Варианты карт сейсмического районирования: 1937, 1957, 1968, 1997, 2012 – будет ли следующий?

Ссылка: Информация 110104 (2011), Вестник ОНЗ РАН, 3, url: http://onznews.wdcb.ru/news11/info_110104.html
^ Главная страница

Последовательность вариантов карт сейсмического районирования, когда новый вариант карты появляется через каждые 15-20 лет, дает основание спросить о характере методической погрешности процедуры создания таких карт. Формальный ответ на поставленный вопрос состоит в повторении всем известного со школьных времен правила – "на ноль делить нельзя".

Известно, что все предлагавшиеся ранее карты сейсмического районирования оказывались неудовлетворительными, и раз за разом заменялись новыми, в первое время полагавшимися вполне обоснованными. Так, для территории бывшего СССР, а затем РФ последовательно использовались для расчетов сейсмической опасности карты 1937, 1957 и 1968 годов, затем были приняты карты СР-78 и ОСР-97. В 2000 году комплект карт ОСР-97 был включен Госстроем России в состав Строительных норм и правил в раздел "Строительство в сейсмоопасных районах". Однако в 2010 году стартовала программа создания очередного нового варианта карты сейсмического районирования.

Необходимость создания все новых версий карты сейсмического районирования связана с тем, что раз за разом на территориях полагавшихся ранее слабосейсмичными или даже асейсмичными происходили сильные разрушительные землетрясения. При этом, так как эти сильные землетрясения происходили в районах, где сейсмостойкость в строительстве не требовалась, то разрушения часто оказывались особенно велики. К числу таких землетрясений относятся и тяжелейшие по числу жертв сейсмические катастрофы на территории РФ и в целом в мире (Нефтегорское, 1995, Россия, и Таньшанское, 1976 года, Китай). Реализация 2-3 невписавшихся в карту сильных землетрясений убедительно демонстрировала ущербность предыдущего варианта карты, и делала необходимым разработку ее очередного варианта. Карта ОСР-97 носит не детерминистский, а вероятностный характер и указывает величину вероятности не превышения данного сейсмического воздействия за некоторое время. Поэтому она существенно менее подвержена опасности опровержения новыми сильными землетрясениями. Однако и этот вариант карты довольно скоро был признан не вполне удовлетворительным. В 2003 году произошло крупное землетрясение в Горном Алтае, затем, в 2006 г., сильное землетрясение случилось на севере Камчатки. Оба эти события произошли в областях, где подобные землетрясения хотя и не исключались вовсе (по крайней мере, нижний предел силы этих землетрясений), но полагались весьма маловероятными. Появились также и новые палео- и археосейсмические данные, также порождающие сомнение в точности карты ОСР-97.

По мнению авторов настоящей заметки, отмеченные трудности в значительной мере связаны с тем, что в качестве базового параметра, используемого при расчетах сейсмической опасности, традиционно используется понятие максимально возможного землетрясения Ммах. А как следует из анализа, проведенного нами на основе использования предельных распределений теории вероятности, этот параметр может оказаться неустойчивым.

Действительно, теоретическая формула для оценки величины максимально возможного события (в частности Mмах) имеет вид

Ммах = A + B/ξ,         (1)

где A, B и ξ – параметры, причем параметр ξ может быть близким к нулю. Как легко видеть из (1), при достаточно малых значениях параметра ξ (что, как показано нами, и имеет место в действительности) даже относительно хорошая обеспеченность статистическими данными не позволяет определять значение Ммах с удовлетворительной точностью.

В качестве альтернативы плохо определяемой величине Ммах авторы предлагают использовать ее робастные аналоги – квантили величин Т-максимумов (максимальной магнитуды, реализующейся за интервал времени Т). Показано, что величины Т-максимумов определяются уже вполне робастно.

Методика определения Т-максимумов разработана авторами и апробирована на примерах Гарвардского каталога сейсмических моментов и ряда региональных каталогов землетрясений. Аналогично величинам Ммах могут рассчитываться значения сейсмической балльности и значения пиковых скоростей и ускорений или иные необходимые при расчете сейсмической опасности параметры. Авторы полагают, что без учета выявленной неробастности величин Ммах и перехода на методику расчета квантилей Т-максимумов очередные новые варианты карт сейсмического районирования будут появляться с прежней регулярностью.

Более подробно с развитой методикой можно ознакомиться в монографиях авторов. Работа выполнена при поддержке РФФИ, гранты № 99-05-64924, 02-05-64379, 05-05-65276 и 09-05-01039.

В. Ф. Писаренко, М. В. Родкин

Литература: