Методика оценки последствий землетрясений для Приморского края

,

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ДЛЯ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

Территория Приморского края относится к зоне Тихоокеанского сейсмического пояса, на который приходится около 80% мировой сейсмической активности. У южного соседа Приморского края – Китая, за сутки регистрируется до 200 землетрясений, большая часть которых – слабые. Самые страшные землетрясения ХХ века происходили на территории Китая, и унесли более миллиона человеческих жизней. По данным [1], только при землетрясении 1976 года, в Тяньшане, погибло около 655000 человек. Не менее трагичны последствия землетрясений, имевших место на территории восточного соседа Приморского края - Японии. Лишь в 1995г. в результате землетрясения в г. Кобе погибло 3,5 тыс. человек, 500 тыс. человек лишилось жилья, а общий материальный ущерб составил 90 млрд. долларов.

Сейсмические наблюдения велись на территории Приморского края около полувека. В 1933 году в крае были начаты периодические наблюдения, а систематические проводились с 1954 по 1994 год. За 40 лет прошлого века, в крае наблюдалось свыше 30 землетрясений интенсивностью 7 и более баллов. В настоящее время наблюдения за сейсмоактивостью в крае не ведутся. Но для края существует сейсмический прогноз, по данным институтов ДВО РАН в Южно – Сахалинске и Петропавловске – Камчатском, станций наблюдения в Токио, Гонолулу, Палмерич. Очевидно, что данные этих станций не могут вскрыть полную картину сейсмических процессов в глубинах Приморской земли.

Приморский край не относится к районам, где прогнозируется максимальная интенсивность землетрясений. Подготовленный МЧС России долгосрочный «Прогноз основных опасностей и угроз на территории России до 2010 года» [2], определил возможность максимальной интенсивности землетрясений для других районов. К ним относятся: Восточная Сибирь, Якутия, Магадан, Алтай, Саяны. Камчатка, Командоры и Курилы. Здесь же было указано, что сейсмическая активность территорий будет возрастать. Для Алтая это прогноз уже оправдался в 2003 году.

Не является ли ошибочным привлечение внимания к проблемам сейсмической опасности для Приморского края? Ведь так легко рассуждать, что 28% площади Российской Федерации - сейсмоопасны, и в подобных условиях проживает до 40 миллионов россиян. А Приморье – это рядовой субъект, причем далеко не самый сейсмоопасный.

Заманчива и легка подобная логика, но далеко не верна. Нет, Приморье это не Калининградская область, где как оказывается, тоже «трясет». Приморский край – далеко не рядовой субъект Федерации, в числе прочего и по сейсмической опасности. В докладе Комиссии по Чрезвычайным ситуациям Администрации Приморского края за 2002 год, впервые была названа величина возможного материального ущерба от землетрясений – до 50 миллиардов рублей. В последующем времени этот прогноз был уточнен. В настоящий момент возможный максимальный материальный ущерб от землетрясений исчисляется в объеме до 45% общего промышленного и 1,5% сельскохозяйственного производства края. И это только прямой материальный ущерб, не считая косвенного ущерба и десятков тысяч человеческих жертв. Подобные масштабы потерь и ущерба не угрожают ни Курилам, ни Командорам, ни Камчатке, хотя там прогнозируются 9 балльные землетрясения. Там просто отсутствуют объекты экономики, подобные тем, которые есть на Приморской земле.

До середины 90-х годов прошлого столетия бытовало мнение о преобладающей 6 балльной активности на территории края. В настоящее время официальное мнение изменено. Считается, что территория края находится в сейсмически опасной зоне с балльностью: Владивосток – 7, Артем – 7, Арсеньев – 7, Дальнегорск –7, Находка – 7, Партизанск –7, Спасск – Дальний – 7 баллов при повторяемости 7 балльных землетрясений один раз в 50 лет [3]. По мнению Приморских ученых, более интенсивные подземные колебания могут в любую минуту появиться на территории Приморья [4]. Зоной повышенной сейсмической опасности в Приморском крае признано 81,6 тыс. кв. км. территории с населением 1780 тыс. чел. в 447 населенных пунктах.

МЧС России считает, что наиболее современное средство оценки сейсмического риска, прогнозирования последствий землетрясений и обоснования эффективности сценариев реагирования - это создание геоинформационных систем (ГИС). Геоинформационные системы на основе программных продуктов Arcinto и ArcView GIS с модулями 30 Analist и Spatial Analist подготовлены для Камчатской области, разработаны для Сахалина, Курильских островов, Алтае – Саянского района и Северного Кавказа. ГИС – это новейшее средство оценки вероятности возникновения, моделирования, прогнозирования развития и размеров последствий ЧС. Для Приморского края ГИС в настоящее время не разрабатывается.

Прогнозирование последствий землетрясений в целях разработки мероприятий защиты производится в соответствии «Методикой оценки последствий землетрясений» [5].

