 |
|
14-07-00832-a Научная информационная система для теоретических и экспериментальных исследований волновых полей в активной сейсмологии
Руководитель проекта Григорюк А.П.
Проект направлен на создание web-ориентированной научной информационной системы (НИС) для комплексного информационного обеспечения теоретических и экспериментальных исследований сейсмических и акустических волновых полей в активной сейсмологии, включая мониторинг природных сейсмических и вулканических процессов.
Основной задачей НИС является интеграция и предоставление пользователям данных и знаний в области фундаментальных и прикладных научных исследований физики сейсмических процессов, взаимодействия волновых полей сейсмической и акустической природы, связанных с этими процессами, применительно к задачам глубинного строения геологической среды, локализации очаговых зон землетрясений, уточнения формы и размеров локальных магматических структур.
Также задачей НИС является развитие методов обработки, математического моделирования полных волновых полей сложнопостроенных сред и интерпретации многопараметрических геофизических данных с использованием новых информационных технологий. Разрабатываемая НИС будет охватывать все основные этапы научных исследований: эксперимент, моделирование, библиографию, публикацию результатов и их обсуждение.
12-05-00786-а Исследование сейсмовулканических процессов Эльбрусской вулканической области на основе комплексного наблюдения геофизических полей и регистрации низкоэнергетических сейсмических событий
Руководитель проекта Ковалевский В.В.
Проект направлен на исследование сейсмовулканических процессов и вулканической активности Эльбрусской вулканической области на базе комплексного наблюдения физических полей и регистрации сейсмических событий низких энергетических классов в районе вулкана Эльбрус. Планируется определение гипоцентров таких событий с высокой точностью и выделение сейсмических событий, связанных с геодинамикой магматического очага вулкана и взаимодействием его с вмещающими структурами земной коры. Полученные данные позволят построить карты, характеризующие сейсмовулканическую активность в Эльбрусской вулканической области и осуществить сейсмоэмиссионную томографию активных областей района вулкана Эльбрус.
В проекте предполагается использование комплекса оборудования Северокавказской геофизической обсерватории и впервые создаваемой подземной сейсмической группы (антенны) в районе вулкана Эльбрус. Развертывание группы планируется в штольне Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН, находящейся в 20 км от Эльбруса и имеющей протяженность более 4 км, что позволяет развернуть подземную сейсмическую группу из 10–15 трехкомпонентных сейсмоприемников с суммарной базой до 3,5 км. Такая группа позволит проводить регистрацию сейсмических событий низких энергетических классов в районе вулкана Эльбрус, а также отслеживать региональную сейсмичность в радиусе 50–100 км от вулкана.
В сфере приложений настоящий проект отвечает приоритетному направлению «Рациональное природопользование» и критической технологии «Технология предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».
11-05-92215-Монг_а Исследование характеристик волнового поля мощного вибратора для целей вибросейсмического зондирования глубинных структур Монголо-Сибирского региона
Руководитель проекта Ковалевский В.В.
Проект направлен на исследование характеристик вибросейсмического поля мощного сейсмовибратора, расположенного на Южнобайкальском геодинамическом полигоне для целей глубинного вибросейсмического зондирования Монголо-Сибирского региона.
В проекте предполагается проведение экспериментальных работ по исследованию характеристик стационарного поля мощного 100-тонного вибрационного сейсмического источника, установленного на Южнобайкальском геодинамическом полигоне (г. Бабушкин, Россия) с регистрацией излучаемых волн на региональных профилях длиной до 500 км: Бабушкин - Сухэ-Батор – Дархан - Улан-Батор в южном направлении, Бабушкин-Эрдэнет-Булган и Бабушкин-Закаменск-Мурэн в юго - юго-западном направлении.
Основу регистрирующей системы составят мобильные малые сейсмические группы с трехкомпонентными сейсмоприемниками и специализированным программным обеспечением, позволяющие на больших расстояниях выделять вибрационные зондирующие сигналы и выполнять пространственную селекцию приходящих волн.
