способ экспресс-прогноза землетрясений

Формула изобретения

1. Способ экспресс-прогноза землетрясений, включающий измерение во времени электропроводности при возбуждении тока в контролируемой среде и сравнительную оценку результатов измерения, отличающийся тем, что контролируемой средой является источник подземных вод, в который помещают два электрода измерительного устройства на заданном расстоянии друг от друга, измеряют электропроводность этой водной среды, осуществляют сравнение полученной величины с эталонной величиной электропроводности этой среды, определенной при нормальной сейсмической ситуации, после чего судят о неблагоприятном сейсмическом состоянии по превышению измеренной величины электропроводности относительно ее эталонной величины для данной водной среды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерительное устройство имеет источник питания в виде блока батарей, выполнено переносным и дополнительно снабжено стабилизатором напряжения.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что температура водной среды при проведении контрольного измерения электропроводности должна соответствовать температуре водной среды при определении эталонной величины электропроводности водной среды при нормальной сейсмической ситуации.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что электроды измерительного устройства помещают в контролируемую водную среду всегда на одну и ту же глубину, при этом сохраняя одно и то же расстояние между ними.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что контролируемой средой является источник подземных вод, выходящий на поверхность.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сейсмологии, в частности, в системах наблюдения и обработки данных для прогнозирования землетрясений.

Множество бед и несчастий жителям Земли приносят природные катаклизмы. Особенно опасны извержения вулканов и землетрясения, т.к. они почти всегда неожиданны и люди не успевают покинуть свои дома.

Разработано большое число различных способов прогнозирования землетрясений, задача которых заключается в предварительном контроле сейсмической ситуации.

Известен способ прогноза неблагоприятных явлений, включающий проведение непрерывного контроля изменяющихся во времени параметров геофизического поля с определением значения периода и частоты колебаний по амплитуде контролируемых параметров. Вывод о возможности наступления катастрофических явлений делают в случае обнаружения в изменении параметра геофизического поля синусоидального колебательного процесса с периодом от 100 до 1000000 с, имеющего амплитуду колебаний, достоверно отличающуюся от фонового значения для данной местности (см. заявку RU 92006415, МКИ6 G 01 V 11/00, 1995).

Известен способ прогноза землетрясений, заключающийся в регистрации сигналов электромагнитного излучения акустической эмиссии и ультразвукового прозвучивания, а прогноз землетрясения осуществляют по одновременному увеличению отношения суммарной энергии и средней энергии сигналов электромагнитного излучения и акустической эмиссии, а также максимальной энергии сигналов ультразвукового прозвучивания (см. авторское свидетельство SU 1670651 А1, G 01 V 11/00, 1991).

Известен способ долгосрочного прогноза времени землетрясений, основанный на измерении вариаций электромагнитного поля теллурического тока Земли. Способ заключается в непрерывной регистрации ежесуточного аномального ритма в период между двумя фоновыми состояниями сейсмоспокойного периода. Продолжительность такого состояния региона в каждом конкретном случае индивидуальна. Прогноз даты будущего землетрясения составляют на основании длительности аномалии во времени и определяют по формуле (см. заявку RU 93027744, G 01 V 3/00, 1996).

Известен также способ предсказания землетрясений, в котором для повышения вероятности обнаружения признака - предвестника и скорости обработки сигнала, осуществляют преобразование сейсмических волн в электрический сигнал и взятие отсчетов измеряемой величины в нескольких точках пространства. При этом создают на выбранном профиле наблюдения измерительный полигон в виде прямоугольной решетки из 11 безынерционных измерителей, измеряют амплитуду сигнала в каждом узле решетки со скважиностью менее 1 с, формируют матрицу цифровых отсчетов сигнала предвестника, вычисляют параметры электрического сигнала матрицы и по их значениям и времени судят о магнитуде и времени ожидаемого землетрясения (см. патент RU 2130195 C1, G 01 V 1/00, 9/00, 1999).

Несмотря на то что в известных способах, указанных выше, используются современные достижения науки и техники для быстрого и точного определения изменений процессов, происходящих в глубинах недр земли, они не надежны, т. к. не позволяют вовремя предупредить население о возникающей опасной сейсмической ситуации в заданной местности. Кроме того, они достаточно сложны в техническом исполнении и требуют длительной обработки результатов измерения.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ геологоразведки, используемый, в частности, для прогноза землетрясений, заключающийся в возбуждении импульсов тока в контролируемой среде (разрезе земли) перпендикулярно установленными электрическими линиями и измерении первых и вторых разностей потенциалов при помощи системы заземленных дипольных и квадрупольных установок. По измеренным разностям определяют тензорную характеристику электропроводности. По изменениям элементов тензорной характеристики во времени судят об изменении геоэлектрических свойств разреза (патент RU 1835939 C, МКИ6 G 01 V 3/00, 1995).

Недостатком известного способа является сложность его в техническом исполнении, ограниченность его применения в местности со сложным рельефом или наличием водной среды.

Кроме того, все известные способы основаны на использовании средств массовой информации для оповещения населения о возникшей неблагоприятной сейсмической ситуации в заданном месте обитания и в случае нахождения субъекта в сейсмически опасной зоне, где нет радио или телевидения, или выхода их из строя, не представляется возможным оценить сейсмическое состояние зоны пребывания для прогноза землетрясения в ней.

