بررسی ناهمگنی‌های تنش با استفاده از ضریب b در زمین‌لرزه‌های القایی مخزن در گستره سد مسجد سلیمان (جنوب باختر ایران)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران

2 معاون پژوهشی/پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله

چکیده

رابطه Gutenberg & Richter (1942) یکی از روابط تجربی شناخته شده در زلزله‌شناسی است که ارائه دهنده بسامد وقوع زمین‌لرزه‌ها به عنوان تابعی از بزرگا است: مقدار ضریب به مدت زمان مشاهده، ابعاد محدوده مورد مطالعه و میزان لرزه‌خیزی منطقه بستگی دارد، در صورتی که ضریبb با نسبت زمین لرزه‌های دارای بزرگای کم به زمین‌لرزه‌های دارای بزرگای زیاد در ارتباط است. در این تحقیق با به کارگیری ضریب b به بررسی ناهمگنی‌های تنش پوسته در زیر مخزن سد مسجد سلیمان پرداختیم. قرار گرفتن سد مسجد سلیمان در زون لرزه‌زمین‌ساختی زاگرس که یکی از فعال‌ترین زون‌های لرزه‌زمین‌ساختی ایران است، ضرورت انجام بررسی‌های گسترده و بویژه بررسی اثر دریاچه سد آن (ارتفاع 177 متر و حجم 261 میلیون متر مکعب) بر تغییرات آهنگ لرزه‌خیزی منطقه را بیش از پیش آشکار می‌سازد.  در حدود 1924 رویداد تعیین محل شده با دقت مطلوب برای انجام این بررسی‌ها در فاصله زمانی 15 ماهه از ماه ژوئن 2006 تا اوت 2007 برای انجام محاسبات به کار گرفته شدند. بررسی‌های انجام شده نشان می دهد که در مناطقی که زمین‌لرزه‌های القایی مخزن رخ می‌دهند شاهد ضریب b بالاتری نسبت به دیگر مناطق هستیم. ضریب b برای منطقه سد در دو حالت سطحی و ژرفی  به صورت دو بعدی مورد بررسی قرار گرفت. مقادیرb بالا در جنوب دریاچه سد مسجد سلیمان، نشان‌دهنده ناهمگنی‌های شدید تنش در پوسته زیرین مخزن به علت ایجاد بار وزنی دریاچه و نفوذ آب در این مناطق هستند.  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Stress Heterogeneities Using b-value in Reservoir Induced Seismicity in the Masjed Soleyman Dam Area (South West of Iran)

نویسندگان [English]

  • M. R. Ebrahimi 1
  • Mohammad Tatar 2
1 International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, Tehran, Iran
2 vice president for research/International Institute of earthquake Engineering and Seismology
چکیده [English]

Masjed Soleyman reservoir is located in Zagros Mountain of western Iran, which is one of the most seismically active zones of the Alpe-Hymalaya belt. So, it seems to be necessary to carry out widespread studies, especially on the impact of this reservoir with 177 m height and 261 million m3 capacity on occurrence of induced seismicity in the surrounding region. The Gutenberg-Richter relation is one of the well-fitted empirical relations in seismology: it represents the frequency of occurrence of earthquakes as a function of magnitude: , where N  is the cumulative number of earthquakes with magnitude larger than M and A and b are constants. In this paper we used b-value to study the heterogeneities in the crust beneath and around the Masjed Soleyman reservoir. In order to better understanding of the impact of this reservoir on seismic activity, a local seismic network of 5 seismological stations was installed in the area on June 2006. About 1924 Seismic events recorded during a period of 15 month were used in this study. We maped both surface and cross-section view of b-value in the region using the computer program ZMAP. The study area was divided into grids with spacing of 0.01o in latitude and longitude. A circle was drawn around each grid point and its radius was increased until it included N=50 earthquakes. The b-value was calculated by using a maximum likelihood method for the selected 50 earthquakes and the grid point was colored corresponding to the b-value. The results show high value of b-value due to reservoir induced earthquakes beneath the Masjed Soleyan lake. The most important factors known responsible for increased heterogeneity in this area, are reservoir loading and increased pore fluid pressure that cause occurrence of swarms and heterogeneous stresses in the area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Induced Earthquake
  • Masjed Soleyman Dam
  • b-value
  • Pore Fluid Pressure
  • Seismicity
کتابنگاری
ابراهیمی، م.، 1388- بررسی زمین‌لرزه‌های القایی در محدوده سد مسجد سلیمان، پایان نامه کارشناسی ارشد ژئوفیزیک-گرایش زلزله‌شناسی، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله
 
References
Gupta, H. K.,  Rastogi, B., K. and Narain, H., 1972- Common features of the reservoir associated seismic activities , B. Seismol.Soc.Am.,62 , 481- 492.
Gupta, H. K. and Rastogi, B. K., 1976- Dams and earthquakes, Elsevier, the Netherlands, 229pp.
Gutenberg, R., and Richter C. F., 1942- Frequency of earthquakes in California, B.Seismol.Soc.Am., 34, 831–851.
Hamilton, T. and McCloskey, J., 1997- Breakdown in power-law scaling in an analogue model of earthquake rupture and stick-slip, Geophys. Res. Lett., 24 , 465-468.
Mogi, K., 1962- Magnitude-frequency relation for elastic shocks accompanying fractures of various materials and some related problems in earthquakes, Bull. Earthquake Res. Inst. Tokyo Univ. 40, 831–853.
Pickering, G., Bull, J. M. and Sanderson, D. J., 1995- Sampling power-law distributions, Tectonophysics 248, 1–20.
Scholz ,C., H., 1968- The frequency-magnitude relation of microfracturing in rock and its relation to earthquakes , B.Seismol.Soc.Am., 58 , 399-415.
Simpson, D. W., 1976- Seismicity changes associated with reservoir impounding,  Eng.Geol.10 , 371-85.
Utsu, T., 1965- A method for determining the value of  b  in the formula  logN=a-bM , showing the  frequency-magnitude relation for earthquakes , Geophy.Bull. , Hokkaido uni.13, 99-103.
Warren, N. W. and Latham, G. V., 1970- An experimental study of thermally induced microfracturing and its relation to volcanic seismicity, J. Geophys. Res., 75, 4455-4464. 
Wiemer, S. and Beniot, J. P., 1996- Mapping the b-value anomaly at 100km depth in the Alaska and New Zealand Subduction Zones, Geophys. Res. Lett., 23 , 1557-1560.
Wyss, M., 1973- Towards a physical understanding of the earthquake frequency distribution, Geophys. J. R. Astr. Soc. 31, 341–359.