Введение к работе
з
Актуальность темы. Землетрясения являются одним из наиболее опасных стихийных бедствий, вызывающих большой социальный и экономический ущерб. Ежегодно в мире от землетрясений гибнет около 10 тысяч человек.
По мере роста городских агломераций, усиления экономических связей между регионами и, следовательно, увеличения взаимной зависимости одних территорий от других, строительства крупных инженерных сооружений типа атомных электростанций, химических комбинатов, высотных плотин и т.п., разрушение которых может привести к технологическим и экологическим катастрофам, общество становится все более уязвимым по отношению к землетрясениям. Интерес к проблемам последствий землетрясений в нашей стране многократно возрос после последних землетрясений в Сахалинской области: Шикотанского (5 октября 1994) и, особенно, Нефтегорского (28 мая 1995 г.), разрушившего семнадцать пятиэтажных жилых зданий в поселке Нефтегорск и вызвавшего гибель около 2000 человек (при общей численности населения поселка около 3000).
25% территории Российской Федерации с населением более 20 миллионов человек может подвергаться воздействию землетрясений силой 7 баллов и выше, к высокосейсмичным районам относятся Камчатка, Курильские о-ва, Сахалин, зона БАМа и Северный Кавказ. При отсутствии антисейсмических мероприятий в сложившейся застройке и недостаточном контроле за качеством строительства многих гражданских и промышленных зданий 6-7 балльное землетрясение в России может стать катастрофическим для многих городов и населенных пунктов. В этих условиях приобретает исключительно важное значение необходимость повышения надежности проектируемой и существующей застройки в сейсмоопасных районах при условии рационального расходования материальных средств и трудовых ресурсов на антисейсмические мероприятия.
Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка методики прогнозирования первичных последствий землетрясений, проявляющихся в техногенной сфере, а именно - прогноза степени повреждения зданий. Для ее достижения были поставлены и решены следующие задачи: 1) определение возможных упдербообразующих факторов и разработка их классификации; 2) определение численных и иных параметров, наилучшим образом описывающих эти факторы применительно к геологической среде; 3) выбор математического метода исследования и программной базы его реализации; 4) построение математической модели явления и выявление наиболее значимых ущербообразующих факторов; 5) реализация прогнозной модели на конкретном материале.
Объектом исследования является подвергающаяся сейсмическому воздействию природно-техническая система (ПТС), под которой понимается система инженерного сооружения (комплекса инженерных сооружений) с частью геологической среды в зоне его (их) влияния, имеющей операционально фиксированные пространственно-временные границы.
Предметом исследований являются свойства элементов природно-технической системы и сила сейсмического воздействия, определяющие уровень повреждения технической подсистемы (зданий) в результате землетрясения. В работе проанализированы данные по повреждениям жилых и общественных зданий в населенных пунктах Охинского района Сахалинской области в результате Нефтегорского землетрясения, а также материалы, характеризующие природную подсистему, собранные сотрудниками Лаборатории проблем риска вторичных процессов в сейсмоактивных зонах литосферы Института литосферы РАН, в том числе автором данной работы, при проведении обследований и во время работы с архивными материалами различных организаций - СахалинТИСИЗа, Сахалингражданпроекта, Института морской геологии и геофизики (ИМГиГ) ДВО РАН и др.
Диссертационная работа основана на применении вероятностно-статистических методов обработки данных - множественного линейного регрессионного анализа.
Научная новизна работы заключается в следующих основных положениях, являющихся предметом защиты:
-
Установление, анализ, обобщение и классификация основных природных и техногенных ущербообразующих факторов, формирующих совокупный ущерб при землетрясении. Выделены факторы сейсмической опасности и сейсмической уязвимости, а также факторы, формирующие первичный, вторичный и косвенный ущербы.
-
Методика аналитической оценки вклада основных ущербообразующих факторов в степень повреждения зданий при землетрясении на основе множественного регрессионного анализа.
-
Методика прогнозирования степени повреждения зданий с учетом выявленных основных природных и техногенных ущербообразующих факторов.
-
Методика районирования геологической среды города по статистическому коэффициенту геолого-сейсмической опасности, разработанная на основе учета значения и веса важнейших природных ущербообразующих факторов.
Практическая значимость результатов исследований состоит в разработке методики прогнозирования степени повреждения зданий при сейсмическом воздействии и методики районирования геологической среды населенных пунктов по коэффициенту геолого-сейсмической опасности. Разработанная автором методика районирования геологической среды может быть использована в качестве дополнительного метода при уточнении карт сейсмомикрорайонирования городов и населенных пунктов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были опубликованы в открытой печати в пяти научных статьях и разделе монографии и представлены на пяти научных конференциях ("Сейсмическая
6 безопасность урбанизированных территорий", Петропавловск-Камчатский, 1996; "Новые идеи в методике инженерно-геологических исследований", Москва, 1996; "Закономерности эволюции земной коры", Санкт-Петербург, 1996; "Экологический мониторинг: проблемы создания и развития единой государственной системы экологического мониторинга", Москва, 1996; XXVI Генеральная ассамблея европейской сейсмологической комиссии, Тель-Авив, 1998). Результаты работы использованы при составлении карты прогноза повреждаемости зданий и карты районирования геологической среды для г. Корсакова Сахалинской области.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех основных глав, заключения и списка литературы из 112 наименований. Объем работы 116 страниц основного текста, 18 страниц иллюстраций и 5 таблиц.
