Оценка степени сейсмической опасности территории Саратовской области

Содержание

 

Введение	2
Саратовская область на картах сейсмического районирования	4
1.2 Вероятность землетрясения на территории Саратовской области	6
1.3 Зоны сочленения крупных геоструктур	9
1.4 Интенсивность денудации в Саратовском Поволжье	11
Заключение	16
Список использованных источников	17

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Согласно картам общего сейсмического районирования ОСР - 97, которые в настоящее время являются нормативным документом для строительных норм и правил, территория Поволжья определяется вероятностью возникновения землетрясений магнитудой до 5,5 и интенсивностью сотрясений до 8 баллов. В то же время эта территория характеризуется высокой плотностью населения, особо ответственных и экологически опасных объектов, что дает основание определить рассматриваемый регион в качестве зоны высокого сейсмического риска. Это обстоятельство диктует необходимость проведения работ по контролю за геодинамической обстановкой в регионе Задача решается путем создания геодинамических полигонов, на которых ведутся режимные наблюдения за сейсмичностью, изменением геофизических полей и других параметров геологической среды.

Для решения этих задач создан Саратовский геодинамический полигон (СГП). СГП расположен в центральной части Саратовской области. Здесь находится ряд ответственных объектов, таких как АЭС, полигоны по испытанию и уничтожению химического оружия и другие экологически опасные объекты. Это делает проблему контроля геодинамической обстановки в этом районе особенно актуальной. Актуальность проведения детального сейсмического районирования диктует в свою очередь целесообразность привлечения комплексных геофизических исследований. Для обоснования постановки геофизических работ при выделении сейсмогенных структур необходима разработка физико-геологических моделей зон возникновения очагов землетрясений (ВОЗ). Однако подобные модели разработаны в основном для сейсмоактивных областей и практически отсутствуют для слабоактивных территорий и территорий с умеренной сейсмичностью, к числу последних обычно относят территорию Поволжья. Исследованиями зон возникновения очагов землетрясений и их связи с геофизическими полями в пределах платформенных территорий занимались Блинова Т.С., Грачев А.Ф., Маловичко А.А.,  Никонов А.А., Огаджанов В.А., и др. Однако, эти исследования касались, в основном, изучения общих региональных условий возникновения сейсмичности. Изучение конкретных очаговых зон на территории Поволжья стало возможным посредством организации геодинамических полигонов.

Целью данного реферата является ознакомление с физико-геологическим моделированием очагов землетрясений на территории Поволжья.

 
 

 

1. Саратовская область на картах сейсмического районирования

 

Карты сейсмического районирования, разработанные в нашей стране в 1937, 1957, 1968 годах базировались на исторических сведениях о ранее происходящих землетрясениях и инструментальных данных о колебаниях грунтов при сильных землетрясениях, имевших место в различных регионах. Более поздняя карта ОСР-78· была наиболее достоверной, поскольку ее построение базировалось не только на сейсмостатистической информации, но и на основе данных сейсмогеодинамических исследований.

После катастрофического землетрясения в Армении в декабре 1988 года была подвергнута сомнению достоверность данных карта ОСР-78, характеризующих состояние сейсмической напряженности на территории нашей страны. Был произведен ряд исследований, и результат этих исследований выразился в создании нового комплекта карт общего сейсмического районирования ОСР-97, которые в отличие от карты ОСР-78 имеют вероятностный характер.

В отличие от карты ОСР-78 в список населенных пунктов, расположенных в сейсмически опасных районах вошли многие области Урала и Поволжья, которые ранее к таковым не относились. В частности, в жесткие условия поставлены Свердловская, Волгоградская, Саратовская, Челябинская области, а также республики Башкортостан, Татарстан и Пермский край. Например, в Казани, городе, известном своей химической промышленностью, и в Нефтекамске, крупнейшем центре нефтехимии прогнозируются землетрясения интенсивностью 6 баллов с вероятностью 10% и 7 баллов с вероятностью 1% в течение 50 лет. В городе Екатеринбурге, важнейшем промышленном центре прогнозируется землетрясение интенсивностью 8 баллов с вероятностью 1% в течение 50 лет. Крупнейшие города, такие как Саратов, Тольятти, Волгоград, Волжский и др., где объекты химии, нефтехимии и нефтепереработки имеют доминирующее значение, также попали в зоны прогнозируемого землетрясения интенсивностью 7 баллов. Следует заметить, что на предыдущей карте ОСР-78 ни один из этих городов не значился, а следовательно, зоны их расположения, считались асейсмичными.

