Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mạng lưới địa chấn địa phương cho việc giám sát khu vực tiềm năng của nhà máy điện hạt nhân
Tóm tắt
Nghiên cứu này trình bày một kế hoạch về giám sát địa chấn cho một khu vực xung quanh một nhà máy điện hạt nhân tiềm năng. Việc giám sát địa chấn là cần thiết để đánh giá rủi ro địa chấn. Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế đã đặt ra các hướng dẫn về đánh giá rủi ro địa chấn và giám sát các khu vực như vậy. Theo các hướng dẫn này, chúng tôi đã xây dựng kế hoạch cho một mạng lưới địa chấn địa phương nhằm thu thập dữ liệu để mô tả nguồn địa chấn và diễn giải kiến trúc địa chấn, cũng như để giám sát hoạt động địa chấn và các mối nguy tự nhiên. Khả năng phát hiện và xác định vị trí của mạng lưới đã được mô phỏng bằng cách sử dụng các cấu hình trạm khác nhau thông qua việc tính toán độ bao phủ phương vị không gian và độ lớn ngưỡng phát hiện. Điều kiện tiếng ồn nền xung quanh Pyhäjoki đã được phân tích bằng cách so sánh dữ liệu từ các trạm khác nhau. Số lượng vi chấn hàng năm mà mạng lưới nên phát hiện với một mạng lưới địa phương dày đặc tập trung quanh Pyhäjoki đã được ước lượng. Mạng lưới cần đủ dày để đáp ứng các yêu cầu về độ bao phủ phương vị tốt hơn 180° và khả năng xác định vị trí sự kiện tự động xuống đến ML ∼ 0 trong khoảng cách 25 km từ địa điểm. Một mạng lưới gồm 10 trạm sẽ đủ để đạt được các mục tiêu này. Với cấu hình này, độ lớn ngưỡng phát hiện ước tính là ML = −0.1 và ML = 0.1 trong bán kính 25 và 50 km từ Pyhäjoki, tương ứng. Số lượng động đất hàng năm được dự đoán phát hiện bởi mạng lưới ước tính là 2 (ML ≥ ∼ −0.1) trong bán kính 25 km và 5 (ML ≥ ∼−0.1 đến ∼0.1) trong bán kính 50 km. Độ chính xác vị trí trong bán kính 25 km được ước lượng là từ 1–2 và 4 km cho các tọa độ ngang và độ sâu, tương ứng. Do đó, mạng lưới đủ dày để xác định các đứt gãy có khả năng với độ chính xác ngang khoảng 1–2 km trong bán kính 25 km của địa điểm. Sự ước lượng này dựa trên độ chính xác vị trí của năm mạng lưới hiện có tại Bắc Âu. Các yếu tố địa phương, chẳng hạn như nguồn tiếng ồn địa chấn, địa chất và cơ sở hạ tầng có thể hạn chế cấu hình của trạm cũng như khả năng phát hiện và xác định vị trí của mạng lưới.
Từ khóa
#giám sát địa chấn #nhà máy điện hạt nhân #mạng lưới địa chấn địa phương #rủi ro địa chấn #phân tích tiếng ồn nềnTài liệu tham khảo
Abercombie RE (1996) The magnitude-frequency distribution of earthquakes recorded with deep seismometers at Cajon Pass, southern California. Tectonophysics 261:1–7
Ahjos T, Uski M (1992) Earthquakes in northern Europe in 1375–1989, Tectonophysics 207, 1–23. Updated catalogue (1375–2009). Available at: http://www.seismo.helsinki.fi
Ambuter BP, Solomon SC (1974) An event-recording system for monitoring small earthquakes. Bull Seismol Soc Am 64:1181–1188
Bache TC, Bratt SR, Wang J, Fung RM, Kobryn C, Given JW (1990) The intelligent monitoring system. Bull Seismol Soc Am 80:1833–1851
Bödvarsson R, Lund B, Roberts R, Slunga R (2006) Earthquake activity in Sweden. Study in connection with a proposed nuclear waste repository in Forsmark or Oskarshamn, SKB Report R-06-67, Sweden, 39 pp. Available at: http://www.skb.se
Bödvarsson R, Shomali H, Lund B (2012) Swedish National Seismic Network (SNSN) – present status and ongoing development. In: Abstracts of The 43rd Nordic Seismology Seminar, 4. http://www.seismo.helsinki.fi/nordic2012/Nordic_seminar_2012_programme.pdf
Bolt BA (1976) Nuclear explosions and earthquakes, The parted veil. Freeman, San Francisco, 309 pp
Bondár I, Myers SC, Engdahl ER, Bergman EA (2004) Epicentre accuracy based on seismic network criteria. Geophys J Int 156:483–496
Bratt SR, Swanger HJ, Stead RJ, Ryall F, Bache TC (1990) Initial results from the intelligent monitoring system. Bull Seismol Soc Am 80:1152–1173
