Спосіб стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища

Реферат: UA 84978 U UA 84978 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі гідротехнічного будівництва, а саме до способів стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів природно-антропогенної системи "депресійна зона водосховища", що спрямовані на зниження надлишкового рівня накопиченої тектонічної енергії надр, внаслідок чого забезпечується запобігання виникненню землетрусу або пом'якшення його можливих наслідків. Відомий спосіб стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища, при якому здійснюють розрядку тектонічних напружень шляхом опромінювання потужними електромагнітними імпульсами [1]. Недоліком відомого способу стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища є використання для здійснення розрядки зовнішніх по відношенню до природно-антропогенної системи "депресійна зона водосховища" об'єктів (магнітогідродинамічних генераторів), що потребує додаткових матеріальних та фінансових витрат. Найбільш близьким технічним рішенням, що вибрано за прототип, є спосіб стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища, при якому здійснюють розрядку тектонічних напружень шляхом збудження високочастотних мікросейсмічних хвиль [2]. Недоліком відомого способу стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища, вибраного за прототип, є використання для здійснення розрядки зовнішніх по відношенню до природно-антропогенної системи "депресійна зона водосховища" об'єктів (вібраційного обладнання), що потребує додаткових матеріальних та фінансових витрат. В основу корисної моделі поставлено задачу шляхом використання власних ресурсів природно-антропогенної системи "депресійна зона водосховища" забезпечити здійснення розрядки тектонічних напружень. Суть способу стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища полягає в тому, що для здійснення розрядки тектонічних напружень використовуються власні ресурси природно-антропогенної системи "депресійна зона водосховища" - водопропускні гідроспоруди і водосховище. Порівняльний аналіз технічного рішення, яке заявляється, із прототипом, дозволяє зробити висновок, що спосіб стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища, який заявляється, відрізняється тим, що для здійснення розрядки тектонічних напружень використовуються власні ресурси природно-антропогенної системи "депресійна зона водосховища" - водопропускні гідроспоруди і водосховище. Спосіб стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища пояснюється за допомогою креслення, де подана блок-схема виконання технологічних операцій, що становлять суть способу стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища, який заявляється. Спосіб стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища, який заявляється, реалізується наступним чином. Спостережено, що мікросейсми виступають як механізм розрядки напруження земної кори. Зокрема: - високочастотні мікросейсмічні коливання, обумовлені роботою сейсмічних вібраторів, викликають зміщення крил фрагменту сейсмічно активного тектонічного розлому [2] (смуга частот стаціонарних вібраторів v = 3600-54000 циклів за годину [3]); - середньочастотні мікросейсмічні коливання, обумовлені розгойдуванням висотної 30метрової споруди, викликали зміщення крил фрагменту сейсмічно активного тектонічного розлому (частота розгойдувань v = 900-1200 циклів за годину) [2]; - широкосмугові штормові мікросейсми, в яких окремо виділені середньочастотні коливання (v = 450-720 циклів за годину [4]), і створені стоячими водяними хвилями, - сейшами S, низькочастотні коливання [5], стимулюють розрядку тектонічного напруження в прибережних зонах відносно невеликими, але частими землетрусами. Як приклади представлено дослідження в районах Тихоокеанського узбережжя Каліфорнії [4], Курильських островів [4, 5], озера Байкал [5]. (Частоти сейшів, спостережених на 9-ти водоймах СРСР (озерах Байкал, Білому, Ладозькому, Онезькому, Чудсько-Псковському (Росія), Севані (Вірменія), Іссик-Кулі (Киргизія), Балхаші (Казахстан), Аральському морі (Казахстан, Узбекистан)), становлять 0,038-1,364 циклів за годину [6]). Момент досягнення рівня зміщення у фрагменті сейсмоактивного розлому визначається інтегралом сумарного ушкодження [7]: 1 UA 84978 U Nѓ Eѓ  5 10 dN 1 Nѓ N 0 ,  де N - кількість циклів дії мікросейсмічної хвилі; N ѓ - кількість циклів до зміщення;  амплітуда деформації. Сейшам властиві етапи функціонування: відсутність коливань, збудження коливань, існування коливань, згасання коливань [6]. Тому починають технологічний