Методика введена указанием МЧС России № 000 от 01.01.2001. Применение методики согласовано с Российской академией наук, письмо исх. № 4.2-929 ст 12.10.2004.

Прогнозирование начинается с определения возможной балльности для участка застройки сейсмоопасного района. Для этого, каждое здание объекта относят к одному из 3-х видов:

- точечный объект, характеризуемый размерами в плане (длина и ширина), каждый из которых меньше чем ширина зоны средней балльности для участка застройки;

- площадный объект, характеризуется размерами в плане(длина и ширина), каждый из которых превышает зону средней балльности ;

- протяженный объект, характеризуется размерами в плане (длина и ширина), один из которых значительно превышает другой, и превышает ширину зоны средней балльности.

Для точечых объектов, на плане определяют максимально возможную интенсивность землетрясения – (Iз). Для этого, выделяют полосы, равные половине расстояния от одной изосейсты до другой. Балльность зоны соответствует балльности изосейсты в зоне. По карте определяется базисная изосейста, ближайшая к расположению здания. Более точно базисная изосейста и приращение балльности определяются по формуле:

Iз = Iб + R°(Iм – Iб): R´, (1)

где Iз – интенсивность землетрясения для здания или сооружения;

Iм – изосейста наибольшей балльности, ограничивающая зону, в которой находится здание или сооружение;

Iб – интенсивность наименьшей по параметру изосейсты;

R° – величина привязки здания или сооружения к изосейсте наименьшей балльности;

R´ – расстояние между изосейстами наибольшей и наименьшей балльности.

В случае отсутствия карт сейсмического микрорайонирования, или в целях уточнения полученных результатов путем учета инженерно-геологических условий территории, недостающие изосейсты, а также балльность для конкретных зданий и сооружений, могут быть получены путем вычисления по формуле:

I = Iб – ( Δlб – ΔI ), (2)

где I – искомая балльность местонахождения здания или сооружения;

Iб – балльность базисной изосейсты, проходящей по территории с известными инженерно-геологическими условиями;

ΔIб – приращение балльности в известных инженерно-геологических условиях по сравнению с гранитом;

ΔI – приращение балльности по сравнению с гранитом за счет измененения инженерно-геологических условий местности, по которой проходят недостающие изосейсты.

Величины приращений балльности выбираются по таблице 1.

Таблица 1

№ п/п	Тип инженерно – геологических условий	ΔI и ΔIб
1	Гранит	0
2	Известняк и песчаник	0.52
3	Полускальный грунт (гипс, мергель)	0.92
4	Крупнообломочный (щебень, гравий, галька)	1.36
5	Песчаные	1.6
6	Глинистые (глины, суглинки, супеси)	1.61
7	Насыпные рыхлые	2.6

Возможная степень разрушения зданий определяется по таблице 2. Здания и сооружений классифицируют по этажности на:

- малоэтажные, до 4 этажей;

- многоэтажные, от 5 до 8 этажей;

- повышенной этажности, от 9 до 25 этажей;

- высотные, более 25 этажей.

Степени разрушения зданий и сооружений при землетрясениях

Таблица 2

№	Конструктивные решения зданий или сооружений	Интенсивность землетрясения в баллах, приводящая к различным степеням разрушения зданий или сооружений
Слабые разрушения	Средние разрушения	Сильные разрушения	Полные разруше-ния
Жилые общественные и промышленные здания
1	Кирпичные и каменные с несущими стенами, до 4 этажей То же, от 5 до 8 этажей	6.0 – 7.0 5.0 – 6.0	7.0 – 7.5 .0 –7.0	7.5 – 8.0 .5 – 8.0	>8.0 >7.5
2	То же, с защитой антисейсмической, до 4 этажей То же, от 5 до 8 этажей	6.5=7.5 6.0 – 7.0	7.5 – 8.0 7.0 – 8.0	8.0 – 8.5 8.0 – 8.5	>8.5 >8.5
3	До 4 этажей, из туфа	5.0–5.5	5.5 – 6.0	66.5 – 7.0	>77.0
4	Каркасно-кирпичные с ж/б перекрытиями, до 4 этажей То же, от 5 до 8 этажей	6.5 – 7.5 55.5 – 6.5	7.5 – 8.0 6.5 – 7.5	8.0 – 8.5 8.0 – 8.5	>8.5 >8.0
5	То же, с защитой анти- сейсмической, до 4 этажей То же, от 5 до 8 этажей	7.0 – 8.0 6.0 – 7.0	8.0 – 8.5 7.0 – 8.0	8.5 – 9.0 8.0 – 8.5	>9.0 >8.5

Прогнозирование по рассмотренной методике не дает расчета возможных потерь людей в зданиях и сооружениях. С целью расчета возможных потерь мы предлагаем произвести дополнительные расчеты по «Методике прогнозирования и оценки медицинских последствий землетрясений [6]. Для этого по возможной интенсивности землетрясения, войдем в расчетную таблицу 3 второй методики, и определим характеристики потерь населения в зданиях.

