CC BY
74
---------------- © В.Г. Сибгатулин, К.В. Симонов, С.А. Перетокин,
А.А. Кабанов, А.Л. Коровин, Т.Г. Краснораменская, И.Р. Худобердин, 2009
УДК 550.3
В.Г. Сибгатулин, К.В. Симонов, С.А. Перетокин,
А.А. Кабанов, А.Л. Коровин, Т.Г. Краснораменская,
И.Р. Худобердин
ОЦЕНКА ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ РИСКОВ ДЛЯ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ
Разработаны элементы схемы районирования сейсмической опасности для территории г. Красноярска с учетом геодинамических факторов. За основу для построения этой схемы принята карта общего сейсмического районирования ОСР-97 (А).
Ключевые слова: геодинамические факторы, риск, сейсмическое районирование.
звестно, что без знания геодинамических рисков (влия-
JlJ. ние землетрясений, оползней, карста, изменения уровня грунтовых вод и т.д.) использование финансовых ресурсов, вкладываемых в мероприятия по сейсмобезопасности, в конечном итоге будет неэффективно. Только на основе детальных работ можно обеспечить эффективные меры сейсмобезопасности жилых и производственных объектов. Для решения поставленной проблемы в 2008 г. на территории г. Красноярска проведены сейсморазведочные работы с использованием специализированной компьютеризованной цифровой 24-канальной сейсморазведочной станцией «Geode» производства компании Geometrics. Также выполнен комплекс исследований по формированию информационной базы количественных показателей состояния геологической среды и сейсмических условий территории г. Красноярска.
Цель исследования: разработка элементов информационной системы применительно условиям сейсмостойкого строительства в пределах Красноярской промышленной агломерации и г. Красноярска. Основные задачи: систематизация данных по инженерно-геологическому строению исследуемой территории; определение сейсмической опасности площади исследования на основе оценки геодинамических факторов; разработка схемы геодинамических рисков территории г. Красноярска в виде кар-
ты распределения сейсмической опасности. Выполненное на этой основе районирование сейсмической опасности является обоснованием для обеспечения экономической и социальной безопасности территории г. Красноярска, насыщенной промышленными техногенными объектами особой важности и потенциальной экологической опасности. Количественная оценка инженерно-сейсмических условий исследуемой территории и зданий проведена с помощью: геофизических исследований - сейсморазведочных работ методом сейсмических жесткостей и на основе оценки геодинамических факторов.
В ходе работы инструментальные сейсмические наблюдения проведены по 85 физическим точкам. Экспертная оценка геодинамических факторов проводилась с учетом данных 109 скважин, распределенных по территории г. Красноярска. По 85 физически точкам на основе данных сейсмики, геологического строения и физико-механических свойств грунтов выполнено моделирование реакции среды на возможные сейсмические воздействия от очаговых зон, определяющих сейсмичность территории г. Красноярска.
Выделение участков с различной сейсмичностью проводилось на основе комплексного изучения сейсмических свойств грунтов, инженерно-геологических, гидро-геологи-ческих и сейсмотектонических особенностей территории. В комплекс работ по районированию сейсмической опасности вошли инженерно-геологические и инструментальные исследования, математические расчеты. Сейсмическое районирование г. Красноярска выполнялось с целью количественной оценки влияния местных условий (состав грунтов, особенности рельефа, наличие сейсмоактивных разломов и др.) на сейсмичность с определением приращения балльности.
Инженерно-геологические исследования проводились для создания инженерно-геологической основы схемы сейсмического районирования и являлись опережающими по отношению к другим видам работ. Комплекс исследований, запланированный к проведению в рамках данной работы, базируется на информации о составе геологического разреза и физико-механических свойствах грунтов, слагающих данный разрез. Количество пунктов наблюдений выбиралось исходя из масштаба схемы таким
образом, чтобы охватить все грунтовые условия, встреченные на исследуемой территории.
В результате проделанной работы, собраны и объединены в единую базу данных инженерно-геологические материалы по 109 строительным объектам на территории г. Красноярска. Это позволило провести инженерно-геофи-зические исследования по 85 из них. Для составления схемы районирования на основе экспертной оценки территории по геодинамическим факторам были задействованы данные по всем 109 объектам. Подход, используемый при составлении схемы районирования по геодинамиче-ским факторам для г. Красноярска, применялся ранее для создания схемы микросейсмического районирования г. Иркутска.
