Способ оперативного оповещения о землетрясениях

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК зю 601 Ч 1/О МИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР/2 мидетрясе- ВЕЩЕи сеисно для , таких заключается в следуесс подготовки земдается изменением нитного поля, В налено, что землетрядается резкимением низкочастотющем,Известно,летрясения с напряженност стоящее врем сение со скачкообразныто проц провож геомаг устано ровож м измен АНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт физики Земли им. О.Юта .(56) Авторское свидетельство СССРМ 868665, кл, 6 01 Ч 1/ОО, 1979.Рикитаке Т, Предсказание земний. - М.: Мир, 1979, с,234 - 238.(54) СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО ОПНИЯ О ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯХ(57) Изобретение относится к обласмологии и может быть использовоповещения особо важных объекто Изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано для оповещения особо важных объектов, расположенных в эпицентральной зоне землетрясения, до прихода ударной волны.Целью изобретения является повышение надежности и помехоустойчивости.Способ осуществляется следующим образом.Вблизи охраняемого объекта на расстоянии до 1 мкм размещается не менее трех пунктов наблюдения. Каждый пункт наблюдения включает в себя трехкомпонентную систему индукционных магнитных датчиков, а также трехэлектродную установку для измерения электрического поля. Датчики и электроды целесообразно устанавливать в скважинах или штольнях. Для всех пунктов наблюдений подбираются идентично амп 1674034 А 1 как АЭС, химические комбинаты, высоковольтные станции и др. Цель - повышение надежности и помехоустойчивости, В качестве колебаний от землетрясений регистрируют низкочастотное электромагнитное излучение в диапазоне 0,02-2 Гц и электрическое поле, определяют вектор Пойнтинга, а по направлению и заданной абсолютной величине вектора Пойнтинга определяют факт регистрации сейсмического события и включают систему оповещения и защиты. При этом пункты наблюдения размещают либо непосредственно под объектов, либо на расстоянии до 1 км, а измерения проводят в скважинах ниже водоносного горизонта. 2 з.п, ф-лы. литудные и фазовые характеристики датчиков, Сигналы с датчиков передаются на центральный пункт обработки, который включает в селя процессор на базе быстродействующей ЭВМ, рассчитывающий в реальном масштабе времени на временном интервале до 0,5 сек, что обеспечивает оценку от 1/4 до полного периода колебаний, величину вектора Пойнтинга для каждой точки наблюдения, а также направление полученного вектора,Сущность способаного электромагнитного излучения, причем абсолютная величина электромагнитного излучения зависит от силы землетоясения, Скорость распространения электромагнитных волн зависит от свойств среды и опре- -5 деляется из соотношения Ч =- р==, где с -ю рскорость света для вакуума "-.:310 м/с;е и, - диэлектрическая и магнитная проницаемости среды. Для реальных "ред эта скоро сть составляет первые сотни километров в секунду, Поэтому в качестве параметра колебаний от землетрясения регистрируются компоненты низкочастотного электромагнитного излучения; переменного электро магнитного и электрического полей. Зто ,обеспечивает получение большего запаса времени по сравнению с сейсмическим для включения и срабаты вания средств защиты, 2 ООпытным путем установлено, что высокочастотное электромагнитное излучение быстро затухает в среде и может быть зарегистрировано существующей аппаратурой на расстояниях не более 1-5 км от очага, 25 сверхнизкочастотное излучение с периодами более 5 с, не дает выигрыша во времени, поскольку для его идентификации требуется анализ не менее чем 1 у 4 периода колебаний, а это уже 3 - 5 с, Поэтому оптимальным 36 являются сравнительно слзбозатухающие электромагнитные колебания в диапазоне 0,2 - 2 Гц.Для оценки валичины и направления низкочастотного электромагнитного излу чения испОльзуется вектор Пойнтингавектор плотности потока энергии электромагнитного поляог.ределенный как произведение векторов напряженнности магнитного Я поля и электрического поля Е 4 ОЯ =Е.ф Н).Вектор Пойнтинга всегда направлен от источника, возбуждающего электромагнитные колебания. Если направление вектора совпадает с направлением на дневную по верхность, это свидетельствует о расположении источника в земной коре, т.е. От землетрясения, поскольку другие источники низкочастотного электромагнлгного излучения в литосфере не известны. 5 О Противоположное направление вектора свидетельствует О магнигосферном происхо;кдении сигнала.При этом, опытным путем установлено, что значимым принимается отклонение на правления вектора От горизонтали, более чем на 1 О .