CC BY
0УДК 551.24
Абдрахматов К.Е., Омуралиева А., Омуралиев М.
Институт сейсмологии НАН КР, г. Бишкек, Кыргызстан
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СЕЙСМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИИ В ПРЕДЕЛАХ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ КИТАЙ-КЫРГЫЗСТАН-УЗБЕКИСТАН
Аннотация. В статье дана предварительная оценка сейсмической опасности территории в пределах проектируемой железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан. Проведены исследования района в пределах маршрута, приведены параметры сейсмогенерирующих разломов и сейсмические параметры (карта интенсивности сотрясений, пиковое ускорение сейсмических колебаний), которые являются основой оценки сейсмической опасности на этой территории.
Ключевые слова: сейсмическая опасность, железная дорога, активный разлом, землетрясение, интенсивность, ускорение.
КЫТАЙ-КЫРГЫЗСТАН-еЗБЕКСТАН ТЕМИР ЖОЛУНУН АЛКАГЫНДАГЫ АЙМАКТЫН СЕЙСМИКАЛЫК КООПТУУЛУГУН АЛДЫН АЛА БААЛОО
Кыскача мазмуну. Макалада Кытай-Кыргызстан-Эзбекстан темир жолунун алкагындагы аймактын сейсмикалык кооптуулугун алдын ала баалоосу берилген. Маршрут чегиндеги аймакта изилдеелер жургузулуп, сейсмогендик жаракалардын параметрлери жана сейсмикалык параметрлери (титиреенун интенсивдуулугунун картасы, сейсмикалык термелуулердун эц жогорку ылдамдалышы) берилген. Берилген параметрлер бул аймактагы сейсмикалык кооптуулукту баалоо учун негиз болуп саналат.
Негизги сездер: сейсмикалык коркунуч, темир жол, активдуу жарака, жер титирее, интенсивдуулук, ылдамдануу.
PRELIMINARY SEISMIC HAZARD ASSESSMENT OF THE TERRITORY WITHIN THE PROJECTED CHINA-KYRGYZSTAN-UZBEKISTAN RAILWAY
Abstract. Results of the preliminary seismic hazard assessment of the territory within the planned railway China-Kyrgyzstan-Uzbekistan are given in the paper. Area within the route was carefully studied, parameters of seismogenic faults and seismic parameters (shake intensity map, PGA), which are the basis for seismic hazard assessment in this area, are given.
Keywords: seismic hazard, railway, active fault, earthquake, intensity, acceleration.
Проектируемая железнодорожная магистраль «Китай - Кыргызстан -Узбекистан» является стратегически важной транспортной инфраструктурой. Данная железная дорога призвана соединить железные дороги Китая с Кыргызстаном и Узбекистаном и далее через Туркменистан, Иран и Турцию с европейской сетью дорог.
В 2013 г. Институт сейсмологии НАН КР выбрал и обосновал сейсмическую опасность и безопасность территории железнодорожной магистрали «Китай-Кыргызстан-Узбекистан» (кыргызский участок) [1].
В 2022 г. с целью оценки сейсмической опасности территории железнодорожной магистрали, выбранной специалистами Китая, изучались активные разломы, генерирующие землетрясении; сейсмические параметры: карта интенсивности сотрясений, пиковое ускорение сейсмической колебаний и т.д.
Маршрут проектируемой железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан на территории Кыргызстана, выбранный специалистами Китая, проходит через активные поднятия и впадины (рисунок 1).
Рисунок 1. Схема расположения маршрута проектируемой железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан, обозначенная синей линей, на космической снимке.
Маршрут железной дороги пересекает сейсмогенерирующие активные разломы (с юга на север): Торугартский (1), Аксайский (2), Срединно-Арпинский (3), Джамантооский (Южный) (4), Джамантооский (Северный) (5), Байбичетооский (6), Южно-Тогузтороуский (7), Таласо-Ферганский (Центральный) (8), ЮжноФерганский (Кокжангакский) (9) (рисунок 2).