процес, який покладений в основу способу, з того, що визначають етап функціонування сейшевих коливань (див. фіг.). Сейші можуть збуджуватися одиничною хвилею - імпульсом зовнішньої (out) по відношенню до водосховища сили [8]. Теоретичні дослідження виявили закономірність збудження водної маси водосховища за умови кратного і дробового співвідношень частот коливань збуджуючої одиночної хвилі і сейшів [9]: ; nS  nout , n  1 n , m  1; m , 15 20 25 30 35 40 45 50 (1) (2) де S  2v S , out  2v out - кругові частоти сейшів і збуджуючої хвилі, відповідно; m , n коефіцієнти. Тому завершують технологічний процес, який покладений в основу способу стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища, тим, що у випадках відсутності (згасання) сейшів для збудження (підтримки) обумовлених дією сейшів мікросейсмічних коливань, за рахунок встановлення визначеного періоду часу пропуску (скидання/підйому) води Tout  1// v out при керуванні водопропускними гідроспорудами, формують хвилю, дотримуючись при цьому умови кратного або дробового співвідношень частот коливань сейшів і збуджуючої хвилі (див. фіг.). Підвищення ефективності застосування способу стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища, який заявляється, у порівнянні з прототипом, полягає в тому, що для здійснення розрядки тектонічних напружень використовуються власні ресурси природно-антропогенної системи "депресійна зона водосховища" - водопропускні гідроспоруди і водосховище, що дозволяє знизити матеріальні та фінансові витрати. Джерела інформації: 1. Тарасов Н.Т. Изменение сейсмичности коры при электрическом воздействии / Н.Т. Тарасов // Доклады РАН. - 1997. - Т. 353. № 4. - С. 542-545. - аналог. 2. Пат. 2273035 Российской Федерации, МПК G 01 V 9/00. Способ управления режимом смещений во фрагментах сейсмоактивных тектонических разломов / Псахье С.Г., Попов В.Л., Шилько Е.В. и др.; заявитель и патентообладатель Ин-т физики прочности и материаловедения СО РАН, Ин-т земной коры СО РАН. - № 2004108514/28; заявл. 22.03.2004.; опубл. 27.03.2006, Бюл. № 9 - прототип. 3. Алексеев А.С. Вибрационные источники / А.С. Алексеев, В.Н. Кашун, В.В. Ковалевский, И.С. Чичинин, В.И. Юшин / Активная сейсмология с мощными вибрационными источниками. Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, Филиал "Гео" Изд-а СО РАН, 2004. - С. 9-18. 4. Науменко Б.Н. О явлении частичной ликвидации тектонических напряжений штормовыми микросейсмами / Б.Н. Науменко // Известия АН СССР. Серия Физика Земли. - 1979. - № 8. - С. 72-75. 5. Табулевич В.Н. Влияние штормовых вибраций на землетрясения / В.Н. Табулевич, Е.Н. Черных, В.А. Потапов, Н.Н. Дреннова // Природа. - 2002. - № 10. - С. 12-16. 6. Арсеньева Н.М. Сейши на озерах СССР / Н.М. Арсеньева, Л.К. Давыдов, Л.Н. Дубровина, Н.Г. Конкина. - Л.: изд-во Ленинградского университета, 1963. - 184 с. 7. Островский А.А. Возможная причина сезонной периодичности некоторых Калифорнийских землетрясений / А.А. Островский // Доклады АН СССР. - 1990. - Т. 313, № 1. С. 83-86. 8. Defant A. Physical oceanography / A. Defant. - New York: Pergamon Press, 1961. - Vol. 2. 598 p. 9. Анахов П.В. Визначення умов збудження сейшів: Materiały IX Międzynarodowej naukowipraktycznej konferencji "Naukowa myśl informacyjnej powieki - 2013" / Vol. 21: Ekologia. Geografia і geologia. Rolnictwo. - Przemyśl: Nauka і stadia, 2013. - Pp. 45-47. 2 UA 84978 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Спосіб стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища, при якому здійснюють розрядку тектонічних напружень, який відрізняється тим, що для здійснення розрядки використовуються власні ресурси природно-антропогенної системи "депресійна зона водосховища" - водопропускні гідроспоруди і водосховище, в якому для збудження/підтримки обумовлених дією сейшів мікросейсмічних коливань, за рахунок встановлення визначеного періоду часу пропуску води при керуванні водопропускними гідроспорудами, формують хвилю, дотримуючись при цьому умови кратного або дробового співвідношень частот коливань сейшів і збуджуючої хвилі. 2. Спосіб стимулювання зміщень у фрагментах сейсмоактивних розломів депресійної зони водосховища за п. 1, який відрізняється тим, що для уникнення збудження/підтримки обумовлених дією сейшів мікросейсмічних коливань, за рахунок встановлення визначеного періоду часу пропуску води при керуванні водопропускними гідроспорудами, формують хвилю, дотримуючись умови невідповідності кратного або дробового співвідношень частот коливань сейшів і збуджуючої хвилі. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3