Отчет о выполнении 1 этапа Государственного контракта № п 1116 от 26 августа 2009 г


Глава 3 План проведения экспериментальных исследований



страница8/17
Дата31.07.2016
Размер1.18 Mb.
ТипОтчет
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17

Глава 3 План проведения экспериментальных исследований

Описание основных планируемых работ (поэтапно):

Первый этап исследований:


  1. Изучение новейших алгоритмов и программного обеспечения для определения параметров, требуемых для систем снижения риска от природных и техногенных катастроф.

  2. Обзор существующих систем сейсмического мониторинга реального времени.

  3. Разработка предложений по встраиванию соответствующего программного обеспечения в SNDA.

  4. Исследование возможностей SNDA для реализации многоступенчатой схемы определения гипоцентра сейсмического события. Разработка предложений по реализации этой схемы.

  5. Обзор возможностей SNDA для встраивания новых процедур, связанных с определения механизма сейсмического события в реальном времени.

Второй этап исследований:

1. Разработка программного кода на языках высокого уровня (С и/или Fortran) и на языке JCL системы SNDA, а также иными средствами, предоставляемыми системой UNIX для интеграции существующих алгоритмов в подсистему реального времени SNDA.

2. Адаптация системы SNDA.

3. Доработка программного кода.

4. Ре-инжиниринг встраиваемого ПО при наличии в нем коммерческого кода, замена коммерческого кода библиотечными функциями SNDA или разработка новых программных модулей (при обоснованной необходимости). Интеграция с базой данной, используемой в системе SNDA.

Третий этап исследований:

1. Разработка тестовых наборов данных (на основе реальных данных сейсмических сетей) для интерактивного тестирования интегрированной, расширенной системы SNDA и дальнейшее тестирование SNDA

2. Доработка расширенной системы.

3. Тестирование SNDA как системы реального времени на основе симулирования среды реального времени, создания потоков данных и их ввода в подсистему реального времени.

4. Разработка элементов сейсмической группы.

5. Окончательная интеграция системы на основе одной из операционных систем – Linux или Solaris на платформах Intel или SPARC. Расширенное тестирование системы на реальных потоках данных от существующих сейсмических сетей (напр. GEOPHONE, или иных). Создание элементов сейсмической группы.


Глава 4 Экспериментальные и теоретические исследования

4.1 Вычисление механизма очага землетрясений

Как следует из главы 1, для эффективной оценки сейсмической опасности и последующего сейсмического мониторинга необходим достоверный расчет механизма очага, как для исторических землетрясений, так и для моделируемых, что самое важное – для происходящих в реальном времени. Расчет механизма очага – очень сложная процедура, требующего большого количества входных данных, такие расчеты еще совсем недавно казались, неосуществимы без вмешательства оператора и требовали значительных временных затрат. Однако вычислительные мощности достигли уровня, приемлемого не просто для автоматического расчета всех параметров, но и для их расчета в реальном времени с большим количеством входных данных. Для такого расчета в реальном времени требуется определение входных параметров также в реальном времени, а также соответствующим образом спроектированные сейсмические сети и знание скоростной модели земной коры в месте, где произошло событие.

В данной работе мы предложим два программных продукта, предназначенных для расчета механизма очага.

4.1.1 Time-Domain Moment Tensor INVerse Code (TDMT INVC)

Данная программа использовалась в университете Калифорнии, Сейсмологической лаборатории Беркли с 1993 года и автоматически исследовала все события с ML>3,5 в северной Калифорнии.

В качестве входной информации программа использует файлы в формате SAC. Вместе с тем возможности SNDP позволяют создавать SAC-файлы с записью событий в реальном времени, таким образом, это не должно стать проблемой.

Другим источником входных данных для данной программы является хорошо известный набор программ и алгоритмов – Numerical Recipes for C. SNDA, при соответствующей настройке, позволяет как использовать Numerical Recipes в качестве внешнего модуля, так и создавать необходимые входные файлы своими средствами. Остановимся более подробно на TDMT INVC.

Основы методологии и основные предпосылки.

В самом общем приближении сейсмический источник упрощается рассмотрением одновременно временного и пространственного точечного источника:



Un, наблюденная n компонента смещения, Gni,j – n-ая компонента функции Грина для определенной ориентации пары сил, а Mij – скаляр сейсмического тензора момента, описывающий величину пары сил. Общие пары сил для девиаторного тензора момента могут быть представлены тремя фундаментными сбросами, а именно – вертикальным смещением по простиранию сброса, вертикальным смещением по погружению сброса и 450 смещением по погружению сброса. Индексы i и j определяют географические направления. Это уравнение решено с использованием линейных наименьших квадратов для данной глубины источника. Для этого распределения решен только девиаторный тензор сейсмического момента, а инверсия приводит к Mij, который раскладывается в скаляр сейсмического момента, тензор момента двойной пары и тензор момента диполя компенсированного линейного вектора. Разложение представляется в виде доли двойной пары (Pdc) и доли диполя компенсированного линейного вектора (PCLVD). Изотропная доля всегда равна нулю для данного применения девиатора. Двойная пара далее представляется в виде удара, наклона и погружения двух опорных плоскостей. Основы методологии и разложение тензора сейсмического момента описаны в Jost and Herrmann (1989).

Глубина источника находится итеративно через нахождение решения с наименьшей дисперсией,



,
где, data и sinth – данные и временные серии функции Грина соответственно, а суммирование применено для всех станций и компонент.

Другое измерение, полезное для определения глубины источника в зонах, где взрывные события почти исключены, это RES/Pdc, дисперсия, поделенная на долю двойной пары, где:



Отношение дисперсии к доле двойной пары должно стремиться к минимуму.

Предполагается, что локация события хорошо представлена высокочастотной локацией гипоцентра, а низкочастотная локация центроида не определена. Также описанное упрощенное представление предполагает, что временная история источника синхронна для всех элементов тензора момента и что она может быть аппроксимирована в дельта-функцию. Эти предположения по большей части разумны для событий с Mw<7.5, поскольку в этом случае используются длиннопериодные волны (>10-20с.). Однако замечено, что для более крупных событий такие точечные представления источника разбивают диапазон задействованных периодов, и необходимы альтернативные конечные приближения сбросов (напр. Dreger and Kaverina, 2000 г.), либо волны большего периода или большие расстояния источник-станция (напр. Fukuyama and Dreger, 2000 г.).

И, наконец, предполагается, что модель коры достаточно хорошо изучена для описания распространения низкочастотных волн.


Каталог: docs -> otchety


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница