התנחלות אורן ירושלים בחורש הטבעי: ממחקר לניטור או מודל לניהול מבוסס מדע בשטחים פתוחים
מערכת משולבת של מגניטומטר וראדון לניטור תופעות...
description
Transcript of מערכת משולבת של מגניטומטר וראדון לניטור תופעות...
תופעות לניטור וראדון מגניטומטר של משולבת מערכת גיאודינמיות
( מגניטומטריה (חלק
במקום הארץ כדור בקרום שמצטברים לחצים שחרור יש אדמה ברעידותמסוים. בעזרת כאלה לחצים בשינוי להבחין צורך יש אדמה ברעידות לחזות כדיפרמטרים , , , תזוזת רדון גז שפיעת חשמלי שדה מגנטי שדה כמו גאודזים או גיאופיזיקלייםקרקע,
.' הכנת תהליך זיהוי וכו בבורות המים במפלס שינוים
אדמה ) רעידות ומיקום 2003עד 1900משנה( M>=4שברים
מדידת השדה המגנטי יכולה לשמש כאחת מהשיטות לחיזוי •רעידות אדמה. היו ניסיונות בעבר בארצות הברית, יפן ,רוסיה,
Johnston’ 1984; Sasai and Ishikawa, 11978; Shapiro and)סין, טורקיה Abdullabekov, 1982; Oshiman et al., 1991; Raleigh et al., 1977.)
במדינות האלה הוקמו רשתות של נקודות מגנטיות. לדוגמה, רשת • תחנות מגנטיות הפועלת בשבר סן-אנדריאס בארצות 24בת
. קיימות רשתות מגניטומטריות ברוסיה, יפן 1976הברית משנת וסין. בכמה מקרים של רעידות אדמה נרשם מבשר בשדה המגנטי
. אף על פי שיש מקרי הצלחה )בסין, nTבגודל כמה עשירית של רוסיה, יפן( נשארת עדיין בעיה רצינית להבדיל בסימנים של
רעידות אדמה מהשדה המגנטי שמורכב ממקורות שונים. הסיבה נעוצה בכך שגודל סיגנל הצפוי הוא פחות מהשינוים הנוצרים
ממקורות אחרים. המגניטמטרים החדשים מיועדים להתגבר על הקשים הקשורים לגילוי סימן רצוי מהשדה המגנטי.
רעידות חיזוי למטרת המגנטי השדה מדידת
Main specification of potassium SupergradiometerResolution0.001 pT for up to 20 readings per second
Noise envelope:0.02 – 0.2 Hz1 reading per second
0.03 pTrms0.05 pT/√Hz
Reading intervalsSelectable at 0.05, 0.1, 0.2, 0.5 & 1 sec.
Absolute accuracy0.2 nT. Time base stability 0.01 ppm over -40C to +55C. Long term stability 1 pT/day
TuningWide band system, no tuning
Range10,000 to 100,000 nT
Sensor orientation45 35 degrees off the magnetic field direction
Analog output)selectable full scale(
1 channel of magnetic field & 1 channel of gradient. 1, 10 & 100 pT. 1, 10 & 100 nT.
Digital outputSerial RS232C with programmable parameters
Visual outputAlphanumeric LCD, 11 digit magnetic field, 7 digit magnetic gradient.
Temperature range-40C to +55C
Console dimensions & Weight22369240 mm. 6.6 kg.
Sensor electronic console dimensions & Weight
1005050 mm. 1 kg.
Sensor dimensions & Weight230 263 )dia.( mm. 6 kg.
Lamp assembly170 90 )dia.( mm.
Cable lengthsUser specified, 1 – 300m.
Power requirementsEx. Input voltage 22-32 V, 12 W ave., 40 W max
Supergrad magnetic sensors
The view on the Amram mountain peak
S
N E
W
3 D v iew o f th e A m ram m o u n ta in )G IS -d a ta o f S O I(
to E ila t
The entrance to the tunnel )view from the opposite mountain(.
Low magnetic door )stainless steel + concrete(
SG1
SG2SG3
Flux
DIDD SCRn1
SM1
SM2
172 m
35 m
Figure 11. Equipment layout in the geophysical tunnel
Flux – Fluxgate magnetometerSG1,2,3 – SuperGrad sensorsDIDD – component Overhauser magnetometerDAQ – control and data acquisition equipment
Rn1,2 – radon sensorsDAQ – control and data acquisition equipment
SM1,2 – seismometer sensorsDAQ – control and data acquisition equipment
DAQ DAQ
DAQ
20 m 20 m 36 m 43 m 18 m 35 m
DAQDAQ
Rn2
N S
W
SG3
23 :0 0 23 :0 5 23 :1 0 23 :1 5 23 :2 0 23 :2 5 23 :3 0 23 :3 5 23 :4 0 23 :4 5 23 :5 0 23 :5 5 0 :0 017 Ma y 20 03
60990
61000
61010
61020
Sn2
-Sn1
(1 s
ec),
pT
-1 03 42 0
-1 03 41 0
-1 03 40 0
-1 03 39 0
Sn3
-Sn2
(1
sec)
, pT
60960
60980
61000
61020
61040
Sn2
-Sn1
(50
ms)
, pt
-1 03 46 0
-1 03 44 0
-1 03 42 0
-1 03 40 0
-1 03 38 0
Sn3
-Sn2
(50
ms)
, pT
E ila t o b se rv a to ry S u pe rG ra d m ag n e to m e te r)1 m in a v era g e d an d 5 0 m s re c or d ing s (
Example of the SuperGrad total field and differences recordingsExample of the SuperGrad total field and differences recordings
1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1M ay 2002
42900000
42920000
42940000
42960000
42980000
43000000
Tot
al fi
eld,
pT
(Sn1
)
60600
60800
61000
61200
61400
Sn2
-Sn1
, pT
-103600-103550-103500-103450-103400-103350-103300-103250-103200
Sn3
-Sn2
, pT
SuperG rad (E ilat observatory)
dIdD component magnetic sensor
1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1
M ay 2003
30900
31000
31100
H, n
T
0
20
40
60
80
100
D, n
T
29640
29660
29680
29700
29720
29740
Z, n
T42840
42860
42880
42900
42920
42940
T,n
T
didD Eilat obs.
