авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Разработка технологии многопараметрового мониторинга сейсмической активности азово-черноморского региона комплексом геолого-геофизических методов

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

БЯКОВ АЛЕКСЕЙ ЮРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МНОГОПАРАМЕТРОВОГО

МОНИТОРИНГА СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКОГО РЕГИОНА КОМПЛЕКСОМ

ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Специальность 25.00.10 – геофизика, геофизические методы

поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Краснодар – 2010

Работа выполнена в ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» и в Кубанском

государственном университете на кафедре геофизических методов

поиска и разведки

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор кафедры геофизики, доцент

Гуленко Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук, профессор

Александров Борис Леонтьевич

кандидат геолого-минералогических

наук Кухарев Игорь Леонидович

Ведущая организация: Горный институт Уральского отделения

РАН (г. Пермь)

Защита диссертации состоится 5 марта 2010 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.101.09 по геофизике, геофизическим методам поисков полезных ископаемых Кубанского государственного университета по адресу: 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149, ауд. 105.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Кубанского государственного университета.

Факс (861) 219-96-34

Е-mail: geopysic@fpm.kubsu.ru

Автореферат разослан «___» __________2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук В.И. Гуленко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Землетрясения являются одним из наиболее опасных природных явлений, создающих угрозу безопасности населения и наносящих значительный материальный ущерб. Согласно принятой 1января 1996 года временной схеме сейсмического районирования Северного Кавказа большая часть прибрежной территории региона отнесена к сейсмически опасной зоне с возможным воздействием 6-9 - балльных землетрясений. В этой связи в зоне высокого сейсмического риска находится большое количество потенциально опасных объектов промышленного и социального назначения, сотни километров нефтегазопроводов, железных дорог и т.д. Кроме того, около 80% населения проживает вблизи объектов, построенных без учета реальной сейсмической опасности. Известно, что, даже незначительные сейсмические толчки приводят к тектоническим подвижкам в земной коре и перераспределению грунтовых масс, что, в свою очередь, может стать «спусковым крючком» к возникновению оползней, разрушению дамб, магистральных трубопроводов и иных технических и социальных сооружений и привести к серьезным экологическим последствиям. Отсутствие развитой сети прогностических пунктов и проблемно ориентированного центра прогнозирования землетрясений, разобщенность организаций, ведущих работы по прогнозированию землетрясений на территории региона, использование устаревшей технической базы наблюдения и регистрации сейсмологических параметров, а также отсутствие системы инструментальной оценки сейсмостойкости зданий и сооружений существенно снижает возможности обеспечения сейсмической безопасности населения и территории. В этой связи создание и внедрение технологии мониторинга сейсмической активности Азово-Черноморского региона Северного Кавказа является, безусловно, актуальным.

Цель и задачи диссертационной работы: Разработка технологии многопараметрового мониторинга сейсмической активности Азово-Черноморского региона комплексом геолого-геофизических методов.

Поставленная цель определяет следующие задачи исследований:

  1. Анализ существующих методов и технических средств, применяемых для мониторинга сейсмической активности контролируемых территорий.
  2. Обоснование выбора современного комплекса методов и цифровых технических средств мониторинга.
  3. Разработка и исследование технологии многопараметрового мониторинга на основе предложенного комплекса.
  4. Оценка эффективности применения предложенного комплекса на примере регистрации параметров геофизических полей во время Нижнекубанского землетрясения 9 ноября 2002 года.
  5. Оценка перспектив и направления дальнейшего совершенствования методов и технических средств мониторинга сейсмической активности.

Методы и объекты исследований.

При разработке технологии мониторинга сейсмической активности применялись как теоретические, так и экспериментальные методы анализа их метрологических возможностей и технических средств многопараметрового мониторинга, лабораторные и полевые испытания цифровой регистрирующей аппаратуры и других технических средств, объединяемых в единый аппаратурно-методический комплекс.

При разработке комплекса технических средств объектом исследования являлись приборы и методы, применяемые для регистрации параметров геофизических, гидрогеодеформационных (ГГД) и газгидрогеохимических полей, их характеристики и технические возможности.

