Анализ последствий землетрясений в Байкальской рифтовой зоне

В последнее десятилетие количество опасных природных процессов, явлений и крупных техногенных катастроф на территории Российской Федерации ежегодно возрастает. По-прежнему значительную угрозу для населения представляют сейсмические опасности, так как более 25% территории страны с населением более 20 млн. человек могут подвергаться землетрясениям силой 7 и более баллов по шкале MSK-64.

Территория Республики Бурятия входит в единый Центрально-Азиатский сейсмический пояс, где высокую сейсмическую активность формирует Байкальская рифтовая зона, которая является крупнейшей в России и второй по величине на планете [1].

Современная сеть сейсмических станций Прибайкалья за один месяц на всей территории, контролируемой Байкальским филиалом геофизической службы, в среднем регистрирует 700-800 землетрясений. А в целом существующая сеть сейсмических станций в регионе ежегодно фиксирует более 3000 землетрясений различной интенсивности (рис. 1).

За последние 60 лет на территории Прибайкалья произошли три катастрофических и два 8-балльных землетрясения по шкале МSK-64: Мондинское – 9 баллов (04.04.50), Муйское 10-11 баллов (27.06.57), 8–9-балльное Среднебайкальское (30.08.59), Южнобайкальское – 8 баллов (25.02.99) и Кичерское – 8 баллов (21.03.99) [8]. Средняя сейсмичность территории населенных пунктов Бурятии составляет 7,6 балла, из них 30% территории характеризуются сейсмичностью 9 баллов и выше. На сейсмоопасных территориях Байкальской рифтовой зоны находится большое количество критически важных объектов и жилых зданий, а также планируются к реализации крупные экономические и инфраструктурные проекты, такие как создание особой экономической зоны туристско-рекреационного типа «Байкальская гавань», что в случае сильного землетрясения может привести к серьезным разрушениям опасных объектов и усилить поражающий эффект для населения [9]. Возможная обстановка при возникновении сейсмособытий в Байкальском регионе представлена на рисунках 2, 3, 4.

Рис. 1. Карта эпицентров землетрясений Прибайкалья за 1950-2009 гг.

Рис. 2. Возможная ситуационная обстановка при возникновении с ейсмос обытий на территории г. Улан-Удэ

Условные обозначения:       места прохождения тектонических разломов, наиболее подверженные сейсмовоздействиям

Землетрясения могут повлечь за собой и техногенные аварии, так называемый «эффект домино». На территории Бурятии расположены 14 объектов, где ведется работа с закрытыми

источниками ионизирующего излучения: 1 объект (ОАО «Хиагда», Баунтовский район), где ведется промышленная добыча урановой руды методом подземного выщелачивания; 10 химически опасных объектов; 2 железнодорожные станции 1-й категории, расположенные в городах Улан-Удэ и Северобайкальск, на которых наблюдаются скопления нефтеналивных составов, составов с АХОВ и ЛВЖ, 4 базисных склада и 11 расходных складов с взрывчатыми веществами. В Бурятии всего 38 предприятий, осуществляющих деятельность по хранению, транспортировки и реализации нефтепродуктов, в том числе 4 локального уровня, 33 – территориального, 1– регионального.

Рис. 3. Возможная чрезвычайная обстановка при возникновении аварий на химических объектах г. Улан-Удэ

Анализ информации о проявлениях землетрясений с учетом структуры угроз и динамики их изменений свидетельствует о том, что возникшие стихийные бедствия, а также связанные с ними техногенные аварии являются основными источниками чрезвычайных ситуаций. Кроме того, они представляют существенную угрозу для безопасности населения, экономики страны и, как следствие, для устойчивого развития и обеспечения национальной безопасности Российской Федерации. Годовой экономический ущерб (прямой и косвенный) от чрезвычайных ситуаций составляет 1,5 2% валового внутреннего продукта (от 675 до 900 млрд. руб.).

Мировой опыт управления риском показывает, что проведение предупредительных мероприятий (прогнозирование сейсмической опасности, усиление и новое строительство сейсмостойких зданий и сооружений, подготовка населения, разработка мер мобилизационной готовности и др.) позволяет значительно смягчить последствия сильных и катастрофических землетрясений.

По мнению большинства ученых, проблема долгосрочного (десятилетия) прогноза землетрясений в виде карт сейсмического районирования различной детальности считается более или менее решенной. Краткосрочный прогноз места, интенсивности и времени (часы, минуты), за исключением весьма редких удачных случаев, при современном развитии теоретической и экспериментальной базы считается практически невозможным. Оперативный прогноз возможен при наличии базы данных по возможным региональным сценариям развития землетрясений и развернутой системы наблюдений в конкретной очаговой зоне [2].

