Seismic wave attenuation and the spectral decay parameter κ (kappa) in crystalline bedrock at Olkiluoto, SW Finland
| Title: | Seismic wave attenuation and the spectral decay parameter κ (kappa) in crystalline bedrock at Olkiluoto, SW Finland |
| Author(s): | Rinne, Lauri |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Science |
| Degree program: | Master's Programme in Geology and Geophysics |
| Specialisation: | Solid Earth Geophysics |
| Language: | English |
| Acceptance year: | 2021 |
| Abstract: |
Kappa-parametria (κ) käytetään arvioimaan seismisten aaltojen vaimenemista. Se on alueellisen kapan (κr) ja paikallisen kapan (κ0) summa. Paikallinen kappa-parametri Olkiluodossa on pieni ja vaihtelee välillä 0.002 ja 0.004. Samansuuntaisia arvoja on havaittu Pohjois-Amerikan itäosissa, jossa kappa-arvo on 0.006. Läntisessä Pohjois-Amerikassa vastaava luku on 0.04 ja Euroopassa, esimerkiksi Alpeilla kappa on noin 0.025.
Kappa-arvoa tutkittiin analysoimalla mikromaanjäristyksiä, jotka oli rekisteröity Posiva Oy:n seismisellä monitorointiverkolla. Vuosien 2016 ja 2019 välillä havaituista mikromaanjäristyksistä kappa-tutkimuksiin valittiin 51 tapausta. Maanjäristyskeskukset olivat verrattain lähellä seismisiä asemia. Etäisyys vaihteli muutamista kymmenistä muutamiin satoihin metreihin. Kaikki tutkimukseen käytetyt maanjäristykset havaittiin useammalla asemalla ja tutkimukseen käytettiin yhteensä 297 maanjäristysrekisteröintiä. Näistä rekisteröinneistä laskettiin kappa-arvo jokaiselle maanjäristysrekisteröinnin suuntakomponentille erikseen (kaksi horisontaalista ja yksi vertikaalinen). Lopullinen kappa-arvojen laskettu määrä oli 473. Käytetty metodi oli Andersonin ja Houghin (1984) vuonna 1984 esittelemä.
Maanjäristysdatan lisäksi kappa-arvo laskettiin viidestä Olkiluodossa tehdystä louhintaräjäytyksestä. Räjäytyksistä laskettu kappa arvo oli pienempi kuin mikromaanjäristyksistä laskettu ja vaihteli välillä 0.0012 ja 0.0017. Laskentaan käytettyjen räjäytysten pienestä määrästä johtuen, räjäytys-kappa ei kuitenkaan ole tilastollisesti luotettava.
Tulokset ovat linjassa muualta maailmasta saatujen tulosten kanssa – kovempi kallio korreloi alhaisemman kappa-arvon kanssa
Kappa-parameter (κ) is used to estimate the decay of seismic spectral amplitudes with frequency and is the sum of regional kappa (κr) and site-specific kappa (κ0). The site-specific kappa (κ0) parameter in Olkiluoto (Southwestern Finland) is generally small, approximately 0.002 to 0.004. These values, although smaller, are in the same range that have been found in Eastern North America, where kappa is around 0.006. In Western North America kappa is around 0.04. In Europe, e.g., in alpine region, kappa value is around 0.025.
The kappa-value was studied by analysing microearthquake recordings gathered by Posiva Oy’s seismic monitoring network from 2016 to 2019. From these microearthquakes 51 microearthquakes were selected and used in the analysis. All these microearthquakes occurred relatively close to the monitoring stations, from tens of meters to few hundred meters. Each of the events were detected by multiple sensors and the total number of microearthquake registrations used in this study was 297. From these recordings the κ0 was calculated for each component (two horizontal and one vertical). Total number of calculated κ0 values was 473. The kappa-method used was the original introduced by Anderson and Hough in 1984.
Besides using earthquake data, the site-specific kappa was also calculated from excavation blasts in Olkiluoto for comparison. Blasting related kappa was smaller than the one calculated from microearthquakes, with average values between 0.0012 and 0.0017. The number of blasts used to calculate κ0 was quite small and the results may not be statistically relevant.
Results are in line with similar study areas around the world – harder rock has lower κ0 values
|
| Keyword(s): | seismology seismic wave attenuation kappa Olkiluoto |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Rinne_Lauri_maisterintutkielma_2021.pdf | 2.437Mb |
This item appears in the following Collection(s)
-
Faculty of Science [3915]