Printer Friendly

Estimation of eco-geodynamic risk in the region of the ignalina nuclear power plant using GPS data/ Ignalinos atomines elektrines regiono ekogeodinamines rizikos vertinimas pagal GPS matavimu duomenis.

Ivadas

Atsiradus tiksliems geodeziniams prietaisams labai pagerejo geodeziniu matavimu kokybe ir tikslumas. Siuo metu galima sudaryti erdvinius geodezinius tinklus ir atlikti ypac precizinius matavimus (Zakarevicius 2003; Kaiser et al. 2005; Hsu, Li 2004). Naudojant kartotiniu geodeziniu matavimu duomenis, galima gana tiksliai ivertinti geodeziniu tinklu punktu koordinaciu pokycius ir kitas ju charakteristikas. Turint punktu koordinaciu pokyciu rezultatu duomenis, galima ivertinti dabartiniu zemes plutos judesiu charakteristikas bei nustatyti ju kaitos desningumus. Gauti rezultatai teiks papildoma informacija apie zemes plutos seismini intensyvuma bei palengvins dabartiniu zemes plutos judesiu interpretavima.

Tyrimu tikslas--ivertinti erdvines deformacijas pagal sudaryta erdviniu zemes plutos deformaciju ivertinimo algoritma bei nustatyti zemes plutos erdviniu geodinaminiu itempiu pokycius tenzorines analizes budu, tenzoriaus komponentes ivertinant baigtiniu elementu metodu pagal geodeziniu matavimu rezultatus Ignalinos atomines elektrines regiono teritorijoje.

Ignalinos atomines elektrines geodinaminis poligonas

Renkant Ignalinos atomines elektrines statybos vieta, nepakankamai ivertinta teritorijos ekogeodinamine rizika. Sio rajono geologines ir tektonines salygos yra sudetingos, nes elektrine pastatyta stambiu Rytu Europos platformos regioniniu strukturu Latvijos balno ir Mozuri-jos--Baltarusijos anteklizes sanduroje. zemes plutos judesiu monitoringas Ignalinos atomines elektrines geodinaminiame poligone itin svarbus ivertinant Ignalinos atomines elektrines apylinkiu seisminguma. Tam tikslui Ignalinos atomines elektrines regiono teritorijoje erdvinems deformacijoms ir geodinaminiams itempiams tirti irengtas specialus GPS tinklas (Zakarevicius 2003). Tinkle yra 10 gruntiniu punktu, kurie isdestyti atsizvelgiant i svarbiausiuju tektoniniu bloku dabartini tektonini aktyvuma. Matavimai geodinaminiame poligone atlikti 1998 ir 1999 m. rugseji, atliekant priverstini prietaiso centravima. Geodinaminio poligono punktu koordinates nustatytos 8 GPS (ASHTECH ZSurveyor ir Z-12 GPS) prietaisais. Matavimus atliko Vilniaus Gedimino technikos universitetas (VGTU) ir Danijos firmos "Nellemann & Bjornkar". Matavimu programa sudare keturios sesijos po 24 valandas (nenutrukstamai 4 paras). Visas keturias sesijas buvo matuojama 1, 2, 4, 6, 9, 10 punktuose, o dvi sesijas--3, 5, 7 ir 8 punktuose (Zakarevicius 2003). Baigus matuoti, Ignalinos atomines elektrines tinklas buvo susietas su valstybiniu GPS pirmosios ir antrosios klases tinklu. Matavimu duomenys apdoroti VGTU Geodezijos institute ir Danijos firmoje "Nellemann & Bjornkar", naudojant programinius paketus GPPS ir FILLNET (Zakarevicius, Stanionis 2006; Petroskevicius 2004; Skeiva-las 2008). Apdorojus matavimu duomenis nustatyta, kad vidutines kvadratines poligono stygu matavimo paklaidos yra 0,3-2,4 mm. Punktu koordinaciu vidutines kvadratines paklaidos yra ne didesnes kaip 1,2 mm.

Is 10 gruntiniu punktu, kuriu koordinates nustatytos GPS matavimais, suformuota kartotiniu matavimu tinklo schema erdvinems deformacijoms skaiciuoti ir geodina miniams itempiams nustatyti (1 pav.). Pagal kartotiniu matavimu duomenis sudaryti trikampiai, kurie laikomi kaip baigtiniai elementai.

Ekogeodinaminio poligono punktu koordinaciu pokyciai pateikti 1 lenteleje.

