1. 2(27)2019
  2. Тривимірна модель деформацій котловини басейну Меріана стоячими хвилями

Тривимірна модель деформацій котловини басейну Меріана стоячими хвилями

JGD.
2019;
Випуск 2(27)2019, Номер 2(27)
: 48-53
https://doi.org/10.23939/jgd2019.02.048
Надіслано: Березень 27, 2019
Переглянуто: Грудень 02, 2019
Прийнято: Грудень 05, 2019
Автори:
  1. Павло Анахов
1
Державний університет телекомунікацій

Мета. Аналіз дії стоячих хвиль на ложе водного басейну. Методика. При "стоянні" хвилі водні маси здійснюють обертально-поступальні переміщення, за яких у вертикальному розрізі басейну відбуваються синхронні реверсивні рухи води, з найбільшими значеннями у вертикальному, в пучностях, і горизонтальному, у вузлах, напрямках. Мікросейсми сейшового походження створюють поле деформацій у вертикальному розрізі басейну, з максимумами на лініях проекцій пучностей на дні водойми, і також на боковій грані. Результати. Виходячи з того, що характерною особливістю коливань є обумовленість їх періоду лінійними розмірами характерної сторони і співіснування вертикальних стоячих хвиль із горизонтальними рухами течій, при розрахунках розглядаються усі три сторони модельного прямокутного басейну постійної глибини. Показано, що за наявності "вертикальних" сейш створюється загроза резонансного збудження сейш внутрішньою збуджувальною силою – іншими сейшами цього ж басейну. За мокрої ліквідації шахт, яка супроводжується заповненням виробленого простору водою, замість пошарово розташованих водоносних горизонтів, розділених водоупорами, утворюється тріщино-колекторний масив, який працює як єдина тріщинувата зона. Власні коливання водних мас здатні сприяти підвищенню сейсмічності створеної депресійної зони. Але, з іншого боку – у гірничих виробках можливе розміщення підземних басейнів ГАЕС. Привабливість використання відпрацьованих гірничих виробок полягає в скороченні або виключенні прохідницьких робіт при зведенні підземних енергетичних об'єктів. Наукова новизна. Розроблена модифікована формула Меріана розрахунку періоду сейш у прямокутному басейні постійної глибини, яка враховує наявність двох горизонтальних і однієї вертикальної мод. Показано, що за наявності "вертикальних" сейш створюється загроза резонансного збудження сейш внутрішньою збуджувальною силою – іншими сейшами цього ж басейну. Визначено небезпеку резонансної взаємодії однонаправлених із горизонтальними пар "хвиля горизонтальної моди – течія вертикальної моди" і "хвиля вертикальної моди – течія горизонтальної моди". Виявлено гідрологічну небезпеку, яка обумовлюється можливим резонансом власних коливань, а також їх резонансом із зовнішньою збуджувальною силою. Практична значущість. Виявлено водні об'єкти, аналіз яких потребує урахування вертикальної моди власних коливань. Це – ліквідовані гірничі виробки, вертикальний розмір яких порівняний із горизонтальними, або перевищує їх.

