Оценка сейсмической опасности территории на основе современных методов инженерной сейсмологии

  • Заалишвили В.Б. Владикавказский научный центр РАН и Правительства Республики Северная Осетия-Алания, Владикавказ, Республика Северная Осетия - Алания, Россия
  • Рогожин Е.А. Институт физики Земли РАН им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва, Россия
УДК: 550.34

Аннотация

В работе представлен новый комплексный метод оценки сейсмической опасности на основе создания вероятностных карт сейсмического микрорайонирования. Используя современные методы (внерегиональный метод Института физики Земли имени О.Ю. Шмидта) и компьютерных программ (SEISRisk-3 - США) в ГИС-технологиях созданы вероятностные карты сейсмической опасности Республики Северная Осетия-Алания в единицах интенсивности (MSK-64) в масштабе 1:200000 с вероятностью превышения 2%, 5%, 10% для периода 50 лет, которые соответствуют периоду повторяемости 2500, 1000 и 500 лет соответственно. Более того, впервые для обширной территории России созданы вероятностные карты сейсмической опасности в единицах ускорений. Предложено использовать 5% вероятностные карты для массового строительства, т.е. основных типов застройки, в то время как 2% карты должны быть использованы при строительстве ответственных объектов. Подход, основанный на знании физических механизмов источника (компьютерная программа FINSIM, разработанная И.Бересневым и Дж. Андерсон, 1998), был использован для генерирования синтетических акселерограмм. Для каждой из вероятностных карт разработаны карты сейсмического микрорайонирования выделением зон с различной прогнозируемой интенсивностью (7, 8, 9, 9*) (участки, сложенные глинистыми грунтами текучей консистенции, подверженные разжижению при достаточно сильных воздействиях обозначены 9*). Аналогичные карты в единицах ускорений показывают сходственные результаты.

Ключевые слова: сейсмическая опасность, зоны ВОЗ, детальное сейсмическое районирование, сейсмическое микрорайонирование

Информация об авторах

Владислав Борисович Заалишвили
д-р физ.-мат. наук, директор Центра геофизических исследований Владикавказского научного центра РАН и Правительства Республики Северная Осетия-Алания, заведующий лабораторией инженерной сейсмологии
e-mail: vzaal@mail.ru
Евгений Александрович Рогожин
д-р геол.-мин. наук, заместитель директора Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
e-mail: eurog@ifz.ru

