москвамонография. Сулайманов С. С
 Скачать 3.35 Mb.
|
|
1.2.Сейсмический риск в мире и в Узбекистане: источник возникновения, поражающие факторы, последствия, прогнозирование и защита населения Известно, что риск негативного воздействия на человека в жизненном пространстве обычно связан с развитием чрезвычайных происшествий природного или техногенного характера. На земном шаре ежегодно происходит более 100 землетрясений, приводящих к различным родам разрушениям. Среди стихийных бедствий, землетрясения, по своим разрушающим последствиям, не имеют себе равных. Землетрясения занимают первое место по числу погибших и экономическому ущербу. Землетрясение – одно из самых страшных природных явлений. Оно вызывает колебания поверхности земли и сопровождается: повреждениями и разрушениями, как отдельных частей зданий и в целом; повреждением дорог, трубопроводов, мостов, линий электропередач, телефонной связи, канализации; пожарами, наводнениями, оползнями, обвалами и селями в горной местности, разжижением грунтов. Землетрясение возникает неожиданно, без предупреждения; и, хотя продолжительность главного толчка не превышает нескольких секунд, его последствия ужаснее действия любых тайфунов. Землетрясение, как источник сейсмического риска, имеет в основном природный характер. Причины землетрясений связаны с динамическими процессами в земной коре. Они обусловлены 31 строением нашей планеты – Земля. Земля – планета солнечной системы и она является самой большой из планет земной группы планет Солнечной системы. Она образовалась 4,6 млрд. лет назад. Ее масса 5,98·10 24 кг, диаметр 12756 км, плотность 5510 кг/м 3 . Средняя скорость ее движения по орбите 29,765 км/с. Период обращения вокруг Солнца составляет 365,24 суток. Наклон земной оси к плоскости эклиптики 66 , 33 , 22 ,, . Период вращения вокруг своей оси 23 часа 56 мин 4,1 секунды. Земля имеет форму, близкую к эллипсоиду, она сплющена у полюсов и растянута в экваториальной зоне, ее называют геоид. В Солнечной системе нет другой планеты, на которой мог бы выжить человек. Необходимым условием для жизни белковых тел, является наличие атмосферы, которая позволяла бы живым существам дышать, и защищала бы планету от смертоносной коротковолновой радиации, приходящей из Космоса. Положение Земли в Солнечной системе, ее размер, плотная масса явились причиной образования у нее атмосферы особого типа, единственной в своем роде, поэтому Земле такая радиация не угрожает, поскольку она поглощается в верхнем слое атмосферы озоновым поясом [ 16]. На Земле активно протекают тектонические процессы, что считается признаком жизнедеятельности планеты, ее развития, так как, именно при землетрясениях и извержении вулканов происходит активный обмен веществом и энергией между недрами и поверхностью планеты, в ходе которого формируются и поддерживаются: атмосфера, гидросфера и господствующие типы рельефа поверхности. Рельеф земной поверхности в целом характеризуется глобальной ассиметрией двух полушарий – северного и южного. Одно из них представляет собой гигантское пространство, заполненное водой – океаны. В другом полушарии сосредоточены поднятия коры, образующие континенты. 32 Современная наука о Земле, объясняющая динамику процессов в земной коре, строит свои знания, опираясь на теорию неомобилизма, то есть теорию дрейфа континентов, которая основывается на тектонике литосферных плит. Согласно этой теории считается, что верхний слой земной коры (литосфера) состоит примерно из пятнадцати железных плит, из них 6-7 являются крупными, которые могут сталкиваться, погружаться друг под друга и надвигаться одна на другую. Эти плиты плавают, медленно скользя, и перемещаясь горизонтально, на горячем, пластическом слое мантии нашей планеты – литосфере. Вместе с плитами могут перемещаться и континенты. Именно по этому механизму, поверхность Земли приводится в состояние, близкое к гидростатическому равновесию. Возникновение теории неомобилизма, связано с открытием в 60-х годах ХХ столетия на дне Мирового океана цепи срединных горных хребтов, тянущихся на десятки тысяч километров. Рельеф океанического дна оказался отличным от континентального рельефа. Вдоль центральных частей срединно-океанических хребтов протянулись разломы, так называемые рифовые зоны, через которые из мантии на поверхность, в виде мощных потоков, выходят свежие массы вещества. Они раздвигают кору, формируя ее в процессе непрерывного обновления. Однако, если основные участники поверхности наращиваются вдоль хребта, а площадь поверхности Земли практически не изменилась