D’Alessandro A, Luzio D, D’Anna G, Mangano G (2011) Seismic network evaluation through simulation: an application to the Italian National seismic network. Bull Seismol Soc Am 101:1213–1232
Eaton JP (1977) Frequency response of the USGS short period telemetered seismic system and its suitability for network studies of local earthquakes. U.S. Geol Surv Open File Rep 77–844, 1–45
Gangopadhyay A, Talwani P (2003) Symptomatic features of intraplate earthquakes. Seismol Res Lett 74:863–883
Gibbons SJ, Bøttger Sørensen M, Harris DB, Ringdal F (2007) The detection and location of low magnitude earthquakes in northern Norway using multi-channel waveform correlation at regional distances. Phys Earth Planet Inter 160:285–309
Gomberg J (1991) Seismicity and detection/location threshold in the Southern Great Basin seismic network. J Geophys Res 96:16401–16414
Gutenberg B, Richter CF (1944) Frequency of earthquakes in California. Bull Seismol Soc Am 34:185–188
Häge M, Joswig M (2009) Microseismic feasibility study: detection of small magnitude events (ML < 0.0) for mapping active faults in the Betic Cordillera (Spain). Ann Geophys 52:117–126
Havskov J, Alguacil G (2004) Instrumentation in earthquake seismology, series: modern approaches in geophysics, vol 22. Springer, Berlin
Institute of Seismology, University of Helsinki (2015) FENCAT, http://www.helsinki.fi/geo/seismo/english/bulletins/index.html. Accessed 26 June 2015
International Atomic Energy Agency (IAEA) (2003) Site evaluation for nuclear installations. Safety Requirements Series No. NS-R-3, Vienna, 28 pp
International Atomic Energy Agency (IAEA) (2010) Seismic hazards in site evaluation for nuclear installations. Specific safety guide SSG-9, Vienna, 60 pp
Joyner WB, Boore DM (1981) Peak horizontal acceleration and velocity from strong-motion records including records from the 1979 Imperial Valley, California, earthquake. Bull Seismol Soc Am 71:2011–2038
Korja A, Kortström J, Lindblom P, Mäntyniemi P, Uski M, Valtonen O (2010) Compilation of seismic database and seismic hazard assessment around Pyhäjoki. Geological Survey of Finland, Commissioned research report M210E2010, 38 pp. 4 appendixes. (in Finnish with English abstract)
Korja A, Hellqvist N, Koskinen P, Kosonen E, Mäntyniemi P, Uski M, Valtonen O, Airo M, Huotari-Halkosaari T, Kallio J, Laine M, Nironen M, Sutinen R, Grigull S, Stephens M, Högdahl K, Lund B (2015) Seismotectonic framework and seismic source area models in Fennoscandia, northern Europe. Report S-63. Institute of Seismology, University of Helsinki, Helsinki, 284 pp
Kuivamäki A, Wennerström M, Vaarma M, Härmä P, Nyholm T, Turunen T (2011) Simon Karsikon ja Pyhäjoen Hanhikiven mahdollisilla ydinvoimalan sijoitusalueilla mahdollisesti tapahtuneiden nuorten (postaglasiaalisten) kallioliikuntojen selvittäminen. Vaihe I. Kallioperäaineistojen kokoaminen, tulkinta ja analysointi. Geologian tutkimuskeskus, Etelä- Suomen yksikkö, report M210E2010. 41 pp. 9 appendixes. (in Finnish)
Kukkonen I (2011) Yhteenvetoraportti postglasiaalisten siirrosten selvityksistä Simon Karsikon ja Pyhäjoen Hanhikiven mahdollisilla ydinvoimalan sijoitusalueilla. Geologian tutkimuskeskus, Etelä-Suomen yksikkö, report M210E2010. 12 s. (in Finnish)
Lee WHK, Steward W (1981) Advances in geophysics: principles and applications of microearthquake networks. Academic, New York, 293 pp
Lindblom E (2011) Microearthquake study of end-glacial faults in northern Sweden, Phil.Lic. Thesis (Department of Earth Sciences, Univ. Uppsala, Sweden) 57 pp
Liu K-S, Tsai Y-B (2005) Attenuation relationships of peak ground acceleration and velocity for crustal earthquakes in Taiwan. Bull Seismol Soc Am 95:1045–1058
Ma S, Eaton DW (2011) Combining double-difference relocation with regional depth-phase modelling to improve hypocentre accuracy. Geophys J Int 185:871–889
