москвамонография. Сулайманов С. С
 Скачать 3.35 Mb.
|
|
Рис.1.2. Карта изосейст Ташкентского землетрясения 26 апреля 1966 г. приведенных материалов Правительственная комиссия приняла решение перевести основную часть территории г. Ташкента в девятибалльную зону. Также было решено производить застройку центра города высотными зданиями. Исторически установлены сейсмические явления, которые наблюдались в зоне Ташкента с незапамятных времен, и сведения об их последствиях передавались из поколения в поколение. Архивные документы, свидетельствуют, что за 100 лет, предшествовавших землетрясению 26 апреля 1966 года в Ташкенте и его окрестностях ощущались 281 землетрясений различной интенсивности, в том числе 5 силой до 8 баллов и 10 силой 6-7 баллов [26,27 ]. Из сохранившихся описаний землетрясений в полночь с 26 на 27 апреля 1866 года, двух землетрясений 4 февраля и 4 апреля 1868 года, можно увидеть, что эти землетрясения по своим разрушительным 53 признакам мало отличалось от землетрясений 26 апреля 1966 года. По описанию архивных документов проявление этих землетрясений было - вертикальные удары, вскоре перешедшие в волнообразные колебания, по масштабам колебания интенсивность почвы и магнитуде этих землетрясений превышала 8 баллов. Они так же сопровождались многочисленными повторными толчками, как и после землетрясения 26 апреля 1966 года. Очаги землетрясений 28 ноября 1886 года, 7 июня 1924 года, 6- балльного землетрясения 10 июня 1938 года, по данным Ташкентской сейсмической станции, находились под Ташкентом [27]. Очаги землетрясений, представляющих опасность застройкам города, расположены так же в Приташкентском районе, системе Чаткальского хребта, Ферганской долине, нижнем Тянь-Шане, в Северном Памире и Гиндукуше [28]. Наиболее опасными для города были землетрясения с очагами в Чаткальском хребте и особенно Приташкентском районе. Например, Чаткальское землетрясение 2 ноября 1946 г., эпицентр которого находился в 250 км от города, проявилось в Ташкенте с интенсивностью 7-8 баллов таблица 1.6 [29] Таблица 1.6 Перечень некоторых сильных землетрясений и их «эффект» на территории города Ташкента Место землетрясений Магнитуда Эффект в Ташкенте в баллах МСК-64 Место и расстояние эпицентра от г. Ташкента Ташкент 6,5 7-8 250 км к юго-востоку от Ташкента Ташкент 6,7 7 Костакоз 6,4 6-7 Ура-Тюбе 6,6 6-7 150 км к югу от Ташкента Ташкент 4,3 7 Пскент 6,5 6 Чаткал 7,5 7-8 250 км от Ташкента Ташкент 5,3 8 54 Таваксай 5,0 6 Назарбек 5,1 6-7 Все это говорит, о повышенной сейсмичности территории г. Ташкента и окрестности. Периодическое проявление сильных землетрясений на его территории указывает на сосредоточение эпицентров сильных землетрясений в 6 и более баллов в районе Ташкента [29]. Поражающим фактором и последствием землетрясений являются целый «комплекс» опасностей и вредностей угрожающие жизнедеятельности людей, животных, растений и др. Виды сейсмической опасности: сотрясения грунта, дифференцированная осадка грунта, оползни и грязевые потоки, разжижение грунта, перекосы поверхности грунта, лавины, смещение горных пород по разлому, цунами и сейша, наводнения при прорыве плотин и дамб, пожары. Главнейшей опасностью, далеко превосходящей остальные, является сотрясение грунта. Оно в свою очередь приводит к сотрясению зданий, в результате чего в помещениях падают различные предметы, а сами постройки могут обрушиться – полностью или частично. Колебания грунта приводят также к нарушению поверхностных горных пород и материала основания под постройками, и значительная часть ущерба от землетрясений является следствием потери прочности грунта. Иногда сейсмические колебания становятся причиной наводнений. Либо это цунами, которые, обрушиваясь на океанское побережье, вызывают большие жертвы и больший материальный ущерб, чем само породившее их землетрясение, либо это стоячие волны (сейша) в озерах и водохранилищах. Обрушение платин, образованных оползнями, может создать серьезную опасность для населения в нижних участках речных долин. 