Красноярск сейсмичность

Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации ОСР-2015

Примечание — Степень сейсмической опасности, указанная арабскими цифрами 6-10 в графах А, В и С, соответствует 6-10 баллам шкалы MSK-64 и вероятности возможного превышения 10% (карта ОСР-2015-А), 5% (карта ОСР-2015-В) и 1% (карта ОСР-2015-С) (или 90%, 95% и 99% непревышения) расчетной сейсмической интенсивности в каждом из пунктов в течение 50 лет. Эти же оценки отражают 90%-ную вероятность непревышения указанных значений сейсмической интенсивности в течение интервалов времени 50, 100 и 500 лет и соответствуют повторяемости таких сотрясений в среднем один раз в 500 (карта А), 1000 (карта В) и 5000 лет (карта С).

Каждая из карт, входящих в комплект ОСР-2015 (А, В, С), позволяет обеспечивать одинаковую степень инженерного риска на всей территории Российской Федерации и предназначена для осуществления антисейсмических мероприятий при строительстве объектов разных категорий ответственности и сроков службы.

В связи с тем, что расчет карт ОСР-2015 проводился по сетке 25х25

, оценка сейсмической опасности пунктов, расположенных на расстоянии до 30 км от границ между зонами балльности, должна уточняться (ДСР и т.п.) или они должны быть отнесены к более сейсмоопасной зоне.

Субъекты Российской Федерации, их города и населенные пункты, территории которых расположены в пределах зон, характеризующихся сейсмической интенсивностью менее 6 баллов, в приведенный список не помещены (это Республика Мордовия, Удмуртская Республика; Калужская, Курганская, Новгородская, Орловская, Псковская, Смоленская, Тверская, Тульская и Ярославская области; города Москва и Санкт-Петербург; Ханты-Мансийский, Эвенкийский и Ямало-Ненецкий автономные округа).

Карты общего сейсмического районирования территории Российской Федерации — ОСР-2015

Исключено с 1 марта 2022 г. — Изменение N 2

Сейсмоизолирующие элементы

Г.1 Исключен с 1 марта 2022 г. — Изменение N 2

Г.2 Исключен с 1 марта 2022 г. — Изменение N 2

Г.3 При выполнении поверочных расчетов во временной области с применением инструментальных или синтезированных акселерограмм следует задавать жесткостные характеристики конструкций здания, соответствующие прогнозируемому или назначаемому уровню деформирования или повреждения его элементов. Учет нелинейного характера зависимости между величиной внешнего воздействия и деформациями (перемещениями) конструкций может выполняться как путем прямого задания диаграммы деформирования, так и с применением различных способов линеаризации. Для расчетов во временной области максимальные амплитуды инструментальных или синтезированных ускорений в уровне основания сооружения следует принимать не менее 1,0; 2,0 или 4,0

при сейсмичности площадок строительства 7, 8 и 9 баллов соответственно и умножать на коэффициент

При поверочных расчетах во временной области следует принимать коэффициент

Г.4 При поверочных расчетах во временной области с применением инструментальных или синтезированных акселерограмм рассматриваются вынужденные колебания системы под влиянием внешнего воздействия:

где K — матрица жесткости системы;

С — матрица демпфирования;

U(t) — вектор перемещений;

F(t) — вектор узловых сил, характеризующий внешнее динамическое воздействие.

Расчеты следует выполнять с применением акселерограмм, разработанных или адаптированных для площадки строительства, а также с учетом возможности развития в элементах неупругих деформаций и локальных хрупких разрушений с использованием апробированных программных комплексов.

Г.5 Для определения сейсмических воздействий допускается использовать перечисленные ниже методы или их комбинации, которые можно объединить в три основные группы:

Г.5.1 Методы, использующие записи сильных землетрясений максимального расчетного уровня, имевших место на площадке, или имеющиеся аналоговые записи сильных землетрясений.

Г.5.2 Методы, основанные на моделях разлома:

— полуэмпирический метод.

Г.5.3 Методы, использующие стандартные спектры:

— методы синтезирования расчетных акселерограмм и спектров действия с установленными оценками параметров движений грунта при расчетных воздействиях во временной и (или) спектральной форме.

Г.6 Сейсмические воздействия в зависимости от степени изученности сейсмотектонических и грунтовых условий площадки могут быть определены любым из методов или несколькими методами одновременно: нормативным, эмпирическим, полуэмпирическим и аналитическим. Должны быть получены наиболее вероятные значения параметров сейсмических воздействий и оценка их неопределенности. Применимость каждого из использованных методов должна быть обоснована.

