Реферат: Основные положения общего сейсмического районирования — ОСР-97
Стихийные бедствия могут быть геофизического или метеорологического происхождения. В некоторых случаях они возникают по вине человека, в результате его производственной или иной деятельности без учета сложившегося экологического равновесия в природе.
[sms]К стихийным бедствиям обычно относятся землетрясения, наводнения, селевые потоки, оползни, снежные заносы, извержения вулканов, засухи. К таким бедствиям в ряде случаев могут быть отнесены пожары, особенно массовые лесные и торфяные.
Землетрясения - это специфические явления, происходящие в определенных участках земной коры. Они могут происходить как на суше, так и под водой. Землетрясения всегда поражали людей и своей разрушительной силой, и последствиями, выражающимися в опускании земной коры, активизации вулканической деятельности, образовании цунами и т. д.
Для человека очень важно знать место и время предстоящего землетрясения. Современная наука располагает сведениями о том, где может быть такое стихийное бедствие той или иной силы, но пока еще не может предсказать его день и час.
Работы по прогнозированию землетрясений ведутся десятки лет, в последние годы в этом направлении наметились определенные успехи.
Предвестниками землетрясений, как это уже установлено, могут быть косвенные признаки. В период, предшествующий землетрясению, имеет место поднятие геодезических реперов, изменяются параметры физико-химического состава подземных вод. Эти признаки регистрируются специальными приборами геофизических станций. К предвестникам возможных землетрясений следует отнести также некоторые признаки, которые должно знать население сейсмически опасных районов:
появление запаха газа в районах, где до этого воздух был чист;
беспокойство птиц и домашних животных;
вспышки в виде рассеянного света зарниц;
искрения близко расположенных, но не касающихся друг друга электрических проводов;
голубоватое свечение внутренней поверхности стен домов;
самопроизвольное загорание люминесцентных ламп незадолго до подземных толчков.
Все эти признаки могут являться основанием для оповещения населения о возможном землетрясении.
Землетрясения всегда вызывали у людей расстройства психики различной степени, проявляющейся в неправильном поведении. Вслед за острой двигательной реакцией часто наступает депрессивное состояние с общей двигательной заторможенностью. В результате этого, как показывает статистика, большая часть получаемых травм среди населения объясняется неосознанными действиями самих пострадавших, обусловливаемыми паническим состоянием и страхом.
Как же нужно действовать в случае оповещения об угрозе землетрясения или при появлении его признаков? Необходимо действовать быстро, но спокойно, уверенно и без паники.
При заблаговременном оповещении об угрозе землетрясения перед выходом из дома необходимо выключить нагревательные приборы и газ, если топилась печь - затушить ее; затем нужно одеть детей, стариков и одеться самим, взять необходимые вещи, небольшой запас продуктов питания, документы и выйти на улицу. На улице следует как можно быстрее отойти от зданий и сооружений в направлении площадей, незастроенных участков, строго соблюдая установленный общественный порядок. Если землетрясение началось неожиданно, когда собраться и выйти из квартиры (дома) не представилось возможным, необходимо занять место (встать) в дверном или оконном проеме, как только стихнут первые толчки землетрясения, следует быстро выйти на улицу.
На предприятиях и учреждениях во время землетрясения все работы прекращаются, производственное и технологическое останавливается, принимаются меры к отключению тока, снижению давления воздуха, кислорода, пара, воды, газа и т. п.
Рабочие и служащие, состоящие в формированиях гражданской обороны, немедленно направляются в районы их сбора, остальные рабочие и служащие занимают безопасные места. Если по условиям производства остановить агрегат, печь, технологическую линию, турбину и т. п. в короткое время нельзя или невозможно, то осуществляется перевод их на щадящий режим работы.
При нахождении во время землетрясения вне квартиры (дома) или места работы, например, в магазине, театре или просто на улице, не следует спешить домой, надо спокойно выслушать указания соответствующих должностных лиц по действиям в создавшейся ситуации и поступать в соответствии с ними. Если вы находитесь в общественном транспорте, не покидайте его на ходу, нужно дождаться полной остановки транспорта и выходить из него спокойно, пропуская вперед детей, инвалидов, престарелых. Учащиеся старших классов должны помочь дирекции и учителям в поддержании порядка среди школьников младших классов.
Землетрясение может длиться от нескольких мгновений до нескольких суток (периодически повторяющимися подземными толчками). Примерная периодичность толчков и время их возникновения, возможно, будут сообщаться по радио и другими доступными способами. Следует свои действия сообразовывать с этими сообщениями.