Mäntyniemi P, Ahjos T (1990) A catalog of Finnish earthquakes in 1610–1990. Geophysica 26:17–35
McNamara DE, Boaz RI (2005) Seismic noise analysis system, power spectral density probability density function: stand-alone software package. United States Geological Survey Open File Report, NO. 2005–1438, 30pp
McNamara DE, Buland RP (2004) Ambient noise levels in the continental United States. Bull Seismol Soc Am 94:1517–1527
Molnar P, Tucker BE, Brune JN (1973) Corner frequencies of P and S waves and models of earthquake sources. Bull Seismol Soc Am 63:2091–2104
Peterson J (1993) Observation and modeling of seismic background noise. US Geol Surv Tech Rept 93–322:1–95
Pihlaja J, Mäkinen K, Hirvasniemi H, Pohjola R (2011) Simon Karsikon ja Pyhäjoen Hanhikiven mahdollisilla ydinvoimalan sijoitusalueilla mahdollisesti tapahtuneiden nuorten (postaglasiaalisten) kallioliikuntojen selvittäminen. Vaihe I. Maaperäaineistojen kokoaminen, tulkinta ja analysointi Simon Karsikon alueella. Geologian tutkimuskeskus, Pohjois-Suomen yksikkö, report M210E2010. 6 pp. 5 appendices. (in Finnish)
Poutanen M, Häkli P, Kallio U, Nyberg S, Rouhiainen P, Saaranen V (2011) Geodeettisten havaintoaineistojen kokoaminen, käsittely ja analyysi Simon-Pyhäjoen alueelta mahdollisen ydinvoimalan sijoitusalueen liikuntojen selvittämiseksi. Geodeettinen laitos, selvitys 5.4.2011, 37 pp. (in Finnish)
Putkinen N, Valpola S (2011) Pyhäjoen Hanhikiven nuoret siirrokset Lidar aineistosta tulkittuna. Geologian tutkimuskeskus, Länsi-Suomen yksikkö, report M210E2010. 2 pp. 2 appendixes. (in Finnish)
Roberts RG, Christoffersson A, Cassidy F (1989) Real-time event detection, phase identification and source location estimation using single station three-component seismic data. Geophys J Int 97:471–480
Ruud BO, Husebye ES (1992) A new three component detector and automatic single- station bulletin production. Bull Seismol Soc Am 82:221–237
Saari J, Malm M (2010) Local seismic network at the Olkiluoto site. Annual report for 2009, Working report 2010–33. Posiva Oy, 40pp
Schaff DP (2008) Semi-empirical statistics of correlation detector performance. Bull Seismol Soc Am 98:1495–1507. doi:10.1785/0120060263
Schorlemmer D, Woessner J (2008) Probability of detecting an earthquake. Bull Seismol Soc Am 98:2103–2117
Schweitzer J (2001) HYPOSAT—an enhanced routine to locate seismic events. Pure Appl Geophys 158:277–289
Sereno TJ Jr, Bratt SR (1989) Seismic detection capability at NORESS and implications for the detection threshold of a hypothetical network in the Soviet Union. J Geophys Res 94:10397–10414
Tryggvason A, Rögnvaldsson ST, Flovenz OG (2002) Three-dimensional imaging of the P- and S-wave velocity structure and earthquake locations beneath southwest Iceland. Geophys J Int 151:848–866
Uski M, Tuppurainen A (1996) A new local magnitude scale for the Finnish seismic network. Tectonophysics 261:23–37
Uski M, Tiira T, Grad M, Yliniemi J (2011) Crustal seismic structure and depth distribution of earthquakes in the Archean Kuusamo region, Fennoscandian Shield. J Geodyn 53:61–80. doi:10.1016/j.jog.2011.08.005
Valtonen O, Kortström J, Korja A (2012) Pyhäjoen seisminen paikallisverkko – vaihe 1, Report T-88. Institute of Seismology, University of Helsinki, Helsinki, 26 pp. (in Finnish)
Waldhauser F, Ellsworth W (2000) A double-difference earthquake location algorithm: method and application to the northern Hayward fault. Bull Seismol Soc Am 90:1353–1368
Wang X, Wang Z-y, Wen K-L, Chen H-C (2011) The development of Matlab toolbox for gross error in measurement. Proceedings of International Conference on System Science and Engineering (ICSSE). doi:10.1109/ICSSE.2011.5961947, 461–466
Woessner J, Wiemer S (2005) Assessing the quality of earthquake catalogs: estimating the magnitude of completeness and its uncertainties. Bull Seismol Soc Am 95:684–698