Разработка комплекса мероприятий направленных на обеспечение сейсмической безопасности на территории Камчатского края

Актуальность работы. Одним из наиболее сейсмоопасных регионов Российской Федерации является Камчатский край. Здесь, вдоль восточного побережья Камчатского полуострова, с 1904 г. произошли 10 землетрясений с магнитудой M=7,7 и более. Такие землетрясения могут сопровождаться разрушительными цунами, а также сотрясениями на побережье до 9, а в отдельных районах – до 10 баллов, по шкале MSK-64 с катастрофическими последствиями для населения и инфраструктуры территорий. Наиболее сейсмически опасным и одновременно густонаселенным является район Петропавловск-Елизовской агломерации, представленной городами Петропавловск-Камчатский, Елизово и Вилючинск, с общей численностью населения около 250 тыс. человек. Этот район расположен вблизи побережья Авачинского залива в зоне 9-балльных сотрясений согласно карте Общего сейсмического районирования [1]. При возникновении 8-9-балльного землетрясения в этом районе возможны повреждения зданий и сооружений, а также разрушение значительной части тех строений, которые не имеют необходимой сейсмостойкости. Число пострадавших жителей, включая погибших под завалами, может достичь 100 тыс.

---

Качественная дипломная работа под заказ в Омске . Обращайтесь в Work5.

---

человек, а общий ущерб исчисляться триллионами рублей. Учитывая высокую вероятность катастрофических последствий, а также значительную стоимость необходимых для их уменьшения строительных работ, научные исследования по прогнозированию землетрясений с магнитудой М = 7,7 и более, которые могут вызвать подобные сотрясения, являются важнейшей частью всего комплекса мероприятий, обеспечивающих сейсмобезопасность. К таким мероприятиям относятся: сейсмоукрепление зданий и сооружений; новое сейсмостойкое строительство; предупреждение о сейсмической опасности с целью принятия превентивных мер по ликвидации тяжелых последствий. Заключения экспертного общего Совета (ЭОС) строятся на основе экспертного анализа комплекса данных, представляемых различными исследовательскими организациями и отдельными исследователями. Каждый исследователь, представляющий в Совет прогнозы сейсмической опасности, оперирует собственными базами исходных данных, методами их обработки и представления результатов. Степень разработанности темы представлена трудами таких авторов, как Д.В. Барышникова, В.А. Байкова, А.А. Баряха, В.А. Жемчуговой, А.А. Ишмурзина и др. Еще в 1978 г. после катастрофических Газлийских землетрясений 1976 г. руководством СССР было принято решение о развитии работ по прогнозу землетрясений. На основании этого решения в Институте вулканологии ДВНЦ АН СССР было проведено большое совещание, где были рассмотрены состояние проблемы и меры по усилению и развитию работ этого направления. По итогам совещания 12 мая 1978 г. при Институте вулканологии был создан Совет по прогнозу землетрясений и извержений вулканов. В середине 90-х гг. XX в. экспертные советы по прогнозу природных катастроф стали создаваться в рамках Геофизической службы РАН и МЧС РФ. При их организации использовался опыт Совета прогнозу землетрясений и извержений вулканов, тем не менее, до сих пор деятельность Совета (ставшего с 1994 г. Общим, совместно с Камчатской опытно-методической партией ГС РАН - в настоящее время Камчатский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН»), является уникальным явлением [8]. Цель работы – разработка комплекса мероприятий направленных на обеспечение сейсмической безопасности на территории Камчатского края. Задачи: - рассмотреть особенности инженерной геофизики; - описать аппаратуру и оборудование для сейсмических и геоакустических исследований; - описать современные технологии для сейсмических и геоакустических исследований; - рассмотреть характеристику территории Камчатского края; - проанализировать проблемы мониторинга и предупреждения чрезвычайных ситуаций природного характера Камчатского края; - описать комплекс мероприятий сейсмической безопасности Камчатского края; - обосновать применение мероприятий сейсмической безопасности на территории Камчатского края. Объект исследования – Камчатский край. Предмет исследования – обеспечение сейсмической безопасности. Хронологические рамки исследования – 21 век. Методы исследования – анализ, обобщение полученной информации. Теоретическая значимость работы заключается в исследовании современных технологий для сейсмических и геоакустических исследований. Практическая значимость работы заключается в применении полученных результатов в деятельности сейсмических и геоакустических исследователей. Научная новизна исследования заключается в исследовании комплекса мероприятий сейсмической безопасности Камчатского края. Структура работы состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы.