Относительная ограниченность площади требует вовлечения в анализ широкого комплекса факторов, при которых исходная сейсмическая балльность не всегда является определяющей. Подход базируется на экспертных оценках. Введение экспертных оценок возможно при наличии широкого комплекса данных по факторам, определяющим потенциальную сейсмическую опасность. Ведущим среди них является принятый сейсмический потенциал территории, обусловливающий современную геодинамику и сейсмичность региона. Его можно установить по картам сейсмического районирования территории РФ или воспользоваться картой современной геодинамической активности литосферы Сибири.
На карте геодинамической активности литосферы Сибири регион Красноярской промышленной агломерации относится к областям с невысоким интегральным показателем степени гео-динамической активности литосферы, к зонам с вероятной магнитудой землетрясений до 6,5. Эта величина согласуется картами общего сейсмического районирования РФ. Опираясь на тесную корреляцию сейсмической интенсивности с рядом показателей геодинамической активности литосферы в Сибири, оценивается исходный сейсмический потенциал территории и заданная ему экспертная оценка.
Для получения экспертных оценок территория города и его окрестностей была разбита на 247 квадратов, каждому из которых присвоен индивидуальный номер. В каждом квадрате оценивались геодинамическая активность, прочность слагающих территорию горных пород, тектоническая деструкция, структура
вертикального разреза, обводненность пород, экзогенные процессы. По изложенной методике рассчитано все поле из 247 квадратов. Анализ имеющегося материала позволил дать оценку территории г. Красноярска и составить схему сейсмического районирования по геодинамическим факторам.
Инструментальная оценка сейсмоакустических свойств сейсмореализующего слоя явилась информационной базой для расчета приращений сейсмической интенсивности. Оценка приращений сейсмической интенсивности по методу акустических жесткостей выполнена на основе измерения скоростей распространения сейсмических волн и значений плотностей в верхней толще изучаемого и эталонного грунта с учетом влияния обводненности разреза и возможных резонансных явлений. Обобщение результатов проводилось методом скользящего окна. Выбиралась ячейка экспертной оценки, если в нее входят одна или более оценок другими методами, то ей присваивалось новое значение сотрясаемости.
В результате получена схема сейсмического районирования на основе обобщенных оценок с учетом геодинамических факторов. По этим результатам на территории г. Красноярска выделено четыре зоны с различной вероятной интенсивностью сотря-саемости (6; 6,5; 7; 7,5 баллов), г. Красноярск и прилегающая территория относительно оценки сотрясаемости ОСР-97-А имеет 70% приращение балльности от 0 до 0,5 и 30% от 1,0 до 1,54. Таким образом, установлено, что большая часть территории г. Красноярска относится к 7-7,5 балльной зоне, что на 1-1,5 балла выше сотрясаемости территории г. Красноярска, согласно карт общего сейсмического районирования (ОСР-97-А, В), гатш
Sibgatulin V. G., Simonov K. V., Peretokin S.A., Kabanov A.A., Korovin A.L., Krasnoramenskaya T.G., Hudoberdin I.R
GEODYNAMICAL RISK ASSESSMENT FOR URBAN AREAS
Elements of the seismic hazard zoning scheme developed for the territory of Krasnoyarsk, taking into account the geodynamic factors. Map of general seismic zoning of the GSZ-97 (A) accepted as a basis for constructing the scheme.
Key words: geodynamic factors, risk, seismic zoning.
— Коротко об авторах ----------------------------------------------------
Сибгатулин Виктор Газизович - Директор, НП Экологический центр рационального освоения природных ресурсов, г. Красноярск, тел.: (391) 276-72-23,
Симонов Константин Васильевич - доктор технических наук, старший научный сотрудник, Институт вычислительного моделирования СО РАН, г. Красноярск, E-mail: s imonovkv@icm. krasn. ru Перетокин Сергей Анатольевич - кандидат технических наук, зам. директора, НП Экологический центр рационального освоения природных ресурсов, E-mail: sergey@ecropr.ru
Кабанов Алексей Анатольевич - аспирант, Институт вычислительного моделирования СО РАН, E-mail: weller86@inbox.ru Коровин Алексей Леонидович - аспирант, Институт вычислительного моделирования СО РАН, E-mail: nu voobshe@pisem.net Краснораменская Татьяна Геннадьевна - кандидат геологоминералогических наук, научный сотрудник, НП Экологический центр рационального освоения природных ресурсов,
E-mail: Krasnoramenskaya@ecropr.ru
Худобердин Иван Рафаилович - научный сотрудник, НП Экологический центр рационального освоения природных ресурсов, тел.: (391) 276-72-23