Данные профильной регистрации будут обработаны совместно с сейсмограммами региональной сети сейсмостанций Прибайкалья (Россия) и Монголии. Наряду с анализом записей землетрясений Южного Байкала и Центральной Монголии будут также привлечены материалы предыдущих работ по вибрационному просвечиванию Прибайкалья на профилях Бабушкин-Белоoзерск.
Общей целью работы является определение энергетических, частотных, поляризационных и других характеристик волнового сейсмического поля мощного виброисточника Южнобайкальского полигона и оценка возможности его использования для проведения виброГСЗ на профилях длиной до 500 км в условиях сложнопостроенных анизотропных сред.
Результаты работы будут использованы для уточнение структуры земной коры и положения границы Мохо в пределах Монголо-Сибирского региона.
Работы по проекту будут проводиться совместно сотрудниками ИВМиМГ СО РАН, ГИН СО РАН, БурФ ГС СО РАН (Россия) и ИЦАиГ АНМ (Монголия). При выполнении проекта геофизиками России и Монголии будет совместно освоена методика работ с мощными вибраторами для глубинного вибросейсмического зондирования , комплексирования методов вибросейсмического профилирования и сейсмологии для изучения структуры земной коры в этом регионе.
10-07-00387-а Разработка и проведение теоретических и экспериментальных исследований геоинформационной технологии оценивания экологического риска от карьерных взрывов с использованием cейсмоакустических колебаний сейсмических вибраторов
Руководитель проекта Хайретдинов М.С.
Основная цель проекта связана с разработкой геоинформационной технологии, направленной на решение актуальной проблеммы оценивания экологического риска от карьерных взрывов, регулярно проводимых на открытых угольных разрезах, рудниках, а также при проведении взрывов на испытательных полигонах. Многолетний опыт работы авторов проекта по регистрации таких источников свидетельствует, что ими инициируются мощные сейсмические и акустические волны, которые при определённых условиях обладают значительным поражающим фактором для окружающих строений. Например, известно множество случаев, когда в районе карьерных взрывов на удалениях до 10-20 км разбиваются стекла. Это происходит при стечении «благоприятных» условий для дальнего распространения инфразвука. Последние характеризуются такими метеопараметрами, как направление и сила ветра, давление, состояние турбулентности атмосферы.
09-07-00515-а Развитие Интернет-ресурса для поддержки исследований в области активной сейсмологии
Руководитель проекта Брагинская Л.П.
Проект направлен на обеспечение информационной поддержки теоретических и экспериментальных исследований по развитию нового направления в геофизике – активной сейсмологии с использованием мощных вибрационных источников сейсмических волн.
Создаваемый Интернет-ресурс будет представлять собой информационную систему по исследованиям в области активной сейсмологии, проведенных институтами Сибирского отделения РАН совместно с другими научными организациями на протяжении последних 25 лет.
Как раздел Интернет-ресурса будет доступна созданная ранее информационно-вычислительная система (ИВС) «Вибросейсмическое просвечивание Земли», проект РФФИ 05-07-90081. ИВС обеспечивает интерактивный доступ к данным, полученным в ходе экспериментов по вибросейсмическому мониторингу литосферы в Алтае-Саянском регионе, Байкальской рифтовой зоне и Таманской грязевулканической провинции. ИВС будет модернизирована в соответствии с современными тенденциями в области проектирования центров научных данных и с учетом полученных замечаний и пожеланий пользователей.
08-07-10000-к Организация и проведение экспериментальных исследований по проблеме вибросейсмического мониторинга сейсмовулканоопасных зон в Таманской грязевулканической провинции и Байкальской рифтовой зоне
Руководитель проекта Хайретдинов М.С.