В результате проделанной работы решены следующие задачи: рассмотрены особенности инженерной геофизики; описана аппаратура и оборудование для сейсмических и геоакустических исследований; описаны современные технологии для сейсмических и геоакустических исследований; рассмотрена характеристика территории Камчатского края; проанализированы проблемы мониторинга и предупреждения чрезвычайных ситуаций природного характера Камчатского края; описан комплекс мероприятий сейсмической безопасности Камчатского края; обосновано применение мероприятий сейсмической безопасности на территории Камчатского края. При разработке концепции функционирования технологий среднесрочного прогноза и контроля потенциальных очагов сильных землетрясений (далее – технологии) учитывались стохастическая природа сейсмичности и неполнота научных знаний о закономерностях связи сейсмотектонического процесса с изменениями геофизических, деформационных и геохимических полей Земли. В соответствии с современными представлениями, сейсмический процесс является одной из разновидностей нелинейных диссипативных систем, проявляющих противоположные тенденции стремления к порядку и к хаосу. Этим можно объяснить то, что все эффекты, проявляющиеся перед землетрясениями (или предвестники), не однозначны в оценке потенциальной возможности их использования для среднесрочного сейсмического прогноза. Основанные на них прогнозы землетрясений, поданные в КФ РЭС, имеют высокий процент пропуска цели и ложных тревог. Представленные в указанной работе оценки сейсмопрогностической эффективности отдельных методов в отношении прогнозов землетрясений с величинами магнитуд порядка 6, представленных в режиме реального времени примерно за 10-летний период работы КФ РЭС, также невелики и составляют I = 1.1-1.7. Основные условия обеспечения процедуры получения вероятностной прогнозной оценки возникновения землетрясения с магнитудой М ≥ 6, способного вызвать социально значимые последствия в населенных пунктах территории Камчатского края: - непрерывность функционирования сетей сейсмологических, геофизических и других видов наблюдений; - обеспечение устойчивого функционирования автоматизированной системы сбора, обработки данных и предоставление доступа к данным и результатам их обработки в оперативном режиме; - обеспечение выполнения регламентов принятия прогнозных решений при выявлении аномалий (предвестников) по каждой частной методике прогнозирования (технологии) и по их комплексу. Разработанные алгоритмы, программы, методические рекомендации и технологии среднесрочного прогноза землетрясений внедряются в практику работы Геофизической службы и Камчатского филиала РЭС. Реализация научно-технических и организационных мероприятий по созданию и развитию технологий среднесрочного сейсмического прогноза и контроля потенциальных очагов должна повысить надежность среднесрочных прогнозов сильных землетрясений с М≥6 в районах Камчатки.

