WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаГеографія фізична, Геоморфологія, Геологія → Про кореляційний зв'язок змін прискорення сили ваги зі змінами висот, сонячною активністю і техногенними чинниками - Реферат

Про кореляційний зв'язок змін прискорення сили ваги зі змінами висот, сонячною активністю і техногенними чинниками - Реферат


Реферат на тему:
Про кореляційний зв'язок змін прискорення сили ваги зі змінами висот, сонячною активністю і техногенними чинниками
Вектор прискорення сили ваги є функцією гравітаційної сталої G, швидкості обертання Землі ?, радіуса-вектора місцеположення пункту r і густини в тілі Землі ?
g = f ( G, ?, r, ? ).
Якщо прийняти, що величини G і ? є сталими, то тоді радіальна складова вектора прискорення сили ваги буде залежати тільки від r і ?. Тому зміни прискорення сили ваги будуть зумовлені лише зміною висоти пункту спостереження і варіаціями густини земних надр. В даний час методами космічної геодезії (GPS - вимірювання) можна одночасно визначати на значних просторах радіальні зміщення ?r пунктів спостереження, що відповідають зміні висот ?H над еліпсоїдом відносності. Супутникова система глобального визначення місцеположення GPS дозволяє визначати різницю геодезичних висот з похибкою ± 0,01 - 0,1 м для відстаней від декількох кілометрів до сто кілометрів і більше [8]. Така точність повністю відповідає похибкам геометричного нівелювання. Для сумісного використання геодезичних висот, отриманих супутниковим методом і висот в гравітаційному полі Землі необхідно з відповідною точністю задати відлікові поверхні для даних систем висот (квазігеоїд, геоїд). Для цього використовують гравіметричні дані у вигляді точкових аномалій сили ваги і астрономо-геодезичні відхилення прямовисних ліній. Точність висот квазігеоїда можна підвищити, якщо використовувати точкові гравіметричні дані і враховувати вплив топографічних мас. Далі із точкових даних вилучають впливи довгоперіодичних і ультракороткоперіодичних складових з метою фільтрації і трансформації пол обмежених ділянок. Якщо точність аномалій сили ваги складає ±1 мГал, а відстань між гравіметричними пунктами 1-10 км, то висоти регіонального квазігеоїда можна отримати з похибкою ±0,05 м /100 км і ± 0,02 м /1000 км.
Одночасні визначення ?r і ?H дозволяють знайти зміни положення початку відліку висот квазігеоїда. Але враховуючи те, що спостережувані зміни прискорення сили ваги і висоти є дуже малими, то ми невпевнено отримаємо величину ?g / ?H. Можна припустити, що зміні прискорення сили ваги в 1 мкГал буде відповідати зміна висоти - 3 мм. В різних країнах світу і в Україні для вивчення геодинамічних процесів виконувались регіональні та локальні дослідження з метою виявлення кореляційної залежності між змінами прискорення сили ваги і відповідними змінами висоти [8,9]. За даними цих досліджень було виявлено, що величина ?g / ?H може змінюватись в межах від -150 до -350 мкГал/м. Максимальна величина цієї кореляційної залежності спостерігається при локальних, а мінімальна - при регіональних дослідженнях гравітаційного поля Землі [9].
Аналізуючи багатолітні спостереження за режимом підземних вод, прискоренням сили ваги і сонячною активністю, була виявлена між ними кореляційна залежність. Так, на гідрологічній станції Каменная Степь, яка розташована за 180 км на південний схід від Воронежа, виявлені максимальні значення сонячної активності (максимальні значення чисел Вольфа) в 1905-1910, 1915-1920, 1925-1930, 1945-1950, 1956-1963 роках, що відповідають мінімальним змінам рівня ґрунтових вод. Відповідно мінімальним значенням чисел Вольфа будуть відповідати максимальні варіації рівня ґрунтових вод [3,8]. Виявлені зміни прискорення сили ваги 0,06 мГал в Севрі з 1969 по 1973 рік можна пояснити зміною сонячної активності [3]. Збільшенню сонячної активності в 1969-1967 роках відповідає зменшення прискорення сили ваги, а зменшення її в 1970-1971 роках відповідає зростанню прискорення сили ваги. На території України (Крим) також виявлена така сама кореляційна залежність між варіаціями прискорення сили ваги і зміною сонячної активності. В роботі [7] показано, що існує тісна просторово-часова кореляція між квазіперіодичними змінами прискорення сили ваги, сонячною активністю, енергією землетрусів і структурою земної кори.