[FIGURE 1 OMITTED]

Erdviniu deformaciju ir geodinaminiu itempiu skaiciavimo metodika

Zemes plutos judesiu deformaciju parametrus galima apskaiciuoti baigtinio elemento plotui. Sudarant baigtiniu elementu tinkla trikampiais, ne visuomet galima tiksliai ir detaliai atsizvelgti i tiriamojo regiono tektonines sandaros savybes bei ypatumus, jei to nebuvo atlikta projektuojant ir irengiant geodezinio tinklo gruntinius punktus. Tada baigtiniu elementu tinklas modeliuojamas itraukiant ir kitas daugiakampes geometrines figuras arba blokines strukturas.

Erdvines Zemes plutos deformaciju charakteristikas galima ivertinti maziausiuju kvadratu metodu, taikant laisvojo tasku poslinkio tolygiai besideformuojancioje trimateje erdveje modeli (Zakarevicius, Stanionis 2006).

Tasku poslinkiu modelis:

[DELTA]E = H + T, (1)

cia: [DELTA]--punktu erdviniu koordinaciu poslinkiu vektorius; H--punktu erdviniu koordinaciu nuokrypiu nuo ju vidurkio matrica; T--erdviniu zemes plutos deformaciju parametru vektorius (Zakarevicius, Stanionis 2006), cia

[MATHEMATICAL EXPRESSION NOT REPRODUCIBLE IN ASCII] (2)

[MATHEMATICAL EXPRESSION NOT REPRODUCIBLE IN ASCII] (3)

I (2-4) formules ieinancios reiksmes:

[DELTA][X.sub.i] = [X.sub.i] - [X.sub.i], [DELTA][Y.sub.i] = [Y.sub.i] - [Y.sub.i], [DELTA][Z.sub.i] = [Z.sub.i] - [Z.sub.i];

[X.sub.i], [Y.sub.i], [Z.sub.i]--pirmojo matavimo erdvines staciakampes geocentrines geodezinio tinklo punktu koordinates; [X.sub.i], [Y.sub.i], [Z.sub.i]--antrojo matavimo erdvines staciakampes geocentrines geodezinio tinklo punktu koordinates; i = 1, 2, n punktu numeriai; [MATHEMATICAL EXPRESSION NOT REPRODUCIBLE IN ASCII]--erdvinio geodezinio tinklo punktu koordinaciu nuokrypiai nuo ju vidurkio; [[epsilon].sub.XX], [[epsilon].sub.YY], [[epsilon].sub.ZZ]--santykines linijines deformacijos; [[epsilon].sub.XX], [[epsilon].sub.YY], [[epsilon].sub.ZZ]--santykines slyties deformacijos.

Maziausiuju kvadratu metodu ivertintas erdviniu deformaciju parametru vektorius (Zakarevicius, Stanionis 2006):

T = [([H.sup.T] + T).sup.-1] x [H.sup.T] x [DELTA]E. (5)

Erdviniams geodinaminiams itempiams modeliuoti gali buti pritaikytas atvirkstinis Huko (Hooke) desnis, itempius isreiskus deformacijomis (Zakarevicius, Stanio-nis 2007; Atkociunas, Nagevicius 2004):

[MATHEMATICAL EXPRESSION NOT REPRODUCIBLE IN ASCII] (6)

cia: G = E/2(1 + v) - slyties modulis; E--tamprumo modulis [MATHEMATICAL EXPRESSION NOT REPRODUCIBLE IN ASCII]--pirmasis deformaciju tenzoriaus invariantas [I.sub.1], v--Puasono koeficientas (0,25); [[sigma].sub.XX], [[sigma].sub.YY], [[sigma].sub.ZZ]--normaliniai geodinaminiai itempiai; [[sigma].sub.XX], [[sigma].sub.YY], [[sigma].sub.ZZ]--tangentiniai geodinaminiai itempiai (Zakarevicius, Stanionis 2007).

Erdviniu deformaciju ir geodinaminiu itempiu skaiciavimo rezultatai

Pagal (2-5) formules ivertinta Ignalinos atomines elektrines regiono teritorijoje geodinaminio poligono baigtiniu elementu (trikampiu) tinklo (1 pav.) erdviniu deformaciju parametru ir geodinaminiu itempiu pokyciu kaita: apskaiciuotos santykines linijines bei slyties deformacijos, normaliniai ir tangentiniai geodinaminiu itempiu pokyciai. Erdviniu deformaciju parametrai ir geodinaminiu itempiu pokyciai priskiriami baigtinio elemento (trikampio) svorio centrui.

