Prediction of seismic impacts at the site of Plavinu HPP from a potential seismic source in Koknese (Latvia)

Abstract

Розглянуто вплив сейсмічних хвиль від джерела потенційного землетрусу на ділянку Плавинської ГЕС у Латвії, яка розташована в несприятливих геологічних, тектонічних і геодинамічних умовах. Для оцінки сейсмічного впливу вирішено пряму сейсмологічну задачу в два етапи. На першому етапі виконано моделювання синтетичних сейсмограм, а на другому – прогноз сейсмічних впливів на майданчику ГЕС. На першому етапі використано моделювання хвильового поля зі застосуванням методу Гріна. На другому етапі характеристики руху ґрунту отримані за допомогою одновимірного нелінійного аналізу відгуку ґрунту. Отримано хвильове поле з використанням 15 функцій Гріна, яке потім перетворено в 3-компонентну акселерограму. Після цього, акселерограму використано, як сейсмічний імпульс до поверхні дочетвертинних відкладень. Отримано комплекс інженерно-сейсмічних характеристик ґрунту: підсилення, амплітуди Фур’є та спектральні амплітуди. Продемонстровано можливість отримання важливої інформації про поле сейсмічних хвиль і рух ґрунту з макросейсмічних даних історичних землетрусів. Це особливо важливо для внутрішньоплитних умов з обмеженою сейсмічної статистикою. Оцінки інженерно-сейсмічних умов мають важливе практичне значення, так як дозволять виявити найбільш вразливі ділянки ґрунту на Плавинській ГЕС.

The study considers the impact of seismic waves from the source of a potential earthquake in Latvia on the site of the Plavinu hydroelectric power station, which is located in unfavorable geological, tectonic, and geodynamic conditions. A direct seismology problem was solved in two stages to assess seismic impacts on the site. In the first stage, the modeling of synthetic seismograms was carried out, and in the second stage, a prediction of seismic impacts at the hydroelectric power station site was conducted. In the first stage, we used wave field modeling applying Green's method. In the second stage, ground motion characteristics were obtained using a one-dimensional, nonlinear ground response analysis method. A wave field of 15 Green's functions was obtained, which was then converted into a 3-component accelerogram. The accelerogram was then used as a seismic impulse to a Prequaternary sediment's surface. A set of engineering and seismic characteristics of soil was obtained, i.e. amplification, Fourier amplitudes, and spectral amplitudes. The paper demonstrates the ability to acquire valuable information about the seismic wave field and ground motion from macroseismic data from historical earthquakes. This is especially important for intra-plate conditions with limited seismic statistics. Prediction of engineering and seismic conditions are of great practical importance since they will allow us to identify the most vulnerable sites of the soil at the Plavinu HPP.