Рис. 4. Возможная обстановка при возникновении разлета снарядов на территории г. Улан-Удэ

Прогнозная оценка последствий землетрясения на территории Республики Бурятия. По расчетам оценки масштабов последствий, выполненным информационной системой «РИСК», при землетрясении с характеристикой: эпицентр 20 км С-В г. Улан-Удэ (п. Эрхирик 8,94 балла, г. Улан-Удэ – 8,54 балла), магнитуда 7,10, глубина 20,8 км, азимут 42⁰, получены следующие результаты: в зоне сильных разрушений будет находиться 239 населенных пунктов республики (в том числе г. Улан-Удэ) с населением 790 356 человек.

Согласно расчетам программы «Риск», в г. Улан-Удэ с населением 384 тыс. человек и сельскими населенными пунктами 14 районов Республики (Баргузинский, Бичурский, Джи-динский, Заиграевский, Иволгинский, Прибайкальский, Селенгинский, Тарбагатайский, Ка-банский, Кижингинский, Курумканский, Кяхтинский, Мухоршибирский, Хоринский) с населением 397,656 тыс. человек могут:

погибнуть 447 человек;

могут быть ранены 2741 человек, из них: тяжело ранены 1062 человека, легко ранены 1679 человек.

Из общего числа в г. Улан-Удэ могут погибнуть – 356 человек, могут быть ранены – 1928 человек из них: тяжело ранены 759 человек, легко ранены 1159 человек.

Разрушения жилищного фонда (всего в республике 13438,995 тыс. м2, в том числе в г. Улан-Удэ 7426,0 тыс. м2) в зоне бедствия, по шкале МSK-64, равны:

• 1    степень разрушения – всего по республике – 2980,865 тыс. м², в том числе в г. Улан-Удэ 1714,451 тыс. м²;

• 2    степень разрушения всего по республике – 3865,891 тыс. м², в том числе в г. Улан-Удэ 3084,031 тыс. м²;

• 3    степень разрушения всего по республике – 1747,274 тыс. м², в том числе в г. Улан-Удэ 1501,958 тыс. м²;

• 4    степень разрушения всего по республике – 228,994 тыс. м², в том числе в г. Улан-Удэ 165,713 тыс. м²;

• 5    степень разрушения всего по республике – 87,532 тыс. м², в том числе в г. Улан-Удэ 68,649 тыс. м²;

Общая площадь поврежденного жилого фонда равна 8910,6 тыс.. м2  66%, в том числе в г. Улан-Удэ – 6534,8 тыс.. м2  88%.

Останутся без крова и подлежат расселению и эвакуации в республике 679 272 человек, в том числе в г. Улан-Удэ 347 248 человек.

Под завалами могут находиться до 148 000 человек. В г. Улан-Удэ – 45 780 человек.

Расчет произведен Главным управлением МЧС России по РБ в соответствии с принятой классификацией зданий и сооружений по методическим рекомендациям для выполнения оперативных расчетов прогнозирования последствий землетрясения (рекомендованы к использованию МЧС России, 1997).

Количество разрушенных зданий, получивших повреждения различной тяжести (обвалы, частичные разрушения, тяжелые, умеренные и легкие повреждения), определено в соответствии с рекомендациями «Оценка повреждения зданий по степеням разрушений», МЧС России, 1997. Расчетные данные приведены в таблице 1.

По г. Улан-Удэ общая протяженность основных заваленных автомобильных магистралей будет равна 62 км, из них, учитывая, что застройка города представлена 5-этажными зданиями, подлежат оборудованию проездов к местам проведения работ 22,7 км, из них: магистральных 14,9 км.

Повреждение железнодорожного полотна 50 км (протяженность по г. Улан-Удэ), могут иметь повреждения 2 железнодорожных и 4 автомобильных ж/б моста.

Таблица 1

Оценка поврежденных зданий по степени разрушений

Тип зданий по МSК-64 (год постройки)	Количество зданий и сооружений жилых (шт.\ тыс. чел. прожив.) промышленных (шт.\тыс. чел. работающ.)	Прогнозируемое давление
		Слабое	Умеренное	Тяжелое	Разрушение
Всего	21835/394,4 11799/189,7	4731/135,0 3357/80,32	2660/95,31 2878/58,94	2695/42,11 973/21,76	602/3,67 178/0,97
В том числе: Кирпичные (тип Б) всего	3468/112,6 3773/65,72		2601/84,45 2830/49,28	173/5,62 189/3,28
Железобетонные (тип В) всего	676/108,39 488/97,3	507/81,28 367/73,04	59/10,86 48/9,66	110/16,25 73/14,6
Деревянные (тип А, В) всего	12060/101,2 3551/19,4			2412/20,24 711/3,88	602/3,67 178/0,97
Другие всего	5631/72,21 3987/7,28	4224/54,15 2990/5,45

Будут нарушены энергоснабжение, водоснабжение, отопление, канализация: количество аварий КЭС для городов (населенных пунктов), попавших в зону с интенсивностью 6 и более баллов, и принимается 6 8 аварий на 1 км2 застроенной части города.