После землетрясения или даже в процессе его будут вестись работы по оказанию помощи пострадавшим, по ликвидации последствий землетрясения. В первую очередь такие работы будут проводить лица, состоящие в формированиях ГО. Но и остальное население по призыву органов местной власти и органов управления ГО должно принимать участие в первоочередных спасательных и аварийно-восстановительных работах в районах разрушений.
Большая помощь со стороны населения может быть оказана медицинским учреждениям и медицинской службе ГО в поддержании нормальных санитарно-бытовых условий в местах временного расселения (в палаточных городках, антисейсмических зданиях) пострадавшего в результате землетрясения населения. Надо способствовать предупреждению вспышек в таких местах инфекционных заболеваний, являющихся, как правило, спутниками стихийных бедствий. В целях предупреждения возникновения и распространения эпидемий следует строго выполнять все противоэпидемические мероприятия, не уклоняться от прививок и принятия лекарств, предупреждающих заболевания. Необходимо тщательно соблюдать правила личной гигиены и следить за тем, чтобы их выполняли все члены семьи; нужно напоминать об этом соседям, товарищам по работе.
В последние годы идеи вероятностно-детерминированного прогнозирования опасных сейсмических и других геологических процессов начали все активнее внедряться в сейсмологию и в практику строительства в нашей стране. С учетом этих достижений и результатов собственных исследований было принято решение создать не одну карту с различными индексами, как это было сделано составителями карты ОСР-78, а комплект нормативных карт Общего сейсмического районирования (ОСР-97) территории Российской Федерации, предназначенных для строительных объектов разных категорий ответственности и сроков службы, отражающих равномерную для конкретного уровня риска расчетную интенсивность сотрясений.
Значительную часть указанных выше недостатков и упущений удалось избежать при выполнении в 1991 - 1997 гг. комплексных исследований по общему сейсмическому районированию территории Российской Федерации и всей Северной Евразии. Исследования проводились по программе "Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии", разрабатываемой под руководством ОИФЗ РАН в рамках Государственной научно-технической программы России "Глобальные изменения природной среды и климата", и явились продолжением работ по сейсмическому районированию территории бывшего СССР, однако выполнялись на ином концептуальном, методологическом и научно-организационном уровне.
Новая программа работ по общему сейсмическому районированию выполнялась большим коллективом соисполнителей из нескольких десятков научно-исследовательских институтов Российской Академии наук и академий наук бывших союзных республик. Оценка сейсмической опасности и сейсмическое районирование осуществлялись не для фрагментов сейсмоактивных регионов или для отдельных республик, как было прежде, а для всей Северной Евразии, охватывающей территории России, Украины, Беларуси, Молдовы, республик Закавказья, Средней Азии и Казахстана. Вся территория Северной Евразии была разделена на несколько крупных регионов.
Программа "Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии" была скоординирована в 1992 г. с новой Международной программой оценки глобальной сейсмической опасности (Global Seismic Hazard Assessment Program - GSHAP) и вошла в нее составной частью. После организационного совещания в Москве в 1993 г., при финансовой поддержке INTAS и Миннауки России, на территории Крым-Кавказ-Копетдагского региона был создан международный тестовый полигон GSHAP с целью совершенствования методов оценки сейсмической опасности. В этих исследованиях приняли участие сейсмологи из бывших союзных республик, а также специалисты из Ирана, Турции, Китая, Италии, Германии, Швейцарии и других стран-участников работ по GSHAP.
В результате комплексных исследований 1991 - 1997 гг. получен унифицированный исходный сейсмологический и сейсмогеологический материал по всей территории Северной Евразии, позволивший с принципиально новых позиций подойти к изучению структуры региональной сейсмичности и оценке сейсмической опасности на территории России и стран СНГ.
Разработана целостная методология районирования сейсмической опасности, создана единая для всей территории Северной Евразии модель зон возникновения очагов землетрясений (зоны ВОЗ), выявлены определенные закономерности в пространственно-временном и энергетическом развитии региональных сейсмогеодинамических процессов, разработаны новые методические подходы к идентификации и сейсмологической параметризации очаговых зон, а также к расчету сейсмического эффекта, создаваемого ими на земной поверхности. На основе этой и другой геолого-геофизической информации создан единый электронный банк данных, использующий современную Географическую информационную систему (ГИС). Благодаря этому все карты и приложения к ним легко могут быть представлены графически в любой проекции и в любом масштабе, но не крупнее масштаба 1:2.500.000, исходного при всех построениях.
