Sejsmiczność indukowana i inne zagrożenia

Transkrypt

1 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego Sejsmiczność indukowana i inne zagrożenia w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka antropogeniczne towarzyszące poszukiwaniom i eksploatacji zasobów naturalnych - kontekst budowy projektu IS-EPOS Cyfrowa przestrzeń badawcza sejsmiczności indukowanej dla celów EPOS CYFROWA PRZESTRZEŃ BADAWCZA SEJSMICZNOŚCI INDUKOWANEJ DLA CELÓW EPOS Prof. dr hab. Stanisław Lasocki Instytut Geofizyki, Polska Akademia Nauk lasocki@igf.edu.pl CYFROWA PRZESTRZEŃ BADAWCZA SEJSMICZNOŚCI INDUKOWANEJ DLA CELÓW EPOS Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

2

3 Silniejsze antropogeniczne wstrząsy sejsmiczne mogą powodować duże straty materialne, a nawet ofiary ludzkie. Zagrożenia związane z SA mogą być znaczące. Jednak te zagrożenia mogą być i są często wyolbrzymiane. Ważne gospodarczo działalności technologiczne mogą utracić zaufanie publiczne jeśli towarzyszące im ryzyko nie będzie wiarygodnie szacowane i kompetentnie i uczciwie przedstawiane społeczeństwu.

4 PRZEMYSŁ NAUKA SPOŁECZEŃSTWO TRZY KROKI DO POPRAWY EFEKTYWNOŚCI BADAŃ NAUKOWYCH DLA OPRACOWYWANIA METOD OCENY, PROGNOZY I OGRANICZANIA ZAGROŻEŃ GEOFIZYCZNYCH INDUKOWANYCH EKSPLOATACJĄ ZASOBÓW ZIEMI: 1. Podejście zintegrowane i multidyscyplinarne. Łączenie wokół celu grup badawczych reprezentujących różne dyscypliny. Dwukierunkowa wymiana informacji z grupami z innych dziedzin nauk o Ziemi. 2. Zarówno wewnątrz-dyscyplinarna jak i międzydyscyplinarna integracja infrastruktur badawczych z wykorzystaniem najnowszych możliwości IT Długofalowy plan integracji europejskich infrastruktur do badań naukowych twardej Ziemi, EPOS. 3. Szczególna uwaga poświęcona związkom aktywność technologiczna odpowiedź górotworu i środowiska Głęboka synergia nauka przemysł oparta o wzajemne zrozumienie i poszanowanie interesów.

5 CYFROWA PRZESTRZEŃ BADAWCZA SEJSMICZNOŚCI INDUKOWANEJ DLA CELÓW EPOS Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka Oś priorytetowa 2: Infrastruktura Sfery B+R Wartość projektu: ,88 PLN Udział UE: ,10 PLN Okres realizacji: 01/10/ /12/2015 KONSORCJUM NAUKOWO-PRZEMYSŁOWE

6 CYFROWA PRZESTRZEŃ BADAWCZA SEJSMICZNOŚCI INDUKOWANEJ PROTOTYP INTEGRACJI INFRASTRUKTUR BADAWCZYCH ZAGROŻEŃ ANTROPOGENICZNYCH PROTOTYP: Dyscyplina: Sejsmiczność antropogeniczna Integrowane infrastruktury Epizody sejsmiczności (Dane), Usługi, Dokumenty Epizod: Zbiór danych opisujący w pełni proces sejsmiczny, indukowany lub wyzwalany działalnością technologiczną związaną z eksploracją i eksploatacja geozasobów. Kolekcja skorelowanych czasowo danych geofizycznych (tutaj: sejsmicznych), właściwych danych technologicznych i innych właściwych geodanych Epizod musi zawierać także dane technologiczne ale może się w całości odnosić do przypadku z przeszłości. Usługi: Oprogramowanie pozwalające badać epizody. Dokumenty: Wszelkie piśmiennictwo właściwe dla dyscypliny (tutaj: dla sejsmiczności antropogenicznej)

7 PROBLEMY I WYZWANIA Strategiczne: Ochrona własności intelektualnej. Topologia. Lokalizacje integrowanych infrastruktur. Współpraca z przemysłem. Ochrona zasobów przed intencjonalnym lub nieintencjonalnym nadużyciem. Środowisko IT. Przewidywany dalszy rozwój prototypu w ramach programu EPOS. Interoperacyjność z innymi strukturami dziedzinowymi i integracja międzydziedzinowa. Techniczne: Standaryzacja i harmonizacja danych. Formy oprogramowania do implementacji. Procedury integracji danych i implementacji oprogramowania. Proces kontroli jakości integrowanych infrastruktur. Komunikacja i transfer danych.