гідроакумулююча електростанція
вертикальна мода сейш
мікросейсми
мокра ліквідація шахти
сейші
сейшова течія
сейшова хвиля
тягун
  1. Анахов П. В. Збудження землетрусів у літосфері Азово-Чорноморського басейну сейшовим деформуванням дна. Геодинаміка, 2016. №1 (20). С. 155–161. https://doi.org/10.23939/jgd2016.01.155.
  2. Анахов П. В. Комплексне використання стоячих хвиль водойм. Гідроенергетика України, 2018. №1–2. С. 49–51.
  3. Герман В. Х. Спектральный анализ колебаний уровня Азовского, Черного и Каспийского морей в диапазоне частот от одного цикла за несколько часов до одного цикла за несколько суток. Труды Государственного океанографического института. М.: Гидрометеоиздат, 1970. Вып. 103. С. 52–73.
  4. Кнудсен В. О. Поглощение звука. Успехи физических наук, 1934. Т. 14. Вып. 3. С. 298–301.
  5. Ковалев Д. П. Натурные эксперименты и мониторинг инфрагравитационных волн для диагностики опасных морских явлений в прибрежной зоне на примере акваторий Сахалино-Курильского региона: автореф. дис. … д-ра физ.-мат. наук: 25.00.29 "физика атмосферы и гидросферы". Южно-Сахалинск, 2015. 43 с.
  6. Кокосадзе А. Э. Литосфера для подземной атомной и гидроэнергетики. Горный информационно-аналитический бюллетень, 2017. №4. С. 200–204.
  7. Курчатов И. В. Сейши в Черном и Азовском морях. Избранные труды, Т. 1. М.: Наука, 1982. С. 382–391.
  8. Найбільші шахти в світі. Режим доступу: https://bestfacts.com.ua/najtsikavishe/najbilshi-shahti-v-sviti.html.
  9. Нестеров В. В. Исследования литосферных деформаций средствами большебазовой лазерной интерферометрии: автореф. дис. … д-ра ф.-м. наук. Симферополь: Симферопольский государственный университет, 1996. 29 с.
  10. Рабинович А. Б. Длинные гравитационные волны в океане: захват, резонанс, излучение. С.-Пб: Гидрометеоиздат, 1993. 325 с.
  11. Смирнов С. В., Кучер К. М., Гранин Н. Г., Стурова И. В. Сейшевые колебания Байкала. Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2014. Т. 50, №1. С. 105–116. DOI: 10.7868/S0002351513050040.
  12. Табулевич В. Н. Комплексные исследования микросейсмических колебаний. Новосибирск: Наука, 1986. 151 с.
  13. ТКП 45-3.04-170-2009 (02250). Технический кодекс установившейся практики. Гидротехнические сооружения. Правила определения нагрузок и воздействий (волновых, ледовых и от судов). Минск: Минстройархитектуры, 2011. 73 с.
  14. Удалов И. В. Активизация миграции газов при закрытии угольных шахт (на примере шахты Пролетарская Луганской области). Збірник наукових праць "Вісник НТУ "ХПІ": Хімія, хімічна технологія та екологія, 2006. №12. С. 156–161.
  15. 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.
  16. Шевченко Г. В. Динамические процессы на шельфе и прогноз морских опасных явлений (на примере о. Сахалин): автореф. ... дис. д-ра физ.-мат. наук: 25.00.29 "физика атмосферы и гидросферы". Южно-Сахалинск, 2006. 34 с.
  17. Шевченко Г. В., Чернов А. Г., Ковалев П. Д., Горин И. И. Резонансные колебания в заливах и бухтах: натурные эксперименты и численное моделирование. Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева, 2010. №1(80). С. 52–62.
  18. Шулейкин В. В. Физика моря. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Наука, 1968. 1083 с.
  19. Bowers D. G., Macdonald R. G., McKee D., Nimmo-Smith W. A. M., Graham G. W. On the formation of tide-produced seiches and double high waters in coastal seas. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2013. Vol. 134. P. 108–116. http://dx.doi.org/10.1016/j.ecss.2013.09.014.
  20. Hieblot, J., & Rocard, Y. (1959). Contribution à la théorie des microséismes. In Annales de Géophysique (Vol. 15, p. 539).
  21. Kodomari S. On the Studies of the Periodic Motions in a Lake (2): Effect of the Lake Basin Shape on the Periodic Motion. Journal of the Faculty of Science, Hokkaido University, Series 7 (Geophysics). 1982. Vol. 7, No. 2. P. 185–226.
  22. Longuet-Higgins, M. S. A theory of the origin of microseisms. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, 1950, 243(857), 1-35.
  23. Miche, M. Mouvements ondulatoires de la mer en profondeur constante ou décroissante. Annales de Ponts et Chaussées, 1944, pp (1) 26-78,(2) 270-292,(3) 369-406.
  24. Rabinovich A. B. Seiches and Harbor Oscillations. Handbook of Coastal and Ocean Engineering (ed. by Y. C. Kim). Singapoure: World Scientific Publ., 2009. P. 193–236.
  25. Roeloffs E. A. Fault stability changes induced beneath a reservoir with cyclic variations in water level. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1988. Vol. 93 (B3). P. 2107–2124. doi: 10.1029/JB093iB03p02107.
  26. Talwani P., Chen L., & Gahalaut K. Seismogenic permeability, ks. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2007. Vol. 112, Iss. B7. 18 p. doi: 10.1029/2006JB0046652, 156–161 (in Russian).