Концепция ОСР-97 включает в себя:
представления о предельной величине максимальной возможной магнитуды землетрясений, обусловленной структурно-динамическим единством геофизической среды и развивающихся в ней сейсмических процессов, а в итоге - размерами, прочностными свойствами и интенсивностью взаимодействия геоблоков;
принцип двухстадийности в оценке сейсмической опасности, базирующийся на создании двух взаимосвязанных прогнозных моделей - модели зон возникновения очагов землетрясений и модели создаваемого ими сейсмического эффекта;
вероятностно-детерминированный подход к оценкам исходных и выходных данных сейсмической опасности и сейсмического районирования.
Основой для создания комплекта карт ОСР-97 наряду с новой методологией явилась достаточно однородная база сейсмологических и геолого-геофизических данных для всей территории Северной Евразии - ArcView GIS, представленная в картографическом и электронном виде в ГИС-технологии.
В базу данных входят:
Специализированный каталог землетрясений Северной Евразии с М ≥ 4,5 с древнейших времен по 1990 г., с М ≥ 3,5 - с 1960 по 1990 гг., с М ≥ 5,8 за период 1991 - 1995 гг. (отв. редакторы Н. В. Кондорская и В. И. Уломов).
Каталог очагов палеоземлетрясений (сост. А. А. Никонов, Е. А. Рогожин).
Каталог потенциальных очагов крупных землетрясений (отв. сост. Г. И. Рейснер, Е. А. Рогожин, Л. И. Иогансон).
Каталог механизмов очагов землетрясений с М ≥ 6,0 Северной Евразии (отв. сост. Л. М. Балакина, А. И. Захарова, А. Г. Москвина).
Карта очаговой сейсмичности Северной Евразии (отв. сост. В. И. Уломов, Н. С. Медведева, Л. С. Шумилина, Т. П. Полякова).
Карта сейсмической регионализации Северной Евразии (сост. В. И. Уломов).
Карта новейшей тектоники Северной Евразии (гл. ред. А. Ф. Грачев).
Карта активных разломов Северной Евразии (отв. ред. В. Г. Трифонов, А. И. Кожурин).
Карта сейсмогеологической таксономии территории Северной Евразии (отв. сост. Н. В. Шебалин, В. Г. Трифонов).
Карта сейсмотектоники шельфов (отв. сост. И. П. Кузин, А. И. Иващенко, Б. А. Ассиновская).
Методология идентификации и сейсмологической параметризации зон возникновения очагов землетрясений (отв. исп. В. И. Уломов).
Карта зон возникновения очагов землетрясений (линеаментно-доменно-фокальная модель) на территории Северной Евразии и характеристика их сейсмического режима (отв. ред. В. И. Уломов).
Программно-математическое обеспечение расчетов сейсмической опасности (отв. исп. А. А. Гусев, В. М. Павлов, Л. С. Шумилина).
Матрица цифровой информации о повторяемости сотрясений разной интенсивности в узлах квадратной сетки с ячейками 25Ч25 км2, покрывающей всю территорию Северной Евразии (отв. сост. Л. С. Шумилина, Ш. С. Андержанов, Ю. М. Колесников, Н. С. Медведева).
Комплект карт районирования сейсмической опасности на территории Северной Евразии для трех уровней риска (отв. сост. В. И. Уломов, Л. С. Шумилина).
Принципиальным отличием новой методологии от прежних приемов сейсмического районирования является представление сейсмических очагов в виде протяженных (а не точечных) источников землетрясений, используемое на всех этапах исследований по ОСР-97 - от идентификации сейсмоактивных структур и пространственного распределения очагов разных магнитуд до расчета сейсмической сотрясаемости земной поверхности. Осуществлен учет разнообразной нестандартной информации о региональной сейсмичности и о сейсмических очагах.
Использование при расчетах сейсмической сотрясаемости повышенных значений частоты возникновения землетрясений с Ммах ≥ 6,5, наблюдаемых в каждом из сейсмоактивных регионов, привело к более реалистичным оценкам сейсмической опасности по сравнению с сильно заниженными прежними оценками карты ОСР-78.
