Нові перспективи екосейсмічної безпеки України

Основними напрямками державної політики з питань національної безпеки, у тому числі в екологічній сфері, є зосередження діяльності усіх відповідальних державних установ на прогнозуванні, своєчасному виявленні, упередженні і нейтралізації зовнішніх і внутрішніх загроз національній безпеці України.

До загроз екологічній безпеці України відносяться природні та техногенні сейсмічні явища, як можливі чинники виникнення аварій на об’єктах що мають потенційну екологічну небезпеку [1].

 Інформаційне забезпечення екологічної безпеки здійснюється на основі результатів моніторингу джерел з потенційними загрозами екологічній безпеці (ДПЗЕБ) [2]. Тому є актуальним завдання розширення можливостей системи моніторингу ДПЗЕБ за рахунок удосконалення теоретичної і інструментальної бази сейсмічного моніторингу основними перевагами якого є висока оперативність встановлення факту сейсмічної поді та природи сейсмічного джерела, оцінка параметрів, та наслідків [3-4].

Станом на 1 січня 2010 року в Україні функціонує понад 1.5 тис. вибухо- та пожежонебезпечних об’єктів. Крім того, в Україні також є сейсмоактивні зони – Закарпаття та Крим, осередки землетрусів в яких становлять реальну потенційну загрозу для подібних об’єктів [5-6]. Сейсмічна активність може бути наслідком активної техногенної діяльності. Однією з причин ініціювання таких землетрусів є створення та режимів експлуатації великих водосховищ. Добування кам’яного вугілля, солі, бокситів та інших корисних копалин також супроводжується гірськими ударами які генерують слабкі місцеві землетруси.

Наведені обставини обумовлюють актуальність дослідження умов забезпечення екологічної безпеки в залежності від можливих впливів сейсмічних чинників природного та техногенного походження.

Екологічна безпека вимагає інформаційного забезпечення про сейсмічну обстановку на території України та суміжних держав і здійснюється Єдиною державною системою управління з реагування на надзвичайні ситуації техногенного і природного характеру та Урядовою інформаційною аналітичною системою з питань надзвичайних ситуацій, яка в свою чергу отримує від Національної системи сейсмічних спостережень (НССС) інформацію про можливість, факт та наслідки землетрусів.

Одним з інформаційних підрозділів Національної системи сейсмічних спостережень є Національне космічне агентство України (НКАУ), в складі якого Головний центр спеціального контролю (ГЦСК) виконує задачі пов’язані з контролем геофізичної обстановки. При цьому ГЦСК в рамках функціонування НССС здійснює:

  • контроль сейсмічної обстановки та інших геофізичних явищ на території України, а також на всій Земній кулі;
  • контроль радіаційної обстановки в пунктах дислокації об'єктів спеціального контролю;
  • супроводження банку даних геофізичних спостережень та забезпечує його взаємодію з Національним центром даних НССС;
  • оперативне забезпечення через Національний центр даних НССС, МНС та геофізичну службу Національної академії наук інформацією про місце і час землетрусів з інтенсивністю 3 і більше балів на території України та 6 і більше балів за її межами;
  • спільне з НАН України вирішення завдань прогнозування землетрусів, а також створення регіональних сейсмологічних мереж для забезпечення робіт щодо короткотермінових прогнозів землетрусів та ін.

 Одним з основних інформаційних сегментів ГЦСК є мережа сейсмічних спостережень (МСС) (рис 1.), яка включає трикомпонентні установки (ТКУ) та систему сейсмічного групування (ССГ). При обробці вимірювальних даних отримуваних за допомогою ТКУ вирішуються наступні задачі:

  • виявлення факту наявності сейсмічного сигналу та оцінки часу вступу сейсмічної хвилі;
  • визначення координат сейсмічного джерела та оцінки його параметрів;
  • ідентифікація природи сейсмічного джерела.

ССГ представляє собою автоматизований комплекс апаратури сейсмічного групування (АКАСГ), яка включена до первинної мережі сейсмічних станцій Міжнародної системи моніторингу як станція PS45.


Рис 1. Мережа сейсмічних спостережень ГЦСК

Для використання МСС ГЦСК в якості елементу державної системи моніторингу надзвичайних подій (НП) необхідно визначити показники функціональної ефективності у забезпеченні рішення завдань, пов’язаних з моніторингом НП. Для МСС показниками функціональної ефективності є час отримання інформації про НП, точність визначення її параметрів (час події, потужність, місцеположення осередку) та мінімального енергетичного класу (тротиловий еквівалент для вибухів та інтенсивність для землетрусів), сигнал від якої може бути зареєстрований технічними засобами сейсмічного методу МСС.