8 PROBLEMY I WYZWANIA Strategiczne: Ochrona własności intelektualnej. Topologia. Lokalizacje integrowanych infrastruktur. Współpraca z przemysłem. Ochrona zasobów przed intencjonalnym lub nieintencjonalnym nadużyciem. Środowisko IT. Przewidywany dalszy rozwój prototypu w ramach programu EPOS. Interoperacyjność z innymi strukturami dziedzinowymi i integracja międzydziedzinowa. Techniczne: Standaryzacja i harmonizacja danych. Formy oprogramowania do implementacji. Procedury integracji danych i implementacji oprogramowania. Proces kontroli jakości integrowanych infrastruktur. Komunikacja i transfer danych.

9 Users TOPOLOGIA AS Episode Providers IS-EPOS IT Platform Open Area Other LDC-s Software Providers Service implementation QC block Episode integration QC block CIBIS LDC of IGF PAS Document Repository QC block AS Episode Providers Document Providers

10 PRZEWIDYWANE DWA POZIOMY WSPÓŁPRACY PRZEMYSŁU Z PLATFORMĄ IS-EPOS Poziom I Ogólnodostępny Dostęp do materiałów informujących o nowych, w pełni sprawdzonych rozwiązaniach (rekomendacje instrukcje itd.). Możliwość przetwarzania epizodów dostępnych na platformie przy pomocy usług platformy z wyłączeniem usług wymagającej specjalistycznej wiedzy. Możliwość definiowania i przekazywania szerszych problemów potrzebujących rozwiązań, które następnie będą podejmowane przez zainteresowane grupy naukowe, skupione wokół platformy. Możliwość skorzystania z rad ekspertów platformy. Możliwość skorzystania z znajdujących się na platformie usług szkoleniowych.

11 PRZEWIDYWANE DWA POZIOMY WSPÓŁPRACY PRZEMYSŁU Z PLATFORMĄ IS-EPOS Poziom II Z Partnerem Przemysłowym Partner Przemysłowy Przekazuje do integracji na platformie bieżące lub przeszłe epizody (np. sejsmiczność w rejonie ściany wydobywczej, geometria i postęp frontu, możliwe dane geologiczne i geomechaniczne). Część z tych danych może obłożyć czasowym embargo, czyniąc je dostępnymi tylko dla naukowców. Partner Przemysłowy otrzymuje możliwości: Przesyłania własnych danych do wydzielonej własnej przestrzeni roboczej platformy. Dane takie są niedostępne dla innych użytkowników platformy; Przetwarzania danych przy pomocy znajdującego się na platformie oprogramowania, również takiego, którego użycie wymaga wiedzy specjalistycznej. Oceny przydatności dla przemysłu nowych rozwiązań wprowadzanych na platformę. Pierwszeństwo w dostępie do najnowszych, sprawdzonych rozwiązań i realizującego te rozwiązania oprogramowania do wykorzystania poza platformą. Udział w planowaniu rozwoju usług platformy. + Wszelkie możliwości poziomu I.

12 OBECNE ZASOBY SZEŚĆ EPIZODÓW Aktywność sejsmiczna w rejonie ścianowego frontu nr. 3 w pokładzie 503 w KWK Bobrek w okresie 1/04/2009-8/07/2010. Dane: 2995 sygnałów sejsmicznych, katalog sejsmiczny, postępy frontu, model prędkościowy. Przekazane przez Kompanię Węglową S.A. i Główny Instytut Górnictwa Aktywność sejsmiczna od 24/08/2013, wyzwolona napełnieniem Jeziora Czorsztyńskiego. Dane: Ciągłe sejsmogramy, sygnały sejsmiczne, katalog sejsmiczny, wahania poziomu i objętości wody od 1/01/1996, model prędkościowy. Przekazane przez Zespół Elektrowni Wodnych Niedzica S.A. i Instytut Geofizyki PAN Aktywność sejsmiczna w okresie 23/07-22/08/2007, towarzysząca eksperymentalnej produkcji energii geotermalnej. Dane: Ciągłe sejsmogramy, sygnały sejsmiczne, katalog sejsmiczny, geometria otworów, wahania objętości zatłaczanej i ciśnienia 9-19/08/2007, model prędkościowy. Przekazane przez GeoForschungsZentrum (GFZ) Poczdam, Niemcy. Aktywność sejsmiczna od 01/01/2013, indukowana eksploatacją w Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym. Dane: Ciągłe sejsmogramy, sygnały sejsmiczne, katalog sejsmiczny, granice kopalń, model prędkościowy. Przekazane przez Instytut Geofizyki PAN. Aktywność sejsmiczna od 24/08/2013, wyzwolona spiętrzeniem wody rzeki Song Tranh, środkowy Wietnam. Dane: Ciągłe sejsmogramy, sygnały sejsmiczne, katalog sejsmiczny, wahania poziomu wody, model prędkościowy. Przekazane przez Instytut Geofizyki Wietnamskiej Akademii Nauki i Technologii i Instytut Geofizyki PAN. Regionalna sejsmiczność od 2014, towarzysząca eksploatacji w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Dane: Ciągłe sejsmogramy, sygnały sejsmiczne, katalog sejsmiczny, sygnały akcelerometryczne, katalog sejsmometryczny, granice kopalń, model prędkościowy, wartości Vs30 pod stacjami, mapa uskoków w GZW. Przekazane przez Główny Instytut Górnictwa.