 

2. Вероятность землетрясения на территории Саратовской области

 

Со второй половины 20-го века геологи не раз предупреждали о возможности ощутимых землетрясений на территории Средней Волги, обусловленных интенсивным техногенным воздействием.

Тем более, что история Поволжья содержит сведения о землетрясениях, вызывавших заметные разрушения. Но актуальность мониторинга сейсмической обстановки в регионе весьма высока, поскольку, во-первых, было установлено, что количество местных землетрясений ежегодно возрастает, во-вторых, в соседних регионах в последние десятилетия происходили землетрясения интенсивностью более 4 баллов, т.е. достаточно разрушительные. Так с 1985 по 2011 гг. на территории Татарстана зафиксировано около 100 толчков силой более 4 баллов. В 1986 г. близ Нефтегорска Самарской области произошло 5-балльное землетрясение; в 1995 году в Димитровграде Ульяновской области, зафиксировано 4-балльное землетрясение. Сейсмостанция в Оренбурге ежегодно фиксирует десятки сейсмических событий. Следовательно, сильные землетрясения в нашем регионе вполне вероятны. В-третьих, даже землетрясение силой в 4балла может нанести значительный ущерб городам, где многие жилые и производственные здания растрескиваются из-за отсутствия необходимого капремонта, а новостройки – построены с нарушениями стандартов качества.

Серьезнее относиться к региональной геодинамике и сейсмичности стали после серии землетрясений, произошедших в период с 25 ноября по 6 декабря 2000 года. Подземные толчки ощущались на удалении более 1000 км от эпицентра, причем, например, в Саратове и Самаре – наиболее интенсивно они проявлялись в частях городов, находящихся, вблизи тектонических разломов. Анализ ощутимости землетрясения 25 ноября в различных районах Саратова, а также других землетрясений, произошедших ранее (10 апреля 1996 года и 9 марта 1997 года) позволяет сделать вывод о наличии возможной очаговой зоны в северо-западной части Саратова, а именно районов завода "Техстекло", Елшанки, дачных поселков. Кроме того, есть повод считать, что сильное землетрясение в бассейне Каспийского моря спровоцировало относительно слабые местные подземные толчки на территории Саратовско-Самарского участка.

Под центральной частью Восточно-Европейской платформы, преимущественно на территории Среднего Поволжья располагается «тепловая ячейка», соответствующая конвективной ячейке в мантии. Особенностью ячейки является изолированность каждого минимума – не наблюдается единой низкотемпературной аномалии валикового типа, которая окружала бы зону высоких. Земная кора над ячейкой содержит как дислокации, прогибы, так и поднятия, при этом не наблюдается территориального соответствия между интенсивностью теплового потока, структурами рельефа. В области максимума выделяются три «языка» причудливой формы, свидетельствующие о разветвлении потока. Наличие конвективной ячейки в мантии обуславливает современный геодинамический режим, внутриплитные деформации территорий в центральной части Русской платформы. Восходящие потоки магмы просачиваются в разломы и нагревают заполняющие их раздробленные породы, помимо этого, насыщая их газами. Таким образом, территории вблизи Жигулевского (Самарская область) и других разломов мантийного заложения являются крайне неустойчивыми. В случае усиления температурного режима Русской ячейки произойдет ускорение геодинамических процессов и связанной с ними сейсмичности, что ставит под угрозу размещенные на разломах потенциально опасные предприятия, такие как Балаковская АЭС в Саратовской области; НИИ атомных реакторов и могильник ядерных отходов Ульяновской области, Жигулевская ГЭС.

 

 

 

Рис. 1. Русская ячейка.

А: Распределение температуры по кровле слоя (подошва литосферы), показывающее возможную конфигурацию течений в мантии. Расчет проведен по данным теплового потока. Показаны значения параметра t (от -5 до +5), где Т(ºС)=1400+100t.

Б: Трехмерное изображение структуры конвективных течений в мантии, рассчитанных по тепловому потоку Русской ячейки.

 

 

 

3. Зоны сочленения крупных геоструктур

 

Елабужская зона.

Елабужская очаговая зона находится в области сочленения Камско-Бельского авлакогена, имеющего субширотное простирание и изометричного Южно-Татарского свода на участке их пересечения Нижнекамскими дислокациями. Можно предположить, что деформации земной коры в пределах рассматриваемой очаговой зоны формируются, в основном, за счет сил горизонтального сжатия вследствие расширения Камско-Бельского авлакогена.