за время ее существования, значит должны быть зоны уничтожения поверхности. Такие зоны существую. Это зоны субдукции – глубоководные океанические желоба, где (например, Курильскую, Марианскую дугу) или под край континента (например, пластина земной коры с Японскими островами устойчиво мигрирует в сторону Китайской платформы и подвигается под нее). Эти зоны характеризуются повышенной сейсмической и вулканической деятельностью. Таким образом, близ срединно- 33 океанических хребтов, литосферные плиты надвигаются друг на друга и поглощаются мантией. Там же, где плиты сталкиваются между собой, возникают складчатые сооружения. Расслоение недр Земли по плотности, рождает своего рода течения в мантии. Эти течения и заставляют дрейфовать глобальные плиты с выступающими из Мирового океана континентами. Дно Мирового океана, считавшееся всегда нейтральным, в геологическом отношении, оказалось живым, разделяющим жизнь материков. Земля, в отличие от других планет Солнечной системы, имеет сильное магнитное поле, что связано с особенностями ее геологического строения. Благодаря зондированию недр Земли сейсмическими волнами удалось установить, что она имеет оболочное строение и дифференцированный химический состав. Различают три главные, концентрически расположенные области: кора, мантия и ядро. Ядро и мантия, в сою очередь, подразделяются на дополнительные оболочки, различающиеся физико-химическими свойствами. Каждая из оболочек Земли представляет собой открытую систему, обладающую определенной автономией и своими внутренними законами развития, но при этом они тесно взаимодействуют друг с другом. Ядро занимает центральную область земного геоида и разделяется на две части. Внутреннее ядро находится в твердом состоянии на глубине 5120-6371 км, оно окружено внешним ядром, прибывающим в жидкой фазе, с глубинами 2920-4980 км (Рис. 1.1). Между внутренним и внешним ядрами нет четкой границы, их разделяет переходная зона на глубинах 4980-5120 км. Предполагают, что внутреннее ядро состоит из железа (80%) и никеля (20%), что идентично составу железных метеоритов. Этот сплав, при давлении земных недр, должен иметь температуру порядка 4500 С. Внешнее же 34 Рис. 1.1. Строение Земли ядро содержит железо (52%) и жидкую смесь твердых веществ, образуемую железом и серой (48%). Температура плавления такой смеси, оценивается примерно равной 32000 С. С жидким состоянием внешнего ядра, связывают представления о природе земного магнетизма, полагая, что магнитное поле Земли, зарождается в глубинах планеты. Магнитное поле Земли изменчиво. Из года в год меняется положение магнитных полюсов. Убедительные эксперименты показали, что на протяжении последних 80 млн. лет, имело место не только изменение напряжения поля, но и многократное систематическое перемагничивание. В результате, которого северный и южный магнитные полюса Земли менялись местами. В периоды смены полюсов наступали моменты полного исчезновения магнитного поля. Предполагают, что причиной этого явления является масса жидкого ядра, перемещающаяся при вращении Земли вокруг своей оси. Плотность и химический состав мантии, по данным сейсмических волн, резко отличается от 35 соответствующих характеристик ядра. Мантию образуют различные силикаты – соединения, основу которых составляет кремний. Мантия имеет сложное строение, она подразделяется на верхнюю, среднюю и нижнюю части. На глубинах, около 100-300 км выделяется слой атмосферы, в пределах которого формируются очаги глубокофокусных землетрясений. Глубина мантии достигает 1000- 2700 км, а переходный слой между мантией и ядром лежит на глубине 2700-2920 км [17]. Земная кора – это верхний слой твердой оболочки Земли, отдаленный от нижележащих слоев, так называемой поверхностью Мохоровича (по фамилии сербского сейсмолога, открывшего ее в 1909 г), при переходе к которой от мантии, происходит изменение химического состава и скачкообразно изменяется скорость распространения упругих волн. Средняя мощность земной коры 35км, под океанами она достигает около 6км, а под материками 60 км. Мантия земли делится на верхнюю толщиной около 900 км и нижнюю – 200 км. Верхняя мантия вместе с земной корой образует литосферу. Температура в мантии равна 2000-2500 градусов и давление в пределах 1-300 ГПа. Именно в мантии и происходят тектонические процессы, вызывающие землетрясения. Таким образом, главные причины землетрясений связаны со строением Земли. Как было отмечено выше, поверхность земной коры делится на как отмечено выше 6-7 огромные части, которые называются тектоническими плитами: североамериканская, евроазиатская, африканская, тихоокеанская, атлантическая, южноафриканская. Тектонические плиты, находятся в непрерывном движении, скорость которого составляет не более нескольких сантиметров в год. Согласно теории тектонических плит, землетрясения являются результатом столкновения этих плит и сопровождаются изменениями поверхности Земли в виде складок, трещин и т.