13 Usługi wyższego poziomu: Blok estymacji parametrów wstrząsu OBECNE ZASOBY USŁUGI Lokalizacja ogniska wstrząsu. Określenie współrzędnych hipocentralnych ogniska. Inwersja tensora momentu sejsmicznego. Wyznaczanie mechanizmu ogniska: orientacji płaszczyzny pękania, kierunku ślizgu. Analiza spektrów przemieszczenia. Wyznaczanie poziomów spektralnych i częstotliwości narożnych dla fal P i S.

14 Usługi wyższego poziomu: OBECNE ZASOBY USŁUGI Blok analizy zbiorowych własności sejsmiczności Szacowanie progu kompletności katalogu sejsmicznego. Estymacja funkcji gęstości i dystrybuanty rozkładu magnitudy wstrząsów przy użyciu różnych modeli rozkładu.

15 Usługi wyższego poziomu: OBECNE ZASOBY USŁUGI Blok probabilistycznej analizy stacjonarnego hazardu sejsmicznego Estymacja funkcji gęstości i dystrybuanty rozkładu magnitudy wstrząsów. Ocena prawdopodobieństwa wystąpienia wstrząsu o magnitudzie równej lub większej niż wskazana w funkcji okresu oczekiwania. Estymacja średniego okresu powrotu wstrząsu o zadanej magnitudzie w funkcji tej magnitudy Estymacja największej spodziewanej magnitudy wstrząsu w zadanym okresie czasu w funkcji tego okresu.

16 Usługi wyższego poziomu: OBECNE ZASOBY USŁUGI Blok probabilistycznej analizy zmiennego w czasie hazardu sejsmicznego Szacowanie parametrów hazardu sejsmicznego w funkcji czasu aktywności sejsmicznej, wartości b-gutenberga-richtera, okresu powrotu wstrząsu o zadanej magnitudzie, prawdopodobieństwa wystąpienia wstrząsu o magnitudzie równej lub większej, niż zadana na zadanym obszarze wokół frontu eksploatacyjnego, przesuwającym się wraz z postępem frontu eksploatacyjnego. Szacowanie parametrów hazardu sejsmicznego w funkcji czasu j. w. na wybranym obszarze statycznym.

17 Usługi wyższego poziomu: OBECNE ZASOBY USŁUGI Modelowanie pola naprężeń na podstawie mechanizmów wstrząsów Wyznaczanie orientacji osi głównych, orientacji osi P i T pola naprężeń i względnej wartości naprężenia (wartości R) z inwersji mechanizmu ognisk wstrząsów. Stan naprężeń jest wyznaczany w punkcie (przypadek 0D), wzdłuż profilu lub w funkcji czasu (przypadek 1D) i na mapie (przypadek 2D). σ 2 + σ 1 + σ 3 +

18 OBECNE ZASOBY USŁUGI Usługi wizualizacyjne 1D, 2D i 3D, ogólne oraz zintegrowane z epizodami Wizualizacje 1D, 2D i 3D parametrów katalogu. Wizualizacje sygnałów. Wizualizacje wyników usług wyższego poziomu (np. widmo przemieszczeniowe i dopasowany model, piłeczki mechanizmów wstrząsów, okres powrotu wstrząsu o zadanej magnitudzie, prawdopodobieństwo wystąpienia zjawiska o magnitudzie zadanej lub wyższej w funkcji czasu itd.) 1D, 2D i 3D wizualizacje dostosowane do konkretnego epizodu.

19 Usługi niższego poziomu: OBECNE ZASOBY USŁUGI Wybór części katalogu i inne selekcje. Transformacja współrzędnych do innych układów współrzędnych. Ustalenie związków pomiędzy magnitudami z różnych skal magnitud. Zbierania wszystkich rejestracji wskazanego zjawiska z katalogu sejsmicznego. Pikowanie faz. Transformacja rejestracji z formatu MiniSeed do formatu tekstowego (ASCII) OBECNE ZASOBY REPOZYTORIUM DOKUMENTÓW Obecnie prawie 500 pozycji specjalistycznego piśmiennictwa z dziedziny.

20 PROTOTYP CYFROWA PRZESTRZEŃ BADAWCZA SEJSMICZNOŚCI INDUKOWANEJ DLA CELÓW EPOS THEMATIC CORE SERVICE ANTHROPOGENIC HAZARDS EPOS

21 Dziękuję za uwagę