Keywords
self-discharging well
hydrogeochemical effects
heterogeneous block medium
Section
Abstract
The ГК-1 self-discharging well is located in the southeastern part of the Kamchatka Peninsula. The well is part of a network of continuous observations of the groundwater regime, conducted in order to identify and study the hydrogeochemical precursors of strong Kamchatka earthquakes. The article discusses data on changes in the flow rate and chemical composition of well water for the period from 1970 to 2022. The subject of the analysis is the hydrogeochemical effects appearing under the conditions of non-stationary regime arising due to drainage of the pressure reservoir by the well and as a result of changes in bottom-hole pressure. The mechanisms of formation of long-term (decades) and relatively short-term (tens of days) changes in the chemical composition of water at the mouth of the ГК-1 self-discharging well are discussed within the framework of the concepts of water-bearing rocks as a heterogeneous block medium with double porosity.References
Баренблатт Г.И., Желтов Ю.П. Об основных уравнениях фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах // ДАН СССР. 1960. Т. 132. № 3. С. 545–548 [Barenblatt G.I., Zheltov Yu.P. On the basic equations of filtration of homogeneous liquids in fractured rocks // Doklady Akademii Nauk SSSR. V. 132. № 3. P. 545–548 (in Russian)].
Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. Подземная гидромеханика. М.: Недра, 1993. 416 с. [Basniev K.S., Kochina I.N., Maksimov V.M. Underground hydromechanics. Moscow: Nedra, 1993. 416 p. (in Russian)].
Бузинов С.Н., Умрихин И.Д. Гидродинамические методы исследования скважин и пластов. М.: Недра, 1973. 248 с. [Buzinov S.N., Umrikhin I.D. Hydrodynamic methods of wells and formations research. Moscow: Nedra, 1973. 248 p. (in Russian)].
Гаврилов В.А., Дещеревский А.В., Власов Ю.А. и др. Сеть комплексных скважинных измерений Петропавловск-Камчатского геодинамического полигона // Сейсмические приборы. 2021. Т. 57. № 3. С. 52–78. https://doi.org/10.21455/si2021.3-5 [Gavrilov V.A., Deshcherevskii A.V., Vlasov Yu.A. et al. Network of multidisciplinary borehole measurements at the Petropavlovsk-Kamchatsky geodynamic polygon // Seismicheskie pribory. 2021. V. 57. № 3. P. 52–78 (in Russian)].
Гриц Г.Н., Сугробов В.М., Хаткевич Ю.М. Некоторые результаты наблюдений за режимом подземных вод на Камчатке в связи с поиском предвестников сильных землетрясений // Вулканология и сейсмология. 1983. № 4. С. 62–71 [Grits G.N., Sugrobov V.M., Khatkevich Yu.M. Some results of observations of the regime of groundwater in Kamchatka in connection with the search for precursors of strong earthquakes // Vulkanologiya i sejsmologiya. 1983. № 4. P. 62–71 (in Russian)].
Гусев А.А., Шумилина Л.С. Повторяемость сильных землетрясений Камчатки в шкале моментных магнитуд // Физика Земли. 2004. № 3. С. 34–42 [Gusev A.A., Shumilina L.S. Recurrence of Kamchatka strong earthquakes on a scale of moment magnitudes // Physics of the Earth. 2004. № 3. P. 34–42 (in Russian)].
Киссин И.Г., Стклянин Ю.И. О формировании гидрогеохимических предвестников землетрясений // Гидрогеохимические предвестники землетрясений / Под ред. Варшал Г.М. М: Наука, 1985. 286 с. [Kissin I.G., Stklyanin Yu.I. On the formation of hydrogeochemical precursors of earthquakes // Hydrogeochemical precursors of earthquakes / Edited by G.M. Varshal. Moscow: Nauka, 1985. 268 p. (in Russian)].