Г.7 При выборе методов определения сейсмических колебаний грунта для проектных основ следует отдавать предпочтение эмпирическому методу, использующему записи сильных движений от землетрясений на площадке максимального расчетного уровня, поскольку они наиболее удовлетворяют реальной площадке.

Г.8 Применение полуэмпирического метода предпочтительно в случае отсутствия записей сильных движений, но при наличии данных о параметрах разлома и распределении скоростей между разломом и площадкой.

Г.9 Теоретический метод следует применять при наличии записи движений на площадке при слабых землетрясениях, а также параметров разлома, генерирующего РЗ.

Г.10 Нормативный метод применяется при ограниченной сейсмологической информации о площадке строительства, такой как магнитуда РЗ и расстояние до очага. В этом методе сейсмические воздействия синтезируются по стандартному спектру реакции или спектральной плотности, продолжительности и огибающей, зависящей от времени.

Г.11 Аналитический метод применяется в случае отсутствия конкретной информации о площадке. Данный метод рекомендуется для ограниченного применения и получения предварительных оценок.

Г.12 Сейсмические колебания могут быть представлены в виде записей ускорения грунта во времени и соответствующими параметрами (скоростью и перемещением).

Г.13 Если для расчета требуется пространственная модель сооружения, сейсмические колебания должны состоять из трех одновременно действующих акселерограмм. Одна и та же акселерограмма не может быть использована одновременно вдоль обоих горизонтальных направлений.

Г.14 В зависимости от характера применения и фактически имеющейся информации описание сейсмического воздействия может быть выполнено с использованием искусственных акселерограмм (см. Г.15), а также записанных или синтезированных акселерограмм (см. Г.19).

Сейсмичность

Долгое время территория центральных районов Красноярского края считалась практически асейсмичной. Большая ее часть по карте общего сейсмического районирования ОСР-78 была отнесена к 5-балльной зоне. Такая оценка согласовалась с тем, что на протяжении многих лет жители г. Красноярска не ощущали подземных толчков. С вводом нового поколения карт районирования ОСР-97 территория г. Красноярска и прилегающих районов вошла в 6-балльную зону (ОСР-97-А). Такая оценка сейсмической опасности представляется более обоснованной. Только с 2000 г., когда был созданЦентр сейсмологического мониторинга (ЦСМ) на базе ГПКК «КНИИГиМС», жители г. Красноярска более 10 раз ощущали сотрясения, достигавшие 4 баллов по шкале MSK 64. С 2000 г. Ц СМ были зарегистрированы 17 землетрясений, ощутимых на территории Красноярского края. Их параметры были оперативно переданы в структуры МЧС России и органы власти в форме срочных донесений. Места и время возникновения данных землетрясений, их сила, а также интенсивность сотрясений, вызванных ими, приведены ниже.

Параметры ощутимых в Красноярском крае землетрясений, зарегистрированных с 2000 г.

KР – энергетический класс землетрясения по данным ГПКК «КНИИГиМС»;

МS – магнитуда землетрясения по данным бюллетеня Геофизической службы РАН и ISC;

r – удаление эпицентра землетрясения от г. Красноярск;

I – интенсивность сотрясений, ощущавшихся в г. Красноярск, в баллах шкалы MSK-64

Сильнейшие землетрясения практически всегда приурочены к активным разломам и сейсмолинеаментам, выделенным и учтенным в ходе составления комплекта карт ОСР-97. При этом землетрясения, приводящие к ощутимым сотрясениям, можно разделить на две группы: местные и транзитные (удаленные). Надежный контроль за местными землетрясениями имеет особенно важное значение, т.к. даже при малых магнитудах, находясь на небольшом расстоянии от города они способны вызвать сотрясения большой интенсивности. Например, относительно слабое землетрясение с магнитудой 3,5, произошедшее под городом, способно вызвать сотрясения интенсивностью в 5 баллов, а согласно модели очаговой сейсмичности ОСР-97 на всей территории центральных и южных районов Красноярского края, включая г. Красноярск, возможно возникновение землетрясений с магнитудой 5,5.   К местным землетрясениям относятся Караганское (Агинское) и Кулижинское землетрясения, приуроченные к Главному Саянскому разлому и двум сеймолинеаментам, на которых возможно возникновение землетрясений с магнитудой 6. Вблизи выделенного сейсмолинеамента, соответствующего Большепорожскому разлому, произошло Ермаковское землетрясение. Более слабые события – Крольское и Солгонское землетрясения также были зафиксированы вблизи разломов: Восточно-Саянского и Солгонского соответственно, однако вблизи них сейсмолинеаментов с максимальной магнитудой 6 и выше не выделено. Из последних ощутимых событий только Синеборское землетрясение находилось на удалении от известных крупных активных разломов.    Транзитные землетрясения в силу их большой удаленности представляют меньшую опасность для территории Красноярского края. Они могут ощущаться только в том случае, если они имеют значительную магнитуду. Но вследствие их значительной удаленности они не способны приводить к существенным разрушениям в Красноярске. Наибольшая интенсивность сотрясений на территории края в последние годы была связана с транзитным Чуйским (Алтайским) землетрясением, а также Тувинскими землетрясениями.   Проводимый ГПКК «КНИИГиМС» сейсмический мониторинг позволяет оперативно определять эпицентр и силу землетрясения, что позволяет классифицировать их и определять соответствующую степень опасности возможных последующих толчков для города. С июля 2014 г. в ГПКК «КНИИГиМС» была запущена автоматическая обработка сейсмических событий, позволяющая получать информацию о параметрах сильных событий в первые минуты после их возникновения.