Gautieji erdviniu zemes plutos deformaciju parametrai ir geodinaminiu itempiu pokyciai pateikti 2 ir 3 lentelese.

Santykiniu linijiniu deformaciju [[epsilon].sub.XX] kitimo ribos yra nuo -2,674x[10.sup.-6] iki 0,181x[10.sup.-6], [[epsilon].sub.YY] kinta nuo -0,007x[10.sup.-6] iki 0,604x[10.sup.6] bei [[epsilon].sub.ZZ] kinta nuo -1,393x[10.sup.-6] iki 1,065x[10.sup.-6]. Santykines slyties deformacijos [[epsilon].sub.XY] kinta nuo -0,924x[10.sup.-6] iki 0,517x[10.sup.-6], [[epsilon].sub.XZ]-nuo--1,582x[10.sup.-6] iki 0,650x[10.sup.-6], [[epsilon].sub.YZ]--nuo-0,552x[10.sup.-6] iki 0,645x[10.sup.-6] (2 lentele).

Geodinaminio poligono tinklo erdviniu normaliniu itempiu pokyciu [[sigma].sub.XX] kitimo ribos nuo -0,2605 MPa iki -0,0274 MPa, [[sigma].sub.YY] kinta nuo -0,1054 MPa iki 0,0167 MPa, [[sigma].sub.ZZ]--nuo 0,2581 MPa iki 0,0409 MPa (3 lentele). Erdviniai geodinaminiai tangentiniu itempiu pokyciai: [[sigma].sub.XY] kinta nuo 0,0259 MPa iki -0,0006 MPa, [[sigma].sub.XZ]--nuo -0,0443 MPa iki 0,0020 MPa, [[sigma].sub.YZ]-nuo -0,0155 MPa iki 0,0092 MPa.

Isvados

1. Santykines linijines deformacijos [[epsilon].sub.XX] yra neigiamo zenklo (isskyrus 3 ir 7 trikampius), [[epsilon].sub.YY]--teigiamos (isskyrus 4, 7, 8 trikampius). Santykines slyties deformacijos [[epsilon].sub.XY] yra neigiamos (isskyrus 2, 3, 6 trikampius).

2. Erdviniu geodinaminiu itempiu pokyciai [[sigma].sub.XX] yra neigiamo zenklo, [[sigma].sub.YY], [[sigma].sub.ZZ]--neigiamo zenklo (isskyrus 2 ir 5 trikampius), [[sigma].sub.XY] yra neigiamo zenklo, [[sigma].sub.XZ] ir [[sigma]YZ yra teigiamo zenklo 1 ir 2 trikampiuose, neigiamo--3-6 trikampiuose.

3. Gautieji tyrimo rezultatai koreliuoja su ankstesniu vertikaliuju bei horizontaliuju judesiu tyrimu rezultatais ir teikia papildoma informacija atliekant Ignalinos atomines elektrines rajono ekogeodinamines rizikos vertinima.

Padekos

Dekoju prof. habil. dr. Algimantui Zakareviciui ir doc. dr. Arminui Stanioniui uz pagalba rengiant straipsni.

Literatura

Atkociunas, J.; Nagevicius, J. 2004. Tamprumo teorijos pagrindai. Vilnius: Technika. 528 p.

Hsu, R.; Li, S. 2004. Decomposition of deformation primitives of horizontal geodetic networks: aplication to Taiwan's GPS network, Journal of Geodesy 78: 251-262. doi:10.1007/s00190-004-0399-9

Kaiser, A.; Reicherter, K.; Hubscher, C.; Gajewski, D. 2005. Variation of the present-day stress field within the North German Basin--insights from thin shell FE modeling based on residual GPS velocities, Tectonophysics 397(1-2): 55-72. doi:10.1016/j.tecto.2004.10.009

Petroskevicius, P. 2004. Gravitacijos lauko poveikis geodeziniams matavimams. Vilnius: Technika. 292 p.

Skeivalas, J. 2008. GPS tinklu feorzija ir praktika. Vilnius. 288 p.

Zakarevicius, A. 2003. Dabartiniu geodinaminiu procesu Lietuvos terionjoje tyrimas. Vilnius. 195 p.

