Дистанционный сейсмический мониторинг первой ступени Вилюйского каскада ГЭС по записям сейсмической станции «Чернышевский»

В связи с развитием методов цифровой обработки сейсмических сигналов расширились возможности анализа малоамплитудных сигналов как естественного, так и техногенного происхождения. В данной статье рассматривается возможность дистанционного определения сейсмических сигналов работающего оборудования первой и второй очередей каскада Вилюйской гидроэлектростанции (КВГЭС-1 и КВГЭС-2) в инженерно-геологических условиях криолитозоны при помощи методики и программного обеспечения, разработанных в Федеральном исследовательском центре «Единая геофизическая служба РАН» (ФИЦ ЕГС РАН). С использованием в качестве фактического материала сейсмических наблюдений сети Якутского филиала ФИЦ ЕГС РАН были обработаны записи сейсмической станции «Чернышевский», удаленной от КВГЭС-1 и КВГЭС-2 на 1,256 и 1,456 км соответственно. Построены графики усредненных спектров сейсмических сигналов за различные промежутки времени, на которых наблюдалось множество монохромных сигналов. Анализ построенных графиков и технической документации оборудования каскада ГЭС позволил установить корреляцию между обрабатываемым сигналом и характеристиками работающего оборудования, являющегося возбуждающим источником. На примере анализа нештатной ситуации, возникшей 4 марта 2023 г. в результате некорректной работы систем регулирования генерирующего оборудования каскада ГЭС, был подтвержден факт принадлежности выделенных сигналов к генерирующему оборудованию. Были установлены величины отклонений выделенных частот работающего оборудования от номинальных, а также время возникновения технических неполадок. Опробована и подтверждена применимость использованной методики для проведения сейсмогеотехнического мониторинга инженерных объектов, расположенных в криолитозоне.

1. Судакова М.С., Брушков А.В., Великин С.А. и др. Геофизические методы в геокриологическом мониторинге. Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. 2022;(6):141–151.

2. Трифонов Б.А., Милановский С.Ю., Несынов В.В. Геофизические методы исследования природно-техногенных изменений массивов грунтов криолитозоны. Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2024;(5):82–94. https://doi.org/10.31857/S0869780924050087

3. Еманов А.Ф., Еманов А.А., Полянский П.О. и др. Сейсмические воздействия на плотину Новосибирской ГЭС. Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2023;10(3):50–55. https://doi.org/10.15372/FPVGN2023100308

4. Чжан Р.В., Великин С.А., Шестернев Д.М. Температурно-криогенный режим гидроузла Вилюйской ГЭС-1, 2: геокриологический мониторинг. Гидротехническое строительство. 2017;(6):10–23.

5. Бах А.А., Еманов А.Ф., Шеболтасов А.Г. и др. Высокоточные определения методом стоячих волн характеристик собственных колебаний плотин средненапорных ГЭС. Вопросы инженерной сейсмологии. 2025;52(1):120–131. https://doi.org/10.21455/VIS2025.1-6

6. Короленко Д.Б., Кузьменко А.П., Москвичев В.В., Сабуров В.С. Информационная система сейсмометрического мониторинга технического состояния гидротехнических сооружений: опыт моделирования, разработки и внедрения. Вычислительные технологии. 2019;24(5):13– 37. https://doi.org/10.25743/ICT.2019.24.5.003

7. ГОСТ Р 55260.1.5-2012 Гидроэлектростанции. Часть 1-5. Сооружения ГЭС гидротехнические. Требования к проектированию в сейсмических районах. заявл. 01.07.2014 : опубл. 04.03.2023 / Зотова Г.В., Прусакова В.Н., Ментова Р.А.

8. Селезнев В.С., Лисейкин А.В., Коковкин И.В., Соловьев В.М. Изменение значений частот собственных колебаний зданий и сооружений в зависимости от внешних факторов. Геология и геофизика. 2024;65(7):1036–1044. https://doi.org/10.15372/GiG2024102

9. Патент № 2461847 Российская Федерация, МПК G01V 1/28 G01M 7/02. Способ непрерывного мониторинга физического состояния зданий и способ непрерывного мониторинга физического состояния зданий и/или сооружений и устройство для его осуществления: № 2010128394/28: заявл. 08.07.2010 : опубл. 20.09.2012 / Селезнев В.С., Лисекин А.В., Брыксин А.А.