Example of the dIdD total field and three components recordingsExample of the dIdD total field and three components recordings
Component magnetic measurements inside the tunnel
Points nmb Declination (D)
Inclination (I)
1 7 31’ 20’’ 43 57’ 20’’
2 7 27’ 10’’ 43 58’ 50’’
3 7 24’ 30’’ 43 57’ 40’’
|δT31 |= ~sin(I1)*[ δD*(D3-D1) + (δH – δZ)*( I3-I1)]
δT31~300 pT - total field differences between Sn3-Sn1δD~85 nT – variation of declination;D3,D1 and I3,I1 Declination and Inclination in Pn1 & Pn3
(D3-D1)/L ~ 1’/m
Results of the measurementsResults of the measurements Theory and estimationsTheory and estimations
Target Sn3 Pn3 Pn2 Pn1 Sn1Target Sn3 Pn3 Pn2 Pn1 Sn1
NN
WW
Point of measurementsPoint of measurements
SuperGrad SensorsSuperGrad Sensors
Date: 12/08/2003 12:21-15:55 UTDate: 12/08/2003 12:21-15:55 UT
Instrument: magnetic theodolite DIM-100 Instrument: magnetic theodolite DIM-100
~7 m~7 m ~7 m~7 m
Block-diagram of the initial data processing
SG 1 minSG 50ms
dIdD 5 s dIdD 1 min
Time of noise determination
SG 1 min
dIdD 1 min
BBeesstt
Interpolations
Best fitBest fit((Outer fieldOuter field
Elimination)Elimination)
AveragingAveraging
Best fitBest fit
((new coefficientsnew coefficients))
““Pure” SG dataPure” SG data
Further data processingFurther data processing
SuperGrad differences in June 2003
1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 56 1 0 3 0
6 1 0 4 0
6 1 0 5 0
6 1 0 6 0
6 1 0 7 0
6 1 0 8 0
Sn2
-Sn1
, pT
-103450
-103440
-103430
-103420
-103410
-103400
Sn3
-Sn2
, pT
-42410
-42400
-42390
-42380
-42370
-42360
Sn3
-Sn1
, pT
July 2003
SuperGrad recordings after the external magnetic field variations elimination .
1-Jun 1-Jul 31-Jul 30-Aug 29-Sep 29-O ct
61020
61040
61060
61080
Sn2
-Sn1
, pT
-103480
-103460
-103440
-103420
Sn3
-Sn2
, pT
-42380
-42360
-42340
-42320
Sn3
-Sn1
, pT
June-Septem ber 2003
04080
120160200240280320360400
Dec
linat
ion,
nT
June – October 2003June – October 2003
0 1 0 4 0 7 1 0 1 3 1 6 1 9 2 2 2 5 2 8 3 1
O ctober 2003
3072030760308003084030880309203096031000
H, n
T
0
40
80
120
160
200
D, n
T
29720
29760
29800
29840
29880
Z, n
T
4272042760428004284042880429204296043000
T,n
T
didD Eilat obs.
193000 194000 195000 196000 197000 198000 199000
396000
397000
398000
399000
S h ad ed re lie f m ap o f th e A m ram m o u n ta in an d su rro u n d in g
G eophysica l tunnel
G eom agnetic survey profile
Geology of the area:Geology of the area: Precambrian Amram Granite Porphyry is exposed in a structurally elevated block Precambrian Amram Granite Porphyry is exposed in a structurally elevated block along the western margin of the southern Arava Rift. Major faults of the Rift are 2-4 km to the east of it.along the western margin of the southern Arava Rift. Major faults of the Rift are 2-4 km to the east of it.
To EilatTo Eilat
NN
m, New Israelm, New Israel DatumDatum
Conclusion:1( SuperGrad and dIdD magnetometers have been operated uninterraptive since
May 2003 )time of SG configuration changing( with all ordered technical parameters.
2( All SuperGrad differences are influenced mainly by declination of external field,
because declination of the main field is changed from point to point inside the tunnel.
3( The proposed data processing technique make it possible to demising natural and artificial noises till gradient of about 0.1pT/m .
4( The long period variation over the June-October 2003 in SuperGrad differences is conditioned probably by an inner source .