Вольская зона.

Вольская очаговая зона приурочена к зоне сочленения крупных геоструктур, а именно Пачелмского авлакогена и Волго-Уральской антеклизы на участке пересечения указанных геоструктур дислокациями Волжского разлома. Рассматриваемая очаговая зона, находится в правобережье р Волги, в восточной части СГП.

В пределах рассматриваемой очаговой зоны за весь период наблюдений зарегистрировано более 20 слабых землетрясений, магнитудой не более 3 км. Глубины очагов, зарегистрированных землетрясений в среднем от 7 до 50 км. Здесь можно условно выделить примерно два интервала размещения очагов землетрясений в верхней части земной коры - от 7 до 25 км и вблизи поверхности мантии. Верхний интервал размещения очагов землетрясений согласно данным геофизических исследований приурочен к зоне регионального разуплотнения земной коры. Области максимального подъема поверхности, разуплотненного слоя, соответствует минимум гравитационного поля и максимум магнитного поля.

Камышинская зона.

В пределах данной зоны произошло самое сильное землетрясение инструментального периода (24 декабря 1991 года). Магнитуда землетрясения около 4. Тектонически приурочено к зоне перехода Пачелмского авлакогена к бортовой части Прикаспийской впадины. Через очаговую зону в субширотном направлении проходит западная часть профиля ГСЗ-МОГТ Челкар – Волгоград. В этой части профиля в волновом поле в кристаллическом фундаменте выделяется неоднородность, к которой приурочены гипоцентры двух известных землетрясений. Над неоднородностью в магнитном поле выявляется максимум, а в гравитационном поле минимум.

Алексеевская зона.

Алексеевская очаговая зона землетрясений находится в северной части Саратовской области и приурочена к зоне Терсинского грабена в месте его пересечения сдвиговыми дислокациями Волжского сейсмогенного разлома, представляющего систему одноименных дислокаций вдоль реки Волги. За весь период наблюдений, с октября 1999 года по настоящее время, в районе Алексеевской очаговой зоны зафиксировано более 20 местных землетрясений, в том числе в ночь с 10 на 11 декабря 2002 года в течение пяти часов здесь произошло три землетрясения магнитудой до 2,7, с глубинами очагов 3-6 км.

 

4. Интенсивность денудации в Саратовском Поволжье

 

Саратовское Поволжье является классическим примером широкого развития здесь ярусности (ступенчатости) рельефа, представленного денудационными возвышенностями и аккумулятивными низменностями разного генезиса и возраста.

Денудация — совокупность процессов сноса и переноса (водой, ветром, льдом, непосредственным действием силы тяжести) продуктов разрушения горных пород в пониженные участки земной поверхности, где происходит их накопление.

Денудационные возвышенности отличаются интенсивным расчленением и глубокими эрозионными врезами. Здесь широко распространены легко размываемые лёссовидные суглинки, рыхлые аллювиальные и молодые морские отложения. Особенности рельефа, геологического строения и тектоники, а также климато-ландшафтные особенности и высокая степень сельскохозяйственного освоения создали благоприятные условия для интенсивного развития денудационных процессов, особенно линейного размыва и плоскостного смыва.

Оценить интенсивность денудации чрезвычайно сложно, а подчас невозможно. Приблизительно об интенсивности денудации можно судить по химическому и твердому стоку наносов постоянных водотоков, как одному из методов изучения интенсивности денудации. Однако объем этих стоков не может служить точной мерой всех продуктов денудации в том или ином бассейне. Значительная часть разрушенного материала аккумулируется на склонах, поймах, в руслах рек, понижениях рельефа и не выносится за пределы бассейна. То есть рассматривается лишь вещество, покидающее водосбор, и, как следствие, этот метод охватывает только часть всех процессов механической денудации. Кроме того, следует учитывать, что не везде существуют пункты наблюдения за стоком, и многие из них имеют непродолжительный период наблюдений. Часть растворенных в воде химических веществ привносится в водотоки из атмосферы, грунтовыми водами или с верхних створов. Также отсутствует возможность вычленить объем материала, поступающего в реки от воздействия русловой эрозии и абразии. По этим причинам твердый и химический сток следует использовать только для относительной оценки интенсивности денудационных процессов.