Копылова Г.Н., Болдина С.В. Аномальные изменения химического состава подземных вод в связи с камчатским землетрясением 02.03.1992 г. (MW = 6.9) // Геофизические исследования. 2012. Т. 13. № 1. С. 39–49 [Kopylova G.N., Boldina S.V. Anomalies in the chemical composition water due to the 2d march 1992 earthquake (MW = 6.9), Kamchatka // Geofizicheskie issledovaniya. 2012.V. 13. № 1. P. 39–49 (in Russian)].
Копылова Г.Н., Болдина С.В. Гидрогеосейсмологические исследования на Камчатке: 1977–2017 гг. // Вулканология и сейсмология. 2019. № 2. С. 3–20. https://doi.org/10.1134/S0742046319020040 [Kopylova G.N., Boldina S.V. Hydrogeoseismological research in Kamchatka: 1977–2017 // Journal of Volcanology and Seismology. 2019. Т. 13. № 2. С 71–84].
Копылова Г.Н., Сугробов В.М., Хаткевич Ю.М. Особенности изменения режима источников и гидрогеологических скважин Петропавловского полигона (Камчатка) под влиянием землетрясений // Вулканология и сейсмология. 1994. № 2. С. 53–70 [Kopylova G.N., Sugrobov V.M., Khatkevich Yu.M. Variations in the regime of springs and hydrogeological boreholes in the Petropavlovsk polygon (Kamchatka) related to earthquakes // Vulkanologiya i sejsmologiya. 1994. № 2. P. 53–70 (in Russian)].
Копылова Г.Н., Болдина С.В., Серафимова Ю.К. Предвестники землетрясений в изменениях ионного и газового состава подземных вод: Обзор мировых данных // Геохимия. – 2022. Т. 67, № 10. С. 921–941. https://doi.org/10.31857/S0016752522100053. – EDN: TFZVQJ [Kopylova G.N., Boldina S.V., Serafimova Yu.K. Earthquake Precursors in the Ionic and Gas Composition of Groundwater: A Review of World Data // Geochemistry International, 2022, V. 60, № 10. P. 928–946. https://doi.org/10.1134/S0016702922100056].
Левина В.И., Гусев А.А., Павлов В.М. и др. Кроноцкое землетрясение 5 декабря 1997 года с Mw = 7.8, I0 = 8 (Камчатка) // Землетрясения Северной Евразии в 1997 г. Обнинск, 2003 г. С. 251–271 [Levina V.I., Gusev A.A., Pavlov V.M. et al. Kronotskoye earthquake on December 5, 1997 with Mw = 7.8, I0 = 8 (Kamchatka) // Zemletryaseniya Severnoj Evrazii v 1997 g. Obninsk, 2003. P. 251–271 (in Russian)].
Минкин Е.Л. Гидрогеологические расчеты для выделения зон санитарной охраны водозаборов подземных вод / Под ред. Биндемана Н.Н. М.: Недра, 1967. 124 с. [Minkin E.L. Hydrogeological calculations for the allocation of sanitary protection zones of groundwater intakes / Edited by Bindeman N.N. Moscow: Nedra, 1967. 124 p. (in Russian)].
Мироненко В.А. Динамика подземных вод. МГГУ, 2001. 519 с. [Mironenko V.A. Dynamics of groundwater. Moscow State Mining University, 2001. 519 p. (in Russian)].
Проектирование водозаборов подземных вод / Под. ред. Бочевера Ф.М. Стройиздат: Москва, 1976. 291 с. [Design of underground water intakes / ed. by Bochever F.M. Strojizdat: Moscow, 1976. 291 p. (in Russian)].
Рябинин Г.В., Полетаев В.А. Изменения ионно-солевого состава термоминеральных вод в связи с сильнейшими землетрясениями (ML ≥ 7.0) юго-востока полуострова Камчатка // Труды Восьмой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Проблемы комплексного геофизического мониторинга сейсмоактивных регионов 26 сентября – 2 октября 2021 г. Петропавловск-Камчатский. 2021. С. 283–287 [Ryabinin G.V., Poletaev V.A. Changes in the ion-salt composition of thermomineral waters due to the strongest earthquakes (ML ≥ 7.0) in the south-east of the Kamchatka Peninsula // Proceedings of the VIII all-Russian scientific-technical conference with international participation. Problems of complex geophysical monitoring of seismoactive regions 26 September – 2 October 2021. Petropavlovsk-Kamchatsky. 2021. P. 283–287 (in Russian)].