В г. Улан-Удэ будут нарушены 179 км подземных коммуникаций систем водоснабжения, отопления, канализации при общей протяженности 382 км, в том числе: водопровода 149,7 км; канализации 167,3 км; теплоснабжения 65 км.

Протяженность линий электропередач в г. Улан-Удэ равна 155,3 км, из них: протяженность электросетей 35/10/0,6 кВ равна 110,3 км, в том числе 35/71/4,3 км, соответственно; протяженность электросетей 110 кВ равна 30 км; протяженность электросетей 220 кВ равна 15 км.

Может произойти от 1498 до 1997 аварий на КЭС, учитывая, что центральная система канализации и теплоснабжения не обеспечивает жилые дома частного сектора, расчетами принято количество наиболее крупных аварий КЭС 980 (без ликвидации которых невозможно провести АСДНР).

Могут получить слабые и умеренные повреждения 65 убежищ 5 класса вместимостью на 12,5 тыс. человек.

Не получат повреждений 110 убежищ 3 класса вместимостью на 46,03 тыс. человек.

Следовательно, при землетрясении интенсивностью в 8,5 баллов в г. Улан-Удэ может сложиться следующая обстановка:

общая паника среди населения;

обламывание ветвей деревьев;

сдвиг, опрокидывание, повреждение мебели;

сильные и общие повреждения зданий и сооружений без антисейсмических мероприятий;

разрушение перегородок во всех зданиях;

опрокидывание памятников и колонн;

значительные повреждения искусственных водоемов;

разрывы частей подземных трубопроводов.

В отдельных случаях может произойти искривление железнодорожных рельсов и повреждение проезжей части автомобильных дорог. Протяженность заваленных проездов определяется из условия, что на 1 км2 разрушенной части города в среднем приходится 0,6 км заваленных маршрутов (данные получены на основе анализа последствий разрушительных землетрясений), и будет равна 149,76 км.

Как показывает опыт, вынос завала за контуры зданий при полном разрушении невелик и составляет, например, для 9-этажных зданий 7 9 м. Поэтому проезды в зонах землетрясений оказываются практически не заваленными. На проезжей части могут оказаться отдельные отлетевшие обломки конструкций зданий. Это подтверждает и опыт землетрясения в Армении. Например, в г. Ленинакане, в старой части города, где ширина улиц не превышала 10 м, при разрушении 1 2-этажных зданий на проезжей части образовались небольшие завалы из туфовых блоков.

Также встречаются случаи опрокидывания зданий. В районах с пониженной несущей способностью и большой деформированностью грунтов возможны случаи разрушений высотных зданий с опрокидыванием. Высота и длина завала в этом случае будет зависеть от размеров здания.

Вместе с тем вероятность землетрясения, особенно сильного, незначительна. Можно всю жизнь прожить в сейсмоопасной местности и не подвергнуться воздействию серьезного землетрясения.

Сведения о произошедших землетрясениях и возможных изменениях сейсмического режима регулярно передаются в отдел мониторинга ГУ МЧС и администрации Республики Бурятия, где все официальные прогнозы подвергаются дополнительной экспертизе специалистов, по результатам которой официальные органы власти принимают окончательное решение о том, будет ли ожидаемое землетрясение представлять угрозу для населения или нет, следует ли информировать население о сделанном прогнозе землетрясения или нет, и о том, какие меры по снижению сейсмического риска должны быть приняты.

Что касается жертв, можно отметить следующее: за более чем 250-летний интервал времени зарегистрирована гибель трех человек при Цаганском катастрофическом землетрясении (1862), которые погибли во льдах Байкала (исторические данные).

Вывод из анализа последствий чрезвычайных ситуаций, вызванных землетрясением. Анализ последствий землетрясений в Республике Бурятия свидетельствует о том, что знание приведенных данных в какой-то степени поможет снизить риск чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера до приемлемого уровня, а также способствовать сокращению количества погибших и пострадавших и предотвращению экономического ущерба от чрезвычайных ситуаций и его снижению до уровня, обеспечивающего условия для устойчивого социально-экономического развития региона.

Рис. 5. Разрушение общеобразовательной школы в пос. Култук (Слюдянский район, Иркутская область)

Рис. 6. Образование свежих осыпей в результате проявления землетрясения (в 6 9 км Тункинского тракта в долине р. Ильча)

Рис. 7. Растрескивание стен общеобразовательной школы в пос. Култук

Рис. 8. Образование больших трещин на стенах домов в пос. Култук (магазин «Мебель для вас»)