Интенсивность сейсмического воздействия при землетрясениях

К числу наиболее опасных стихийных бедствий относятся землетрясения.

Внезапность в сочетании с огромной разрушительной силой колебаний земной поверхности часто приводят к большому числу человеческих жертв и значительному материальному ущербу.

При этом необходимо отметить, что важный вклад в количество спасенных людей несут предельно сжатые сроки выполнения спасательных работ, так как через сутки после землетрясения 40 % числа пострадавших, получивших тяжелые травматические повреждения, относятся к безвозвратным потерям, через 3 суток – 60 %, а через 6 суток – 95 %. Данная статистика свидетельствует о необходимости проведения спасательных работ по извлечению людей из завалов как можно быстрее. Даже при массовых разрушениях спасательные работы необходимо завершить в течение 5 суток.

Исходя из вышесказанного, для эффективной организации АСДНР необходимо сразу после воздействия землетрясения оце­нить объем возможных разрушений, определить состав сил и средств, необходимых для проведения спасательных работ в нор­мативно отведенные сроки, приступить к их вводу в районы вы­полнения задач. Затем, по мере поступления данных разведки, уточ­нить потребное количество сил и средств.

Остановимся на некоторых основных понятиях, необходимых для решения задачи оценки обстановки в районах действия разрушительных землетрясений.

Землетрясение проявляется в форме колебания фунта и эффективность его воздействия на внешнюю среду и, в частности, на зда­ния количественно оценивается интенсивностью (J) по двенадцати-балльной шкале. В России и ряде европейских стран используется Международная модифицированная сейсмическая шкала MMSK-86. Интенсивность землетрясения не измеряется приборами. Для ее определения необходимо исследовать пострадавший район – выявить сте­пень повреждения зданий, дорог, горных склонов, изменения земной поверхности – всего того, что могло испытать на себе воздействие зем­летрясения, включая реакцию людей и животных. Существуют спе­циальные бланки, которые рассылаются в районы землетрясений для сбора данных. Карточки с занесенными данными о землетря­сении обрабатываются и на основе этого, используя шкалу MMSK-86, оценивается значение интенсивности подземных толчков в различных пунктах района бедствия.

Таким образом, интенсивность землетрясений является величи­ной относительной и зависит от эпицентрального расстояния (чем ближе к очагу, тем выше интенсивность), глубины очага (меньше глубина – больше интенсивность), а также от других условий (вы­сокое залегание грунтовых вод и рыхлых пород способствует уси­лению балльности).

Существует объективная мера величины землетрясения – магнитуда. Чем сильнее амплитуда сейсмической волны, тем больше магнитуда землетрясения. Идею магнитуды воплотил в жизнь профессор Калифорнийского технологического института Рихтер. Шкала магнитуд Рихтера основана на инструментальных данных, т.е. на записях землетрясений сейсмографами, способными уло­вить очень слабые сотрясения почвы с амплитудами всего несколько микрон.

Согласно Рихтеру, магнитуда толчка есть логарифм выраженной в микронах максимальной амплитуды записи этого толчка, сделан­ной стандартным короткопериодным крутильным сейсмометром на расстоянии 100 км от эпицентра. Так как сейсмометры могут размещаться на различном расстоянии от эпицентра землетрясения, то для каждой сейсмостанции имеются соответствующие методи­ки расчета. Сильнейшее из когда – либо зарегистрированных землетрясений имеет магнитуду 8,9.

Между магнитудой М и интенсивностью землетрясений J в бал­лах существует аналитическая зависимость, которая в литературе известна как формула макросейсмического поля земли

,

(2.1)

где Д – эпицентральное расстояние, км;

Н – глубина очага, км;

М – магнитуда землетрясений;

В, С, Е – региональные константы.

Значения коэффициентов В, С, Е в уравнении (2.1) могут быть различными для конкретных регионов. Если значения констант неизвестны, они могут быть приняты равными B = l,5; С = 3,5; Е =3,0. Этой формулой пользуются при прогнозировании последствий случившегося землетрясения.

Для заблаговременного прогнозирования используется, как правило, карта общего сейсмического районирования террито­рии России ОСР-78. Индексы 1, 2, и 3 возле номиналов в зонах балльности отражают повторяемость сейсмических землетрясе­ний возможной интенсивности один раз в 100, 1000 и 10000 лет (, , , , , , , , ).

В настоящее время составлены карты ОСР-97, которые представлены в виде трех отдельных карт и отражают повторяемость землетрясений возможной интенсивности один раз в 500, 1000 и 10000 лет. Они получили соответственно названия: ОСР-97-А (для обще­го строительства); ОСР-97-В (для строительства опасных объектов) и ОСР-97-С (для строительства особо опасных объектов, типа атом­ных станций).