О центре сейсмологического мониторинга

Центр сейсмологического мониторинга (ЦСМ) ведет свою историю с 1999 г., когда была открыта сейсмостанция «Красноярск». На начало 2014 года сейсмическая сеть ГПКК «КНИИГиМС» включала 13 сейсмических станций: 8 сейсмостанций располагались на территории края, три в Республике Хакасия и две в Республике Тыва.

Основной целью деятельности ЦСМ является оперативный контроль за сейсмической обстановкой на территории Красноярского края и прилегающих районов с информированием о ней органов власти и структур МЧС России.

Центр сейсмологического мониторинга обеспечивает:

ЦСМ КНИИГиМС входит в состав сил постоянной готовности государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Для контроля за текущей сейсмической обстановкой в ЦСМ организовано круглосуточное дежурство опытных операторов, а также сбор информации со всех сейсмических станций сети в режиме близком к реальному времени. В июле 2014 г. была запущена автоматическая обработка сейсмических событий с передачей ее результатов в структуры МЧС России, позволяющая оценивать параметры сильных событий в первые минуты после их возникновения.

История и результаты

Инструментальный период наблюдений за сейсмичностью Сибири начался начале XX века, когда были открыты первые сейсмические станции в Иркутске (1901 г.), Красноярске (1902 г.), Кабанске (1902 г.), Чите (1903 г.), Мариуте (1908 г.), Барнауле (1918 г.). К сожалению, большинство из них были закрыты спустя несколько лет.   Новый этап изучения сейсмичности Алтае-Саянской складчатой области начался в 1959 г., когда были развернуты работы по регистрации землетрясений временными экспедиционными сейсмическими станциями. С 1962 г. началось создание региональной сети постоянно действующих станций Академии наук. В Красноярском крае были расположены лишь две сейсмостанции региональной сети, что не позволяло надежно контролировать сейсмичность его обширной территории.   Для обеспечения оперативного и детального контроля за сейсмической обстановкой на территории Красноярского края, начиная с 1999 г. велось создания краевой сейсмической сети. Исполнителями работ стали специалисты КНИИГиМС – института, где был накоплен большой объем информации о геологическом строении региона. Изучение сейсмичности региона было поддержано Целевой краевой программой «Сейсмобезопасность Красноярского края на 2001-2005 годы». За время действия этой программы в КНИИГиМС были выполнены региональные геолого-геофизические исследования глубинного строения восточной части Алтае-Саянской сейсмической области с целью выделения сейсмоактивных зон, возможных очагов землетрясений и уточнения схем и карт сейсмического районирования.   Число стационарных сейсмических станций КНИИГиМС с 1999 по 2007 год увеличилось с 2 до 13. Из них 8 сейсмостанций были расположены на территории края (Красноярск, Дивногорск, Зеленогорск, Кодинск, Орьё, Куртучин, Тиберкуль, Большая речка), три в Республике Хакасия (Абакан, Шира, Табат) и две в Республике Тыва (Кызыл, Хову-Аксы).   В настоящее время оперативный контроль за сейсмической обстановкой на территории Красноярского края и прилегающих районов ведет созданный в КНИИГиМС Центр сейсмологического мониторинга (ЦСМ). Область ответственности ЦСМ включает, кроме Красноярского края, территорию Республик Хакасия, Тыва и прилегающих к краю районов Кемеровской и Иркутской областей. Естественно, что особое внимание уделяется мониторингу сейсмической обстановки в районе Красноярск-Железногорской агломерации.   На основе данных сейсмического мониторинга и дополнительно проводимых геолого-геофизических исследований специалистами ЦСМ проводится анализ изменений в сейсмическом режиме контролируемой территории для выявления областей современной сейсмической активизации и определения их характеристик. За 15 лет изучения сейсмичности Красноярского края накоплен большой практический опыт, которого нет ни в одной другой организации на территории края.   