Обробка вимірювальних даних, отримуваних за допомогою трикомпонентної установки в ГЦСК здійснюється в ручному та автоматичному режимі. Ручній обробці оператором підлягають дані реєстрації трикомпонентною установкою на всіх пунктах сейсмічних спостережень ГЦСК. В залежності від характеру та форми запису здійснюється визначення: - хвиль ( P, S, Lq, LR); параметрів сейсмічних сигналів; епіцентральної відстані (D), визначення азимуту на епіцентр (α), часу землетрусу в джерелі (tдж) та глибини гіпоцентру сейсмічного джерела (H); магнітуди сейсмічного джерела (mp).

В результаті візуального аналізу запису сейсмічного сигналу визначаються вступи, які за динамічними характеристиками можуть бути віднесені до хвиль P, S, Lq, LR. Для уточнення епіцентральної відстані використовують годограф.

Магнітуда сейсмічної події з осередком у ближній зоні, розраховується за допомогою поздовжніх хвиль Р:
,                                                                 (1)

де Apmax – зміщення, яке відповідає максимальній амплітуді хвилі Р (мкм);  Тр – період, який відповідає максимальній амплітуді хвилі Р (с);  fp() – коефіцієнт калібрувальної кривої, який залежить від епіцентральної відстані (D – в градусах; 1° наближено відповідає 111,1 км);  К - приведений коефіцієнт (К=0,2 для короткоперіодних каналів та К = 0,1 для довгоперіодних каналів).


Рис. 2. Залежність магнітуди сейсмічної події від відстані

Залежність мінімальної магнітуди Аm=2 мм сейсмічної події, сигнал від якої може бути виявлений оператором у ручному режимі, від відстані між пунктом спостереження та осередком сейсмічного джерела наведено на рис. 2.

Враховуючи особливості реальної конфігурації мережі сейсмічних спостережень ГЦСК, особливостей кінематичних характеристик складових сейсмічних сигналів, процесу обробки вимірювальних даних та визначення параметрів сейсмічної події, час отримання вимірювальних сейсмічних даних для МСС ГЦСК при вдосконаленні алгоритмів обробки сигналу може складати 10-20 сек при пороговій сейсмічній чутливості  М=1-2 для центральних, західних та південних районів та М=2.5-3 для східних районів України.

Висновки

1. Використання МСС ГЦСК, як підсистеми моніторингу джерел потенційних загроз екологічній безпеці України, дозволяє оперативно забезпечувати систему управління екологічною безпекою інформацією про можливість та факт небезпечної сейсмічної події природного чи техногенного походження, параметри цієї події, її природу та можливі екологічні наслідки.

2. Перспективами розвитку ГЦСК є розширення та удосконалення мережі пунктів спостереження, розвиток та удосконалення методичних та алгоритмічних засобів для проведення комплексної обробки вимірювальних даних сейсмічного методу з метою оперативного надання висновків про можливу небезпечну екологічну подію.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Качинський А.Б. Екологічна безпека України: системні принципи та методи її формалізації /

А.Б. Качинський, Ю.В. Єгоров //  Національна безпека: український вимір. ? № 4 (23). ? 2009. ? С. 71?79.
2. Шмандій В.М. Екологічна безпека – одна з основних складових Національної безпеки держави /

В.М. Шмандій, О.В. Шмандій //  Екологічна безпека. ? № 1. ? 2008. ? С. 9?15.
3. Саваренский Е.Ф. Сейсмические волны / Е.Ф. Саваренский – М. Недра. 1972. – 293 с.
4. Аптикаев Ф.Ф. Сейсмические колебания при землетрясениях и взрывах / Ф.Ф. Аптикаев – М.: Наука, 1969. – 104 с.
5. Евсеев С.В. Интенсивность землетрясений Украины. Сейсмичность Украины/  С.В. Евсеев – К.: Наукова думка, 1969. – С. 120.
6. Харитонов О.М. Сейсмичность территории Украины / О.М. Харитонов // Геофизический журнал. – 1996. – №1, Т.18. – С 3–15.
7. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР от наиболее древних до 1975 года/ Отв. ред. Н.В. Конторская //  ? М.: Наука ? 1977. ? 535 с.
8. Ананьин И.В. Сейсмоактивные зоны Восточно-Европейской плптформы и Урала / И.В Ананьин. //  Комплексная оценка сейсмической опасности. ? М.: Наука ? 1991. ? С. 106?121.
9. Васильев В.Г. Чернобыльская катастрофа. Геофизические аспекты / В.Г. Васильев // Геофизический журнал. – 2006. – №3, Т.28. – С 19–33.

УДК 550.34:504.05
Ващенко В.М.  Нові перспективи екосейсмічної безпеки України [Електронний ресурс]  / [Ващенко В.М., Гордієнко Ю.О., Бабій С.О. та ін.] // Збірник наукових статей “ІІІ-го Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю”. – Вінниця, 2011. – Том.1. – С.83–85. Режим доступу: http://eco.com.ua/

Скачати в форматі pdf:

Оцінка: 
0
No votes yet