п. которые могут быть очень длинными (до несколько 36 тысяч километров). Районы, расположенные вблизи границ тектонических плит, в наибольшей степени подвержены воздействиям землетрясений. Это, прежде всего Калифорния, Япония, Греция, Турция. К счастью для человечества, основная часть линий раскола земной коры проходит по морям и океанам. Гигантские плиты, можно сказать трутся друг о друга на дне океана, и потому львиная доля землетрясений на Земле (90%), даже сильных, проходит незамеченной для человека. Природа производит землетрясение в виде серии толчков, которые включают фор шоки, главный толчок, афте шоки. Число толчков и промежутки времени между ними могут быть самыми разными. Главный толчок характеризуется небольшой силой [18]. Очаг землетрясения - это некоторый объем в толще земли, в пределах которого происходит высвобождение энергии. Центр очага — условная точка, именуемая гипоцентром, или фокусом. Землетрясения начинаются внезапно, длятся обычно несколько секунд, слабые толчки могут продолжаться с перерывами в несколько секунд, слабые толчки могут продолжаться с перерывами несколько суток, недель и даже лет Очагом поражения при землетрясении называется территория, в пределах которой произошли массовые разрушения и повреждения зданий, сопровождающиеся поражениями и гибелью людей, животных, растений. Все землетрясения принято характеризовать тремя параметрами: глубиной очага; магнитудой (характеризует общую энергию землетрясения); интенсивностью энергии на поверхности земли. В зависимости от глубины очага землетрясения они делятся на нормальные (глубина очага 0-70 км), промежуточные (70-300 км) и глубокофокусные (300-700 км). Опасными считаются землетрясения с очагом глубиной 5-300 км, а наиболее опасными - с глубиной 10-100 км. Одной из главных характеристик землетрясения является его 37 энергия. Энергия сейсмических волн (или магнитуда) может составлять от нескольких мегаватт в час до сотен тысяч миллионов киловатт в час (или 10 20 кВт/ч). Для удобства обозначения энергии землетрясений пользуются логарифмом, например: lg10 =1; lg10 2 = 2; lg10 3 = 3; lg10 4 = 4 и т.д. Американский ученный Ч. Рихтер в 1935 г. предложил для характеристики энергии землетрясения в качестве эталона принять такую энергию, при которой на расстоянии 100 км от эпицентра стрелка сейсмографа отклоняется на 1 мкм. Таким образом, энергия землетрясения определяется как десятичный логарифм отношения амплитуды сейсмических волн, измеренных на каком - либо расстоянии от эпицентра к эталону. Изменение этого соотношения на 10 единиц соответствует изменению значения по шкале на 1 балл (увеличение ее на 1 означает десятикратное возрастание амплитуды колебаний в почве и увеличение энергии землетрясения в 30 раз.) Например, амплитуда землетрясения составляет 300 000, эталон равен 10. Энергия по шкале Рихтера от 0 до 9 составит (300 000\10) = lg 30 000 = 4.48. Наблюдения, проведенные в период 1900 по 1950 гг. показали, что наивысший балл по этой шкале был зарегистрирован в Колумбии в 1906 г. - 8,6 балла [19 ]. В ряде европейских государств наряду со шкалой Рихтера используется двенадцатибалльная шкала МСК-64 (названная так по первым буквам фамилий ее авторов: Медведев, Спонхевер, Карник), которая характеризует силу землетрясений в соответствии с его последствиями. Эта шкала используется с 1964 г. Соотношение между шкал МСК-64 и Рихтера приведено в таблице 1.2. Таблица1.2 Соотношение между шкалой МСК-64 и шкалой Рихтера [19] Шкала МСК Шкала Рихтера I -Почти неощутимые толчки - II- Толчки ощущают лишь немногие, особенно на 2 38 верхних этажах зданий III- Толчки ощущают немногие, дребезжит стекло, раскачиваются висячие предметы 2,5-3 IY- Толчки ощущают все, кто находится внутри здания, трескаются потолки, звенит посуда 3,5 Y - Толчки ощущают все, спящие люди просыпаются, в помещении раскачиваются висячие предметы 4-4,5 YI- Просыпаются спящие, люди покидают дома, останавливаются настенные часы с маятником, сильно раскачиваются деревья 5 YII- Трескаются стены домов 5,5-6 YIII- Образуются обширные глубокие трещины в стенах 6-6,5 IX - В стенах возникают бреши, рушатся перегородки 7 X - Здания