Литература

  1. Cornell C A. Engineering risk in seismic analysis // Bull. Seism. Soc. Am. 1968. Vol. 54. Р. 583-1606.
  2. McGuire R. Probabilistic Seismic hazard analysis and design earthquakes: closing the loop. 1995. Vol. 83. No 5. Р. 1275-1284.
  3. Bazzurro P., Cornell C.A.. Disaggregation of Seismic Hazard // Bull. Seism. Soc. Am. 1999. Vol. 98. No 2. P. 501-520.
  4. McGuire R. FORTRAN computer program for seismic risk analysis, US Geological Survey, open file report. 1976. Р. 76-67.
  5. McClusky S., Balassanian S., Barku C. et al. Global Position System constraints on plate kinematics and dynamics of the Mediterranean and Caucasus // J. Geophys. Res. 2000. Vol. 105. No B3. P. 55695-5719.
  6. Хромовский В.С., Солоненко В.П., Семенов Р.П., Жилкин В.М. Палеосейсмогеология Большого Кавказа. М.: Наука, 1979. 188 с.
  7. Рогожин Е.А., Богачкин Б.М., Нечаев Ю.В. Сейсмотектонические значения поперечной зональности северо-западной части Большого Кавказа // Построение моделей развития сейсмического процесса. Гос. науч.-тех. Программа России: Глобальные изменения природной среды и климата. М.: ОИФЗ, 1993. С. 139-148.
  8. Рогожин Е.А., Остач О.М., Джибсон Р. и др. Интенсивное оползнеобразование в Ставропольском крае как пример "тихой" природной катастрофы // Федеральная система сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений: Инф.-анал. Бюл. 1994. С. 114-120.
  9. Рогожин Е.А., Нечаев Ю.В. и др. Тенденция развития сейсмичности Кавказа и сейсмогенерирующие зоны Ставрополья // Разведка и охрана недр. 1998. №2. С. 23-28.
  10. Рогожин Е.А., Страхов В.Н., Юнга С.Л. Новая концепция прогноза землетрясений // Комплексирование сейсмологических и наземно-космических геофизических методов в целях среднесрочного и краткосрочного прогноза землетрясений. М.: ОИФЗ РАН. 1999. С. 13-18.
  11. Трифонов В.Г. Неотектоника Евразии. М.: Научный Мир, 1999. 252 с.
  12. Рогожин Е.А. История активности сейсмогенерирующих структур Северной Евразии в голоцене // ДАН. 2000. Т. 370. №3. С.  390-392.
  13. Рогожин Е.А., Овсюченко Н.И. Соотношение геологической и сейсмической составляющих современных движений на Северном Кавказе // Тектоника Неогея. Общие и региональные аспекты: Материалы XXXIV Тектон. Совещ. М., 30 янв. - 3 февр. 2001 г. М.: ГЕОС, 2001. Т. 2. С. 145-148.
  14. amkrelidze I., Giorgobiani T., Kuloshvili S., Lobjanidze G., Shengelaia G. Active Deep Faults Map and the Catalogue for the Territory of Georgia // Bulletin of the Georgian Academy of Sciences. 1998. Vol. 157. No 1. P. 80-85.
  15. Ulomov V.I., Shumilina L.S., Trifonov V.G. et al. Seismic Hazard of Northern Eurasia // Annali di Geofisica. 1999. Vol. 42. No. 6. P. 1023-1038.
  16. Рогожин Е.А. Сейсмотектоника центрального сектора Большого Кавказа как основа для сейсмического мониторинга и оценки сейсмической опасности // Вестник Владикавказского научного центра. 2009. Т. 9. №4. С. 16-22.
  17. Рейснер Г.И., Иогансон Л.И. Комплексная типизация земной коры как основа для решения фундаментальных и прикладных задач. Статья 1 и 2 // Бюлл. МОИП. 1997. Отд. геол. Т. 72. Вып. 3. С. 5-13.
  18. Рогожин Е.А., Рейснер Г.И., Иогансон Л.И. Оценка сейсмического потенциала Большого Кавказа и Апеннин независимыми методами // Современные математические и геологические модели в задачах прикладной геофизики: Избр. Науч. Тр. / Под ред. акад. В. Н. Страхова. М.: ОИФЗ РАН. 2001. С. 279-300.
  19. Аракелян А.Р., Заалишвили В.Б., Макиев В.Д., Мельков Д.А. К вопросу сейсмического районирования территории республики Северная Осетия-Алания // Труды I международной конференции "Опасные природные и техногенные геологические процессы на горных и предгорных территориях Северного Кавказа", Владикавказ, 20-22 сентября 2007. Владикавказ. 2008. С. 263-278.
  20. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Мараханов А.В., Новиков С.С., Дзеранов Б.В., Мельков Д.А. Отчет о научно-исследовательской работе "Изучение следов возможных проявлений сейсмической активности в зоне Владикавказского глубинного разлома", выполненного по теме "Современная геодинамика, сейсмическое районирование, риск, регистрация сигналов, создание баз данных и сейсмостойкое строительство в горных регионах". Владикавказ, 2008. Т. 1. Книга 8. 33 с. № гос. регистрации 01200701676.
  21. Рогожин Е.А. Сейсмотектоника центрального сектора Большого Кавказа как основа для сейсмического мониторинга и оценки сейсмической опасности // Вестник Владикавказского научного центра. 2009. Т. 9. №4. С. 16-22.
  22. Заалишвили В.Б. Дзеранов Б.В., Габараев А.Ф. Оценка сейсмической опасности территории и построение вероятностных карт // Геология и геофизика Юга России. 2011. №1. С. 47-57.