Основная цель проекта связана с проведением испытаний в полевых условиях и последующей доработкой алгоритмов и программно-технических средств, являющихся компонентами геоинформационной технологии сейсмического мониторинга окружающей среды, прежде всего, сейсмовулканоопасных зон, методом вибрационного просвечивания Земли сейсмическими полями от мощных наземных вибраторов. Фундаментальная часть проекта связана с получением экспериментальных данных с целью дальнейшего уточнения комплекса информативных параметров сейсмических волновых полей, характеризующих трещиноватые флюидонасыщенные среды, составляющие, в частности, основу строения грязевых вулканов Таманской грязевулканической провинции. В работах по вибрационному зондированию сейсмоопасной Байкальской рифтовой зоны предусматривается изучение особенностей и выделение комплекса параметров в волновых полях, несущих в себе информацию о вариациях напряженного состояния среды. В результате проведения экспериментальных работ и обработки данных предусмотрено сформулировать перечень требований к геоинформационной технологии вибросейсмического мониторинга зон назревающих природных катастроф.
Настоящий проект представлен с целью обеспечения экспериментальными данными и результатами исследований, необходимыми для выполнения проектов РФФИ №07-07-214-а, №07-05-0085-а, №07-07-00106-а.
07-07-00214-а Разработка геоинформационной технологии обнаружения и мониторинга очаговых зон в верхней оболочке Земли с использованием сейсмических колебаний от наземных вибрационных источников
Руководитель проекта Хайретдинов М.С.
Основная цель проекта связана с разработкой геоинформационной технологии, направленной на решение актуальной проблемы - обнаружение и мониторинг в земной коре очаговых зон на основе использования метода активного зондирования Земли с помощью сейсмических вибрационных источников. К числу очаговых относятся зоны зарождения природных и техногенных катастроф, характеризуемые процессами разрушения горных пород. В первую очередь это сейсмовулканоопасные зоны, области проведения подземных ядерных взрывов и др. Для реализации обозначенной цели будут проведены теоретические и экспериментальные исследования, связанные с оптимальным выбором компонент геоинформационной системы вибросейсмического обнаружения и мониторинга и их характеристик, с анализом и выбором информативных параметров сейсмического поля, характеризующего зоны разрушения, включая ранее исследованные авторами характеристики нелинейных процессов, развивающихся в очаговых зонах. Заявляемые исследования будут способствовать достижению максимальной чувствительности геоинформационной технологии активного мониторинга к вариациям геофизических параметров, обусловленных очаговыми геодинамическими процессами. Другими компонентами геоинформационной системы будут пакет программ для оперативной обработки и измерения параметров вибросейсмических сигналов и шумов, оригинальный программный комплекс моделирования процессов распространения упругих волн в трещиноватых, анизотропных средах в зависимости от их характерных особенностей. Экспериментальная часть исследований будет выполнена по отношению к данным вибросейсмического мониторинга, выполняемого авторами в Байкальской рифтовой зоне, Горно-Алтайском сейсмоактивном районе, в Таманской грязевулканической провинции. Предлагаемый проект направлен на реализацию в рамках единой информационной технологии и дальнейшее углубление многолетнего научно-технического задела, полученного авторами проекта.
07-05-00858-а Исследования дилатансных зон грязевых вулканов вибросейсмическими методами
Руководитель проекта Ковалевский В.В.
Проект направлен на ческих и экспериментальных исследований, направленных на изучение дилатансных зон живущих вулканов. Отличительной особенностью данного подхода является применение контролируемых сейсмических источников, позволяющих проводить излучение сейсмических волн в различных режимах (монохроматическом, свип-сигналов и др.) с высокой степенью точности. Теоретическими и экспериментальными исследованиями предполагается изучить возможности применения вибросейсмических методов для изучения дилатансных зон живущих вулканов грязевого типа. В процессе извержения важную роль играет динамика развития трещин и заполнения их различными флюидами. На изучение этого процесса и возможности прогнозирования его развития, механизма образования грязевых вулканов и направлен данный проект.
В теоретической части работы планируется провести численное моделирование для различных моделей анизотропных сред, анизотропия которых обусловлена преимущественной ориентацией трещин характерных для зон повышенных значений сдвиговых и растягивающих напряжений.