рушатся, реки выходят из берегов 7,4 XI - Повреждение большинства зданий, разрушение мостов 8,0 В США используется модифицированная шкала Меркали, которая в целом сходна со шкалой МСК-64. Двенадцатибалльная шкала имеет ряд преимуществ перед шкалой Рихтера, которая характеризует лишь энергию землетрясения, но не учитывается его особенностей. Например, если эпицентр землетрясения расположен глубоко под землей, то при его большой энергии разрушения даже вблизи эпицентра могут быть незначительными, и наоборот, если эпицентр расположен - близко к поверхности, то при средней энергии землетрясение может быть разрушительным. Сила землетрясений от 1-4 балловне вызывает повреждений зданий и сооружений, а также остаточных явлений в грунтах и изменения режима грунтовых и наземных вод. Землетрясение силой в 1 балл вызывает незаметное сотрясение почвы, колебания которой регистрируется только приборами. Землетрясения силой 2 балла отмечается некоторыми, очень чуткими лицами, находящимися в полном покое. При землетрясении 3 балла внимательными 39 наблюдателями замечается очень легкое покачивание висячих предметов. При землетрясении 4 балла наблюдается легкое раскачивание висячих предметов и неподвижных автомашин; слабый звон плотно поставленной неустойчивой посуды. Землетрясение в 4 балла распознается большинством людей, находящихся внутри здания. Землетрясение силой 5 балловвызывает легкий скрип полов и перегородок; дребезжание стекол, осыпание побелки, движение незакрытых дверей и окон, на поверхности непроточных водоемов образуются небольшие волны. Заметно качаются висячие предметы, наблюдается выплескивание воды из наполненных сосудов, возможно остановка маятниковых часов. Землетрясения силой 6 балловвызывают легкие повреждения многих зданий, в одноэтажных кирпичных, каменных и саманных домах наблюдаются значительные повреждения. В сырых грунтах образуются трещины 1 см, отмечается небольшое изменение дебита источников и уровня воды в колодцах. В помещениях качаются висячие предметы, иногда падают книги, посуда, легкая мебель сдвигается, передвижение людей неустойчиво. Землетрясения силой 7 балловвызывает значительные повреждения зданий, в некоторых случаях их разрушения. На дорогах появляются трещины, наблюдается нарушение стыков трубопроводов, повреждение каменных оград. В сухих грунтах образуется дебит источников и уровней грунтовых вод. Возникают новые и пропадают старые источники воды. В помещениях сильно качаются висячие предметы, легкая мебель сдвигается, падают книги, посуда. Передвижение людей без дополнительной опоры затруднено. Все люди покидают помещения. Землетрясения силой 8 балловвызывают значительные повреждения большинства зданий. В некоторых полное разрушения. Образуется 40 большое количество трещин на склонах гор и в сырых грунтах; наблюдаются осыпи, оползни и горные обвалы. Вода в водоемах мутная; меняется дебит источников и уровней воды в колодцах. В помещениях сдвигается и частично опрокидывается мебель, легкие предметы подскакивают и опрокидываются. Люди с трудом удерживаются на ногах. Все выбегают из помещений. Землетрясения силой 9 баллов вызывают искривление железнодорожных путей, повреждение насыпей дорог, разрушение дымовых труб, башен. Большинство зданий обрушивается. В грунтах образуются трещины до 10 см; наблюдаются горные обвалы, оползни, небольшие грязевые извержения, в водоемах большое волнение. В помещениях опрокидывается и ломается мебель. Наблюдается большое беспокойство животных. Землетрясения силой 10 балловвызывают обрушение многих зданий, дамбы и насыпи получают значительные повреждения, на дорожном полотне трещины и деформации, обрушение труб, башен, памятников, оград. Возникают трещины в грунтах до 1 м. Наблюдаются обвалы скал и морских берегов. Наблюдается возникновение новых озер, прибоя и выплескивания воды в водоемах и реках. В помещениях многочисленные повреждения предметов домашнего обихода. Животные мечутся и воют. Землетрясения силой 11 балловвызывают общее разрушение зданий, насыпей, трубопроводов, железнодорожных путей. На поверхности земли наблюдаются многочисленные трещины и вертикальные перемещения пластов. Большие обвалы, оползни. Сильно меняется режим водоисточников и водоемов и уровень грунтовых вод. В помещениях наблюдается гибель значительной части населения, животных и разрушения имущества под обломками зданий. Землетрясения силой 12 балловвызывает общее разрушение зданий и сооружений. Значительная часть населения гибнет от оползней. В 41 грунте наблюдаются вертикальные и горизонтальные разрывы