Oddělení geofyziky
Vědečtí pracovníci
|
Techničtí pracovníci
|
Hlavní témata výzkumu
Studium vybraných fyzikálních polí a jejich projevů v horninovém masívu a observatorní činnost.
-
Interpretace a modelování projevů indukované seizmicity v karvinské oblasti
Hlavním cílem je prozkoumat experimentálně a výpočty dynamické chování technologických konstrukcí a staveb vystavených nestacionárnímu dynamickému zatížení technickou seizmicitou, především seizmicity indukované důlní činností v oblasti kolem Karviné. Prováděna jsou měření na permanentních stanovištích, ale také je zrealizováno několik krátkodobých experimentálních měření ve specifických objektech. Součástí tématu jsou povrchová geodetická měření pro sledování chování horninového masívu v počáteční fázi poddolování a vývoj postupů pro společnou interpretaci geodetických a geofyzikálních dat. Aktivita je součástí dvou doktorandských témat.
-
Studium seizmického režimu severní části moravskoslezského regionu
První studie sledovaného regionu byly zahájeny v roce 1997. K základním aktivitám patří monitorování regionální seizmické aktivity, zřizování solitérních stanic, identifikace záznamů a detailní interpretace seizmických jevů. Data jsou využita i pro studium rychlostního pole seizmických vln na zkoumaném území a vlastností povrchových vln. Interpretace dat probíhá v kooperaci s Ústavem fyziky Země MU Brno, provoz stanice národní sítě OKC probíhá v kooperaci s Geofyzikálním ústavem AVČR, v.v.i. Praha a VŠB – Technickou univerzitou Ostrava.
-
Vývoj metod měření a interpretačních postupů
Aktivita vychází ze společného tématu s prof. Lyubushinem z ÚFZ Ruské akademie věd v Moskvě (například užití waveletové transformace pro seizmologické studie) a dále využití historického důlního díla jako přírodní laboratoře pro výzkum nových metodik geomechanických měření.
K další činnosti oddělení patří vývoj speciálních zařízení pro geofyzikální měření, měření a interpretace technické seismicity, provádění geodetických a geofyzikálních měření v povrchových hloubkách a interpretace výsledků.
Významné vědecké výsledky
- Waveletový rozklad vlnových obrazů seizmických jevů
Dílčími cíli bylo využití waveletové transformace pro filtrace signálů, stanovení optimální waveletové báze (podle minima optimální entropie) a optimální hladiny pro paketový rozklad. Prostorové rozložení absolutních hodnot waveletových koeficientů je používáno pro názornou presentaci signálu v časově-frekvenční oblasti. Analýzou píků v tomto zobrazení získáme představu o jejich frekvenčních a časových rozsazích. Tyto informace jsou testovány k využití pro typovou analýzu souboru signálů.
- Seizmicita severní části moravskoslezského regionu
Přirozená seizmicita je od roku 1993 nízká, například v roce 2006 bylo zaznamenáno jen pět slabých zemětřesení. V oblasti jsou dále zaznamenávány seizmické projevy důlně indukovaných jevů z hornoslezské pánve (karvinské i polské části), Legnicko-Glogowského měďného regionu a Lubinské oblasti. Například, důlní otřesy ze září a října 2006 z karvinské oblasti měly lokální mag-nitudou 2,2 a 1,6. Ve spolupráci s Ústavem fyziky Země Masarykovy univerzity v Brně bylo za posledních 10 let detekováno asi 1000 mikrozemětřesení s lokálním magnitudem do 1,9.
Na základě refrakčních měření byl poprvé pro vyšetřovanou oblast odvozen z vyhlazených hodochron P-vln 1-D model nejsvrchnější části zemské kůry, pro tento model je charakteristické, že nízké přípovrchové rychlosti (vP < 4,5 km/s) vykazují výrazný nárůst do hloubek kolem 1 km, kde dosahují rychlostí kolem vP ~ 5,8 km/s.
- Studium stability středověkého Dolu Jeroným
V historickém důlním díle Jeroným je postupně budován distribuovaný měřicí systém, který umožní měření seizmického zatížení, úrovní hladin důlních vod, rozevírání puklin v horninovém masivu, konvergencí, změn geometrie důlního díla (deformace komor) a změn tenzoru napjatosti horninového masivu. Jako řídicí jednotka se využívá jednodeskový počítač seizmické registrační aparatury. Její komunikace s vyhodnocovacím centrem v ÚGN AV ČR přes GSM síť se využívá také pro přenos naměřených dat. Měřící systém poskytuje data pro posuzování stability důlních prostor, v nichž se plánuje realizace muzea.
Aktivity v roce 2007
Nové poznatky a měření v seizmologii, inženýrské geologii a geotechnice OVA'07, 16. ročník regionální konference seizmologů, inženýrských geofyziků a geotechniků s mezinárodní účastí.