55 Существует, наконец, и угроза гигантских пожаров. Неуемная стихия огня – это одна из тех опасностей, которые можно значительно уменьшить активными предупредительными мерами и разумными планированием. В жилых домах, школах, больницах, на заводах надо проводить противопожарные учебы. Местные противопожарные службы должны быть хорошо организованы, а правила противопожарной безопасности должны, неуклонно выполнятся. В большинстве городов ситуация представляется в этом отношении обнадеживающей. Как Токио, так и Сан-Франциско теперь имеют лучшее оборудование и водоснабжение, и в них меньше уязвимых для огня зданий, чем во времена тех знаменитых пожаров. Велика вероятность (60 %) того, что разрушительное землетрясение произойдет, когда большинство людей будет находиться дома. Хорошо, если конструктивный уровень жилых домов высок или если постройки имеют деревянные каркасы. Однако во многих местах, к сожалению, строительные материалы и традиции строительства таковы, что в сейсмическом отношении дома таят в себе чрезвычайно большую опасность. Например, в Китае, как и во многих районах Средиземноморья, Южной и Центральной Америки, в Турции, Иране других областях Азии, типичные жилища делают гибель многих людей практически неизбежной даже при умеренных сейсмических сотрясениях. Большинство стран, страдающих от землетрясений, пока не располагают экономическими ресурсами, достаточными для того, чтобы в короткий срок довести жилищной строительство в сельских районах до уровня необходимой сейсмостойкости [30]. Бедствие окажется не столь тяжелым, если большинство жителей пораженной области останутся в живых, так как рабочая сила, способная немедленно взяться за восстановление и реконструкцию, и экономика страны не будет нести дополнительного 56 бремени. В этом одна из причин того, почему в Китае прилагают так много усилий для разработки прогноза землетрясений: сотни миллионов сельскохозяйственных рабочих находятся там под постоянной угрозой землетрясения. Недорогие видоизменения в проектах сельских домов – лучшие из возможных предупредительных мер для сокращения числа убитых и раненых в дальней перспектива. Утешительный контраст представляют одно- и двухэтажные дома с деревянными каркасом, типичные для США и Новой Зеландии, а также легкие дощатые постройки в Японии. При землетрясениях они наиболее безопасны. В таких домах могут возникнуть повреждения, но они незначительны по сравнению с полным обрушением, которое может случиться и действительно происходит в других местах. Но даже в этих странах строители все чаще экспериментируют с новыми материалами и изменяют конструкцию обычных зданий, так что возрастание сейсмического риска не удается обнаружить, пока не произойдет землетрясение. Например, землетрясение Сан-Фернандо, происшедшее в Калифорнии в 1971 г, показало, что хорошо сконструированные сооружения из бетонных блоков в отличие от построек старой непрочной каменной кладки характеризуется высокой сейсмостойкостью. Однако некоторые недавно возведенные дома с деревянным каркасом, построенные, казалось бы, в соответствии с принятыми правилами, но имевшие перекрытия на разных уровнях, обрушились. В отличие от старых домов с довольно небольшими окнами и с отдельным гаражом, встроенного в нижний этаж. Сотрясение грунта во многих случаях приводили к падению стен гаража и находящихся под ними комнат прямо на стоящие в гараже автомобили [31]. Количество санитарных (временных) и безвозвратных потерь зависит от: • Сейсмической и геологической активности региона; 57 • Конструктивных особенностей застройки; • Плотности населения и его половозрастного состава; • Особенностей расселения жителей населенного пункта; • Времени суток при возникновении землетрясения; • Местонахождения граждан (в зданиях или вне их) в момент ударов. В качестве примера можно сравнить результаты землетрясений в Никарагуа (Манагуа, 1972 г, 420 тыс. жителей) и в США (Сан- Фернандо, 1971 г, 7 млн. жителей). Сила толчка составила соответственно 5,6 и 6,6 балла по шкале Рихтера, а продолжительность обоих землетрясений – порядка 10 с. Но если в Манагуа погибло 6000 и было ранено 20 тыс.