и сдвиги. Образуются озера, водопады, имеют место изменения русла рек. Растительность и животные погибают от обвалов и осыпей в горных районах. Передвижение людей без дополнительной опоры затруднено. Все люди покидают помещения [20]. Однако землетрясения возникают и от других причин. Подземные толчки другого типа сопровождают вулканические извержения. И в наше время многие люди все еще считают, что землетрясения связаны главным образом с вулканической деятельностью. Эта идея восходит к древнегреческим философам, которые обратили внимание на широкое распространение землетрясений и вулканов во многих районах Средиземноморья. Сегодня мы также выделяем вулканические землетрясения - те, которые происходят в сочетании с вулканической деятельностью, но считаем что как извержения вулканов, так и землетрясения являются результатом действия тектонических сил на горные породы, и они не обязательно возникают вместе. Третью категорию образуют обвальные землетрясения. Это небольшие землетрясения, возникающие в районах, где есть подземные пустоты и горные выработки. Непосредственная причина колебаний грунта заключается при этом в обрушении кровли шахты или пещеры. Часто наблюдаемая разновидность этого явления - так называемые «горные удары». Они случаются, когда напряжения, возникающие вокруг горной выработки, заставляют большие массы горных пород резко, с взрывом, отделяться от ее забоя, при этом возбуждая сейсмические волны. Горные удары наблюдались, например, в Канаде; особенно часто они отмечаются в Южной Африке. Большой интерес вызывает разновидность обвальных землетрясений, возникающих иногда при развитии крупных оползней. Например, в результате гигантского оползня, образовавшегося 25 42 апреля 1974 г. на реке Мантаро в Перу, возникли сейсмические волны, эквивалентные землетрясению умеренной силы. Последний тип землетрясений - это искусственные, производимые человеком взрывные землетрясения, возникающие при обычных или ядерных взрывах. Подземные ядерные взрывы, производившиеся в течение последних десятилетий на ряде испытательных полигонов в разных местах земного шара, вызвали довольно значительные землетрясения. Когда в скважине глубоко под землей взрывается ядерное устройство, высвобождается огромное количество ядерной энергии. За миллионные доли секунды давление там подскакивает до величин, в тысячи раз превышающих атмосферное давление, а температура увеличивается в этом месте на миллионы градусов. Окружающие породы испаряются, образуя сферическую полость диаметром во много метров. Полость разрастается, пока кипящая порода испаряется с ее поверхности, а породы вокруг полости под действием ударной волны пронизываются мельчайшими трещинами. За пределами этой трещиноватой зоны, размеры которой измеряются иногда сотнями метров, сжатия в горных породах приводят к возникновению сейсмических волн, распространяющихся во всех направлениях. Когда первая сейсмическая волна сжатия достигает поверхности, грунт выгибается вверх и, если энергия волны достаточно велика, может произойти выброс поверхностных и коренных пород в воздух с образованием воронки. Если скважина глубокая, то поверхность только слегка растрескается и порода на мгновение поднимется, чтобы затем снова рухнуть на подстилающие слои. Некоторые подземные ядерные взрывы были настолько сильны, что распространившиеся от них сейсмические волны прошли через внутренние области Земли и были записаны на дальних сейсмических станциях с амплитудой, эквивалентной волнам землетрясений с магнитудой 7 по шкале 43 Рихтера. В некоторых случаях эти волны поколебали здания в отдаленных городах. Прежде всего, особый интерес сейсмологов привлекают предвестниковые изменения скорости продольных сейсмических, волн, поскольку сейсмологические станции специально сконструированы так, чтобы точно отмечать время прихода волн. Второй из параметров, которые могут быть использованы для прогноза, - это изменение уровня земной поверхности, например наклон поверхности грунта в сейсмических районах. Третий параметр - выделение инертного газа радона в атмосферу вдоль зон активных разломов, особенно из глубоких скважин. Четвертый параметр, привлекающий большое внимание, электропроводимость пород в зоне подготовки землетрясения. Из лабораторных экспериментов, проведенных на образцах горных пород, известно, что электрическое сопротивление водонасыщенной породы, например, гранита, резко меняется перед тем, как порода начинает разрушаться под действием высокого давления. Пятый параметр - вариации уровня сейсмической активности. По