Zakarevicius, A.; Stanionis, A. 2006. zemes plutos erdviniu deformaciju nustatymas taikant GPS matavimu duomenis, Geodezija ir kartografija 32(4): 88-91.

Zakarevicius, A.; Stanionis, A. 2007. Erdviniu geodinaminiu itempiu tyrimas pagal geodeziniu matavimu rezultatus, Geodezija ir kartografija 33(1): 21-25.

Daiva Levinskaite

Vilniaus Gedimino technikos universitetas El. pasta daiva.levinskaite@gmail.com
1 lentele. Punktu koordinaciu pokyciai

Table 1. Coordinates of points changes

Punkto Nr. [DELTA]X, m [DELTA]Y, m [DELTA]Z, m

1 0,008 0,001 0,001

2 0,000 0,001 0,002

3 0,001 0,000 0,000

4 0,001 0,002 -0,002

5 0,003 0,000 0,000

6 0,008 0,002 -0,003

7 0,011 -0,002 0,001

8 0,014 -0,003 -0,003

9 0,007 -0,001 0,001

10 0,008 0,000 0,000

2 lentele. Erdviniu Zemes plutos deformaciju parametrai

Table 2. Parameters of Earth's crust spatial deformations

Trikampio Nr. [[sigma].sub.xx], Mpa

1 -0,972
2 -0,323
3 0,181
4 -1,786
5 -2,674
6 -0,489
7 0,076
8 -1,287

Trikampio Nr. [[sigma].sub.yy], Mpa

1 0,435
2 0,604
3 0,080
4 -0,007
5 0,111
6 0,299
7 -0,278
8 -0,116

Trikampio Nr. [[sigma].sub.zz], Mpa

1 -0,438
2 1,065
3 0,033
4 -0,425
5 -1,393
6 0,188
7 -3,005
8 -0,158

Trikampio Nr. [[sigma].sub.xy], MPA [[sigma].sub.xz], MPA

1 0,019 -0,171
2 0,517 0,650
3 0,203 0,008
4 -0,924 -0,889
5 -0,313 -1,582
6 -0,042 -0,046
7 -0,682 -1,189
8 -0,418 -0,135

Trikampio Nr. [[sigma].sub.yz], MPA

1 0,213
2 0,645
3 0,289
4 -0,514
5 -0,552
6 -0,272
7 -0,366
8 0,229

3 lentele. Geodinaminiu itempiu pokyciai

Table 3. Changes of geodynamic stresses

Trikampio Nr. [[sigma].sub.xx], Mpa [[sigma].sub.yy], Mpa

 1 -0,0817 -0,0029
 2 0,0196 0,0715
 3 0,0184 0,0127
 4 -0,1621 -0,0625
 5 -0,2605 -0,1046
 6 -0,0274 0,0167
 7 -0,0855 -0,1054
 8 -0,1158 -0,0502

Trikampio Nr. [[sigma].sub.zz], Mpa [[sigma].sub.xy], Mpa

 1 -0,0518 0,0005
 2 0,0973 0,0145
 3 0,0101 0,0057
 4 -0,0859 -0,0259
 5 -0,1888 -0,0088
 6 0,0105 -0,0012
 7 -0,2581 -0,0191
 8 -0,0526 -0,0117

Trikampio Nr. [[sigma].sub.xz], Mpa [[sigma].sub.yz], Mpa

 1 -0,0048 0,0060
 2 0,0182 0,0181
 3 0,0002 0,0081
 4 -0,0249 -0,0144
 5 -0,0443 -0,0155
 6 -0,0013 -0,0076
 7 -0,0333 -0,0102
 8 -0,0038 0,0064
COPYRIGHT 2009 Vilnius Gediminas Technical University
No portion of this article can be reproduced without the express written permission from the copyright holder.
Copyright 2009 Gale, Cengage Learning. All rights reserved.

Article Details
Printer friendly Cite/link Email Feedback
Author:Levinskaite, Daiva
Publication:Science - Future of Lithuania
Article Type:Report
Geographic Code:4EXLT
Date:Jul 1, 2009
Words:1742
Previous Article:An assessment of factors having impact on water quality in water supply pipelines/ Veiksniu, daranciu itaka vandens kokybei vandentiekio tinkle,...
Next Article:The influence of land-use on the quality of river water/ Zemenaudos itaka upiu vandens kokybei.
Topics:

Terms of use | Privacy policy | Copyright © 2019 Farlex, Inc. | Feedback | For webmasters