|
|
Stochastické simulace a modelování v magnetotelurické metodě
Klanica, Radek ; Pek, Josef (vedoucí práce) ; Růžek, Bohuslav (oponent) ; Velímský, Jakub (oponent)
V této práci se zabývám vývojem stochastické obrácené úlohy pro magnetotelurickou metodu v případě 1D/2D izotropní a anizotropní úlohy a její aplikací na syntetická a reálná data. Magnetotelurická metoda je geoelektrická induktivní metoda, která využívá jako zdroj indukce v Zemi variace přírodního elektromagnetického pole, na základě jejichž zpracování a interpretace dokáže zjistit odpor horninového prostředí až do hloubek desítek kilometrů. Obrácená úloha je v magnetotelurice řešena s cílem určit skutečné rozložení elektrického odporu pod povrchem Země na základě povrchových měření. Běžné metody řešení obrácené úlohy jsou založeny na optimalizaci modelu prostředí s omezením na shodu mezi pozorovanými daty a modelovou odezvou. Naproti tomu stochastické metody jsou založené na prohledávání prostoru parametrů a vybírání modelů na základě jejich pravděpodobnosti, díky čemuž jsou vhodné pro mnohadimenzionální úlohy, které nelze charakterizovat jedním výrazným minimem. Efektivní cestou jak zmapovat velký prostor parametrů jsou simulace Monte Carlo, pomocí nichž lze efektivně třídit přijatelné modely z hlediska pravděpodobnosti. Výsledkem těchto simulací je pravděpodobnostní popis jednotlivých parametrů, nikoli jeden výsledný model. Vzhledem k výhodám stochastické úlohy jsem vyvinul obrácenou úlohu...
|
|
|
Aproximace statických modulů hornin z dynamických modulů stanovených akustickou karotáží pomocí T-matrix modelu
Chalupa, František ; Vilhelm, Jan (vedoucí práce) ; Rudajev, Vladimír (oponent) ; Růžek, Bohuslav (oponent)
(CZ) Práce se zabývá využitím T-matrix modelu k odhadu statických modulů hornin ve vrtu z dynamických modulů stanovených pomocí akustické karotáže. Navrženým postupem je možné stanovit hodnoty modulů, které jsou blízké hodnotám statických modulů, které by byly zjištěny zatěžovací zkouškou. Postup je postavený na úvaze, že neporušená hornina o dostatečné pevnosti v prostém tlaku sc a dostatečně vysoké hodnotě statického Youngova modulu ES, vykazuje víceméně lineární elastické chování. V takovém případě jsou hodnoty statických a dynamických modulů totožné. Tato skutečnost byla experimentálně ověřena pro horniny s hodnotami sc a ES v řádu vyšších desítek MPa respektive GPa. V případě přítomnosti porušení v takovéto hornině se ale její chování stává nelineárně elastickým. Míra této nelinearity roste s rostoucí mírou porušení. Důsledkem toho je, že mezi hodnotami statických a dynamických modulů vznikne rozdíl. Ke stanovení tohoto rozdílu je využito T-matrix modelu. To je model založený obecně na anizotropní matrici s elipsoidálními inkluzemi, které se mohou navíc navzájem ovlivňovat. Výsledkem modelování jsou hodnoty elastických konstant, které se označují jako efektivní moduly. Tyto moduly zahrnují i vliv pórovitosti a poruch v hornině, a tak slouží jako odhad statických modulů. Vstupními daty pro...
|
|
|
Vliv vodních nádrží na seismickou aktivitu
Beránek, Roman ; Vilhelm, Jan (vedoucí práce) ; Růžek, Bohuslav (oponent)
Na mnoha místech na světě bylo pozorováno objevení zemětřesné aktivity po stavbě a napuštění vodní nádrže, a to včetně lokalit, které byly do té doby považovány za seismicky ne- aktivní. Výskyt a intenzita těchto zemětřesení je dána parametry nádrží, režimem napouštění a vypouštění a z velké části také lokálními geologickými podmínkami a tektonickým napětím v regionu. V této práci je problematika hydroseismicity nejdříve přiblížena na dvou významných světových příkladech a popsána je i seismicita v oblasti Nového Kostela v západních Čechách. Popsány jsou jednotlivé typy hydroseismicity a jejich specifické vlastnosti odlišující je od běž- ných zemětřesení. Dále jsou vysvětleny významné mechanismy, kterými vodní nádrže mohou ovlivnit podmínky nutné ke vzniku zemětřesení, jako je vzrůst hydrostatického tlaku, vzrůst tlaku fluid a proudění podzemní vody. Tyto vlivy souvisí se změnami úrovně vodní hladiny, a proto jsou popsány metody zkoumání souvislosti výskytu zemětřesení s těmito změnami. Mimo klasických metod vzájemné korelace a frekvenční analýzy je věnována pozornost také méně často používané metodě SSA (Singular Spectral Analysis). V poslední části jsou tyto metody aplikovány na reálných datech z oblasti Nového Kostela a vrtů v blízkosti vodní nádrže Horka za účelem zjištění možného vztahu mezi...