человек, то в Сан- Фернандо погибло 60, а было ранено 2450 человек. В Сан-Фернандо землетрясение произошло рано утром (когда на дорогах мало автомобилей), а здания города отвечали требованиям сейсмостойкости. В Манагуа землетрясение произошло на рассвете, постройки не отвечали требованиям сейсмостойкости, а территорию города пересекли 5 трещин, что вызвало разрушение 50 тыс. жилых домов (в Сан-Фернандо пострадало 915 жилых зданий) [32]. При землетрясениях соотношение погибших и раненых в среднем составляет 1:3, а тяжело – и легкораненые примерно 1:10, причем до 70 % раненых получают травмы мягких тканей; до 21 % переломы, до 37% - черепно-мозговые травмы, а также травмы позвоночника (до 12%), таза (до 8%), грудной клетки (до12%) [33]. У многих пострадавших наблюдаются множественные травмы, синдром длительного сдавливания, ожога, реактивные психозы и психоневрозы. Чаще жертвами землетрясения становятся женщины и дети: Например: • Ашхабад (1948 г), среди погибших – 47 % женщин, 35% - детей; 58 • Ташкент (1966 г.) среди санитарных потерь женщин было на 25 % больше, чем мужчин, а среди безвозвратных потерь преобладали дети в возрасте от года до 10 лет. • Токио (1923 г), до 65 % погибших женщин и детей имели ожоги. Катастрофы, являясь крупномасштабными нарушениями экологического равновесия, часто порождают серьезные медицинские последствия. Это жертвы среди людей и травмы разной тяжести, увеличение заболеваемости населения и животных, ухудшается эпидемического статуса (таблица 1.7). Таблица 1.7 Инфекционная заболеваемость населения при ЧС Болезнь Страна или города Вид ЧС, год Число заболевших Малярия Колумбия Землетрясение,1983 49 Брюшной тиф Ашхабад Землетрясение, 1948 Рост на 36 % Гепатит, Диарея Колумбия Землетрясение,1983 241 15000 На формирование и изменение эпидемиологической и санитарно-гигиенической обстановки при ЧС оказывают влияние: • Резкое изменение экологических условий (увеличение миграции населения и животных, чрезмерное размножение грызунов, насекомых и других переносчиков возбудителей болезней, нарушение экологического равновесия в породных очагах, заболевания); • Разрушение объектов санитарно-гигиенических и коммунально-бытового назначения (канализация, водопровод, бани); • Снижение устойчивости людей к инфекционным заболеваниям; • Ухудшение условий разрешения людей (полевые условия, скученность, загрязнение воды, продуктов и окружающей среды; 59 • Выход их строя санитарно-эпидемиологических учреждений (лабораторий, стационаров, имеющих запасы лечебно- профилактических средств); • Панические слухи о положении дел в районе бедствия, что затрудняет проведение противоэпидемические мероприятий. Из-за наличия в очаге поражения большого количества неубранных трупов, отсутствия или загрязнения воды, температура воздуха порядка 30...40 С возникают крайне благоприятные условия для размножения микроорганизмов. Скопление беженцев, антисанитарные условия их жизни еще больше усугубляют последствия [34]. При прогнозировании в настоящее время основное значение придается так называемым предвестникам. Для прогноза землетрясений непрерывно измеряется некоторый геофизический, геохимический или другой параметр в некоторой точке. Если произошло землетрясение, и было установлено, что параметр за некоторое время до начала землетрясения необычно резко изменился, то эту аномалию связывают с землетрясением и называют предвестником. Если связь между землетрясениями и аномалиями подтверждена многократно, то есть устойчива, предвестники можно использовать для предсказания будущих землетрясений. В результате широкого развертывания наблюдений в сейсмоактивных районах мира за последние 20 лет, обнаружены немало предвестников землетрясений. К наиболее надежным и часто повторяющимся относится, так называемое сейсмическое затишье, резкое увеличение уровня подземных вод в скважинах, сжатие или расширение участков земной поверхности, а также изменение электрического и магнитного полей Земли и электрического сопротивления горных пород [35]. 