Четвертое заседание ОМТС

17 ноября  в 15-00 (конференц-зал ИФЗ РАН) 

Повестка дня семинара:

Научный доклад  Евгения Геннадиевича Бугаева  
(
Федеральное бюджетное учреждение "Научно-технический центр по ядерной и радиационной безопасности" )

 

 Формализация оценки сейсмической опасности по геологическим данным. Изменения и дополнения в РБ-019-01

Изменения и дополнения в основном касаются оценки повторяемости максимальных магнитуд (Ммах) и методики оценки сейсмической опасности по геологическим данным с учетом неслучайной зависимости Ммах размера очага, упругого предела и скорости деформации и соотношения размера очагов землетрясений и протяженности геодинамической зоны - потенциальной зоны ВОЗ.

Руководство по безопасности РБ-019-01 "Оценка сейсмической опасности участков размещения ядерно- и радиационно опасных объектов на основании геодинамических данных" было Утверждено Постановлением Госатомнадзора России от 28 декабря 2001 г. № 16 и введено в действие с 1 марта 2002 г.

Актуальность разработки Руководства определялась отсутствием нормативно регулируемых методов уточнения сейсмической опасности слабоактивных территорий, характеризующихся проявлением хотя и редких, но сильных землетрясений. При разработке Руководства был использован опыт работ по уточнению геодинамических и сейсмических условий размещения Калининской, Нововоронежской, Кольской АЭС и других атомных станций.

Цель Руководства – рекомендации по практической реализации требований федеральных норм и правил в области использования в части обоснования безопасного размещения ЯРОО в пределах тектонических блоков, ненарушенных активными разломами и геодинамическими зонами, формализованного выявления зон ВОЗ и унифицированной детерминистской оценки максимальных магнитуд для уровня ПЗ и МРЗ. При этом определение параметров сейсмического режима и вероятностная оценка параметров ПЗ и МРЗ в действующем Руководстве рекомендуется осуществлять по инструментальным и историческим данным о землетрясениях.

Руководство по безопасности содержит:

рекомендации по выявлению тектонических структур и определению характеристик их движений (современных дифференцированных движений земной коры, разрывных сейсмотектонических смещений, сейсмодислокаций, сейсмотектонических поднятий и опусканий блоков земной коры, сейсмодеформаций, землетрясений природного происхождения) при инженерных изысканиях и исследованиях;

классификацию тектонических структур и движений, критерии и методы выделения и оценки ММАХ локальных зон возможных очагов землетрясений платформенной территории на основании геодинамических данных;

рекомендации по уточнению сейсмичности района и составу и масштабу исследований для обоснования безопасности ядерно- и радиационно опасных объектов (ЯРОО) с учетом землетрясений и связанных с ними явлений.

Анализ практического использования Руководства показал, что обоснование геодинамических и сейсмических условий размещения ЯРОО не всегда выполняется с учетом рекомендаций РБ-019-01. По ряду объектов уточнение геодинамических и сейсмических условий размещения основано на методологии ОСР-97 или альтернативных региональных методах, базирующихся на мелкомасштабных исследованиях. Региональные методы не отвечают нормативным требованиям в части детальности обоснования безопасного размещения объекта в пределах тектонического блока, ненарушенного активными разломами и геодинамическими зонами разного порядка, при этом оценки Ммах на основе альтернативных региональных методов назначаются без оценки повторяемости и, как правило, отличаются от оценок согласно ОСР-97.

Дальнейшее развитие риск-ориентрованного обоснования безопасности применительно к слабоактивной территории определило актуальность дальнейшего совершенствования методов непротиворечивой оценки параметров ПЗ и МРЗ на основе использования детерминистского и вероятностного подхода с учетом геологических и сейсмотектонических данных и ограниченного количества достоверных инструментальных и исторических данных о землетрясениях, включая микроземлетрясения и палеоземлетрясения.

Идея дальнейшего развития формализованного выявления геодинамических зон – зон ВОЗ и унифицированной оценки Ммах и повторяемости максимальных землетрясений состоит в переходе от ЛДФ-модели региональных зон ВОЗ ОСР-97 (или альтернативных ПОЗ) к линеаментной модели (далее модель), получаемой на основе детального изучения геодинамических зон района размещения ЯРОО, согласно рекомендациям РБ-019-01.

Модель отражает дискретные свойства земной коры, областей подготовки и очагов землетрясений, характеризуется размером L1 максимального элемента, равного протяженности максимальной зоны ВОЗ района; коэффициентом подобия kп, величина которого принята равной корню квадратному из десяти (или ~3,162). Последняя величина обеспечивает переход от блоков одного порядка к следующему, не противоречит чередованию отношений их максимальных размеров, кратных 3,3 и 3 (табл.2.2.1 РБ-019-01) коэффициенту, отражающему «кусковатость» геофизической среды в модели академика М.А.Садовского [Садовский, 1979].

