آلية عمل الشبكة الوطنية لرصد الزلازل في دولة الكويت

2001 الزلازل

فريال ابو ربيع و الشيخة أمثال الصباح

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الشبكة الوطنية لرصد الزلازل آلية عمل الشبكة الوطنية لرصد الزلازل الكويت علوم الأرض والجيولوجيا

تركيب ومكونات المحطات الحقلية

بدأت الشبكة العمل بثماني محطات حقلية كل منها مجهز بثلاث سيسمومترات (أجهزة إلتقاط) بحيث تستقبل الاهتزازات في الاتجاهات الثلاثة الرئيسة (الاتجاهين الأفقيين شمال – جنوب ، شرق – غرب والاتجاه الرأسي).

وتشمل سبع محطات على سيسمومترات قصيرة المدى (ذات تردد طبيعي قيمته 1 هيرتز) وهي تضمن أعلى حساسية لالتقاط الزلازل المحلية والإقليمية .

وتشمل المحطة الثامنة على سيسمومتر ذي مدى فائق الاتساع يشمل على المركبات الثلاثة. وهو ذو حساسية فائقة لتسجيل الزلازل المحلية والإقليمية والبعيدة .

 

ويتم ترقيم ( Digitization ) البيانات الصادرة عن كل سيسمومتر باستخدام مرقم البيانات ( Digitizer ) له 24 حيزاً ترقيمياً ( Bit ) باستخدام معدل ترقيم ( Sampling Rate ) مائة عينة في الثانية ، مما يضمن تسجيل الطيف السيزمي كاملا للزلازل المحلية والإقليمية والبعيدة .

ويقوم مرقم البيانات في كل محطة بتوصيل الموجات الزلزالية الصادرة عن السيسمومترات الثلاثة إلى أجهزة الإرسال وذلك بصفة مستمرة بعد إضافة بيانات التوقيت عليها .

ويتم تغذية المحطات الحقلية بالطاقة الكهربائية من خلال بطاريات يتم شحنها باستمرار باستعمال تكنولوجيا الخلايا الشمسية .

 

تم تصميم غرفة الأجهزة بالمحطات الحقلية بحيث يضمن عزلاً حرارياً تاماً عن الجو الخارجي . بالإضافة إلى عدم إقامة إنشاءات فوق سطح الأرض ، وهو الأمر الذي يؤدي إلى تقليل مستوى الضجيج السيزمي .

وتتكون غرفة الأجهزة من حفرة أسطوانية تحت سطح الأرض مبطنة من الخارج بطبقة سميكة من الخرسانة المضادة للماء ، ومن الداخل بطبقة أسطوانية من الصلب غير القابل للصدأ . ثم تكسية أرضية الغرفة بطبقة من الخرسانة المضادة للماء لاستعمالها كقاعدة للسيسمومترات .

 

يصل القطر الداخلي للغرفة إلى2 متراً ويتراوح عمقها من 3،5 إلى 4 أمتار . وتتم تغطية الغرف بواسطة أغطية مزدوجة تضمن العزل الحراري التام .

تتصل غرفة الأجهزة ببرج الاتصالات اللاسلكية (الذي يبعد عنها بحوالى 30 متراً) عن طريق أنابيب أسطوانية مدفونة بعمق حوالي نصف متر من سطح الأرض

والشكل (3-10) يوضح رسماً تخطيطياً لأجهزة أحد المحطات الحقلية .

والشكل (3-11) صورة لغرفة الأجهزة في إحدى المحطات الحقلية .

 

شبكة الاتصالات اللاسلكية:

تم استعمال خطوط اتصال لاسلكية مزدوجة( Duplex )  بين المحطات الحقلية ومركز التسجيل والتحليل ( في مقر المعهد بالشويخ ) حيث تشتمل كل محطة على مُرسل (بطاقة بث كبيرة) لإرسال البيانات الزلزالية إلى المركز بصفة مستمرة.