60 В дальнейшем возможность определить с одинаковой точностью местоположение землетрясений умеренной силой в любом районе земной поверхности сильно возросло в результате создания – по инициативе США – измерительного комплекса, названного Мировой сетью стандартизированных сейсмических станций (WWWSSN- World Standardized Seismograph Network). В последние десятилетия детально разработаны методы статистического анализа землетрясений. С их помощью составляются карты сейсмической активности и карты сотрясаемости (средней частоты землетрясений того или иного энергетического класса в данном районе), а также графики их повторяемости. Землетрясения наибольший ущерб наносят каменным, кирпичным, железобетонным и зеленным постройкам. Вот почему так страшны они для городов и других крупных населенных пунктов. Для получения данных долгосрочного прогноза на территории СНГ развернута Единая система сейсмических наблюдений (ЕССН), включающая в себе сеть сейсмических станций, расположенных в различных регионах, и вычислительные обрабатывающие центры. На сейсмической станции производится регистрация сейсмического волнового поля и определение характеристик сейсмического волнового поля и сейсмического сигнала: время поступления, тип сейсмической волны, максимальная амплитуда (мкм) и соответствующий ей период. Эти данные передаются в вычислительно- обрабатывающий центр по различным каналам связи. В вычислительном центре производится определение характеристик очага землетрясения; координаты эпицентра, глубина, магнитуда , время начала землетрясения. Помимо сейсмической сети станций развернута также сеть станций наблюдения за изменениями геомагнитного поля Земли, которые являются предвестниками землетрясений. Сеть станций сейсмических наблюдений 61 предназначена в основном для проведения долгосрочных прогнозов. Для оперативной обработки данных среднесрочного прогноза землетрясений в России в ряде стран СНГ используется автоматизированные системы. При краткосрочном прогнозе отсчет времени идет на дни и часы. Передача данных ведется в реальном времени. Данные регистрации поступает в центр прогноза непосредственно после их получения на наблюдательных пунктах, связь с которыми осуществляется, как правило, через искусственные спутники Земли. В настоящее время планируется создание системы краткосрочного прогноза землетрясений в странах Запада, а также в странах СНГ [37]. Методы прогнозирования землетрясений в большинстве случаев основываются на наблюдении аномалий геофизических полей, измерении значений этих аномалий и обработке полученных данных. При этом могут оцениваться изменения сейсмической активности (сильное землетрясение нередко предваряется серией слабых толчков) и геомагнитного поля, деформации земной коры и горных пород, ее составляющих, изменения уровня воды в колодце и скважинах, содержания уровня воды в колодце и скважинах, содержание радона в подземных водах и другие факторы. Используются также наблюдения за необычным поведением животных, птиц и рыб, которые наблюдается перед началом землетрясения. В Институте Сейсмологии АН РУз проводятся плодотворные исследования по прогнозу землетрясений. Работы по сейсмопрогнозному мониторингу ведутся на геодинамических полигонах Узбекистана. На примере изучения пространственно- временных закономерностей проявления гидросейсммологических предвестников удалось установить закономерное изменение термогеодинамических показателей гидрогеохимиечской среды и газо-химического состава подземных вод не только перед 62 сейсмическими событиями, происшедшими на исследуемых