Список литературы 1. Тайлаков, О.В. Определение аномальных тектонических зон, характеристик устойчивости и управляемости кровли методом сейсмического просвечивания на проходящих волнах / О.В. Тайлаков, С.В. Соколов, А.В. Герасимов, А.А. Колмакова // Горный информационноаналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2018. - № S49. - С.275-282. 2. Цибаев, С.С. Оценка влияния динамических сейсмических воздействий на устойчивость подземных горных выработок / С.С. Цибаев, А.А. Ренев, А.С. Позолотин, С.Н. Мефодьев // Горный информационноаналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2020. - № 2. - С.101-111. 3. Черданцев, Н.В. Разработка и реализация математической модели геомеханического состояния горного массива, вмещающего пласт и пройденную по нему выработку / Н.В. Черданцев, С.В. Черданцев // Вычислительные технологии. - 2017. - Т.22. - № 1. - С.84-96. 4. Череповский, А.В. Бескабельная сейсморазведка XXI века: информативнее, быстрее, дешевле / А.В. Череповский // В сборнике: ГеоЕвразия 2018. Современные методы изучения и освоения недр Евразии. Труды Международной геолого-геофизической конференции. - 2018. - С.611-613. 5. Шадрин, А.В. Совершенствование методов автоматизированного прогноза опасности проявления динамических явлений в процессе разупрочнения кровли и профилактической гидрообработки угольных пластов / А.В. Шадрин, В.И. Клишин // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. - 2017. - № 3. - С.31-35. 6. Жемчугова, В.А. Использование новых технологий сейсморазведочных работ для повышения эффективности геологоразведочных работ (На примере верхнемеловых отложений севера Западной Сибири) / В.А. Жемчугова, М.О. Бербенев, Ю.В. Наумчев // Технологии сейсморазведки. - 2015. - № 3. – С80-88. 7. Ишмурзин А.А. Нефтегазопромысловое оборудование: учебник / А.А. Ишмурзин; Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ). – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2013. – 565 с. 8. Климов М. Особенности разработки месторождений системой многоствольных горизонтальных скважин. Практический опыт. SPE 117372, 2013. – 412 с. 9. Барышников Д. В. Опыт применения геомеханического мониторинга при подземной разработке месторождений полезных ископаемых // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — № 5. — С. 61—73. 10. Байков В.А. Специальные гидродинамические исследования для мониторинга за развитием трещин ГРП в нагнетательных скважинах // Нефтегазовое дело. - 2012. - № 1. - С. 65 – 75. 11. Барях, А.А. Применение инженерной сейсморазведки в геомеханических расчетах сложных горнотехнических объектов / А.А. Барях, // 12th Conference and Exhibition Engineering Geophysics 2016. – Анапа, 2016. – C.154-160. 12. Красилов С.А. Организация процесса обработки цифровых сейсмических данных с использованием программного комплекса WSG// Межд. сейсмологической школы.– Обнинск. 2016. – №4 - С.17-103. 13. Копунов, С.Э. Концепция технологии оценки структуры и параметров флюидодинамической геомеханической модели нефтегазового бассейна по сейсмическим данным / С.Э. Копунов, В.Б. Писецкий // Технологии сейсморазведки. - 2016. - № 3. – С22-27. 14. Клишин, В.И. Оценка распространения упругих сейсмоакустических колебаний в углепородном массиве в границах выемочного столба при проведении работ по направленному гидроразрыву / В.И. Клишин, О.В. Тайлаков, Г.Ю. Опрук, С.В. Соколов, А.В. Николаев // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. - 2018. - № 4. - С.211-218. 15. Ленский, В.А. Возможности ВСП при обработке и интерпретации данных наземной сейсморазведки 2D/3D / В.А. Ленский, А.С. Жужель, Д.Р. Иркабаев // Геофизика. - 2020. - № 4. - С.16-24. 16. Надёжка Л.И. Особенности геологического строения и микросейсмический шум в районе сейсмических станций курской локальной сети // Материалы XXI Научно-практической Щукинской конференции с международным участием, 2018. – 584 с. 17. Пивоваров С.П. Теоретический расчет чувствительности станций локальной сейсмической сети // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных. Материалы Седьмой Международной сейсмологической школы, 2012. – 451 с. 18. Кондрашков, В.В. Применение миграции ПРО (параметрической развертки отражений) в обработке данных сейсморазведки 2D для получения разреза в условиях сложной тектоники / В.В. Кондрашков, И.М. Мраморова // Геофизика. - 2019. - № 2. - С.30-36. 19. Кузьмиченко, Н.В. Проведение натурных испытаний опытного образца водного электромагнитного импульсного невзрывного сейсмоисточника на полигоне / Н.