وكذلك على مُستقبل لاستقبال أوامر التشغيل وإشارات التوقيت الصادرة من المركز ، هذا بالإضافة إلى هوائيات الاستقبال والإرسال .

 

ويشتمل المركز على مُرسل إضافي مع هوائي إرسال لجميع الاتجاهات وذلك لإرسال أوامر التشغيل إلى أجهزة المحطات الحقلية ، وكذلك لإرسال بيانات التوقيت لكل محطة .

وتشمل دائرة الاتصالات في المركز ثمانية مستقبلات مع هوائياتها لاستقبال البيانات من المحطات الحقلية .

 

مركز التسجيل والتحليل :-

تصل بيانات كل المحطات الحقلية في وقت حدوثها تقريباً إلى مركز التسجيل والتحليل حيث يتم استقبالها وتعديلها وتسجيلها المستمر بواسطة حواسب آلية ذات برامج خاصة بعمليات تسجيل البيانات.

ويتم تسجيل البيانات القادمة من المحطات الحقلية بكل قنواتها بصفة مستمرة على قرصين ثابتين كل منهما ذو سعة تخزينية كبيرة .

ويتم التسجيل عليهما بالتبادل باعتبارهما وسطاً تخزينياً متجدداً أي يتم إعادة التخزين عليه بعد امتلائه . بينما يتم نقل البيانات الزلزالية لجميع القنوات لتخزن بصفة دائمة على شرائط تسجيل مغناطيسية سعة الواحد منها 1,3 جيجا بايت .

والشكل ( 3 – 12 ) يوضح رسماً تخطيطياً لأجهزة مركز التسجيل والتحليل.

 

وتشمل برامج التشغيل والتسجيل على برامج التعرف الآلي على الزلازل عند حدوثها حيث يتم تسجيل الزلازل فقط (عند حدوثها) على وسط تخزيني آخر، هذا بالإضافة إلى وجودها على وسط التخزين المستمر.

ويتم عرض البيانات القادمة من المحطات بصورة مستمرة على شاشة عرض متصلة بالحاسبات. كما يتم تسجيلها بصورتها الموجية بشكل مستمر مرئي على أوراق يتم تغييرها يوميا.

وتتصل برامج التعرف الآلي على الزلازل أوتوماتيكيا ببرامج التحليل الفوري التي تقوم بتحديد زمن وصول الموجات الطولية (P-wave) عند كل المحطات، وتمد بها البرنامج المخصص لتحديد عناصر الزلازل (Hypo7IPC) الذي يقوم بتحديد عناصر كل زلزال بشكل آلي.

وتتضمن هذه العناصر زمن الحدوث، وإحداثيات مركز الزلزال، وعمقه، وقوته بالإضافة إلى بيانات أخرى تفصيلية. وتعتبر نتائج هذه العملية دقيقة للزلازل التي تقع مراكزها داخل المنطقة التي تغطيها الشبكة وهي الزلازل المحلية فقط.

 

أما في حالة حدوث الزلازل الإقليمية التي تقع مراكزها خارج حدود الشبكة فإن الأمر يتطلب تدخلاً مباشراً من المختص.

ويقوم بعمليات التحليل بنفسه حيث يلتقط أزمنة وصول الموجات الطولية (p-wave)، وأزمنة وصول الموجات المستعرضة (S-wave) ويغذي بها برنامج تحديد عناصر الزلازل، وذلك لأن برنامج التحديد الفوري لعناصر الزلازل غير مهيىء حتى الآن لإلتقاط وتحديد أزمنة وصول الموجات المستعرضة (S-wave) بدقة كافية.

الشكل (3-13) يمثل صورة لمركز التسجيل والتحليل في مقر معهد الكويت للأبحاث العلمية بالشويخ.

ومنذ تشغيل الشبكة في مارس 1997 وحتى الآن تم تسجيل عدد كبير من الزلازل الإقليمية على طول حزام زاجروس النشط بالإضافة إلى بعض الزلازل المحلية داخل دولة الكويت

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]