полигонах, но и перед сильными «транзитными» землетрясениями [38]. Совместный анализ результатов многолетнего мониторинга параметров геолого-геофизических полей показал, что по пространственному проявлению предвестники землетрясений делятся на широкомасштабные (тыс. км), средне и мелкомасшатбные (сотни км.) и локальные (десятки и единицы км); по времени – на долго – (3- 10 лет), средне (до 3 лет), краткосрочные (до 1.5 месяца) и оперативные (часы – до 3 –х дней). В соответствии с фазами развития процессов подготовки землетрясения могут быть выделены следующие периоды: спокойный, долгосрочной тревоги, среднесрочного прогноза, краткосрочного прогноза [39]. Прогноз землетрясений является важнейшей частью при управлении сейсмическим риском. Если иметь даже результаты среднесрочного прогноза до 3 лет, то правительство имеет достаточно времени, чтобы подготовиться к сильному землетрясению в данном регионе и снизить возможные потери среди населения. Этот факт подтвердили последние сейсмические события на Дальнем Востоке России. Ученые из института ИФЗ спрогнозировали сильные землетрясения в этом регионе в течении 3 лет. Министерством чрезвычайных ситуаций была проведена огромная работа по подготовке населения, по привлечению дополнительных сил и ресурсов в данный регион. В результате даже сильное землетрясения с М=6.6 в августе 2006 г. не привело к человеческим жертвам [40]. Идентификация и прогноз сейсмической опасности является базовым этапом в процедуре оценки сейсмического риска. В Центральной Азии к областям высокой сейсмичности относятся территории всех государств. Здесь находятся крупные города, построены и возводятся новые промышленные предприятия, строятся гидроэлектростанции. Здесь живет несколько десятков 63 миллионов человек. Многолетний труд сейсмологов, геологов, инженеров позволил составить карты сейсмического районирования территории республик, на которых для каждого пункта указана максимальная интенсивность возможного в будущем землетрясения. Разломы северо-западного направления – наиболее древнего заложения – интенсивно проявились в нижнем палеозое, обычно широко развиты в западной и центральной частях территории Узбекистана, сопровождая брахискладки. Они довольно хорошо выражены прерывистыми нарушениями, местами представлены крупными зонами дробления и гидротермального изменения. В закрытой части разломы прослеживаются по геофизическим материалам [41]. Разломы северо-восточного направления наиболее ярко выражены в восточной части региона, в пределах эпиплатформенного орогена. Развиты как в палеозойских, так и в мезозой-кайнозойских отложениях и являются пограничными между новейшими поднятиями и опусканиями. Разломы широтного направления развиты в палеозойских породах, частично в мезозой- кайнозойском покрове, представлены отдельными участками крупных разрывных нарушений и флексурно-разрывных зон. Они более четко выражены в рельефе в пределах Зарафшанского, Гиссарского, Туркестан-Алайского хребтов. Наиболее крупные – Гиссаро- Кокшалськая, Зарафшанская и Южно-Ферганская системы разломов, причем их простирание на западе меняется на северо-западное и контролирует развитие пликативных структур в Бухарской и Чарджоуской ступенях. Все системы разломов в Узбекистане и на сопредельных территориях представлены преимущественно взбросами, взбросо-надвигами, взбросо-сдвигами встречаются сбросы и сбросо-сдвиги. Как показали сейсмотектонические исследования, не только эпицентральная область, но и механизм очагов сильных 64 землетрясений совпадают с простиранием подвижек в зонах активных разломов [42]. Инструментальные наблюдения начали проводиться в Узбекистане с 13 июля 1901 г., когда в Ташкенте была открыта одна из первых сейсмических станций в мире. На сегодняшний день собраны уникальные сейсмологические данные за 100 лет, функционирует 23 аналоговые и 18 цифровых станций по всей территории республики. В Институте Сейсмологии Ан РУз