Перспективи використання мікросейсмів, викликаних стоячими хвилями водойм

https://doi.org/10.23939/jgd2022.02.091
Надіслано: Листопад 01, 2022
Автори:
1
Державний університет телекомунікацій

Метою досліджень є пошук можливих способів використання викликаних стоячими хвилями водойм мікросейсмів. Відповідно до теорії стоячі хвилі виникають при зіткненні двох біжучих хвиль, що рухаються назустріч одна одній. Представлено умови збудження хвиль і розгойдування затухаючих хвиль. Представлено докази того, що тиск хвилі в пучності на межах поділу водного середовища і ґрунту пропорційний амплітуді водяної хвилі. Можливість використання в сейсмічній розвідці стоячих хвиль підтверджується даними спостережень штормових мікросейсмів на віддалених станціях. Для збільшення дальності передавання доцільно застосувати мікросейсми з великим періодом, які забезпечують низьке затухання. Один із способів зменшення небезпеки землетрусу передбачає ініціювання слабкої сейсмічності штучними джерелами з метою зняття надлишкового тектонічного напруження. Одним з найпотужніших джерел літосферних деформацій є власні коливання рівня рідини у великих водоймах. Розглянуто ідею використання ефекту резонансу припливно-сейшових вібрацій для ініціювання слабкої сейсмічності. Штучним шляхом збудження сейш досягається при керуванні водопропускною гідроспорудою. Мережа передавання інформації підтримує мультиплексування каналів зв’язку з розділенням по фізичній природі і середовищам передавання. При управлінні водопропускними спорудами здійснюється штучне розгойдування сейшових коливань зі зсувом фази. Зсув фази розгойдуючої хвилі по відношенню до затухаючої, в свою чергу, обумовлює варіації періодів сейш, що призводить до пропорційних варіацій періодів мікросейсмів. Це рішення дозволяє кодувати повідомлення тривалостями періодів сейш і мікросеймів, з подальшим їх передаванням. Гідрологічні спостереження виявили ефект залежності періодів поверхневих сейш від глибини води. Розв’язання зворотного завдання, при виміряному періоді сейш, дозволяє розрахувати глибину водойми. На додаток до безпосереднього вимірювання глибини пропонується спосіб віддаленого вимірювання, що використовує аналіз коливань ґрунту сейшового походження. Аналіз варіацій електромагнітного випромінювання геологічного середовища показав, що вони визначаються механізмами перетворення енергії цих процесів в енергію електромагнітного поля. Дослідження цих варіацій дозволяє розрахувати глибину водойми. Наукова новизна. Детально розглянуто способи використання збуджених стоячими хвилями мікросейсмічних коливань. Представлено способи управління стоячими хвилями: регулюванням глибини водойми; регулюванням періоду збуджуючої хвилі; регулюванням фази збуджуючої хвилі. Досліджена залежність амплітуди результуючого коливання стоячих хвиль від фази розгойдуючого коливання аналогічного періоду. Представлено захищені патентами України інноваційні розробки, які мають на увазі господарське використання мікросейсмів, викликаних стоячими хвилями водойм. Зазначено, що як необхідність, так і можливість використання того чи іншого способу виконання визначеної конкретної задачі визначаються внутрішніми та зовнішніми об’єктивними умовами, які існують в певний час в певному просторі.