Řešení dílčího úkolu Výzkumného záměru, projektů GAČR, výzkumného projektu Českého báňského úřadu (rok 2007) a dílčích úkolů pro praxi.
Společné vědecké pracoviště s Katedrou geotechniky a podzemního stavitelství Fakulty stavební VŠB – Technické univerzity Ostrava, téma Měření a analýza technické seizmicity.
Řešení společného tématu (navazující třetí téma) v rámci kooperace Ruské a České Akademie věd s názvem Analýza geofyzikálních dat s použitím moderních matematických metod (2006-2008).
Vybrané publikace
- D. Čápová, Z. Kaláb: GIS Project to Monitor Induced Seismic Activity in Areas of Abandoned Underground Mines. Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., M-24(340), 2002, 121-129.
- N. Častová, D. Horák, Z. Kaláb: Description of Seismic Events using Wavelet Transform. International Journal of Wavelets, Multiresolution and Information Processing, Vol. 4, No. 3(2006), ©World Scientific Publishing Company, 405-414.
- H. Doležalová, K. Müller, P. Bláha: Analysis of Geodetic Surveying on the Margin of Subsidence Depression. Zeszyty naukove Politechniki Ślaskiej, Ser. Górnictwo z.273, Nr 1736, 2006, Gliwice, 103-112.
- K. Holub, Z. Kaláb, J. Knejzlík, J. Rušajová: Frenštát Seismic Network and Its Contribution to Observations of the Natural and Induced Seismicity on the Territory of Northern Moravia and Silesia, Acta Geodyn. Geomater., Vol. 1 (133), Prague, 2004, 59-71.
- K. Holub: Rock mass response to the decline in underground coal mining. J. Min. Science, Vol. 42, No.1, 2006, 15-26.
- K. Holub, J. Knejzlík, B. Růžek, J. Rušajová, O. Novotný: Some Features of Seismic Waves Observed in the Territory of Moravia and Silesia. Acta Geodyn. Geomater., Vol. 3, No. 3 (143), 2006, 97-107.
- K. Holub, J. Málek, O. Novotný, J. Rušajová, J. Valenta: Mean vertically inhomogeneous models of the uppermost crust along seismic profiles in the Ohře rift and Moravo-Silesian region. In: Transactions of the VŠB-Technical University of Ostrava, Civil Engineering Series, 2, Vol. VI, 2006, 125-131.
- K. Holub: A study of mining-induced seismicity in Czech coal mines with long-wall coal exploitation. J. Min. Science, Vol. 43, No. 1, 2007, 37-44.
- P. Hradil, Z. Kaláb, J. Knejzlík, R. Kořínek, V. Salajka, V. Kanický, V. (2007): Response of Panel Building to Mining Induced Seismicity in Karvina Area (Czech Republic). Tectonophysics, 2007.
- E. Hrubešová, Z. Kaláb: Example of Modeling of the Mining Induced Seismicity Impact on the Building Using Numerical System Plaxis. In: Konečný, Pa. (ed): EUROCK 2005 – Impact of Human Activity on the Geological Environment, A.A.Balkema Publisher, Leiden, 2005, 213-218.
- Z. Kaláb, J. Knejzlík, R. Kořínek, P. Žůrek: Cultural Monument Jeroným Mine, Czech Republic – Contribution to the Geomechanical Stability Assessment. Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., M-29(395), Warszawa, 2006, 137-146.
- Z. Kaláb: Measurements of Seismic Vibrations Induced by Quarry Blasts at the Mostecká Basin. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Ser. Górnictwo z.271, Nr. 1715, Gliwice, 2006, 49-58.
- J. Knejzlík, Z. Kaláb: Seismic Recording Apparatus PCM3-EPC. Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., M-24(340), 2002, 187-194.
- M. Lednická, B. Luňáčková, Z. Kaláb, E. Hrubešová, R. Kořínek: Contribution to Evaluation of Technical Seismicity Effect on Buildings - Case Study, Earth Sciences Research Journal (formerly Geofisica Colombiana), Vol. 10, No. 1, 2006, 7-14.
- A.A. Lyubushin Jr., Z. Kaláb, N. Častová: Application of Wavelet Analysis to the Automatic Classification of Three-Component Seismic Records. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, Vol.40, No.7, 2004, 587-593.
- V. Schenk, Z. Kaláb, R. Grygar, K. Holub, J. Jelínek, J. Knejzlík, P. Kottnauer, Z. Schenková: Fundamental Mobility Trends in the Northern Part of the Moravo-Silesian Zone (the Bohemian Massif) - A Complex Geodynamic Analysis. Acta Research Reports, No. 13, Prague, 2004, 75-90.