Используя современные телекоммуникационные технологии, в ЦСМ в режиме реального времени собирается информация с сейсмостанций сети, которую в круглосуточном режиме обрабатывают дежурные операторы. Результаты обработки виде донесений предаются в Сибирский региональный центр МЧС России, Главные управления МЧС России по Красноярскому краю, Хакасии, Тувы, Геофизические службы РАН (г. Обнинск) и СО РАН (г. Новосибирск), администрацию г. Красноярска, на Богучанскую, Саяно-Шушенскую и Красноярскую ГЭС, Красноярскую железную дорогу, ЭХЗ г. Зеленогорска и другие организации – всего 41 адресат. В донесениях указываются время, место (координаты), величина энергетического класса, магнитуда события, приводится карта с указанием его эпицентра и расчетными изосейстами. В случае возникновения сильных землетрясений (с магнитудой M ≥ 3,5) в течение не более 5 минут производится информирование о них структур МЧС России по Красноярскому краю. Сообщения с параметрами землетрясений и оценкой их последствий отправляются в течение 10-15 мин после его возникновения. При необходимости дополнительно проводятся работы по выставлению локальной сейсмической сети на наиболее опасных или наиболее ответственных участках.   Возникновение за последние годы более 15 сильных землетрясений, ощутимых в Красноярском крае, показывает необходимость оперативного контроля за текущей сейсмической обстановкой. Население г. Красноярска, ранее в большинстве своем считавшее его абсолютно безопасными в сейсмическом отношении, начало раз за разом ощущать докатывающиеся до города подземные толчки. Одно из первых и самых сильных сотрясений было вызвано Караганским (Агинским) землетрясением, произошедшим 27 октября 2000 г. в 180 км к юго-востоку от г. Красноярска. Его сила (магнитуда 5,6), а также близость к Красноярск-Железногорской агломерации вызвало интерес многих сейсмологов. Этот район еще долгое время проявлял высокую сейсмическую активность. В 2004 г. там произошло еще одно землетрясение, ощущавшееся в г. Красноярске.   В последние годы основное внимание при изучении сейсмичности было уделено Дербинской глыбе, ограниченной по сторонам активными разломами: на северо-востоке Главным Саянским, на юго-западе – Восточно-Саянским, на юге – Кандатским. Глыба имеет начало вблизи оз. Байкал и тянется вдоль Восточного Саяна в направлении г. Красноярска. Только за последние годы к ней были приурочены два достаточно сильных землетрясения, ощущавшиеся во многих районах Красноярского края. Это Солгонское землетрясение (01.02.2007, магнитуда 3,5) и Крольское землетрясение (24.03.2009, магнитуда 3,6). Последнее землетрясение уже не явилось «сюрпризом» для специалистов ЦСМ, и произошло оно в области, отмеченной как зона с повышенной вероятностью возникновения событий с магнитудой M ≥ 3,5.   Высокая сейсмическая активность выделенной сейсмогенной структуры в настоящее время представляет наибольшую опасность и поэтому является зоной особого внимания специалистов ЦСМ. Сразу после Крольского землетрясения в районе его эпицентра была развернута временная сейсмическая сеть для сбора данных с целью детального исследования процессов, идущих на этом участке. Одновременно были проведены макросейсмические исследования и определены возможные площадки для расположения новой стационарной сейсмической станции.   Работа краевой сейсмической сети рассчитана на решение задач ближайшего будущего. В 2007 г. была поставлена сейсмическая станция «Кодинск», которая начала контролировать фоновый сейсмический режим в районе Богучанской ГЭС, при заполнении водохранилища которой неизбежно будет регистрироваться индуцированная сейсмичность.   Станции сейсмической сети КНИИГиМС зарегистрированы в международной сейсмологической службе (ISC). Организован обмен данными между ЦСМ КНИИГиМС, Геофизическими службами РАН и СО РАН. Информация со станций Орьё и Хову-Аксы используются в работе службы срочных донесений Геофизической службы РАН.   Результаты исследований специалистов ЦСМ регулярно освещаются в научных периодических изданиях. Основные результаты работ по сейсмическому мониторингу территории Красноярского края ежегодно публикуются в сборнике «Землетрясения России».