  23. Chelidze T., Javakhishvili Z. Natural and technological hazards of territory of Georgia: implications to disaster management // Journal of Georgian Geophysical Society. Issue (A) Solid Earth. 2003. Vol. 8. P. 3-18.
  24. Бюс Е.И. Сейсмические условия Закавказья: Ч. I; II; III. Тбилиси: АН СССР, 1948; 1952; 1955. 304 с.; 176 с.; 131 с.
  25. New Catalogue if strong Earthquake in the USSR from Ancient times through 1977. (1982) NOAA, USA. P. 15-21.
  26. Рогожин Е.А., Габсатарова И.П., Погода Э.В. Зоны ВОЗ и сейсмичность территории Республики Северная Осетия-Алания // Сейсмичность Северной Евразии. Мат. Междун. конф., посвященной 10-летию выпуска сб. научн. тр. "Сейсмичность Северной Евразии". Обнинск, 2008. С. 243-249.
  27. Смирнова М.Н., Бражник В.М., Чуприн В.В., Дадашев С.Г. Геодинамика и нефтегазоносность Грозненской купольно-кольцевой структуры (по геолого-геофизическим данным) // Поиски и освоение месторождений термальных вод Дагестана. Махачкала: Ин-т проблем геотермии Даг Фан СССР. 1984. Вып. 1. С. 30-39.
  28. Чартарян Э.А. Сейсмичность и хронология землетрясений юга Северо-Осетинской АССР // Сейсмологический бюллетень Кавказа, 1979 г. Тбилиси: Ин.-т геоф. 1982. С. 227-245.
  29. Богачкин Б.М., Борисов Б.А., Рогожин Е.А. Рачинское землетрясение 29 апреля 1991г.: Результаты геологического обследования // Физика Земли. 1992. №8. С. 12-23.
  30. Javakhishvili Z., Varazanashvili O., Butikashvili N. Interpretation of the Macroseismic field of Georgia // Journal of Georgian Geophysical Society. Issue (A) Solid Earth. 1998. Vol. 3. P. 85-88.
  31. Balassanian S., Ashirov T., Chelidze T., Gassanov A., Kondorskaya N., Molchan G., Pustovitenko B., Trifonov V., Ulomov V., Giardini D., Erdik M., Ghafory-Ashtiany M., Grunthal G., Mayer-Rosa D., Schenk V., Stucchi M. Seismic Hazard Assessment for the Caucasus Test Area // Annali Di Geofisica. 1999. Vol. 42. No 6. P. 1139-1151.
  32. Balassanyan S., Nazaretyan S., Avanessyan, Arakelian A., Igumnov V., Badalian M., Martirosian A., Ambartsumian V., Tovmassian A. The new seismic zonation map for the territory of Armenia // Natural hazards. 1997. Vol. 15. P. 231-249.
  33. Balassanyan S., Martirosian A., Nazaretyan S., Arakelian A., Avanessyan Igumnov V., Ruttener E. Seismic Hazard assessment in Armenia // Natural hazards. 1999 b. Vol. 18. P. 227-236.
  34. Джавахишвили З.Ш. Анализ сейсмической опасности, сейсмичность площадки высотной плотины Ингури // Геодинамическая опасность высотных плотин. Тбилиси. 2002. С. 88-96.
  35. Javakhishvili Z., Godoladze T., Elashvili M., Mukhadze T. The Tbilisi earthquake of April 25, 2002 in the context of the seismic hazard of Tbilisi urban area // Bolletino di geofizika: Teorica ed Applckata. September 2004. Vol. 45. No 3. P. 169-185.
  36. Arakelyan A., Asatryan L., Melikyan A., Margaryan S., Durgaryan R. "Background" seismic hazard assessment for Achapnyak community of Yerevan-City. (Submitted on May 12, 2006 for publication in the Collection // "Seismic Hazard and Risk", Proceedings of the 1st All-Russian school-seminar of young-scientists held on October 19-22, 2005).
  37. Smit P., Arzmanian V., Javakhishvili Z., Arefiev S., Mayer-Rosa D., Balassanian S., Chelidze T. The Digital Accelerograph Network in the Caucasus. In: "Earthquake Hazard and Seismic Risk Reduction" // Kluwer Academic Publishers. 2000. P. 109-118.
  38. Bender B., Perkins D.M. SEISRISK III: A Computer Program for Seismic Hazard Estimation // US Geological Survey Bulletin. 1987. 1772. 48 p.
  39. Заалишвили В.Б. Физические основы сейсмического микрорайонирования. М.: ОИФЗ РАН, 2000. 367 с.
  40. Заалишвили В.Б. Основы сейсмического микрорайонирования. Владикавказ: ВНЦ РАН и РСО-А. 2006. 242 с.
  41. Заалишвили В.Б. Сейсмическое микрорайонирование территорий городов, населенных пунктов и крупных строительных площадок. М.: Наука, 2009. 350 с.
  42. Beresnev I.A. Atkinson G.M. Modeling finite fault radiation from $\omega n$ spectrum // Bull. Seism. Soc. Am. 1997. Vol. 87. P. 67-84.
  43. Beresnev I.A., Atkinson G.M. Stochastic finite-fault modeling of ground motions from the 1994 Northridge, California earthquake. I. Validation on rock sites // Bull. Seism. Soc. Am. 1998a. P. 1392-1401.
  44. Заалишвили В.Б., Мельков Д.А., Бурдзиева О.Г. Определение сейсмического воздействия на основе конкретной инженерно-сейсмологической ситуации района // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2010. №1. С. 35-39.
  45. Beresnev I.A., Atkinson G.M. FINSIM - a FORTRAN program for simulating stochastic acceleration time histories from finite faults // Seismological Research letters. 1998b. Vol. 69. No 1. С. 27-32.
Выпуск
Страницы
70-90
Прислано
2012-01-19
Опубликовано
2012-03-30