10. Лисейкин А.В., Селезнев В.С. Методика дистанционного контроля разрушительных процессов по малоамплитудным сейсмическим сигналам при эксплуатации крупных промышленных объектов. Вопросы инженерной сейсмологии. 2024;51(3):86–106. https://doi.org/10.21455/VIS2024.3-5

11. Брыксин А.А., Громыко П.В., Севостьянов Д.Б. Использование регистраторов «Байкал-8» для сейсмического мониторинга зданий и сооружений в режиме реального времени в СЕФ ФИЦ ЕГС РАН. Российский сейсмологический журнал. 2022;4(3):68–80. https://doi.org/10.35540/26867907.2022.3.06

12. Лаппарова И.Ф. Новый этап в энергетическом развитии Якутии с конца 50-х по 80-е гг. ХХ в. В кн.: Роднина Н.В. и др. (ред.) Аграрная наука: от философии до экономики : Сборник научных статей внутривузовской научно­ практической конференции экономического факультета, посвященной 65­летию высшего аграрного образования Республики Саха (Якутия) и 100­летию образования Якутской АССР, г. Якутск, 03 октября 2022 года. Якутск: Издательский дом СВФУ; 2022. С. 119–121.

13. Дворецкая М.И., Жданова А.П., Лушников О.Г., Слива И.В. Возобновляемая энергия. Гидроэлектростанции России: справочник. СПб.: Изд-во Политехнического ун-та; 2018. 224 с.

14. Коковкин И.В., Селезнев В.С., Дежнев В.Э., Лопатин Г.А. Разработка сейсмических методов для мониторинга геомеханического состояния Саяно-Шушенской ГЭС. Геология и геофизика. 2025;66(2):247–256. https://doi.org/10.15372/GIG2024155

15. Сайт Ленского управления Ростехнадзора. Режим доступа: https://lensk.gosnadzor.ru (дата обращения: 09.04.2025)

16. Абрамов А.А. Реконструкция электрических сетей напряжением 110 кВ Республики Саха (Якутия) в связи с подключением подстанции Маччоба: Бакалаврская работа. Благовещенск. 2021. 118 с.

17. Неклюдов В.В. Идентификация инженерно-геологического строения массива пород в криолитозоне нестандартными методами инженерной сейсмики. Разведка и охрана недр. 2014;(3):37–42.

18. Чжан Р.В., Великин С.А., Кузнецов Г.И., Крук Н.В. Грунтовые плотины в криолитозоне России. Новосибирск: Академическое издательство «Гео»; 2019. 427 с. https://doi.org/10.21782/B978-5-6043021-1-8

19. Великин С.А., Снегирев А.М. Локальный геофизический мониторинг состояния правобережного примыкания плотины Вилюйской ГЭС-1. Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2005;2(6):77–85.

20. Сейсмологический бюллетень (сеть телесейсмических станций), 2020. (2024). ФИЦ ЕГС РАН [сайт] Режим доступа: http://www.gsras.ru/ftp/Teleseismic_bulletin/2020/ (дата обращения: 09.04.2025)

21. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021666241 Российская Федерация. SpectrumSeism : № 2021665611 : заявл. 11.10.2021 : опубл. 11.10.2021 / Селезнев В.С. Лисейкин А.В., Севостьянов Д.Б., Брыксин А.А.

22. Селезнев В.С., Лисейкин А.В., Альжанов Р.Ш., Громыко П.В. Влияние работы гидроагрегатов на собственные колебания плотины Саяно-Шушенской ГЭС. Гидротехническое строительство. 2013;(7):2–7.

23. НПО «ЭЛСИБ» ПАО. Режим доступа: https://elsib.ru/ru/services/gidrogeneratory/ (дата обращения: 09.04.2025)