|
|
| |
|
|
Teleseismic Tomography of the Upper Mantle beneath the Bohemian Massif
Karousová, Hana ; Plomerová, Jaroslava (vedoucí práce) ; Růžek, Bohuslav (oponent) ; Zahradník, Jiří (oponent)
Na území Českého masívu (ČM) se uskutečnilo několik pasivních seismických experimentů, např. MOSAIC, BOHEMA I-III, EgerRift nebo PASSEQ, na základě jejichž dat můžeme podrobněji studovat stavbu svrchního pláště. Předmětem této práce jsou nové tomografické modely svrchního pláště zaměřené na severo-východní a jižní části ČM, které byly získány z dat experimentů BOHEMA II a BOHEMA III (2004-2006). Přestože oblasti s nejvyšším rozlišením se v obou modelech liší, rychlostní odchylky v překrývajících se částech modelů jsou podobné. Ukazuje se, že ve svrchním plášti pod ČM převládají nízké rychlosti vůči radiálně symetrickému modelu Země. Malá vysokorychlostní heterogenita táhnoucí se v SV-JZ směru pod moldanubickou jednotkou může být odrazem ztluštění litosféry v důsledku variské kolize ČM a brunovistulické jednotky. V nejjižnější části tomografického modelu založeného na datech z experimentu BOHEMA III se vymezuje výrazná vysokorychlostní heterogenita, kterou lze interpretovat jako litosféru subdukovanou v oblasti východních Alp. Tomografické testy ukázaly, že vliv nekorigovaných rychlostních heterogenit v kůře se může projevit až do hloubek kolem 100 km a vést k chybné interpretaci rychlostních odchylek ve svrchním plášti. Pro korekci časů šíření teleseismických vln na vliv kůry jsme vytvořili trojrozměrný...
|
|
|
Analýza seismického šumu na vybraných stanicích sítě WEBNET
Bachura, Martin ; Fischer, Tomáš (vedoucí práce) ; Růžek, Bohuslav (oponent)
Seizmický šum je signál, ktorého pôvod nie je v geologických procesoch, ale predovšetkým v ľudskej činnosti. Vyskytuje sa frekvenciách od jedného Herzu po prvé desiatky Herzov. Intenzita, s akou sa vyskytuje ovplyvňuje spodnú hranicu sily zemetrasení, ktoré sme schopní na stanici zaznamenať. Cieľom tejto práce je analyzovať seizmický šum na západočeskej seizmickej sieti WEBNET, ktorá pracuje v oblasti od počiatku deväťdesiatych rokov. Zemetrasenia v Západných Čechách/Vogtlande sa prejavujú ako dlhotrvajúce zemetrasné roje s magnitúdami do 3,8 stupňa Richterovej škály. Miera s akou sú jej stanice postihnuté antropogénnym šumom sa dá klasifikovať pomocou štatistickej a frekvenčno-časovej analýzy. Na základe takejto klasifikácie je následne možné zhodnotiť kvalitu siete a jej staníc z hľadiska vhodnosti k sledovaniu slabých zemetrasení. Metódu sme aplikovali na vybrané stanice siete WEBNET - Nový Kostel, Kraslice a Skalná. Výsledky ukázali, že všetky tri stanice sú do istej miery ovplyvňované šumom. Táto miera je však veľmi malá a nemá zásadný vplyv na rozlišovaciu schopnosť staníc. Napriek dobrým výsledkom však je možné pozorovať rozdiely v ovplyvnení šumom dané polohou staníc voči obývaným oblastiam. Ako je možné vidieť z priebehu rozsahu amplitúd a zo spektrogramov daných staníc, najmenej ovplyvnené šumom...