В рамках данного проекта планируется дальнейшее развитие методики вибросейсмического зондирования сложнопостроенных сред, разработанную в ИВМиМГ СО РАН, применительно к вулканическим образованиям. Сильнейшее извержение вулкана Шуго 12 августа 2006 года подтверждает важность изучения механизма образования грязевых вулканов и необходимость прогнозирования этого опасного явления. Экспериментальные работы, при получении дополнительной финансовой поддержки, предполагается провести совместно с КубГУ Минобразнауки на грязевом вулкане Шуго. Данный подход к активному зондированию живущих вулканов с контролируемым вибросейсмическим источником был впервые апробирован авторами при изучении вулкана Шуго в 2005 году в совместном эксперименте КубГУ Минобразнауки, ИВМиМГ СО РАН, ИФЗ РАН (Грант РФФИ 03-05-65292), является новым, и ранее не применялся.
07-07-00106-а Информационно-вычислительная система "Землетрясения Камчатки", доступная в сети Интернет
Руководители проекта Чебров В.Н., Григорюк А.П.
Основная цель проекта состоит в создании информационно-вычислительной системы, состоящей из трех компонент:
структурированного файлового архива волновых форм землетрясений(более 80000 файлов), полученных за 1996 – 2006 гг. и получаемых в ходе сейсмического мониторинга Камчатки в режиме реального времени с помощью сети цифровых сейсмических станций, проводимого Камчатским филиалом Геофизической службы РАН (КФ ГС РАН);
базы данных, хранящей каталоги землетрясений, вспомогательную справочную информацию о сети сейсмических станций и параметрах сейсмометрических каналов;
Web-приложения, выполняющего следующие функции:
поиск файлов по различным критериям (более 10 критериев);
отображение трасс (содержимого файлов) в Web-браузере клиента;
загрузку выбранных файлов с Web-сервера на компьютер пользователя;
предоставление единого доступа к информации зарегистрированным пользователям.
Подключение дополнительных вычислительных блоков превращает ИС в информационно-вычислительную систему, позволяющую пользователю проводить on-line обработку экспериментальных данных на основе оригинальных алгоритмов, разработанных в КФ ГС РАН и ИВМиМГ СО РАН. Предусмотрена интеграция в создаваемую систему ГИС-функций (построение карт распределения параметров, характеризующих сейсмическую и вулканическую активность Камчатки).
05-07-90081-в Информационно-вычислительная система "Вибросейсмическое просвечивание Земли", доступная в сети Интернет
Руководитель проекта Григорюк А.П.
Основная цель проекта состоит в создании информационно-вычислительной системы, состоящей из из трех компонент:
структурированного файлового архива волновых форм (около 17000 файлов), полученных в ходе экспериментов по вибросейсмическому просвечиванию Земли с помощью мощных сейсмических выбраторов, проводимых Отделом Геофизической Информатики (ОГИ) ИВМиМГ СОРАН на протяжении 1995-2004гг;
базы данных, хранящей вспомогательную, справочную информацию об экспериментах;
Web-приложения, выполняющего следующие функции:
поиск файлов по различным критериям (более 20 критериев);
отображение трасс (содержимого файлов) в Web-браузере клиента;
загрузку выбранные файлов с Web-сервера на компьютер пользователя;
предоставление единого доступа к информации зарегистрированным пользователям.
Подключение дополнительных вычислительных блоков превращает ИС в информационно-вычислительную систему, позволяющую пользователю проводить on-line обработку экспериментальных данных на основе оригинальных алгоритмов, разработанных в ОГИ. Предусмотрена интеграция в создаваемую систему ГИС-функций.
04-05-64177-а Теоретические и экспериментальные исследования возможности обнаружения и локализации областей изменчивости геомеханических параметров по вызванным ими вариациям стационарных вибросейсмических полей
Решетова Галина Витальевна
Проект направлен на теоретические и экспериментальные исследования возможности обнаружения локальных вариаций геомеханических параметров по изменчивости стационарных вибросейсмических полей, генерируемых вибрационными источниками. Основное внимание предполагается уделить изучению изменчивости поглощающих свойств геологической среды (коэффициент добротности), как «индикатора» наличия и развития микронеоднородностей, обусловленных антропогенным или природным воздействием. При этом ставится задача не только констатировать изменчивость этих свойств, но и локализовать их и определить количественные характеристики. Теоретическая часть проекта предусматривает математическое моделирование стационарных гармонических волновых полей, возбуждаемых вибрационными источниками в неоднородных средах. Моделирование будет проведено для сложных сейсмогеологических моделей с локальными вариациями параметров среды с целью выяснения их проявлений в стационарном волновом поле, генерируемом виброисточником в зависимости от геометрии области локализации этих вариаций и их количественных характеристик.