При оценке эффективности разработанного комплекса объектом исследования являлись геофизические, ГГД и газгидрогеохимические поля, регистрируемые созданной системой в процессе мониторинга сейсмической активности контролируемой территории.

Фактической основой работы явились результаты, полученные при непосредственном участии автора в ходе научно-технических разработок, опытно-методичес-ких и полевых работ с предложенным комплексом, проведенных в ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» в период с 2000  по 2008 гг.

Научная новизна работы.

1. Впервые в Краснодарском крае разработана и реализована технология многопараметрового мониторинга сейсмической активности территории, с использованием геофизических, геодезических, ГГД и газгидрогеохимических методов в виде системы комплексных наблюдательных пунктов.

2. Теоретически и экспериментально обоснован выбор методов и технических средств, применяемых для регистрации геофизических, ГГД полей и газгидрогеохимических параметров.

3. По результатам опытной эксплуатации разработанного комплекса на контролируемой территории выявлены аномальное поведение геофизических полей и изменение содержания химических элементов в грунтовых водах, имеющие характер предвестников сейсмических событий.

4. Разработаны формализованные критерии уровня сейсмической активности и сейсмической опасности контролируемой территории.

5. Определены направления и перспективы дальнейшего совершенствования средств мониторинга окружающей среды Азово-Черноморского региона.

Практическая значимость и реализация результатов.

1. Выводы и рекомендации, изложенные в настоящее работе, позволяют обосновать рациональный выбор методов, оборудования и средств мониторинга сейсмической активности территории, а также обеспечить необходимый контроль напряженно-деформированного состояния земной коры.

2. Предложенная автором технология показала высокую эффективность мониторинга сейсмической активности территории Азово-Черноморского полигона на примере Нижнекубанского землетрясения 2002 г. и позволила выявить основные факторы, имеющие характер предвестников сейсмических событий для этого региона.

3. Разработанная технология может быть использована при микросейсмическом районировании территорий на этапе проектирования объектов промышленного и гражданского строительства в сейсмоопасных зонах, а также для целей мониторинга напряженного состояния среды при эксплуатации ответственных инженерных сооружений и коммуникаций.

Разработанная технология в настоящее время успешно применяется в ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» для мониторинга сейсмической активности территории Азово-Черноморского полигона.

Основные защищаемые положения:

1. Технология регионального многопараметрового мониторинга сейсмической активности территории с помощью комплекса геолого-геофизических методов.

2. Обоснование выбора методов и технических средств для регистрации параметров геофизических, ГГД и газгидрогеохимических полей.

3. Выявленные аномальное поведение геофизических полей и содержание химических элементов в грунтовых водах, имеющие характер предвестников сейсмических событий.

4. Формализованные критерии уровня сейсмической активности и сейсмической опасности контролируемой территории.

5. Направления и перспективы совершенствования средств мониторинга окружающей среды Азово-Черноморского региона.

Личный вклад автора. Диссертационная работа выполнена автором во время обучения в аспирантуре на кафедре геофизических методов поиска и разведки Кубанского государственного университета. Все основные результаты, представленные в работе и имеющие научную и практическую значимость, были получены лично автором, либо при его непосредственном участии в период работы в ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» и в ЮНЦ РАН с 2000  по 2008 гг.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных семинарах, совещаниях и международных конференциях, в том числе на 2-й Международной научно-технической конференции и выставке по разработке новых технических средств и технологий для работы на шельфе и в Мировом океане (НИПИокеангеофизика, г. Геленджик 2001 г.); Международной конференции «Дегазация Земли, геофизика, газгеохимические методы исследований» памяти академика П.Н. Кропоткина (г. Москва, ГЕОС 2002 г.); 4-й Международной научно-практической геолого-геофизической конкурс-конференции молодых ученых и специалистов «Геофизика-2003» (г. Санкт-Петербург, 2003); the 1-st International Workshop on Earthquake Prediction (Athens, Greece, 6-7 November 2003); Международной научно-технической конференции по проблемам нефтегазоносности Черного, Азовского и Каспийского морей (г. Геленджик, 2004 г.); Научно-практической конференции «Системный анализ в экономике и управлении», (г. Таганрог, октябрь 2004 г.); Международной научной конференции молодых ученых «Молодежь в науке» (г. Минск 14-18 ноября 2005 г., НАН РБ); Международном семинаре «Геодинамика и сейсмичность Средиземноморско-Черноморско-Каспийского региона», (г. Геленджик, 2-7 октября 2006 г.); Международной научной конференции молодых ученых «Молодежь в науке» (г. Минск, 16-19 октября 2006 г. НАН РБ); Восьмой уральской молодежной научной школе по геофизике (г.Пермь, 19-23 марта 2007 г. Горный институт УрО РАН), а также на кафедре геофизических методов поиска и разведки Кубанского государственного университета.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 28 работ, 5 из которых в рецензируемых изданиях, рекомендованных перечнем ВАК, а также получен патент РФ на полезную модель.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 195 страниц текста, 10 таблиц, 48 рисунков, библиографический список включает 120 наименований.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность и благодарность за научное руководство и помощь на всех этапах от постановки задачи до выполнения работы, научному руководителю профессору кафедры геофизики КубГУ, д.т.н. В.И. Гуленко, а также заведующему кафедрой геофизики КубГУ, д.т.н., профессору С.И. Дембицкому.