Характеристика потерь населения в разрушающихся зданиях при землетрясениях, %

Таблица3

№ п/п	Тип зданий	Вид потерь	Интенсивность землетрясения в баллах
5	6	7	8	9	10	11	12
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Деревянные малоэтажные	Общие, в том числе: Смертельные Санитарные: -легкие; -средние; -тяжелые	3 0 3 1.2 0,6 1,2	6 0 6 2,6 1,3 2,1	14 0 14 7 4 4	32 0 32 7 4,5 20,5	50 3 48 8 5 34	70 40 30 10 5 15	90 45 45 10 5 15	100 85 15 0 0 15
2	Кирпичные, каменные с несущими стенами и ж/б перекрытиями Малоэтажные Многоэтажные	Общие в том числе: Смертельные Санитарные, из них: - легкие; - средние; - тяжелые Общие в т. ч.: Смертельные Санитарные: - легкие - средние - тяжелые	4 0 4 2 1 1 5 0 5 2 1 2	9 0 9 2 3 4 15 0 15 6 3 6	23 0 23 8 9 6 25 0 25 10 5 10	40 4 36 8 7 21 30 15 15 3 2 10	55 10 45 10 8 27 50 20 30 12 6 12	78 50 28 9 6 18 75 50 25 0 0 25	93 75 18 0 0 18 95 70 25 0 0 28	100 85 15 0 0 15 100 83 17 0 0 17

Расчет ущерба по данным методикам не учитывает воздействия последствий землетрясений на системы первоочередного жизнеобеспечения населения. Это системы обеспечения водой, продуктами питания, жильем, транспортом, коммунально–бытовыми услугами и др. Как показало декабрьское, 2004 года, с интенсивностью 9 баллов землетрясение в Юго-Восточной Азии, поражение систем жизнеобеспечения в чрезвычайных ситуациях умножает количество жертв и объем нанесенного ущерба в несколько раз. По данным [7] могут возникнуть различные варианты сейсмического воздействия на системы жизнеобеспечения, указанные в таблицах 4 и 5.

Возможная доля населенных пунктов на территории края, с полной (числитель) и частичной (знаменатель) неработоспособностью систем жизнеобеспечения населения в ЧС.

Таблица 4

Система ЖОН	6 баллов	7 баллов	8 баллов	9 баллов	10 баллов
Водоснабжение	- / 10	10/20	20/30	20/40	20/50
Электроснабжение	-/5	7/15	10/20	15/30	20/40
Газоснабжение	-/5	5/10	5/12	10/20	15/30
Теплоснабжение	5/10	10/15	10/20	20/40	20/70
Транспорт	-/5	10/10	6/12	15/30	35/35
Канализация	-/5	5/-	5/7	7/10	20/20
Связь	-/5	10/-	5/8	10/12	40/30

Возможная доля систем жизнеобеспечения на территории края, способных к функционированию немедленно (числитель) или после восстановительных работ в течение суток (знаменатель).

Таблица 5

Система ЖОН	баллов	7 баллов	8 баллов	9 баллов	10 баллов	Более 10 баллов
Водоснабжение	80/90	55/80	48/53	36/48	24/36	0/24
Электроснабжение	85/95	75/85	60/75	43/60	32/43	5/32
Газоснабжение	90/95	85/90	77/85	62/77	50/62	18/40
Теплоснабжение	85/90	77/85	50/77	28/50	15/28	0/15
Транспорт	90/95	85/90	68/85	55/68	20/55	5/20
Канализация	100/100	90/100	85/90	60/85	45/60	10/30
Связь	100/100	90/100	82/90	55/82	30/55	6/35

В целях максимального смягчения возможных последствий землетрясений предлагается производить прогнозирование последовательно по трем рассмотренным методикам.

Литература

1.  «Основы государственного регулирования мероприятий по обеспечению сейсмической безопасности России». М.: Издательство Российского экологического федерального информационного агентства.1997г.

2.  и др. Прогноз основных опасностей и угроз на территории России до 2010 года. Инф. сборник МЧС №3. М.:2001.

3.  План действий Приморского края по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. В.: ГУГОЧС АПК. 2002.

4.  О землетрясениях в Приморье. Комсомольская Правда, № 000-42. М: ИКП.2004.

5.  и др. Методика оценки последствий землетрясений. М.: ВНИИ ГОЧС. 1994.

6.  Кашеваров прогнозирования и оценки медицинских последствий землетрясений. М.: ВНИИ ГОЧС.1993.

7.  и др. Рекомендации по комплексам мероприятий защиты населения в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера. М.: ВНИИ ГОЧС.1993.