Эксперт-геофизик Юлий Коновалов: 45% территории России относится к районам с сейсмичностью 6 и более баллов
Собеседник газеты «Аргументы Недели» Юлий Федорович Коновалов – почетный геолог, геофизик, член российского экспертного совета по прогнозу землетрясений, оценке сейсмической опасности и риска (РЭС), главный геофизик ООО «Геотэк», разработчик Государственного стандарта РФ «Безопасность в чрезвычайных ситуациях» ГОСТ Р 22.1.06-99, автор научных публикаций и патентов.
- Юлий Федорович, в декабре 2020 года в юго-восточной части береговой зоны озера Байкал произошло сильное землетрясение, которое ощущалось в Иркутске и более чем в 350 населенных пунктах в радиусе ~ 30-50 километрах от эпицентра, а в феврале 2021 года — снова в Армении, как в 1988 году в городе Спитак. Скажите, можно ли было заблаговременно предупредить население о предстоящих землетрясениях, и что нас ожидает в плане новых сейсмических событий?
Так и есть, 27 января 2021 года произошло еще одно ожидаемое землетрясение с эпицентром в юго-западной части береговой зоны озера Байкал силой J=6~7 балов. Это землетрясение подтвердило прогноз изложенный в справке РЭС на январь 2021 года, где это событие определялось как предвестник (форшок) ожидаемого более сильного землетрясения (с магнитудой М=6,5) в ближайшие месяцы в том же районе. И не успели мы с Вами это обсудить, как 6 февраля 2021 года, там же произошло новое сейсмическое событие, как и было определено в ныне действующей нормативной карте общего сейсмического районирования ОСР-2018 и справке РЭС за I квартал 2021 г.
- Юлий Федорович, наверно не только меня волнует этот вопрос, мне показалось, что количество землетрясений возросло, по сравнению с прошлыми годами?
Да, вы не ошиблись, существует так называемый цикл сейсмической активности. Комплексные сейсмологическое исследования в Байкальской рифтовой зоне показали, что сейсмологические данные, представленные в виде графиков повторяемости для крупных площадей, включающих весь набор сейсмогенных структур, характерных для данной сейсмической области, могут быть полезными для прогноза средней повторяемости сильных землетрясений. В настоящее время ещё недостаточно статистики землетрясений для установления цикличности. Для сильных магнитуд – это больше или равно 5,5 М, для слабых – другая цикличность, с меньшим периодом повторяемости.
- Если вернутся к вопросу о заблаговременном предупреждении населения о предстоящих землетрясениях, за несколько дней или часов, насколько это сейчас возможно?
Вы сейчас ставите вопрос о реальности предсказания (краткосрочного прогноза) опасных сейсмических событий. Если отвечать коротко, то пока нет. Дело в том, что корректное понятие «прогноз землетрясения» включает обоснование (прогноз) трех показателей: координат эпицентра, магнитуды, глубины очага землетрясения.
- Ну неужели никак нельзя предотвратить эти катастрофы, ведь речь идет о человеческих жизнях?
Многочисленные усилия в этом направлении пока не дали надежных результатов. Надежный прогноз предполагает знание не только этих трех параметров, но и надежные сведения о состоянии грунтовых оснований объектов строительства. Как известно, при эксплуатации зданий и сооружений физико-механические свойства несущих грунтов могут сильно изменится, в основном – это утечка воды, что может существенно влиять на их устойчивость при землетрясениях, на слабых грунтах воздействие может увеличиться на два или три бала.
Поэтому остро стоит вопрос, как избежать трагедий подобных Спитакской в 1988 году, где по разным данным, в результате землетрясения погибло по меньшей мере 25 тысяч человек (по другим данным 45 тысяч), 140 тысяч стали инвалидами, 514 тысяч человек остались без крова (в общей сложности, землетрясение охватило около 40 % территории Армении), или подобных ашхабадскому землетрясению в 1948 году, где по данным Статуправления Ашхабада после землетрясения общая численность населения города составила 66 739 человек (включая 3303 человека, прибывших после землетрясения), то есть почти половину от цифры на начало года. Возможное число погибших непосредственно в Ашхабаде было огромным — 36-37 тысяч человек, то есть погиб почти каждый третий житель города.
Очевидно, что необходимо в сейсмоопасных районах для застроенных территорий выполнить работы по оценке состояния грунтовых оснований зданий и сооружений согласно СП 14.13.300.2011 «Строительство в сейсмических районах».