Модель позволяет формализовать оценку размеров составных элементов модели (или структур рассматриваемого района разного ранга) и суммарного количества элементов модели ранга n и более до максимального n=1 включительно (или суммарного количества структур ранга n  и более до максимальной структуры включительно). Следует иметь в виду, что количество составных элементов модели (или структур района) зависит от условий деформирования и определяется знаменателем геометрической прогрессии, который принимается равным коэффициенту подобия kп для условий одноосного деформирования (или линейной модели) и - kп2 для условий всестороннего деформирования (или плоской модели).

Формализованные оценки суммарного количества элементов модели ранга n и более до n=1 включительно для условий всестороннего деформирования, нормированные на максимальный период подготовки максимального землетрясения, характеризуют скорость потока формирования структур разного ранга или кривые фрактальности – частоты распределения структур размера Ln и более. Аналогичные оценки, полученные для условий одноосного деформирования и нормированные на минимальный период подготовки максимального землетрясения, характеризуют скорость потока формирования структур разного ранга или кривые фрактальности – частоты распределения структур размера Ln и более.

Приняв, что возникновение любой структуры сопровождается землетрясением, максимальная магнитуда которого неслучайно зависит от размера структуры, условий деформирования и характера разрушения, несложно перейти от кривых фрактальности к оценке прогнозных пределов графика повторяемости магнитуд, характеристики которых в свою очередь определяются условиями деформирования и характером разрушения. Графики повторяемости магнитуд, рассчитанные для условий всестороннего деформирования, характеризуют долговременную сейсмическую опасность, а – для условий одноосного деформирования – текущую сейсмическую опасность. Наклон прогнозных пределов графиков повторяемости для условий всестороннего деформирования, как правило, близок 1 и более, а наклон прогнозных пределов графиков повторяемости в условиях одноосного деформирования близок к 0,5-0,6, что не противоречит наблюденным и теоретическим данным [Касахара, 1985; Уломов, Шумилина, 1999; Бугаев, 2011а, 2011б, 2014 и др.].

При переходе от размера элемента модели к магнитуде учитывались: а) дискретные свойства модели «кусковатости» геофизической среды академика М.А.Садовского [Садовский, 1979; Садовский, Писаренко, 1991]; б) не корреляционные, а предельные соотношения параметров сейсмогенных дислокаций в эпицентрах сильных землетрясений и очагов землетрясений [Хромовских, 1995; Раутиан, 1988 и др.]; в) соотношение параметров геодинамических зон слабоактивной территории и приуроченных к ним очагов землетрясений [Бугаев, 1999; Бугаев, Спивак, 2002 и др.]; г) соотношение протяженности разломов и приуроченных к ним активизированных участков, соответствующих, в первом приближении, очагу приуроченного к данному разлому землетрясения [Штейнберг, Пономарева, 1987].

Соответствие фрагментов графика повторяемости, рассчитанных по достоверно установленным данным о землетрясениях, прогнозным пределам, рассчитанным для разных условий деформирования и характера разрушения, подтверждает надежность прогнозных оценок и позволяет понять природу нелинейности графика повторяемости, включая правый загиб графика повторяемости вниз в области сильных землетрясений. Последнее позволяет отказаться от оценки Ммах на основе соотношения Ммахмах наб+0,5 [Уломов, Шумилина, 1999; РБ-019-01]. Прогнозный график повторяемости магнитуд является основой для дальнейших оценок кривых сейсмической опасности, выраженных в баллах шкалы MSK-64 или максимальных ускорениях и других динамических параметров сейсмических воздействий, согласно рекомендациям РБ-006-98.

Формализованное выявление геодинамических зон – потенциальных зон ВОЗ и унифицированная оценка Ммах и повторяемости землетрясений в зависимости от размера очага, условий деформирования и характера разрушения является предметом предлагаемых изменений и дополнений в РБ-019-01. Это позволит устранить противоречия в оценке параметров ПЗ и МРЗ на основе детерминистского и вероятностного подхода в условиях отсутствия представительной статистики землетрясений. При этом особого внимания заслуживает рассмотрение условий подготовки катастрофических землетрясений [Бугаев, 2011б, 2014].

Наряду с включением в РБ-019-01 методики оценки сейсмической опасности по геологическим данным, рассматривается ряд редакционных изменений и дополнений, которые могут возникнуть при обсуждении данной проблемы.

Приносим извинение за качество записи (были серьезные проблемы с камерой).

Видео доклада (стандартное качество)

Видео доклада на YouTube (высокое качество)

Презентация доклада