Значительное внимание будет уделено исследованию обратных задач, посвященных локализации изменчивости геомеханических параметров по вариациям вибросейсмического поля на поверхности.
Будут поставлены эксперименты с использованием 50-100 тонных низкочастотных сейсмических вибраторов для определения изменений амплитудных и энергетических характеристик стационарного вибросейсмического поля в зависимости от расстояния, изучена пространственная интерференционная картина поля на датчиках антенны и определена точность измерения амплитудно-фазовых характеристик на различных частотах.
Математическое моделирование и экспериментальные исследования в рамках проекта позволят изучать современные тектонические движения земной коры, зоны активных разломов и исследовать районы концентрации напряжений в сейсмоопасных зонах.
03-05-96576 Мониторинг очаговых зон Северного Кавказа с применением мощных низкочастотных вибраторов.
Руководитель проекта : Алексеев Анатолий Семенович
Проект направлен на проведение теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание основ активного вибросейсмического мониторинга сейсмоопасных зон Северного Кавказа. Отличительной особенностью данного подхода является применение контролируемых сейсмических источников (мощных вибраторов), позволяющих проводить излучение сейсмических волн в различных режимах (монохроматическом, свип-сигналов и др.) с высокой степенью точности, в отличие, от землетрясений и взрывов применяемых ранее в качестве сейсмических источников для изучения очаговых зон. Специальное внимание будет уделено теоретической и практической разработке методов изучения потенциально опасного для Краснодарского края сейсмического очага, расположенного вблизи Сочи, с помощью двух мощных стационарных 100-тонных вибросейсмических источников, расположенных на полигоне Горячий ключ. Предполагается разработка методики вибросейсмического мониторинга сейсмоопасных зон Северного Кавказа, а также использование предлагаемого интегрального предвестника, привлекающего данные других методов (геофизических, геохимических, гидрологических и др.), что безусловно позволит увеличить достоверность среднесрочного и краткосрочного прогноза сильных землетрясений для территории Краснодарского края. Экспериментальные работы планируется провести на Сочинском очаге, сейсмичность которого имеет тенденцию к возрастанию. Данный подход к активному мониторингу очаговых зон с контролируемым низкочастотным вибросейсмическим источником и с применением интегрального предвестника, по мнению авторов, является новым и ранее не предлагался.
03-05-65292-а Создание сейсмического метода мониторинга магматических структур вулканов с применением мощных контролируемых источников (вибраторов)
Руководитель проекта Глинский Б.М.
Проект направлен на проведение теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание основ активного вибросейсмического мониторинга живущих вулканов. Отличительной особенностью данного подхода является применение контролируемых сейсмических источников (мощных вибраторов), позволяющих проводить излучение сейсмических волн в различных режимах (монохроматическом, свип-сигналов и др.) с высокой степенью точности, в отличие от землетрясений и взрывов применяемых ранее в качестве сейсмических источников для изучения вулканов. Теоретическими исследованиями предполагается изучить возможности методов отраженных волн и сейсмотомографии с контролируемым источником для изучения магматических структур живущих вулканов. Решение этих задач позволит изучать в процессе вибросейсмического мониторинга изменение геометрии магматических камер и скорость подъема магмы в каналах живущих вулканов. На основе численных расчетов для типичных структур вулканов будет разработана методика активного вибросейсмического мониторинга вулканической зоны, которая даст рекомендации по расстановке вибратора и регистрирующих систем с учетом специфических особенностей изучаемого вулкана. В рамках данного проекта планируется создание прототипа инструментальной системы для мониторинга вулканов на основе оборудования, имеющегося в институте и полевые работы с этой системой на Быстровском вибросейсмическом полигоне. Экспериментальные работы, при получении дополнительной финансовой поддержки планируется провести на вулкане Эльбрус. Данный подход к активному мониторингу живущих вулканов с контролируемым вибросейсмическим источником, по мнению авторов, является новым и ранее не предлагался.