Сеть сейсмических станций

В настоящее время сейсмическая сеть ГПКК «КНИИГиМС» состоит из 10 сейсмических станций. Информация с них поступает в Центр сейсмологического мониторинга на обработку в режиме близком к реальному времени. Расположение сейсмических станций, их параметры, а также данные о применяемом оборудовании приведены ниже.

Сведения о стационарных станциях ЦСМ ГПКК «КНИИГиМС» (код сети KRAR)

Возникновение Тувинских землетрясений в 2011-2012 гг. привлекло дополнительное внимание властей Красноярского края и подразделений МЧС России к проведению работ по сейсмическому мониторингу. В 2013 г. был разработан проект по модернизации и расширению сейсмологической сети КНИИГиМС.   Проектом предусматривается создание на территории Красноярского края сети сильных движений на базе широкополосных акселерометров Guralp GMG-5TС, обладающих большим динамическим диапазоном. Сейсмические станции должны располагаться в городах (включая г. Красноярск и г. Железногорск), а также в большинстве районных центров. Это позволит на основе инструментальных наблюдений оценивать интенсивность сотрясений в населенных пунктах в режиме, близком к реальному времени, что значительно повысит оперативность реакции на возможные последствия землетрясений. Положение запланированных опорных сейсмических станций и пунктов регистрации сильных движений земли показано на рисунке ниже.

Дополнительно планируется открытие новых сейсмостанций и модернизация существующих пунктов наблюдений ЦСМ КНИИГиМС с заменой устаревших сейсмических датчиков и регистраторов, а также с организацией оперативной передачи данных с применением спутниковых каналов связи. Для обеспечения наибольшей оперативности информирования о сильных сейсмических событиях обработку сейсмических данных предполагается вести в ЦСМ КНИИГиМС в автоматическом режиме с проведением предварительной оценки текущей обстановки и передачей срочных сообщений в обновленный Центр управления в кризисных ситуациях Главного управления МЧС России по Красноярскому краю и дежурно-диспетчерские службы муниципальных образований.  В планах развития работ по сейсмологическому мониторингу территории Красноярского края, в том числе Красноярск-Железногорской агломерации, предусматривается расширение сотрудничества с промышленными предприятиями края с информированием их специалистов о результатах мониторинга, а также с включением ведомственных сейсмостанций в региональную сеть Красноярского края.

На территории Российской Федерации нормативным документом, позволяющим оценивать степень сейсмической опасности для средних грунтовых условий, является Комплект карт общего сейсмического районирования ОСР-97 (A, B, C). Карты ОСР-97-А, ОСР-97-В и ОСР-97-С отражают 10%-, 5%- и 1%-ную вероятность возможного превышения (или 90%-, 95%- и 99%-ную вероятность непревышения) в течение 50 лет интенсивности сейсмических воздействий, указанных на картах цифрами в баллах шкалы MSK-64, и соответствуют повторяемости сейсмических сотрясений в среднем один раз в 500 (карта А), 1000 (В) и 5000 (С) лет. Комплект карт ОСР-97 включен в утверждённый Госстроем РФ СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах» и его актуализацию СП 14.13330.2011.

Карты ОСР-97 позволяют оценивать на трех уровнях степень сейсмической опасности и предусматривает осуществление антисейсмических мероприятий при строительстве объектов различной ответственности: карта А – объекты нормальной (массовое строительство) и пониженной ответственности; карты В и С – объекты повышенной ответственности (особо опасные, технически сложные или уникальные сооружения).

В частности согласно данным документам территория г. Красноярска относится к 6-балльной зоне по карте ОСР-97-А, 6 балльной по карте ОСР-97-B, но к 8-балльной зоне по карте ОСР 97-C. Ожидаемая интенсивность сотрясений для средних грунтов в других населенных пунктах Красноярского края приведена в таблице ниже.

Наибольший уровень сейсмической опасности до 8 баллов по шкале MSK-64 по карте ОСР-97-А отмечается в южных районах Красноярского края: Ермаковском, Шушенском, Каратузском. Согласно СНиП II-7-81*, на территориях с интенсивностью в 7 баллов по шкале MSK-64 необходимо осуществление сейсмостойкого строительства. Для уточнения ожидаемой интенсивности сотрясений с учетом реальных грунтовых условий необходимо проводить работы по сейсмическому микрорайонированию.

Интенсивность сотрясений в населенных пунктах Красноярского края (по Комплекту карт общего сейсмического районирования)