этому параметру имеется больше сведений, чем по четырем другим, но полученные до сих пор результаты не позволяют сделать определенных выводов. Регистрируются сильные изменения нормального фона сейсмической активности - обычно это увеличение частоты слабых землетрясений [21]. Первая стадия землетрясений состоит в медленном накоплении упругой деформации благодаря действию главных тектонических сил. В течение этого периода все сейсмические параметры характеризуются нормальными значениями. На второй стадии в коревых породах зон разлома развиваются трещины, что приводит к общему возрастанию объема - к дилатансии. Когда открываются трещины, скорость продольных волн, проходящих через такую раздувающуюся область, падает, дневная поверхность при этом воздымается, выделяется газ радон, уменьшается электрическое 44 сопротивление, может измениться частота микро землетрясений, отмечаемых на данной площади. На третьей стадии происходит диффузия воды из окружающих пород в поры и микротрещины, что создает условия неустойчивости. По мере заполнения трещин водой скорость проходящих через данный район Р- волн начинает снова возрастать, поднятие поверхности грунта прекращается, выделение радона из свежих трещин затухает, а электрическое сопротивление продолжает уменьшаться. Четвертая стадия соответствует моменту самого землетрясения, после чего сразу наступает пятая стадия, когда на площади возникают многочисленные афтершоки. За последнее столетие произошло очень много землетрясений на всем земном шаре, повлекших за собой многочисленные жертвы и разрушения. Перечислим наиболее крупные землетрясения XX века на территории стран СНГ и других стран. 7 декабря 1988 года в Армении произошло мощное землетрясение, названное Спитакским по наименованию города, полностью стертого с лица Земли. Тогда за несколько секунд погибло более 25 тысяч человек, а несколько сот тысяч получили ранения. Ашхабадское землетрясение в ночь с 5 на 6 октября 1948 года унесло более 100 тысяч жизней. В Китае в 1920 году погибло 200 тысяч человек, в 1923 году в Японии - более 100 тысяч. Примеров катастрофических землетрясений, повлекших за собой большие жертвы, очень много. Например, в 1906 году в Сан-Франциско, в 1908 году в Сицилии, в 1950 году в Гималаях, в 1957 году в Западной Монголии и в 1960 голу в Чили. В 1967 году 250 тысяч человек стали жертвами очень сильного Тянь-Шаньского землетрясения в Китае. 3100 человек погибли при землетрясении в 1980 году в Италии, 2500 - в 1981 году в Иране [22]. В 1993 году - сильное землетрясение обрушилось на японский город Кобе, вызвав пожары, опустошившие целые кварталы и 45 повлекшие человеческие жертвы. В 1994 году - мощные подземные толчки сотрясали Сан-Франциско, обрушив автомобильные эстакады. Трагедией обернулось землетрясение на севере острова Сахалина в 1995 году в Нефтегорске, обломками зданий которых погибли 2 тысячи человек. 28 февраля 1997 года в городе Ардебиль (северо- запад Ирана) 1100 погибших. 10 мая 1997 года провинции Хорасан, северо-восток Ирана, погибли 1570 человек. Зимой 1998 года мощное землетрясение обрушилось на Афганистан, погибли более 4500 человек. 29 августа 1999 года 14095 человек погибли, 27234 человека считаются пострадавшими, в результате землетрясения в Турции (эпицентр в городе Измит на побережье Мраморного моря, в 80 км от Стамбула). Этот список можно продолжать бесконечно, т.к. землетрясения разной силы и в различных районах земного шара происходят постоянно, нанося огромный материальный ущерб и приводя к многочисленным жертвам (таблица 1.3) [23]. Таблица 1.3 Сведения о некоторых крупных землетрясениях Страна, место Год Число погибших, последствия Энергия по шкале Рихтера Китай, Ганьсу 1556г. 830000ч. - Британская Колумбия 1700г. - 9,2 Индия, Калькутта 1737г. 300000ч. - Италия, Калабрия 1783г. 60000ч. - США, Лос- Анджелес 1854г. - 7,9 Япония, Санрику 1896г. 27000ч. 1060 зданий разрушено - Индия, Ассам 1901г. площадь разрушения 23000км 2 - Италия, Сицилия 1908г. 83000ч. разрушен г. Мессина - Китай 1920г. 110000ч. 8,6 46 Япония 1923г. 150000ч. 8,3 Китай 1927г. 200000ч. 8,3 Турция 1930г. 30000ч. 7,9 Китай 1932г. 70000ч. 7,6 Индия 1935г. 20000ч. 7,5 Туркмения, Ашхабад 10.1948 г. 110000ч. 7,3 Югославия, Скопье 1963г. 2000ч. город разрушен - Мексика, Мехико 1965г. 15000ч. - Ташкент 1966г. 1863 ч. 6,7 Китай, Таньшань 1967г. 250000ч. - Перу 05.1970 г. 66794ч. 7,7 Пакистан 1974г. 4700ч. - Китай, Таньшань 1976г. 640000ч. 7,8-8,2 Иран 1978г. 20000ч. - Италия 1980г. 3100ч. - Армения, Спитак 1988г. 25000ч. полное разрушение - США, Лос- Анджелес 1994г. 70ч. город разрушен 6,7 Россия, Нефтегорск 1995г. 2000ч. город разрушен - Иран, Ардебиль 1997г. 1100ч. - Иран, Хорасан 1997г. 1570ч. - Афганистан 1998г. 4500ч. - Турция, Измир 08.1999 г. 14095ч. - Иран, Бам 2004г. 30000ч. 6,8 Индонезия, Суматра 09.2004 г. 250000ч. Цунами 9,3 Индонезия, Суматра 2004г. 1000ч. 7,6 Индийский океан 12.2004 г. 229866ч. Цунами - Китай, провинция Сычуань 2008г. 70000ч. г. Чэндзу разрушен 7,6-7,8 Гаити, Порт-о- Пренса 01. 