Seismisches Netzwerk INSIDE: Planungs- und Designphase

Dieses Dokument gilt als Ergebnis des Meilensteins M1.2.1 des INSIDE-Projekts und befasst sich mit der Planung und dem Entwurf des seismischen Netzwerks. Dieser Meilenstein entspricht einem Hauptziel des Projekts, nämlich der Erweiterung der Kapazität des bestehenden seismischen Netzes um die Standorte Sendling/Schäftlarnstraße, Pullach und Baierbrunn im Großraum von München. Das Netzwerk soll fünf seismische Stationen umfassen, von denen zwei in Monitoring-Bohrungen in einer Tiefe von 100 bis 200 m installiert werden.
Wir berichten hier zuerst über die Entwurfsphase des Netzes. Wir stellen die fünf Standorte vor, die die Auswahlkriterien erfüllen und deshalb für die Installation der seismischen Stationen ausgewählt wurden. Diese Standorte befinden sich am Rande eines Kreises mit einem Radius von etwa 4 km. Die technischen Mittel, die für die Installation der Messstationen eingesetzt werden sollen, werden ebenfalls vorgestellt.
Wir präsentieren und diskutieren dann die Hintergrundbodenunruhe (Noise-) Messkampagne, die im Mai 2020 nach den Empfehlungen für den Themenkomplex „Seismische Überwachung“ der Arbeitsgruppe „Induzierte Seismizität“ des Forschungskollegiums Physik des Erdkörpers e.V. ... mehr(FKPE, Kontakt: www.fkpe.org) durchgeführt und im Nachgang ausgewertet wurden. Ziel der Messungen war die Validierung der vorgeschlagenen Standorte hinsichtlich der zu erwartenden Detektions- und Lokalisierungsfähigkeiten des Netzwerks. An jedem geplanten Standort wurden die Bodenunruhemessungen statistisch verarbeitet (statistische Verteilung von I95 Werten). Die Frequenzverteilung des Rausches wurde analysiert (Berechnung des Spektrogramms und der probabilistischen Leistungsdichte) und die Detektions- und Lokalisierungsfähigkeit jeder geplanten Station theoretisch ermittelt.
Unter Berücksichtigung der verschiedenen analysierten Kriterien, ist der Standort in Wörnbrunn am wenigsten von anthropogenem Geräusch betroffen. Die Messstelle in der Siemensallee ist am empfindlichsten für Bodenunruhen. In der späteren Installation kann das tatsächlich vorliegende Hintergrundrauschen jedoch geringer sein, da die Station in eine Monitoring-Bohrung installiert werden soll. In unseren Simulationen ermöglicht das aus den fünf Stationen bestehende Netz die Detektion von Ereignissen mit einer Moment-Energie von mehr als MW = -1.3 (für ein Ereignis, das innerhalb des von den fünf Stationen beschriebenen Perimeters stattfindet). Außerhalb dieses Bereichs steigt die Detektionsschwelle auf MW = -0.6. In Anbetracht der durchgeführten Messungen und Simulationen liegen im Gebiet von Pullach die theoretischen Fehler bei der horizontalen Lokalisierung eines Ereignisses mit einer Magnituden MW = -1 im Bereich von 400 bis 1400 m.
Wir bestätigen, dass die gewählten Standorte den Empfehlungen der FKPE für den maximalen Bodenunruhepegel entsprechen. Für die Messstelle im Forstenrieder Park empfehlen wir den Abstand zur Autobahn und zur Stromleitung, die Hauptquellen von Bodenunruhen sind, zu vergrößern.
Im Bericht wurden nicht die Detektions- und Lokalisierungsfähigkeiten des Mini-Arrays und der faseroptisch basierten Messungen bewertet, weil die Sensorik noch nicht aufgebaut bzw. installiert ist. Nach Vorliegen dieser Daten, werden die Fähigkeiten dieser akustischen Messungen mit denen von Standard-Seismometern auch verglichen.