Технической задачей, на которое направлено изобретение, является повышение надежности прогноза землетрясений, простота в техническом исполнении, а также сокращение сроков получения результатов измерения для оценки сейсмического состояния в заданной среде обитания и, кроме того, обеспечение возможности проведения индивидуального контроля сейсмического состояния в любом заданном месте.

Технический результат от использования изобретения обеспечивается тем, что в способе экспресс-прогноза землетрясений, включающем измерение во времени электропроводности при возбуждении тока в контролируемой среде и сравнительную оценку результатов измерения, в качестве контролируемой среды используют источник подземных вод, куда на заданном расстоянии друг от друга помещают два электрода измерительного устройства, производят измерение электропроводности этой водной среды, после чего осуществляют сравнение результатов измерения с эталонной величиной электропроводности этой среды, характерной для нормального сейсмического состояния, и судят о неблагоприятном сейсмическом состоянии в заданной среде обитания по превышению измеренной величины электропроводности относительно эталонной величины.

Кроме того, определение эталонной величины электропроводности и контрольное измерение величины электропроводности водной среды осуществляют при одной и той же температуре, поскольку при изменении температуры водной среды меняется и величина ее электропроводности.

При этом измерительное устройство может быть выполнено переносным, содержащим источник питания (блок батареек), связанный с стабилизатором для обеспечения измерения величины электропроводности водной среды в любом заданном месте.

Кроме того, электроды измерительного устройства помещают в контролируемую водную среду всегда на одну и ту же глубину, сохраняя одно и то же между ними расстояние.

В качестве контролируемой среды можно использовать источник воды, вытекающей из недр земли, или воду из скважин, расположенных в местах неблагоприятного сейсмического состояния.

Сущность изобретения.

В горных и предгорных местностях, находящихся в спокойном (нормальном) сейсмическом состоянии, постоянно текущие источники подземных вод, выходящие на поверхность из недр земли, имеют почти постоянное (устоявшееся) количество веществ и элементов, растворенных в воде. Каждый источник имеет свой химический состав, присущий только ему. Это обусловлено тем, что подземный ручей на своем пути обогащается теми веществами, через которые он протекает. Наличие в воде насыщенного или ненасыщенного раствора солей придают воде свойства электропроводности в той или иной степени. Как было указано каждый источник имеет свой состав химических веществ и, следовательно, определенную величину электропроводности, которая всегда будет величиной постоянной при нормальной сейсмической ситуации для данного источника. С появлением микротрещин и каналов в недрах Земли в результате изменения ее сейсмического состояния резко увеличивается электропроводность подземных источников, поскольку вода, омывая их, на своем пути насыщается дополнительными элементами, меняющими ее химический состав. Резкое увеличение величины электропроводности (уменьшение сопротивления) подземного источника является признаком будущего землетрясения в заданной среде обитания.

Для осуществления способа экспресс-прогноза землетрясений помещают в контролируемую водную среду, например источник воды горного массива, электроды на заданную глубину и на одинаковом расстоянии друг от друга, и измеряют во времени с помощью известных измерительных устройств электропроводность источников воды в заданной местности, и осуществляют анализ результатов измерения путем сравнения их с эталонными величинами электропроводности для каждого контролируемого источника воды, определенными при нормальном сейсмическом состоянии, при этом в случае резкого увеличения величин электропроводности источников воды судят о возникновении неблагоприятного сейсмического состояния в заданной среде обитания. Способ экспресс-прогноза землетрясений в заданной среде обитания осуществляют путем измерения водной среды, например источников воды, во времени в нескольких местах их выхода на поверхность или путем измерения воды из скважин. Кроме того, анализ результатов измерений нескольких источников воды в заданной среде обитания в случае резкого повышения электропроводности их вод позволит ориентировочно спрогнозировать масштаб и эпицентр будущего землетрясения.

При этом для обеспечения точности экспресс-прогноза землетрясений в любом заданном месте и имеющем, например, сложный рельеф местности, а также для обеспечения проведения индивидуального прогноза самим субъектом измерительное устройство выполнено переносным, содержит источник питания и снабжено дополнительно стабилизатором напряжений для повышения точности измерений.

В качестве переносного измерительного устройства, содержащего источник питания и стабилизатор, для измерения величины электропроводности источника воды используют, например, мультиметр (тестер), электроды которого опускают в водную среду источника, пропускают ток и осуществляют измерение величины электропроводности этой среды, после чего проводят оценку полученных результатов измерения с эталонной величиной, характерной для данного источника воды.

Для обеспечения точности результатов измерения измерение указанных величин электропроводности проводят при одной и той же температуре, погружая электроды для возбуждения тока в водную среду источника всегда на одну и ту же величину, сохраняя одно и тоже расстояние между электродами.

Результаты измерений эталонных величин электропроводности каждого источника воды в заданной среде обитания при разной температуре сведены в таблицу для удобства проведения сравнительной оценки.

Способ экспресс-прогноза землетрясений в заданной среде обитания позволяет быстро и просто осуществить прогноз неблагоприятного сейсмического состояния заданной среды обитания с помощью простых измерительных устройств, обеспечить точность прогноза путем использования переносных измерительных устройств, снабженных источником тока и стабилизатором напряжения, для размещения их в контролируемой среде на любом удаленном заданном месте, а также проводить индивидуальный прогноз землетрясений самим субъектом, находящимся в сейсмически неблагоприятной среде обитания.