Inventory number IRN Number of state registration
0322РК00271 AP09058367-KC-22 0121РК00037
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 17800000 AP09058367
Name of work
Численное моделирование напряженно-деформированного состояния земной коры территории Казахстана с использованием многолетних данных GPS измерений
Type of work Source of funding Report authors
Applied Бибосинов Асылхан Жанибекович
0
0
4
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) Нет
Full name of the service recipient
Товарищество с ограниченной ответственностью "Институт ионосферы"
Abbreviated name of the service recipient ТОО "Институт ионосферы"
Abstract

Современные движения земной поверхности, геодинамические и сейсмические особенности земной коры сейсмоопасных регионов Казахстана.

Қазақстанның сейсмикалық қауіпті аймақтарындағы жер бетінің қазіргі заманғы қозғалысы, жер қыртысының геодинамикалық және сейсмикалық ерекшеліктері.

Изучить современные геодинамические процессы территории Казахстана с использованием многолетних данных развернутой системы высокоточной спутниковой навигации и разработать модель тектонических напряжений геодинамически активных регионов Казахстана с применением современных вычислительных методов геомеханики.

Қазақстан аумағының қазіргі заманғы геодинамикалық процестерін жоғары дәлдіктегі спутниктік навигацияның кеңейтілген жүйесінің көпжылдық деректерін пайдалана отырып зерттеу және геомеханиканың қазіргі заманғы есептеу әдістерін қолдана отырып, Қазақстанның геодинамикалық белсенді аймақтарының тектоникалық кернеулерінің моделін әзірлеу.

Проведение мониторинга современных движений на территории Казахстан методами спутниковой геодезии, обработка наблюдений комплексом программ GAMIT/GLOBK, применение ГИС технологий, математическое моделирование напряженно-деформированного состояния верхней части земной коры.

Қазақстан аумағындағы қазіргі заманғы қозғалыстарға спутниктік геодезия әдістерімен мониторинг жүргізу, GAMIT/GLOBK бағдарламалар кешенімен бақылауларды өңдеу, ГАЖ технологияларды қолдану, жер қыртысының жоғарғы бөлігінің кернеулі-деформацияланған күйін математикалық модельдеу.

Составлены трёхмерные модели земной коры всей территории и активных областей Казахстана. Была построена физическая модель земной коры исследуемой территории и построена ее математическое представление с помощью уравнений математической физики. Основой математической модели служат известные уравнения механики деформируемых твердых тел для описания геодинамического состояния земной коры. Для расчета напряженно-деформированного состояния земной коры была поставлена корректная начально-краевая задача. Полученные в предыдущем этапе выполнения данного проекта результаты по GPS измерениям послужили граничными условиями. Для всей территории Казахстана, в связи с большой территорией, модель учитывает кривизну повехности земли и расчеты ведутся в сферичесикх координатах. Для объема земной коры исследуемой территории была построена численная модель на основе созданной базы геолого-геофизических, картографических данных и распределения физико-механических свойств геологической среды. Был разобран алгоритм вычисления напряженно-деформированного состояния земной коры исследуемой территории. Расчитаны параметры литостатического давления с учетом усредненнных значений плотности земной коры и распределения ее по глубине. Для локальных территории посчитаны более детальные параметры напряженно-деформированного состояния - параметр Лоде-Надаи, характеризующий вид напряженного состояния, и интенсивность касательных напряжений, характеризующий потенциальную энергию