имеется унифицированный (генеральный) каталог сильных землетрясений Центральной Азии от Туркмении на Западе до Саян на востоке с исторических времен по 1994 г., содержащий 13446 событий. За 1991- 1994 гг. эти данные ограничены территорией Средней Азии, а за 1995- 200гг. – Узбекистана. До 1900 г. имеются сведения всего о 113 событиях Центральной Азии. За период с 1955 по 2005 гг. на территории Узбекистана было зарегистрировано 83 землетрясения с магнитудой М > 5. Из них с M=5 – 58; M=5.5 -14; M=6 – 4 ; M=6.5 – 4 ; M=7 – 3 раза. Анализ землетрясений по историческим данным и регистрация современных сейсмических событий показали, что сильные 9- балльные землетрясения на территории Узбекистана наблюдались в 1209г. в Хорезме, в 1822 г. в Фергане, в 1902 г. – в Андижане, в 1907 г. – в Каратаге, в 1946 г. в Чаткале, в 1976 и 1984гг. в Газли. Для территории Узбекистана наиболее представительный материал имеется, начиная с 1955 г. Поэтому для нашей территории и прилегающих районов составлен каталог землетрясений с М > 2.5, K> 8.5. В Институте Сейсмологии АН РУз при составлении новой карты сейсмического районирования на основе унифицированного каталога землетрясений Средней Азии с М > 5.5 с исторических времен по 1994 г. построены послойные карты эпицентров и оценено пространственное распределение крупных землетрясений и прилегающих территорий. Для каждого значения М= 5.5; 6; 6.5; 7; 7.5 65 выделены глубины, на которых отмечались такие землетрясения и составлены аналогичные схемы. Землетрясения с М=6 в восточной части территории Узбекистана могут возникать на глубине 35-40 км, но в большинстве выделенных областей -15-30 км. Вблизи Ташкента землетрясение с М=5.5 происходят, в основном, на глубине 10 км, а с М = 6.5 -20-30 км. Анализ карты очагов землетрясений позволяет выявить определенные закономерности в распределении активного сейсмического поля на территории Центральной Азии. Главная из этих закономерностей состоит в том, что очаги землетрясений расположены в виде протяженных полос сейсмогенных зон, согласующихся с простиранием глубинных разломов и флексур. Существует различное представление о распределении сейсмогенных зон на территории Узбекистана [43]. Геологической основой выделения сейсмогенных зон послужили материалы сейсмотектоничечской оценки сейсмической опасности, а также серия прогнозных карт, построенных по комплексу геолого- геофизических параметров. Сейсмогенные зоны представляют собой перекрывающуюся по простиранию совокупность вероятных плейстосейстовых областей сильных землетрясений. На основании многолетних исследований ля территории Узбекистана выделены три категории сейсмогенных зон, где возможно возникновение в дальнейшем землетрясений с максимальной магнитудой: М мак ≤7,5 и I мак ≤9 баллов; М мак ≤6,5 и I мак ≤8; М мак ≤5,5 и I мак ≤7 баллов соответственно по установленным сейсмотектоническим закономерностям. Исходным материалом для изучения сейсмического режима территории Узбекистана являются карты эпицентров землетрясений, составляемые на основе инструментальных сейсмометрических наблюдений на постоянных сейсмостанциях. При этом наиболее важными характеристиками являются: 66 • график повторяемости, выражающий распределение числа очагов землетрясений по сейсмической энергии или по магнитуде; • сейсмическая активность, представляющая собой среднюю долговременную характеристику сейсмического режима территории и равная числу очагов землетрясений определенного энергетического класса или магнитуды на единицу площади в единицу времени; • верхний предел энергии землетрясений, максимально возможных на исследуемой территории. Более наглядное представление о распределении на территории Узбекистана землетрясений с различной магнитудой (М = 2.5-7.5) за период 1955-2000 гг. дано на карте сейсмического районирования и гистограммах, изображенных на рис. 1.3 и 1.4 [44]. Карты сейсмического районирования служат основой для сейсмостойкого |