Автор благодарен Бякову Ю.А., академику РАЕН, заслуженному геологу РФ, заслуженному деятелю науки Кубани, за научно-методическую и моральную помощь в осуществлении исследований.

Автор благодарен своим коллегам, руководителям, академикам РАН В.А. Бабеш-ко (ЮНЦ РАН), А.А. Маловичко (ГС РАН), д.ф-м.н. Л.Е.Собисевичу (ИФЗ РАН) к.т.н. В.А. Шереметьеву (Департамент биоресурсов и экологии Краснодарского края) за тесное научно-техническое и информационное сотрудничество. Автор искренне благодарен руководству ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» – генеральному директору к.т.н. А.П. Пронкину и главному геологу д.г-м.н. В.М.Юбко, а также своим коллегам специалистам, руководителям подразделений ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» к.г.-м.н. Ш.А. Басенцяну и к.т.н. В.А.Фоменко, за поддержку работы и внимание к прак-тической реализации её результатов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ


Во введении показана актуальность работы, сформулированы цель и основные задачи исследования, защищаемые положения, научная новизна и практическая значимость работы.

Глава 1. Обзор современных методов и средств

мониторинга сейсмической активности

§ 1.1. Сравнительный анализ состояния сейсмологических и геофизических наблюдений в России и за рубежом. Приведен сравнительный анализ состояния сейсмологических и геофизических наблюдений в России и за рубежом.

Наибольшая плотность сети имеет место в сейсмоактивных районах Северного Кавказа, Курило-Камчатской, Алтае-Саянской и Байкальской зон. Обширные районы Русской платформы, Урала, Западной и Центральной Сибири, европейского и азиатского Севера охвачены наблюдениями очень слабо. Если принять плотность сейсмической сети Японии за 1, то в России она составляет 0,01, в то время как в США - 0.33, в Германии - 0.26, в Канаде - 0,03 (рис. 1).

§ 1.2. Современное состояние служб РАН и федеральных органов исполнительной власти РФ в составе федеральной службы сейсмических наблюдений (ФССН). Перечисляются и кратко описываются службы, занимающиеся проблемой прогноза землетрясений на территории Российской Федерации:

  • геофизическая служба Российской академии наук (ГС РАН);
  • служба мониторинга геологической среды Комитета Российской Федерации по геологии и использованию недр (СМГС Роскомнедр);
  • служба специального контроля Министерства обороны Российской Федерации (ССК Минобороны России);
  • служба сейсмических и геодинамических охранных сетей наблюдений Министерства РФ по атомной энергии (ССГДОСН Минатома России);
  • служба геодинамических наблюдений Министерства топлива и энергетики Российской Федерации (СГДН Минтопэнерго России);
  • служба инженерно-сейсмометрических наблюдений Министерства строительства Российской Федерации (СИСН Минстроя России);
  • служба контроля деформации земной поверхности Федеральной службы геодезии и картографии России (СКД Роскартографии).