Қазақстанның барлық аумағы мен белсенді облыстарының жер қыртысының үш өлшемді модельдері жасалды. Зерттелетін аумақтың жер қыртысының физикалық моделі және оның математикалық физика теңдеулері арқылы математикалық көрінісі жасалды. Математикалық модельдің негізі жер қыртысының геодинамикалық күйін сипаттау үшін деформацияланатын қатты денелер механикасының белгілі теңдеулері қолданылды. Жер қыртысының кернеулі-деформацияланған күйін есептеу үшін корректті бастапқы-шеткі міндет қойылды. Осы жобаны орындаудың алдыңғы кезеңінде алынған GPS өлшемдері бойынша нәтижелер шекаралық шарттар ретінде қолданылды. Қазақстан аумағы үлкен болғандықтан, модель жер бетінің қисықтығын ескереді және есептеулер сфералық координаталар жүйесінде жүргізіледі. Зерттелетін аумақтың жер қыртысының көлемі үшін геологиялық-геофизикалық, картографиялық мәліметтер базасы және геологиялық ортаның физикалық-механикалық қасиеттерін бөлу негізінде сандық модель жасалды. Зерттелетін аумақтың жер қыртысының кернеулі-деформацияланған күйін есептеу алгоритмі талданды. Литостатикалық қысымның параметрлері жер қыртысының тығыздығының орташа мәндерін және оның тереңдікке таралуын ескере отырып есептеледі. Жергілікті аумақтар үшін кернеулі деформацияланған күйінің егжей-тегжейлі параметрлерін сипаттайтын Лоде-Надаи параметрі және потенциалдық энергияны сипаттайтын тангенс кернеулерінің қарқындылығы есептелді

Конечной идеей данного проекта является разработка технологий пространственного прогноза опасных природных явлений. Землетрясения занимают третье место среди всех природных катастроф по количеству смертных случаев. Поэтому значимость проекта определяется востребованностью информации для получения как новых знаний о природе современных движений, так и для оценки возможной опасности наблюдаемых процессов. Во-первых – выявление характерных особенностей развития литосферы представляет необходимое условие разработки фундаментальных знаний наук о Земле. Во-вторых – обеспечение реализации планов по устойчивому развитию общества в Казахстане зависит от его защищенности от природных катастроф (землетрясений) и результаты исследований могут быть использованы как дополнительный метод научно-прикладного прогнозирования землетрясений. Экономическая эффективность работы, как части более общей проблемы, состоит в уменьшении возможного ущерба для общества, экономики, финансов и т.д. в случае крупномасштабного землетрясения

Бұл жобаның түпкі идеясы қауіпті табиғи құбылыстарды кеңістіктік болжау технологияларын әзірлеу болып табылады. Жер сілкінісі барлық табиғи апаттар арасында қаза болғандар саны бойынша үшінші орында. Сондықтан жобаның маңыздылығы қазіргі қозғалыстардың табиғаты туралы жаңа білім алу үшін де, бақыланатын процестердің ықтимал қауіптілігін бағалау үшін де пайдаланылатын ақпаратқа деген қажеттілікпен анықталады. Біріншіден, литосфераның дамуына тән белгілерді анықтау жер туралы ғылымның іргелі білімін дамытудың қажетті шарты болып табылады. Екіншіден-Қазақстанда қоғамның орнықты дамуы жөніндегі жоспарларды іске асыруды қамтамасыз ету оның табиғи апаттардан (жер сілкіністерінен) қорғалуына байланысты және зерттеу нәтижелері жер сілкіністерін ғылыми-қолданбалы болжаудың қосымша әдісі ретінде пайдаланылуы мүмкін. Жұмыстың экономикалық тиімділігі, жалпы проблеманың бір бөлігі ретінде, ауқымды жер сілкінісі жағдайында қоғамға, экономикаға, қаржыға және т.б. ықтимал залалды азайту болып табылады.

Разработанные карты дают практические рекомендации по оценке сейсмической опасности и могут быть использованы заинтересованными организациями, занимающиеся сейсмологическим прогнозом, а также другими отраслями экономики для оценки и прогнозирования геодинамического риска на территории Казахстана. Разработанные карты скоростей движений и результаты напряженно-деформированного состояния земной поверхности исследуемой территории могут быть применены при сейсмическом районировании территории с выделением новых зон критических деформаций.