Усовершенствована методика расчета сейсмической опасности, позволяющая оперировать протяженными сейсмическими очагами и вычислять амплитуды высокочастотных сейсмических колебаний путем расчета поля излучения вокруг двумерного прямоугольного некогерентного излучателя. Для учета влияния большого числа статистически зависимых факторов применена техника счета по Монте-Карло на основе протяженного во времени случайного каталога землетрясений.
Разработаны и созданы две основополагающие модели, необходимые для оценки сейсмической опасности и общего сейсмического районирования Северной Евразии (СЕА):
модель зон возникновения очагов землетрясений (зоны ВОЗ), включающая в себя линеаменты, домены и потенциальные очаги землетрясений, параметризованные в соответствии с долговременным средним сейсмическим режимом каждого из регионов СЕА;
модель сейсмического эффекта, создаваемого всеми структурными элементами зон ВОЗ и определяющего сейсмическую сотрясаемость земной поверхности.
Созданный комплект карт ОСР-97 позволяет оценивать степень сейсмической опасности на трех разных уровнях (А, В, С) в средних грунтовых условиях, характерных для соответствующих регионов. Для территории Российской Федерации этот комплект принят Госстроем России для использования в Строительных нормах и правилах (СНиП) "Строительство в сейсмических районах":
Карта ОСР-97-А - соответствует 90 %-ной вероятности не превышения расчетной интенсивности в течение 50 лет (или 10 %-ной вероятности превышения), может быть предназначена для массового гражданского и промышленного строительства.
Карта ОСР-97-В - соответствует 95 %-ной вероятности не превышения расчетной интенсивности в течение 50 лет (или 5 %-ной вероятности превышения) - для объектов повышенной ответственности.
Карта ОСР-97-С - соответствует 99 %-ной вероятности не превышения расчетной интенсивности в течение 50 лет (или 1 %-ной вероятности превышения) - для особо ответственных объектов.
Окончательное решение о категорировании строительных объектов должно быть принято в законодательном порядке Госстроем России или вышестоящими директивными органами страны.
В соответствии с картами ОСР-97 (А, В и С) для территории России в таблице приведены размеры площадей в тыс. км2 (верхние строки) зон 6, 7, 8 и ≥ 9 баллов шкалы MSK-64 и в % (по отношению ко всей площади Российской Федерации). В нижней строке таблицы показаны аналогичные величины для карты ОСР-78 (в %) без дифференциации зон балльности по периодам повторяемости сотрясений (т. е. без учета "индексов" 1, 2, 3).
Таблица
I
6
7
8
≥ 9
97-А
2504,4
14,7 %
3025,5
17,7 %
1206,7
7,1 %
352,8
2,1 %
97-В
2158,2
12,6 %
3140,8
18,4 %
1703,1
10,0 %
881,5
5,2 %
97-С
2058,6
12,1 %
2239,2
13,1 %
3271,4
19,2 %
2461,5
14,4 %
1978
14,5 %
8,8 %
2,7 %
2,7 %
Как видно из таблицы, даже наиболее "рискованная" карта ОСР-97-А из нового комплекта превосходит по размерам площадей разной балльности карту ОСР-78. Незначительное уменьшение площади 9-балльной зоны на карте ОСР-97-А, соответствующей I500 (т. е. Т = 500 лет), происходит за счет Прибайкалья, где по карте ОСР-78 она показана с индексом 2, что соответствует I1000 (т. е. Т = 1000 лет). На карте же ОСР-97-В площадь 9-балльной зоны Прибайкалья увеличилась.
Менее всего претерпела изменения 6-балльная зона, определенным образом изменяя свою конфигурацию от карты к карте. Остальные зоны увеличились по площади от 2 - 3 до 5 - 7 раз по сравнению с картой ОСР-78, хотя общая их конфигурация изменилась в меньшей степени. Исключение составляет вся Восточно-Европейская платформа (ВЕП) и восточное Приуралье. Наиболее существенные изменения в сторону повышения оценки сейсмической опасности произошли на Северном Кавказе и на Дальнем Востоке, особенно в Приморском крае.
Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации и всей Северной Евразии, предпринятое в 1991 - 1997 гг. Объединенным институтом физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН, впервые осуществлено на основе целостной методологии, единой прогнозной карты сейсмичности и зон возникновения очагов землетрясений. Разработаны новые методы идентификации и сейсмологической параметризации зон возникновения очагов землетрясений, отражающие иерархическое структурно-динамическое единство геофизической среды и развивающихся в ней сейсмических процессов. В решении практически всех задач сейсмического районирования использованы вероятностно-детерминированные характеристики, учитывающие как закономерные, так и случайные факторы сейсмогенеза. Создан комплект новых карт общего сейсмического районирования Северной Евразии, принятый для территории России в качестве нормативных документов, призванных обеспечить рациональное землепользование и сейсмостойкое строительство.