7 .га С 73*30.0' (У 74*30.0' 75*0 0'
73*00- 7ГЖ.0' 74*00" 74*30.0' 75*00'
Рисунок 2. Карта-схема активных разломов (красная линия), генерирующих землетрясения, в пределах маршрута проектируемой железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан (чёрная линия) (ф= 40°24' - 41°30^, 72°48' - 75°42'Е) с использованием цифровой модели рельефа (ЦМР) SRTM-30. Маршрут железной дороги пересекает зоны активных разломов (с юга на север): Торугартский, Аксайский
(Срединный), Срединно-Арпинский, Джамантооский (Южный), Джамантооский (Северный), Байбичетооский, Южно-Тогузтороуский, Таласо-Ферганский (Центральный), Южно-Ферганский (Кокжангакский) (таблица 1).
В таблицах 1 и 2 даны параметры активных разломов, пересекающих маршрут проектируемой железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан, а именно тип подвижки, угол падения (градусы), азимут падения, длина разлома (км), возраст, максимальная моментная магнитуда, возможная магнитуда, максимальная подвижка, вероятная ширина возможных очагов, период повторения землетрясения на этих разломах.
Таблица 1. Параметры активных разломов, пересекающих маршрут проектируемой железной дороги «Китай-Кыргызстан-Узбекистан».
№ Название разлома Угол Длина
(с юга на север по Тип падения. Азимут разлома, Возраст Mw
маршруту) разлома град падения км макс
1. Торугартский взброс 30-55 Южный 50 Неоген-четвертичный 7.07
2. Аксайский (Срединный) взброс 30-60 Северозападный 60 Неоген-четвертичный 7.17
3. Срединно-Арпинский взброс 50-60 Южный 60 Четвертичный 7.17
4. Джамантооский (Южный) взброс 30-60 Южный 80 Неоген-четвертичный 7.32
5. Джамантооский (Северный) взброс 30-55 Южный 25 Неоген-четвертичный
6. Байбичетооский взброс 45-60 Северозападный 70 Четвертичный 7.25
7. Южно- Тогузтороуский взброс 30-45 Юго- восточный 70 Неоген-четвертичный 7.25
8. Таласо-Ферганский (Центральный) сдвиго-сброс 60-70 Юго-западный 160 Неоген-четвертичный 7.63
9. Южно-Ферганский (Кокжангакский) взброс 30-50 Юго- восточный 45 Неоген-четвертичный 7.02
Таблица 2. Возможная магнитуда, максимальная подвижка, вероятная ширина возможных очагов, период повторения землетрясения на активных разломах.
№ активных разломов (см.табл.1) Возможная магнитуда Максимальная подвижка разломов Вероятная ширина возможных очагов Период повторения при скоростях смещения (подвижка)
Mw > 6.4 м ВА, м v=0.6 см/год у=0.15 см/год
1. 7.07 4.307039 25.79353 717.8399 2871.359560
7.00 4.1012 24.2860 683.5333 2734.133333
6.80 3.561504 20.39624 593.5840 2374.336000
6.60 3.093536 17.12496 515.5893 2062.357333
6.40 2.697296 14.47216 449.5493 1798.197333
2. 7.17 4.616338 28.07858 769.3896 3077.558493
7.10 4.397946 26.46281 732.9910 2931.964000
6.80 3.561504 20.39624 593.5840 2374.336000
6.60 3.093536 17.12496 515.5893 2062.357333
6.40 2.697296 14.47216 449.5493 1798.197333
3. 7.17 4.616338 28.07858 769.3896 3077.558493
7.10 4.397946 26.46281 732.9910 2931.964000
6.80 3.561504 20.39624 593.5840 2374.336000
6.60 3.093536 17.12496 515.5893 2062.357333
6.40 2.697296 14.47216 449.5493 1798.197333
4-5. 7.32 5.113908 31.79605 852.3180 3409.271893
7.20 4.712624 28.79424 785.4373 3141.749333
7.10 4.397946 26.46281 732.9910 2931.964000