Перерозподіл мас, зумовлений діяльністю людини, може викликати зміну прискорення сили ваги як внаслідок прямої дії, так і внаслідок деформації земної поверхні. Це має місце при експлуатації нафтових і газових родовищ, геотермальних полів, відкачці води, видобутку вугілля, а також заповненню і спуску великих водосховищ [1,5,6]. Для моніторингу вертикальних рухів, дослідження водосховищ і моделювання перерозподілу (переміщення) мас використовують повторні вимірювання прискорення сили ваги. Перерозподіл мас викликає зміну кривини рівневих поверхонь та напруженості гравітаційного поля, а також зміну положення прямовисних ліній. Такі техногенні зміни елементів гравітаційного поля Землі необхідно враховувати при обробці повторних геодезичних вимірювань, точність яких оцінюється величиною
1·10-8. Вивчення неприпливних варіацій прискорення сили ваги на техногенних геодинамічних полігонах дозволяє здійснювати ефективний контроль за режимом експлуатації нафтових і газових родовищ, а також газосховищ, слідкування за переміщенням мас в межах родовища. Такий контроль не тільки є дешевим, але більш інформаційним, оскільки дає повну інтегральну характеристику переміщень мас у великому об'ємі. За гравіметричними даними можна також відстежувати обводнення пластів родовищ, які експлуатуються. Результати досліджень варіацій гравітаційного поля дозволяють передбачувати невідомі раніше шляхи міграції газу, визначати напрям зміни колекторських властивостей порід, фіксувати обводнення пластів в результаті експлуатації родовищ [2].
Вплив неприпливних змін сили ваги на геодезичні вимірювання, які виконують на техногенних геодинамічних полігонах, можна виконати різними методами. Можна б виділити два основних методи. В першому, який передбачає виконання високоточних повторних детальних гравіметричних спостережень в районі техногенного геодинамічного полігону, обчислюють за формулами Молоденcького або Венінга-Мейнеса і Стокса відповідні зміни складових відхилень прямовисних ліній та висот квазігеоїда, використовуючи зміни сили ваги. Але цей метод має деякі недоліки, які пов'язані із виконанням значного обсягу гравіметричних вимірювань, неможливості виконання рівномірного гравіметричного знімання із-за фізико-географічних умов району робіт та вібрацій греблі (наявність великих територій, які покриті водою, вплив роботи турбоагрегатів на точність гравіметричних вимірювань).
В другому методі для будь-якого пункту техногенного геодинамічного полігону обчислюють потенціал притягання та його похідні за відомими об'ємом, формою та густиною перерозподілу земних та водних мас, тобто розв'язують пряму задачу теорії потенціалу. Очевидно цим методом можна значно точніше, ніж за результатами повторних геодезичних і гравіметричних вимірювань, врахувати неприливні зміни сили ваги. Неприпливні зміни сили ваги, обумовлені техногенними факторами, мають локальний характер і за абсолютною величиною не перевищує (2-3) мГал. Вони в основному залежать від величини переміщення мас, зміни густини земних порідвнаслідок зміни рівня ґрунтових вод.
Висновки
Повторні відносні вимірювання прискорення сили ваги можна використовувати для контролю стабільності висот в нівелірних мережах значного простягання, тому що їх похибки не залежать від відстані між пунктами. Абсолютні повторні спостереження прискорення сили ваги дозволяють контролювати їх довготривалу стабільність. Кореляційну залежність між варіаціями прискорення сили ваги і змінами висот можна використати при заміні геометричного нівелювання гравіметричним методом на архіпелагах, коли відстань між островами є великою. Але слід відзначити тут, щоб ця кореляційна залежність була надійно визначена.
В стаціонарних пунктах, де виконують систематичні комплексні дослідження геодинамічних процесів, необхідно враховувати сонячну активність, використовуючи значення чисел Вольфа.
Література
1. Бузук В.В., Вовк И.Г., Канушин В.Ф. Особенности изучения неприпливных изменений силы тяжести на техногенних геодинамических полигонах // Повторные гравиметрические наблюдения.- М.:-1982.- С.26-32.
2. Буланже Ю.Д., Демьянова Г.Е., Волгина А.И., Мараховская Л.А.Взаимосвязь неприпливных вариаций силы тяжести с современными движениями земной коры в различных тектонических зонах // Повторные гравиметрические наблюдения.- М.:1988.- С.137-151.
3. Веселов К.Е. Изменения силы тяжести во времени и корпускулярная гипотеза тяготения // Прикладная геофизика.-1974.- 73.- С.143-150.
4. Вовк И.Г. Влияние вариаций поля силы тяжести на результаты геометрического нивелирования // Повторные гравиметрические наблюдения.- М.: 1982.- С.41-47.
Loading...

 
 

Цікаве