2010г. 140000ч. разрушено пол города 5,9-7 Сейчас проблемой сейсмичности занимаются не только сейсмологи, но и правоведы. Сегодня уже имеется возможность 47 отличить возбужденную и инициированную сейсмичность от сейсмичности естественного происхождения. В Индии 10 декабря 1967 г. В районе, ранее считавшимся не сейсмическым, произошло разрушительное землетрясение. Оно унесло около 2000 человеческих жизней и причинило серьезный материальный ущерб. Эпицентр его, по определению Международного центрального сейсмического бюро в Страсбурге, почти совпал с местоположением плотины Койна. Землетрясение рудника Коулбурк в Южной Африки вызвало разрушения на площади около 3,2 км2 , при этом погибло 437 рабочих, работающих под землей . Пятибалльное землетрясение на II-ом Соликамском руднике в России 5 января 1995 г. Привело к разрушению целиков и к практически мгновенному оседания земной поверхности на 4,5 м. В Таштагольском районе Кемеровской области 5 февраля 1998г. В 3 км от границы шахтного поля , в районе жилого массива, массива , произошло 6 – балльное землетрясения с образованием трещин в кирпичных зданиях. При этом глубина очага, составившая 1,5 км, соизмерима с глубиной рудника. В США 16 января 1994 г. При затоплении карьера было спровоцировано 7 – балльное землетрясения, ущерб от которого составил 2 млн. долларов. Теперь такие явления известны на всех континентах и во многих странах мира. В таблицах 1.4, 1.5 представлены данные о событьях, связанных с проявлением техногенной сейсмичности [23]. Таблица1.4 Данные о землетрясениях, инициированных близостью водохранилищ [24] Платина(страна) Высота, м Объем водохран илище, км 2 Год наиболее активного землетрясен ия Магни туда (интенсив ность) Талбинга(Австралия) 162 0,9 1972 3,2 Юканбин(Австралия) 163 4,17 1970 5 48 Уед-Фолда(Алжир) 89 2,25 1933 - Марафон(Греция) 63 0,6 1938 5 Кремаста(Греция) 165 4,7 1966 6,3 Ингури(Грузия) 272 1,1 1979 4,3 Койна(Индия) 103 2,7 1967 6,5 Вайнот(Италия) 261 0,1 1963 4,9 Чиркейская (Россия) 233 2,7 1974 4,9 Оровил(США) 236 4,3 1975 5,9 Нурекская 300 10,4 1972 4,5 Таблица 1.5 Данные о землетрясениях, инициированных влиянием инженерной деятельности[24] Местонахождение, страна Год сильнейшего землетрясения Магнитуда (интенсивность) Под влиянием эксплуатации нефтегазовых месторождений Камдачское (Узбекистан) 1983 6,0 Ромашкинское (Россия) 1991 5,0 Нефтегорск (Россия) 1995 7,0 Под влиянием разработки месторождений полезных ископаемых Кировский рудник (Россия) 1989 4,5 Рудник Расвумчор(Россия) 1993 2,5 Центрального Кузбасс г.Белово (Россия) 1999 4,5 г.Прокопьевск (Россия) 1995 4,6 Североуральское бокситовое Месторождения (Россия) 1984-1990 6,0 Верхнекаменское соляное месторождение (Россия) 1993 3,2 Соликаменское соляное месторождения (Россия) 1995 3,8 Медное месторождение Рудна (Польша) 1996 3,7 Месторождения в долине Какулинг (США) 1994 4,6 49 Рассматриваемая территория охватывает Центральной Азии, включающую пять республик– Казахстана, Киргызтан, Таджикистан, Узбекистан и Туркменистан . Это свое образный и очень сложный в тектоническом плане регион, являющийся одним из наиболее подвижных и сейсмический активных районов континентальной части нашей Земли. Здесь в течении продолжительного времени ведутся исследования в разных научных направлениях в целях изучения природы возникновения землетрясении, оценки сейсмической опасности, разработки методов прогноза сильных землетрясении в области инженерной сейсмологии и сейсмостойкого строительства накоплен фактический материал по разным аспектам геологии тектоники, сейсмологии данного региона, свидетельствующий о высокой степени с сейсмической опасности значительной части территории всех республик. Большой вклад изучение закономерностей сейсмичности внесли специалисты региона, изучавшие землетрясения Центральной Азии. Сейсмическая история рассматриваемого региона чрезвычайно богато событья. С древнейших времен здесь по различным источникам отмечены многочисленные землетрясения, иногда катастрофические по своим последствиям. Только за последние немногим более 100 лет, здесь произошли четыре землетрясения с М > 8: Красноводское в Копетдаге (1895 г.., М =8,2, Н= 60 км), Кашгарскос в Южном Тянь - Шане (1902 г, М=8,2), Чиликское (1889 г.., М= 8,3, Н= 40 км.) и Кеминское (1911г, М= 8,2, Н= 5 км.) на Северном Тянь-Шане. Здесь сосредоточились как коревые, так и глубокие сейсмические очаги. Их высокая активность дала возможность зарегистрировать множество толчков различной силы и на этой основе выявить многие стороны развития сейсмических процессов в пространстве и времени, а также геологические и динамические эффекты, а также геологические и динамические эффекты, связанные с землетрясениями [25]. 