В. Кузьмиченко, С.И. Малюта, С.Г. Зиновьев, Р.В. Семеновых, Г.В. Антоневич // Приборы и системы разведочной геофизики. – 2020. – №3. – С.68-77. 20. Конторович, В.А. Разномасштабные геологические модели, сейсмогеологические критерии прогноза и нефтегазоносность палеозойских отложений Западной Сибири / В.А. Конторович, Л.М. Калинина, А.Ю. Калинин, М.В. Соловьев, К.И. Канакова // В сборнике: ГеоЕвразия 2018. Современные методы изучения и освоения недр Евразии. Труды Международной геолого-геофизической конференции. - 2018. - С.221-224. 21. Поспелов В.В. Кристаллический фундамент: геолого-геофизические методы изучения коллекторского потенциала и нефтегазоносности. – Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований; НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2015. – 260 с. 22. Пылев, Е.А. Геологическое обоснование выбора перспективных объектов для хранения природного газа, обогащенного гелием, в Якутском центре газодобычи / Е.А. Пылев, Е.А. Мельников, И.В. Чурикова, А.В. Чичмарева, К.М. Семенова, Т.Н. Малютина, В.Л. Бондарев, Н.Б. Зинова, О.Ю. Якушкина // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». - 2019. - №4(41). - С.169-178. 23. Романов, В.В. Инженерная сейсморазведка методом отраженных волн в Москве / В.В. Романов, М.Б. Шнеерсон // Геофизика. - 2018. - № 6. - С.75-81. 24. Разумов В.А. Концепции современного естествознания : учебное пособие / В.А. Разумов. - Москва: ИНФРА-М, 2019. - 352 с. 25. Рошмаков Ю.В. Технологии сейсморазведки при подготовке объектов в транзитных зонах // Технологии сейсморазведки. - 2018. - № 2. - С. 85-89. 26. Репин, А. А. Разработка и исследование автономного мобильного компрессионно-вакуумного ударного источника продольных волн для сейсморазведки / А. А. Репин, А. К. Ткачук, В. Н. Карпов, Белобородов В.Н., А.Г. Ярославцев, А.А. Жикин // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2016. – № 1. – С.144-151. 27. Романов, В.В. Изучение толщи четвертичных отложений Подмосковья инженерной сейсморазведкой / В.В. Романов // Геофизика. – 2014. - №3. - С42-49. 28. Санфиров, И.А. Идеи А.К. Урупова в скоростном анализе данных малоглубинной сейсморазведки / И.А. Санфиров, А.А. Жикин, А.Г. Ярославцев, А.И. Бабкин // Геофизика. - 2013. - №5. - С12-16. 29. Соколов, С.В. Комплексные геофизические исследования состояния углепородного массива в условиях Кузбасса / С.В. Соколов, Е.А. Салтымаков, А.Н. Кормин // Вестник Кузбасского Государственного Технического Университета. - 2017. - № 2 (120). - С.66-70. 30. Тайлаков, О.В. Определение свойств кровли в пределах выемочного столба на основе применения автономных сейсмических регистраторов в шахтных геофизических измерениях / О.В. Тайлаков, С.В. Соколов, Е.А. Салтымаков // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. - 2018. - № 4. - С.437-441. 31. Тайлаков, О.В. Повышение эффективности гидродинамического воздействия на углепородный массив на основе контроля его параметров методом сейсмической томографии / О.В. Тайлаков, М.П. Макеев, С.В. Соколов // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: науч. Журнал. Сиб. гос. индустр. ун-т; под общей ред. В.Н. Фрянова. – Новокузнецк. - 2020. - №6. - С.38-42. 32. Тайлаков, О.В. К вопросу повышения достоверности прогноза динамических явлений и контроля напряженного состояния в угольных шахтах с использованием сейсмоакустических методов / О.В. Тайлаков, С.В. Соколов // Горная промышленность. – 2017. - №6 (136). – С.72-75. 33. Шаповалов, М.Ю. Особенности обработки сейсмических данных для прогноза свойств тонких пластов на примере Верхнечонского месторождения / М.Ю. Шаповалов, Д.Г. Лазутин // Технологии сейсморазведки. - 2016. - № 1. – С100-108. 34. Klishin, V.I. Seismic monitoring of hydrodynamic impact on coal seam at interval hydraulic fracturing / V.I. Klishin, O.V. Taylakov, G.Yu. Opruk, M.P. Makeev, S.V. Sokolov, A.S. Teleguz and A.L. Tatsienko // International Scientific Conference «Knowledge-based technologies in development and utilization of mineral resources». - 2019. – Vol. 377. – Art. № 012034. 35. Klishin, V.I. Geophysical and geomechanical analysis of coal mass condition during directional hydraulic fracturing (DHF) / V.I. Klishin, O.V. Taylakov, G.Yu. Opruk, S.V. Sokolov and A.V. Galkin // International Scientific Conference «Knowledge-based technologies in development and utilization of mineral resources. - 2019. – Vol. 377. – Art. № 012035.