|
|
|
Seismic Site Effects (Data Analysis and Modelling)
Caserta, Arrigo ; Zahradník, Jiří (vedoucí práce) ; Růžek, Bohuslav (oponent) ; Burjánek, Jan (oponent)
Práce podává komplexní rozbor pohybu půdy buzeného seismickým vlnovým polem, zahrnující aspekty teoretické, geologické a geotechnické, jakož i analý- zu dat a numerické simulace. Cílem je kvantifikovat hlavní parametry, umožňující odhadkmitavých pohybů v městských oblastech a případné sni- žování následků budoucích zemětřesení . Studie je zaměřena na Řím vzh- ledem k vysoké hustotěobyvatelstva a koncentraci historických památek s vysokou seismickou zranitelností. Práce zlepšuje údaje o podrobné povr- chové geolo gii studované části Říma, vyplňuje mezeru ve znalostech geotech- nických parametrů a poskytuje dosud chybějící záznamy zemětřesení na území města. Mimo jiné též umožňuje lépe pochopit prostorové rozložení škod, pozorované v Římě při dřívějších zemětřeseních. Hlavními inovacemi jsou: zřízení a dlouhodobý provoz seismické ereje, analýza seismického šumu a záznamy zemětřesné sekvence L'Aquila 2009. Trojrozměrná erej (zahrnující senzor v 70-m hlubokém vrtu) je první svého druhu v Itálii, která zazna- menala významné zemětřesení v městské oblasti. Pořízená instrumentální data jsou také porovnána s hybridní simulací pohybů půdy v údolí Tibery; jsou použity nové...
|
|
|
Surface Wave Analysis and Inversion-Application to the Bohemian Massif
Kolínský, Petr ; Prokop Brokešová, Johana (vedoucí práce) ; Novotný, Oldřich (oponent) ; Růžek, Bohuslav (oponent)
česká verze název: Analýza a inverze povrchových vln Aplikace na Český masiv autor: Mgr. Petr Kolínský, DiS. e-mailová adresa autora: kolinsky@irsm.cas.cz pracoviště: Katedra geofyziky Matematicko-fyzikální fakulta Karlova univerzita v Praze V Holešovičkách 2, Praha 8 - 180 00 a Oddělení seismologie Ústav struktury a mechaniky hornin, v.v.i. Akademie věd České republiky V Holešovičkách 41, Praha 8 - 182 09 školitelka: RNDr. Johana Brokešová, CSc. e-mailová adresa školitelky: johana.brokesova@mff.cuni.cz konzultant: RNDr. Jiří Málek, PhD. e-mailová adresa konzultanta: malek@irsm.cas.cz klíčová slova: povrchové vlny, grupová rychlost, fázová rychlost, frekvenčně-časová analýza, mnohokanálová filtrace, tomografie, obrácené úlohy, struktura zemské kůry, Český masiv V práci je podán přehled metod analýzy povrchových vln a také přehled řešení obrácených úloh. Zvláštní pozornost je věnována metodě mnohokanálové filtrace pro určování disperzních křivek. Tato metoda je detailně popsána dvěma různými způsoby. Pro inverzi disperzních křivek je používána isometrická metoda, jejíž popis a testy jsou v práci uvedeny. Popsané metody jsou dále použity v aplikacích. Tyto aplikace podávají příklady analýzy...
|
|
|
SLICE Seismic lithospheric investigation of Central Europe
Akademie věd ČR, Geofyzikální ústav, Praha ; Uličný, David ; Růžek, Bohuslav ; Hubatka, František ; Špaček, Petr ; Švancara, Jan ; Brož, Milan ; Novotný, Miloslav ; Karousová, Olina ; Hrubcová, Pavla ; Špičák, Aleš ; Novotný, Miroslav
Projekt SLICE má za úkol zkoumat hlubinnou stavbu středoevropské oblasti a jeho cílem je přispět k výzkumu stavby zemské kůry a svrchního pláště v oblasti Českého masivu a jeho styku se sousedními tektonickými jednotkami. Pro studium hlubinné stavby je využívána seismická refrakční metoda, kdy se registrují seismické vlny generované uměle vyvolanými odpaly a posléze je zjišťována rychlost šíření seismických vln v různých hloubkách. Tyto údaje pak zprostředkovaně poskytnou informace o strukturních vlastnostech měřeného prostředí až do oblasti svrchního pláště. Je popsáno propojení refrakčních experimentů ALP 2002 a SUDETES 2003 na našem území.
|
|
|
Robust solver of a system of nonlinear equations
Růžek, Bohuslav ; Kolář, Petr ; Kvasnička, M.
ANNIT (Artificial Neural Network Inversion Tool) is solver of a set of non- linear equations. It is implemented in MATLAB and Scilab. ANNIT is based on numerical approximation of mapping the right hand sides residuals of the original set of equations to searched parameters. A population of individuals is used for building such approximation. The shape, location and size of this population is adaptively changed during the inversion depending on the convergence of the solved problem. ANNIT has been thoroughly tested by using a set of standard problems and also by using selected geophysical problems (localization of the earthquake hypocenter, magnetotelluric inversion, inversion of group velocities of surface waves etc.).
|
host ::
RSS.