Карты общего сейсмического районирования (ОСР) являются основой для адекватной оценки сейсмической опасности и сейсмического риска. Они необходимы для детального районирования (ДСР) сейсмоактивных территорий, микрорайонирования (СМР) городов и населенных пунктов, для рационального землепользования и долгосрочного государственного социально-экономического планирования, для оценки сейсмической уязвимости, сейсмического риска и обеспечения готовности к сейсмическим явлениям в каждом из конкретных регионов.
Комплект из трех карт ОСР-97 составлен для оценки сейсмической опасности на трех уровнях (10 %, 5 % и 1 %) вероятности превышения значений интенсивности, указанной на каждой из карт (А, В, С). Новая триада карт ОСР-97 предназначена заменить карту ОСР-78 и все временные схемы СР с их некорректной индексацией (1, 2, 3). Каждая из трех новых карт ОСР-97 отражает равновероятную величину сейсмической опасности на всей охватываемой ею территории.
Фиксация всего огромного массива исходных и выходных данных в цифровом электронном виде в Географической информационной системе является одним из фундаментальных отличий новой технологии сейсмического районирования по сравнению со всеми предыдущими. Она позволяет оперативно получать справочно-аналитическую информацию о всех параметрах и использовать материалы ОСР-97 для создания на их основе карт более крупного масштаба (ДСР, СМР и др.), а также адекватно оценивать сейсмическую опасность, сейсмический риск и уязвимость тех или иных регионов и страны в целом. В случае выявления каких-либо дополнительных данных о сейсмической угрозе банк данных ОСР-97 позволит оперативно вносить те или иные необходимые коррективы в расчеты сейсмической опасности и, соответственно, в ее картирование.
Новая методология оценки сейсмической опасности и сейсмического районирования, а также программно-математическое обеспечение ее реализации получили название ВОСТОК-97 (Earthquake Adequate Sources Technology - EAST-97, Технология адекватных источников землетрясений) и были одобрены руководством Международной программы GSHAP.
Организации - ответственные исполнители исследований по ОСР-97 территории Российской Федерации:
Объединенный институт физики им. О. Ю. Шмидта Российской академии наук (Головная организация, Москва),
Институт земной коры СО РАН (Иркутск),
Институт геофизики СО РАН (Новосибирск),
Якутский институт геологических наук СО РАН (Якутск),
Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН (Южно-Сахалинск),
Институт вулканологии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский),
Институт вулканической геологии и геохимии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский),
Северо-восточный комплексный НИИ ДВО РАН (Магадан).
Организации - соисполнители исследований по ОСР-97 территории Северной Евразии:
Опытно-методическая экспедиция АН Республики Азербайджан (Баку),
Национальная служба сейсмической защиты Республики Армения (Ереван),
Институт геологии АН Республики Армения (Ереван),
Институт геофизики, геологии и геохимии АН Республики Беларусь (Минск),
Институт геофизики АН Грузии (Тбилиси),
Институт сейсмологии МН-НАН Республики Казахстан (Алмааты),
Институт геофизики и геологии АН Республики Молдова (Кишинев),
Институт сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН Таджикистана (Душанбе),
Институт сейсмологии АН Туркменистана (Ашхабад),
Институт сейсмологии АН Республики Узбекистан (Ташкент),
Институт геофизики АН Украины (Киев).
Стихийные бедствия являются трагедией для всего государства и для тех районов страны, где они возникают. В результате стихийных бедствий страдает экономика страны, так как при этом разрушаются производственные предприятия, уничтожаются народные богатства, возникают потери среди людей, гибнет их жилье и имущество.
Правильное поведение населения при стихийных бедствиях, опирающееся на знание основ гражданской обороны, является основой снижения людских потерь и материального ущерба.
Особую важность приобретает участие населения в работах по ликвидации последствий стихийных бедствий, так как это является предпосылкой скорейшего восстановления нормальной жизни населения на территории, охваченной стихийным бедствием.
Необходимо отметить, что действия населения при стихийных бедствиях и при ликвидации их последствий должны проходить в строгом соответствии с указаниями органов гражданской обороны. [/sms]