  1. Азерникова О. А. Поверхностные и внутренние сейши озера Севан. Известия АН Армянской ССР. Науки о Земле, 1975. № 1. С. 97-101.
  2. Анахов П. В., Анахов С. П. Дистанційний контроль глибини водойми з використанням багатоканального доступу до полів сейшового походження. Геоінформатика, 2016. № 1 (57). С. 79-83.
  3. Анахов П. В. Тривимірна модель деформацій котловини басейну Меріана стоячими хвилями. Геодинаміка, 2019. № 2 (27). С. 48-53. https://doi.org/10.23939/jgd2019.02.048.
  4. Балинец Н. А. Условия возникновения тягуна в портах Черного моря. Екологічна безпека прибережних та шельфових зон та комплексне використання ресурсів шельфу, 2007. Вип. 15. С. 362-369.
  5. Берг Л. С. Аральское море. Опыт физико-географической монографии. Ташкент: Изв. Турк. отд. РГО, т. V., 1908.
  6. Гаврилюк Р. В., Берлинский Н. А. Опасные морские гидрологические явления в северо-западной части Черного моря. Вісник Одеського національного університету. Серія географічні та геологічні науки, 2019. Т. 24, Вип. 2(35). С. 26-39.
  7. Єгупов В. К. Методи оцінки сейсмостійкості будівель і споруд: дис. … канд. техн. наук. Одеса, 2018. 97 с.
  8. Зацерковний В., Тішаєв І., Шульга Р. Джерела походження та взаємодія мікросейсм з геологічним середовищем. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка, 2016. Вип. 4. С. 82-87. http://doi.org/10.17721/1728-2713.75.13
  9. Иванов А. Г. Эффект электризации пластов Земли при прохождении через них упругих волн. Доклады АН СССР, 1939. Т. 24, №1. С. 41-43.
  10. Курчатов И. В. Сейши в Черном и Азовском морях. Избранные труды, Т. 1. М.: Наука, 1982. С. 382-391.
  11. Лабзовский Н. А. Непериодические колебания уровня моря. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 238 с.
  12. Лящук О. І., Андрущенко Ю. А., Карягін Є. В. Особливості використання сейсмічного шуму для вивчення глибинної будови західної Антарктики. Український антарктичний журнал, 2015. № 14. С. 58-65. https://doi.org/10.33275/1727-7485.14.2015.172
  13. Насонкин В. А., Чехов В. Н., Боборыкина О. В. Некоторые результаты измерений литосферных деформаций. Динамические системы, 2008. Вып. 24. С. 117-120.
  14. Нестеров В. В. Исследования литосферных деформаций средствами большебазовой лазерной интерферометрии: автореф. дис. … д-ра ф.-м. наук. Симферополь, 1996. 29 с.
  15. Спеціалізована БД "Винаходи (корисні моделі) в Україні. URL: https://base.uipv.org/searchINV/
  16. Страхов В. Н., Савин М. Г. Уменьшение сейсмической опасности: упущенные возможности. Геофизический журнал, 2013. Т. 35, № 1. С. 4-11. https://doi.org/10.7868/S0002333713010080
  17. Судольский А. С. Динамические явления в водоемах. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 263 с.
  18. Табулевич В. Н. Комплексные исследования микросейсмических колебаний. Новосибирск: Наука, 1986. 151 с.
  19. Терентьєв О. О., Шабала Є. Є., Малина Б. С. Інформаційна технологія системи діагностики технічного стану будівель на основі дослідження мікросейсмічних коливань. Управління розвитком складних систем, 2015. №23. С. 133-139. http://doi.org/10.13140/RG.2.1.4610.2482
  20. Чехов В. Н., Нестеров В. В., Иванов Ю. Б., Насонкин В. А. Сверхдлиннопериодные литосферные деформации, возбуждаемые сейшевыми колебаниями. Доклады РАН, 1994. Т. 336, № 3. С. 391-393.
  21. Anakhov P., Zhebka V., Grynkevych G., & Makarenko A. Protection of telecommunication network from natural hazards of global warming. Eastern-Europian Journal of Enterprise Technologies, 2020. № 3/10 (105). P. 26-37. http://journals.uran.ua/eejet/article/view/206692
  22. Anakhov P., Zhebka V., Tushych A., Kravchenko V., Blazhennyi N., Skladannyi P., Sokolov V. Evaluation method of the physical compatibility of equipment in a hybrid information transmission network. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2022a. Vol. 100, No. 22. P. 6635-6644.
  23. Anakhov P., Zhebka V., Koretska V., Sokolov V., Skladannyi P. Increasing the Functional Network Stability in the Depression Zone of the Hydroelectric Power Station Reservoir. CEUR Workshop Proceedings, 3149. 2022b. P. 169-176.
  24. Dogan G. G., Pelinovsky E., Zaytsev A., Metin A. D., Tarakcioglu G. O., Yalciner A. C., Yalciner B., & Didenkulova I. (2021). Long wave generation and coastal amplification due to propagating atmospheric pressure disturbances. Natural Hazards, 106, 1195-1221. https://doi.org/10.1007/s11069-021-04625-9
  25. Evers L. G. The Inaudible Symphony: on the Detection and Source Identification of Atmospheric Infrasound: doctoral thesis. Netherlands, Renss Delft University of Technology, 2008. 160 p. http://resolver.tudelft.nl/uuid:4de38d6f-8f68-4706-bf34-4003d3dff0ce
  26. Fratepietro F., Baker T. F., Williams S. D. P., Camp M. V. Ocean loading deformations caused by storm surges on the northwest European shelf. Geophysical Research Letters, 2006. Vol. 33, Iss. 6. L06317. http://doi.org/10.1029/2005GL025475
  27. Gupta H. K., & Rastogi B. K. Dams and Earthquakes. Amsterdam, Netherlands: Elsevier, 1975. 229 p.
  28. Rabinovich, A. B. Seiches and Harbor Oscillations. In Y. C. Kim (Ed.), Handbook of Coastal and Ocean Engineering. Singapoure, World Scientific Publ., 2004. P. 193-236. https://doi.org/10.1142/9789812819307_0009
  29. Ruzhich V. V., Vakhromeev A. G., Levina E. A., Sverkunov S. A., & Shilko E. V. Control of Seismic Activity in Tectonic Fault Zones Using Vibrations and Fluid Injection in Deep Wells. Physical Mesomechanics, 2021. Vol. 24. P. 85-97. https://doi.org/10.1134/S1029959921010124
  30. Stancil D. D., Adamson P., Alania M., et al. Demonstration of communication using neutrinos. Modern Physics Letters A, 2012. Vol. 27, Iss. 12. 10 p. http://doi.org/10.1142/S0217732312500770.