§ 1.3. Современное состояние проблемы прогноза землетрясений. Кратко характеризуется современное состояние проблемы прогноза землетрясений, отмечается, что действовавшая до недавнего времени карта уровня прогнозируемой сейсмичности ОСР-78, вошедшая в 1981 г. в строительные нормы и правила (СНиП-П-7-81), страдает существенными недостатками. Практика показывает, что в пределах России и стран СНГ ежегодно возникают землетрясения, балльность которых на 2-3 единицы превышает уровень сейсмичности, прогнозируемой по карте. Недостатки карты ОСР-78, по нашему мнению, прежде всего, связаны с неоднородностью сейсмологических, геологических и геофизических данных, использованных при ее создании. Огромные потенциально опасные районы Европейской части России и Сибири фактически не районированы должным образом и в последней карте ОСР-97.

 Плотность сети сейсмических станций на территории России, Канады, Германии и-1

Рис. 1. Плотность сети сейсмических станций на территории России, Канады, Германии и США по сравнению с Японией, количество сейсмостанций которой на единице площади принято за единицу.

§ 1.4. Методики мониторинга параметров окружающей среды с целью прогноза землетрясений. Приведен обзор и краткая характеристика существующих в России методик мониторинга окружающей среды с целью прогноза землетрясений.

§ 1.5. Основные аппаратурно-методические комплексы для оснащения Федеральной сети сейсмологических наблюдений в России и технические требования к ним. Приведены основные технические характеристики аппаратурно-методических комплексов и измеряемые параметры, рекомендуемые к применению в составе Федеральной Системы Сейсмологических Наблюдений (ФССН) для целей сейсмологического мониторинга, а именно: сейсмические, деформации и наклон земной поверхности, электрическое поле, электрическое сопротивление, электромагнитное поле, гидрогеологические, геохимические и геотермические параметры, электромагнитная и сейсмоакустическая эмиссия, сила тяжести.

§ 1.6. Краткий очерк истории изучения сейсмической активности на Северо-Кавказском регионе, представляет собой очерк истории становления и разви-тия сейсмологических наблюдений на Северном Кавказе в целом и Краснодарском крае в частности.

Выводы. Кратко охарактеризованы проблемы создания системы мониторинга территории Краснодарского края и сформулирована цель диссертационной работы – разработка оптимальной технологии многопараметрового комплексного мониторинга сейсмической активности применительно к Азово-Черноморскому региону.

Глава 2. Разработка и исследование технологии комплексного мониторинга геофизических, газгеохимических и гидродинамических полей для целей прогноза землетрясений


§ 2.1. Разработка оптимального комплекса многопараметрового сейсмологического мониторинга. Обосновывается целесообразность выбора методики работ и аппаратурно-технических средств сейсмологического мониторинга Азово-Черномор-ского региона на основе анализа существующих в России и приведенных в обзоре главы 1 методов и технических средств.

Такая региональная система может стать важной частью единой системы комплексного мониторинга на Северном Кавказе и в Краснодарском крае в частности. На нее должно быть возложено:

– наблюдение, оценка, прогноз и контроль источников и факторов технических воздействий и опасных природных явлений;

– наблюдение, оценка, прогноз и контроль окружающей среды;

– своевременное обнаружение, идентификация и прогнозирование развития техногенных аварий и катастроф, а также формирующихся при этих авариях и катастрофах вредных поражающих факторов, уровней физических полей, полей концентраций радиоактивных, химических, биологических веществ;

– контроль за динамикой процессов на отдельных промышленных, сельскохозяйственных и других объектах; оценка степени опасности, складывающейся экологической обстановки при нормальном регламентном функционировании опасных объектов, а также чрезвычайных ситуаций, возникающих при технических авариях и катастрофах;

– сбор, обработка, анализ и обобщение данных об энергоемких процессах с целью выявления аномалий, являющихся предвестниками опасных природных явлений;

– проведение систематических инспекционных измерений фоновых параметров состояния окружающей природной среды;

– комплексная оценка состояния среды обитания человека, составление и ведение экологических, метеорологических, сейсмопрогностических и других карт для отдельных территорий, регионов и страны в целом.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.