6.80 3.561504 20.39624 593.5840 2374.336000
6.60 3.093536 17.12496 515.5893 2062.357333
6.40 2.697296 14.47216 449.5493 1798.197333
6. 7.25 4.876688 30.01794 812.7813 3251.125000
7.20 4.712624 28.79424 785.4373 3141.749333
7.10 4.397946 26.46281 732.9910 2931.964000
6.80 3.561504 20.39624 593.5840 2374.336000
6.60 3.093536 17.12496 515.5893 2062.357333
6.40 2.697296 14.47216 449.5493 1798.197333
7. 7.25 4.876688 30.01794 812.7813 3251.125000
7.20 4.712624 28.79424 785.4373 3141.749333
7.10 4.397946 26.46281 732.9910 2931.964000
6.80 3.561504 20.39624 593.5840 2374.336000
6.60 3.093536 17.12496 515.5893 2062.357333
6.40 2.697296 14.47216 449.5493 1798.197333
8. 7.63 6.270075 40.58128 1045.012 4180.049693
7.50 5.76425 36.71625 960.7083 3842.833333
7.30 5.045234 31.28029 840.8723 3363.489333
7.20 4.712624 28.79424 785.4373 3141.749333
7.10 4.397946 26.46281 732.9910 2931.964000
6.80 3.561504 20.39624 593.5840 2374.336000
6.60 3.093536 17.12496 515.5893 2062.357333
6.40 2.697296 14.47216 449.5493 1798.197333
9. 7.02 4.159115 24.70899 693.1858 2772.743093
7.00 4.1012 24.286 683.5333 2734.133333
6.80 3.561504 20.39624 593.5840 2374.336000
6.60 3.093536 17.12496 515.5893 2062.357333
6.40 2.697296 14.47216 449.5493 1798.197333
На рисунке 3 приведена карта - схема новейшей тектоники западной части Алабугинской впадины и её горного обрамления в масштабе 1:200 000, на основе которой прослежен маршрут железной дороги через антиклинальные, синклинальные структуры, через зоны разломов и толщи свит с различными литологическими разрезами. В частности, отмечено, что отрезок маршрута западнее р. Алабуга пересекает (профиль XVIII) соленосные отложения, где образованы солевые диапиры (рисунок 4).
Рисунок 3. Фрагмент схемы новейших структур западной части Алабугинской впадины и горных обрамлений М1:200000 (составленной И. Садыбакасовым, М. Омуралиевым, 1989) [2]. Участки, обозначенные плюсами, означают домезозойские породы; точками -отложения палегон-неогеновые, оси антиклинальных поднятий выделены черными линиями; оси синклиналей - пунктирными линиями; линиями со штрихами обозначены разломы, штрихи указывают направление падения поверхности разлома. Шкала глубины и высот - в километрах. Месторасположение субмеридиональных геолого-структурных профилей указаны чёрной линий с римскими цифрами.
с
4000 м
■ ■2000 • 0 ■2000
XVIII
Рисунок 4. Субмеридиональные геолого-структурные профили (см. рисунок 3), (составленные И. Садыбакасовым, М. Омуралиевым, 1989) [2]. На профилях указаны структурные положения палеоген-неогеновой толщи и четвертичные отложения, и линии разломов, где палеозойские толщи на поднятиях надвигаются на кайнозойские отложения в впадинах. Отрезок маршрута западнее р. Алабуга пересекает (профиль XVIII) соленосные отложения, где образованы солевые диапиры.
Построены графики повторяемости землетрясений в пределах каждого сейсмогенерирующего разлома. Коэффициенты наклона графика повторяемости (у) -фрактальность сильных землетряесний в пределах активных разломов приведены в таблице 3.
Таблица 3. Коэффициенты наклона графика повторяемости - фрактальность сильных землетрясений в пределах активных разломов.
