalízukolivanʹrívnâvodivkontrolʹníjsverdloviní AT nahornyivv prognozuvannâzemletrusívnapídstavíanalízukolivanʹrívnâvodivkontrolʹníjsverdloviní |