03-05-64614-а Теоретическое и экспериментальное исследование возможности преобразования сейсмических волновых полей распределенных короткозамедленных взрывов к форме, соответствующей сосредоточенному импульсному источнику
Руководитель проекта Ковалевский Валерий Викторович
Проект направлен на проведение теоретических и экспериментальных исследований, направленных на разработку методов приведения волновых полей мощных распределенных промышленных взрывов к импульсной форме и методики их использования для глубинного сейсмического зондирования земной коры.
Будет построена математическая модель промышленного взрыва и выполнено математическое моделирование полного волнового поля на основе алгоритмов решения прямых динамических задач сейсмики, разработанных в ИВМиМГ СО РАН для расчета полей в сложных средах и большого количества источников. Предполагается исследование возможности обратной фильтрации волнового поля и разработка пространственно-временного преобразования для поля распределенного в пространстве и времени источника, которое объединяло бы винеровскую фильтрацию во временной области для временного сжатия сигнала путем сведения его к нуль-фазовому.
В экспериментальных исследованиях планируется регистрация волновых полей мощных промышленных взрывов с использованием специальных мобильных сейсмических регистрирующих комплексов. Отдельной экспериментальной задачей будет регистрация формы волны взрыва в ближней зоне для исследования процессов формирования волнового поля. В экспериментальных работах будут исследованы особенности сейсмических полей мощных взрывов в зависимости от типа карьеров, схем взрывания, региона и дальности распространения сейсмических сигналов.
В результате выполнения проекта планируется разработка методики использования промышленных взрывов для целей ГСЗ.
01-05-65182-а Когерентный метод регистрации вибрационных сейсмограмм в итерационном режиме зондирования
Руководитель проекта Пушной Б.М.
Вибрационные системы глубинного сейсмического зондирования, разработанные в СО РАН, характеризуются высокой стабильностью технических параметров, что позволяет использовать их для наблюдения и исследования геодинамических (тектонических) процессов - изменения во времени условий распространения сейсмических волн в литосфере. При этом производится многократное повторение сеансов зондирования и измеряются изменения параметров регистрируемых волн. Для достоверного обнаружения и измерения слабых вариаций среды распространения при наличии интенсивных микросейсмических помех необходимо создавать специальные алгоритмы обработки сигналов, направленные на достижение особо высокой помехоустойчивости системы. Предлагается рассматривать последовательность сеансов зондирования как итерационный процесс, в котором результаты предшествующих сеансов используются как априорная информация для обработки сигналов очередного сеанса. При этом создаются условия, позволяющие эффективно использовать ряд принципов и методов, разработанных в радиофизике, прикладной математической статистике, связи и теории информации, для ослабления мешающего действия помех. Исследования показали, что помехозащищенность систем виброзондирования при использовании монохроматических сигналов оказывается примерно на порядок выше, чем при работе с ЛЧМ-сигналами. Ожидаемый результат выразится в повышении помехоустойчивости систем с ЛЧМ-сигналами до уровня, достигнутого в режимах <монохроматического> зондирования.
00-05-65292-а Теоретическое и экспериментальное исследование эквивалентности волновых полей мощных взрывов и сверхтяжелых вибраторов
Руководитель проекта Глинский Б.М.
98-05-65306-а Исследование зависимости скоростей сейсмических волн в земной коре от слабых периодических изменений напряженного состояния, вызванных лунно-солнечными приливами
Руководитель проекта Ковалевский В.В.
96-05-65600 Теоретические исследования возможности использования сверхмощных вибраторов для задач глобальной сейсмической томографии в проблеме изучения внутреннего строения Земли
Руководитель проекта: Ковалевский Валерий Викторович.
95-05-15552 Теоретическое и экспериментальное исследование временных изменений напряженно-деформированного состояния среды вибросейсмическими методами
Руководитель проекта Глинский Б.М.
|