Рябинин Г.В., Хаткевич Ю.М. Гидрогеохимические эффекты, предшествующие сильным землетрясениям Камчатки. Алгоритм идентификации и морфологический анализ // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2009. № 1. Вып. 13. С. 107–121 [Ryabinin G.V., Khatkevich Yu.M. Hydrogeochemical effects preceding strong earthquakes in Kamchatka. Identification algorithm and morphological analysis // Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2009. № 1 (13). P. 107–121 (in Russian)].
Таран Ю.А., Рябинин Г.В., Покровский Б.Г. и др. Минеральные воды Авачинской депрессии, Камчатка // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2021. Вып. 50. № 2. С. 22–39. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2021-2-50-22-39 [Taran Yu.A., Ryabinin G.V., Pokrovsky B.G. et al. Mineral Waters of the Avachinsky Depression, Kamchatka // Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2021. № 2(50). P. 22–39 (in Russian)].
Хаткевич Ю.М. О возможности среднесрочного прогноза землетрясений интенсивностью свыше пяти баллов, проявляющихся в г. Петропавловске-Камчатском // Вулканология и сейсмология. 1994. № 1. С. 63–67 [Khatkevich Yu.M. On intermediate-term prediction of earthquakes felt in the town of Petropavlovsk-Kamchatsky // Vulkanologiya i sejsmologiya. 1994. № 1. P. 63–67 (in Russian)].
Хаткевич Ю.М., Рябинин Г.В. Гидрогеохимические исследования на Камчатке в связи с поиском предвестников землетрясений // Вулканология и сейсмология. 2006. № 4. С. 34–42 [Khatkevich Yu.M., Ryabinin G.V. Geochemical and ground-water studies in Kamchatka in the search for earthquake precursors // Vulkanologiya i sejsmologiya. 2006. № 4. P. 34–42 (in Russian)].
Чебров В.Н., Кугаенко Ю.А., Абубакиров И.Р. и др. Жупановское землетрясение 30.01.2016 г. с Ks = 15.7, Mw = 7.2, I = 6 (Камчатка) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2016. Вып. 29. № 1. С. 5–16 [Chebrov V.N., Kugaenko Yu.A., Abubakirov I.R. et al. Zhupanovskoe earthquake on 30.01.2016 with Ks = 15.7, Mw = 7.2, I = 6 (Kamchatka) // Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2016. № 1 (29). P. 5–16 (in Russian)].
Шеймович В.С. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000. Серия Южно-Камчатская. Объяснительная записка. С-Пб. картографическая фабрика ВСЕГЕИ. 2000. 302 с. [Sheymovich V.S. State Geological Map of the Russian Federation. Scale 1:200 000. The Yuzhno-Kamchatskaya series. Explanatory note. St. Petersburg cartographic factory VSEGEI. 2000. 302 p. (in Russian)].
Ekström G., Nettles M., Dziewonski A.M. The global CMT project 2004–2010: Centroid-moment tensors for 13,017 earthquakes // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2012. V. 200–201. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2012.04.002.
Kiryukhin A.V., Nazhalova I.N., Zhuravlev N.B. Hot water-methane reservoirs at southwest foothills of Koryaksky volcano, Kamchatka // Geothermics. 2022. V. 106. 102552. https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2022.102552.
Kopylova G., Boldina S. Preseismic Groundwater Ion Content Variations: Observational Data in Flowing Wells of the Kamchatka Peninsula and Conceptual Model // Minerals. 2021. V. 11. № 7. P. 1–17. https://doi.org/10.3390/min11070731.
Kopylova G.N., Boldina S.V. 2020. Hydrogeological Earthquake Precursors: A Case Study from the Kamchatka Peninsula. Frontiers in Earth Science 8, 576017. https://doi.org/10.3389/feart.2020.576017.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Copyright (c) 2022 Рябинин Г.В.