Также установлено, что существует фоновое электромагнитное излучение лигосферного происхождения, причиной которого является проце с возникновения микротрещин в породе под влиянием изменения тектонических напряжений, а также приливных суточных вариаций гравитационного поля. еличина фонового электромагнитного излучения изменяется в зависимости от конкретных геолого-геофизических характеристик региона и для конкретных регионов может отличаться в несколько раз, Хотя максимальная величина этого излучения существенно меньше электромагнитного сигнала, излучаемого очагом землетрясения, однако для каждого конкретного объекта требуется проведение предварительной оценки фонового излучения для определения порогового значения веллчины сигнала срабатывания системы оповещения. Кроме того, требуется заранее оценить уровень излучения от землетрясений, безопасных для объекта, В качестве такового принимается величина сейсмичности не более 3 баллов, что соответствует Общепринятым строительным нормам для особо важных обьектов,Таким образом, определяя абсолютную величину вектора Пойнтинга для фонового излучения и для безопасного уровня сейсмичности, определяем максимально допустимое значение вектора Пойнтинга для данного района и объекта, Сигнал тревоги формируется при превышении величины вектора Пойнтинга этого предельного значения,Для выработки сигнала тревоги используются совпадающие показания не менее чем по двум пунктам наблюдения, что искгночает локные тревоги за счет неисправности аппаратуры или случайного электромагнитного процесса вблизи одного из пунктов наблюдения,Для уменьшения поляризации полезного сигнала за счет влияния водоносного горизонта и исключения факторов, связанных с деятельностью человека вблизи пункта наблюдений, измерения проводят в скважинах ниже водоносного горизонта, Размещение датчиков не более 1 км, от объекта позволяет регистрировать с высокой степенью точности сейсмические события, происходящие непосредственно под объектом, незначительные по мощности, но опасные для Объекта из-за близости.Перед началом эксплуатации системы проводят определение предельно допустимого фонового значения вектора Пойнтинга. Для этогО В тачЕНиЕ мЕСяца провОДЯт наблюдения за фоновыми вариациями вектора Пойнтинга в диапазоне частот О,2 - 2 Гц г ри отсуствии землетрясений. Все вариации связанные с направлением вектора Пойнтинга с вертикальной составляющей,Заказ 2918 Тираж 331 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб.4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул, Гагарина. 101 направленной от земной поверхности, не рассматриваются внешние источники), Одновременно определяем величину вектора Пойнтинга для интенсивности не менее 3 баллов в этом районе. На основании пол ученных данных определяем максимально допустимое значение абсолютной величины вектора Пойнтинга как суммарное значение векторов от фоновых вариаций и сейсмического процесса.Определенное максимально допусти мое значение вектора Пойнтинга задается в качестве критерия оценки опасности в процессорную систему ЭВМ. При эксплуатации системы в случае превышения величины и совпадения направления векторов с задан ными (т.е. направление с нижнего полупространства 10") не менее чем по двум пунктам наблюдений система автоматически формирует сигнал о регистрации и передает его на систему оповещения и защиты, 20Таким образом, способ позволяет повысить надежность и помехоустойчивость оповещения, обеспечив запас времени до поихода сейсмической волны от близких землетрясений. 25Формула изобретения1, Способ оперативного оповещения о землетрясениях, включающий размещение не менее трех пунктов наблюдениявблизи охрачяемого объекта и регистрацию колебаний трехкомпонентными датчиками магнитного поля, выработку сигнала предупреждения при повышении сигналов с датчиков колебаний заранее установленного порога, пеоедачу сигнала предупреждения на систему защиты и оповещения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и помехоустойчивости, в пунктах наблюдения дополнительного регистрируют три компоненты электрического поля, регистрацию вариаций электромагнитного поля осуществляют в диапазоне частот 0,02-2 Гц, по полученным данным устанавливают порог как абсолютную величину вектора Пойнтинга для фоновых вариаций и для сейсмических колебаний интенсивностью не менее 3 баллов, а сигнал предупреждения вырабатывают при отклонении вектора Пойнтинга в не менее чем в двух пунктах наблюдений от вертикали снизу на дневную поверхность не более чем 80 и при превышении величиной вектора Пойнтинга найденного порога,2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что расстояние от пунктов наблюдений до охраняемого объекта не превышает 1 км,3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что измерения производят в скважинах ниже водоносного горизонта,