50 Территория Республики Узбекистан характеризуется высокой сейсмической активностью. В прошлом здесь происходили землетрясения интенсивностью до 7,3 балла (Андижанское (1902 г.), Картаеское (1907 г.), Пскемское (1937 г.), Бричмулинское (1959 ), Ташкентское (1966 г.), Газлийское (1976 г. и 1984 г.), Таваксайское (1977 г.), Папское 1984 г.) и Камашинский (1999 и 2000 г.)) – Риск усугубляется городской застройки: сейсмичность городских районов за последние 20-30 лет существенно увеличились (Самарканд – с 7 до 8 баллов, Навои – с 6 до 8-9 баллов, Ташкент – с 7 до 9 баллов) [25]. Город Ташкент подвергся серьезным разрушениям в 1868 и 1966 гг. В результате землетрясения в 1966 г. 35000 зданий общей площадью в 2,8 миллиона квадратных метров были полностью разрушены. Согласно официальной статистике серьезно пострадало 1863 человека. Высокий уровень разрушений объясняется значительной уязвимостью зданий, что усугубило риск и низкий уровень готовности населения. Около 10 % жителей пострадали в результате обрушения зданий и более половины жертв пострадали в результате незнания простейших правил поведения при землетрясениях [25]. Международные и региональные эксперты, участвовавшие в Конференции по Сейсмологии в 1996 г. в Алматы, пришли к выводу, что если в Ташкенте не будут своевременно приняты меры по сокращению сейсмического риска и если в городе произойдет сильное землетрясение, может погибнуть до 45000 человек и еще 18000 могут серьезно пострадать. Аналогичные цифры весьма вероятны в случае сильного землетрясения в Ферганской долине. Для ученых Узбекистана Ташкентское землетрясение и его последствия были полезны в плане развития и усиления научных исследований по сейсмостойкому строительству и сейсмологии. Подтверждением этому, было расширение института механики 51 новыми лабораториями, связанными с сейсмостойкостью строительства и его переименование в институт механики и сейсмостойкости сооружений. Тут же после реорганизации в ИМиСС организовывается экспедиция по обследованию последствий Ташкентского землетрясения под руководством академика М. Т. Уразбаева в составе Т. Р. Рашидова, тогда уже директора ИМиСС и ведущих сотрудников, в числе которых были А.Т. Рассказовский, А.И. Мартемьянов, К. С. Абдурашидов, У.Ш. Шамсиев, А.А. Ведерников, Л.И. Картошкин, Х.С. Кариев, Ф.Усманов, которые немедленно приступили к обследованию разрушенных и поврежденных зданий и сооружений города. Экспедиция работала до конца года и собрала обширный материал по воздействиям землетрясений на здания и сооружения, на основе обработки которых были сделаны выводы о сейсмостойкости зданий в эпицентральной зоне и о методах восстановительных работ поврежденных зданий, выяснены причины повреждений большого количества каменных зданий и представлены предложения по изменению и совершенствованию действующих норм в сейсмостойком строительстве. Помимо этого, были определены конструктивные основные решения для нового строительства в Ташкенте, совместно с другими организациями составлены указания по восстановлению поврежденных зданий, была составлена карта изосейст землетрясений города (Рис.1.2) [11] Положение изосейст на территории города определялось на основании данных по степени повреждения зданий. Основная задача заключалась в нанесении 8 и 7 баллов – восьмибальной и между зонами 7 и 6 баллов - семибалльной зоны изосейст. Были нанесены 12 радиальных маршрутов, сходившихся в центре города. На каждом радиусе отмечалась область прохода признаков более высокой интенсивности к более низкой, середину зоны принимали за точку пересечения изосейсты с радиусом. Зона 52 расположения изосейсты между смежными радиусами подвергалась дополнительному обследованию для уточнения трассы изосейсты. Данные экспедиции по определению балльности землетрясений по Ташкенту были доложены М.Т. Уразбаевым на заседании Правительственной комиссии 28 мая 1966 года. На основании |