№ Название разлома (с юга на север по маршруту) Коэффициенты наклона графика повторяемости (у)
1. Торугартский -0.3039
2. Аксайский (Срединный) -0.3038
3. Срединно-Арпинский -0.3038
4. Джамантооский (Южный) -0.3030
5. Джамантооский (Северный) -
6. Байбичетооский -0.3034
7. Южно-Тогузтороуский -0.3034
8. Таласо-Ферганский (Центральный) -0.2995
9. Южно-Ферганский (Кокжангакский) -0.3039
На рисунке 5 показана Карта интенсивности сотрясений земной поверхности в баллах шкалы MSK-64 в пределах маршрута проектируемой железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан [3]. В отрезках маршрута в пределах зон активных разломов интенсивность сотрясений составляет 9 баллов, исключением является зона Таласо-Ферганского разлома, где интенсивность сотрясений превышает 9 баллов.
Рисунок 5. Карта интенсивности сотрясений земной поверхности в баллах шкалы MSK-64 в пределах маршрута проектируемой железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан, обозначенной ломаной (зубчатой) линией чёрного цвета (ф = 40°24' -41°30'N, X = 72°48'-75°42'E, фрагмент Карты Интенсивности сотрясения земной поверхности в баллах при вероятных максимальных землетрясениях на территории Кыргызстана, 2018 г., М1:1000000; К.Е. Абдрахматов, М. Омуралиев и др.).
В зонах активных разломов проявились сильные палеоземлетрясения, например, в зоне Южно-Тогузтороуского разлома проявилось палеоземлетрясение Бешкёль, выраженное крупным сейсмооползнем [4] (рисунок 6).
На рисунке 7 показано проявление современной зоны разлома сбросо-сдвигового типа, по которой смещены голоценовые отложения, в пределах лежачего северного крыла зоны Южно-Тогузтороуского разлома восточнее пункта Кош-Добе.
На рисунке 8 приведена карта пиковых ускорений (PGA) сейсмических колебаний в пределах маршрута проектируемой железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан [3]. В отрезках маршрута в пределах зон активных разломов пиковое ускорение для горизонтальной составляющей сейсмических колебаний составляет 0.4 - 0.5 g, в районе зоны Таласо-Ферганского разлома - 0.6g и более.
Рисунок 6. Цифровая карта скального оползня Бешкёль, проявленный в эпицентре сильного палеоземлетрясения в зоне активного разлома Южный Тогузтороо [4].
Рисунок 7. Современная зона разлома сбросо-сдвигового типа, по которой смещены голоценовые отложения, восточнее пункта Кош-Добе.
Рисунок 8. Карта пиковых ускорений (PGA) сейсмических колебаний в пределах маршрута проектируемой железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан (чёрная зубчатая линия) (9=40°24'-41°30'N, X=72°48'-75°42'E, фрагмент Карты Пиковых ускорений в скальных грунтах для горизонтальной составляющей сейсмических колебаний на территории Кыргызстана, 2018 г., М1:1000000; Абдрахматов К.Е., Омуралиев М.и др.).
В заключение можно отметить, что приведенные выше результаты исследования, а именно атрибуты активных разломов генерирующих землетрясений и сейсмические параметры (карта интенсивности сотрясений, пиковое ускорение сейсмических колебаний, характерный период спектра отклика землетрясения) являются основой оценки сейсмической опасности маршрута проектируемой железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан и создания моделей сейсмических воздействий на проектируемые объекты железной дороги.
В дальнейших работах следует учесть ранее выбранный Институтом сейсмологии НАН КР [1] маршрут железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан в качестве альтернативого варианта маршрута железной дороги.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абдрахматов К.Е., Омуралиев М. Сейсмическая опасность и безопасность кыргызского участка железнодорожной магистрали Китай-Кыргызстан-Узбекистан. //Известия НАН КР, 2013, №3, с. 44-49.
2. Отчёт Института сейсмологии АН КиргССР за 1989 год.
3. Абдрахматов К.Е., Бегалиев У.Т., Омуралиев М., Омуралиева А. Сейсмическая опасность населённых пунктов и стратегических сооружений Кыргызской Республики. - Б.: ОСОО «ТРИАДА Принт», 2019., - 98 с.
4. Omuraliev M., Omuralieva A. Late Cenozoic tectonics of the Tian Shan, Kyrgyzstan, Central Asia. Bishkek, 2004, 166 p.
Рецензент: к. ф.-м. н. Фролова А.Г.