Әзірленген карталар сейсмикалық қауіпті бағалау бойынша практикалық ұсыныстар береді және сейсмологиялық болжаммен айналысатын мүдделі ұйымдар, сондай-ақ Қазақстандағы геодинамикалық қауіпті бағалау және болжау үшін экономиканың басқа секторлары пайдалана алады. Қозғалыс жылдамдығының әзірленген карталары және зерттелетін аумақтың жер бетінің кернеулі-деформациялық күйінің нәтижелері жаңа қауіпті деформацияланған аймақтарын бөлумен аумақты сейсмикалық аудандастыру үшін пайдаланылуы мүмкін

На сегодняшний день традиционные геодезические методы являются основными при изучении тектонических движений и деформации земной поверхности. Данные методы не могут обеспечить синоптическую оценку геодинамической активности, так как измерения проводятся только на локальных геодинамических полигонах. Спутниковая технология измерения деформаций, основанная на системе глобального позиционирования GPS, позволяет определить смещения земной коры с миллиметровой точностью. Сети высокоточных GPS приемников, предназначенные для контроля деформационных процессов, покрывают крупные сейсмоактивные регионы и целые страны. На основании современных методов численной обработки больших массивов данных даются практические рекомендации по оценке сейсмической опасности. Разрабатываемая методология математического моделирования позволяет увидеть целостную картину протекания деформационных процессов во всем объеме исследуемого пространства, в отличии от традиционных наземных методов, которые позволяет увидеть только следствия на поверхности. Отсюда следует, что системы комплексного геодинамического мониторинга деформационных процессов земной коры с использованием спутниковых данных и математического моделирования позволит, наряду с наземными геодезическими методами, значительно повысить точность, стоимость и оперативность оценки направленности смещений с выявлением зон геодинамического риска, инициировав тем самым разработку превентивных мер, направленных на предотвращение геокатастроф

Бүгінгі таңда тектоникалық қозғалыстар мен жер бетінің деформациясын зерттеуде дәстүрлі геодезиялық әдістер негізгі болып табылады. Бұл әдістер геодинамикалық белсенділіктің синоптикалық бағасын бере алмайды, өйткені өлшеулер тек жергілікті геодинамикалық полигондарда жүргізіледі. GPS жаһандық позициялау жүйесіне негізделген деформацияларды өлшеуге арналған спутниктік технология жер қыртысының жылжуын миллиметрлік дәлдікпен анықтай алады. Деформация процестерін бақылауға арналған жоғары дәлдіктегі GPS қабылдағыштарының желілері ірі сейсмикалық белсенді аймақтарды және тұтас елдерді қамтиды. Үлкен деректер жиынтығын сандық өңдеудің заманауи әдістерінің негізінде сейсмикалық қауіпті бағалау бойынша практикалық ұсыныстар береді. Математикалық модельдеудің әзірленген әдістемесі тек жер бетіндегі әсерлерді көруге мүмкіндік беретін дәстүрлі жер үсті әдістерінен айырмашылығы зерттелетін кеңістіктің барлық көлемінде деформация процестерінің жүруінің тұтас көрінісін көруге мүмкіндік береді. Бұдан спутниктік деректерді және математикалық модельдеуді қолдана отырып, жер қыртысының деформациялық процестерін кешенді геодинамикалық бақылау жүйелері жердегі геодезиялық әдістермен қатар геодинамикалық қауіп аймақтарын анықтай отырып, ығысу бағытын бағалаудың дәлдігін, құны мен тиімділігін едәуір арттыруға мүмкіндік береді, осылайша геокапаттардың алдын алуға бағытталған шараларын әзірлеуді бастайды.

Результаты работ могут быть использованы международными и местными сейсмологическими организациями для выявления мест возможных сейсмических событий, и геологическими организациями для исследования глобальных и локальных геологических структур.

Жұмыстардың нәтижелерін халықаралық және жергілікті сейсмологиялық ұйымдар ықтимал сейсмикалық оқиғалардың орындарын анықтау үшін және геологиялық ұйымдар жаһандық және жергілікті геологиялық құрылымдарды зерттеу үшін пайдалануы мүмкін.

UDC indices
539.3; 551.24;
International classifier codes
30.19.00; 30.03.15; 30.03.19;
Key words in Russian
Глобальная система позиционирования; Геомоделирование; Вычислительная механика; Напряженно-деформированное состояние; Современные движения земной коры; Геомеханика;
Key words in Kazakh
Жаһандық позициялау жүйесі; Геомодельдеу; Есептеу механикасы; Кернеулі-деформацияланған күй; Жер қыртысының заманауи қозғалысы; Геомеханика;
Head of the organization Нуракынов Серик Маратович /
Head of work Бибосинов Асылхан Жанибекович Phd / Нет