Я считаю также, что необходимо выполнить работы по сейсмическому микрорайонированию (СМР) в масштабе 1:50000 для всех крупных городов и перспективных территорий расположенных в районах с сейсмичностью 7 баллов и выше в соответствии с требованиями нормативных документов. При этом большее внимание необходимо уделить территориям старой застройки (до 2000 года, когда еще действовала нормативная карта ОСР-78).
- А кто это должен регламентировать и финансировать эти работы?
Этот вид опережающих работ по идее должен регламентироваться территориальными строительными нормами (ТСН). Но на практике это пока не реализовано за редким исключением. Хотя в СП 14.13.330.2011 такие работы предусматриваются. Финансирование — это не в моей компетенции.
- А как с предсказаниями обстоят дела у нашего ближайшего соседа – Европы?
Плохо, к сожалению и у них не все гладко, как пример, землетрясение в Италии в 2009 году разрушившее город Аквилу. Там жертвами стихийного бедствия стали более 300 человек, около 1,5 тысячи получили ранения, и почти 50 тысяч остались без крыши над головой. Город Аквила был практически разрушен в результате катастрофического землетрясения. Шестеро специалистов-сейсмологов и бывший глава центра по борьбе с последствиями землетрясений были осуждены. Всех семерых признали виновными в непредумышленном убийстве и приговорили каждого из них к разным годам тюремного заключения.
- А что там случилось, почему ученым дали тюремные сроки?
До этого на протяжении нескольких месяцев в области Абруццо, в которой находится город, было зафиксировано около четырехсот подземных толчков небольшой силы. Проведя ряд анализов ученые объявили, что ждать чего-либо серьезного не приходится и готовиться к эвакуации не стоит. Через шесть дней после их доклада город Аквила был практически разрушен.
- Как Вы считаете, какие задачи нужно поставить во главу угла, как организовать оценку и прогноз сейсмических явлений ?
Одной из главных задач при муниципальном планировании в сейсмических районах является оценка сейсмогрунтовых условий как для вновь проектированных объектов, так и для зданий и сооружений старой застройки. По этому поводу достаточно вспомнить о результатах анализа экспертной комиссии Минстроя РФ причин сейсмических катастроф в Спитаке и Ленинакане в Армении и Нефтегорске на Сахалине. В заключении коллегии Минстроя в качестве основной причины массовых обрушений зданий и большого количества жертв являются не столько возможные ошибки проектирования и строительства, сколько слабые грунты оснований, то есть «грехи» инженерных изысканий. В обоих случаях при изысканиях не проводилось инструментальных оценок сейсмических свойств грунтов (СМР), хотя нормами (РСН 60-86, Госстрой РСФСР) это предусматривалось. В результате огромное количеств погибших.
Справедливости ради следует заметить, что в настоящее время финансирование в России на эти работы в 3-4 раза меньше, чем, скажем в Европе. Экономить на инженерных изысканиях – значит подвергать опасности проектируемые объекты и жизни людей.
- Можете дать примерную оценку, какой процент населения России живет на сейсмически опасных территориях?
Практически 45% территории России относится к районам с сейсмичностью 6 и более балов. В этих районах значительная часть жилых, производственных, административных зданий находится в условиях сейсмического риска, так как были построены до 1997 года по старым нормам с учетом карты ОСР-78, где нормативный уровень сейсмовоздействия был на 1-3 балла ниже по сравнению с действующей в настоящее время ОСР-2015.
Поэтому, при территориальном планировании, кроме задачи по уточнению нормативной исходной сейсмичности для новых объектов строительства, необходимо оценивать риски старой застройки и их уязвимости (с учетом динамической неустойчивости грунтов оснований).
В территориальных нормах строительства субъектов РФ этот вид работ, как правило, не предусматривается. И это проблема!
На сегодняшний день важно создание сейсмологических полигонов в сейсмоактивных районах с более плотной сетью наблюдения станций, необходимо внедрять, рассматривать и анализировать и другие геофизические методы. Нужны более эффективные методы прогнозирования землетрясений, особенно для районов старой застройкой, построенных по нормативам карты ОСР-78.
- Юлий Федорович, а слабые землетрясениях, например с низкой бальностью, насколько они опасны?
Землетрясения со слабой сейсмичностью вызывают вторичные сейсмогенные явления - это оползни, обвалы, сели, подтопления. Например, Алтайское землетрясение 2007 года, спровоцировало склоновые процессы на удалении до 30 км от эпицентра, там засыпало дорогу. Они очень опасны, так как проявляются иногда на удалении более чем 30 км от эпицентра. Здесь речь не идет о разрушениях зданий и сооружений, но их обязательно нужно учитывать примерно в этом радиусе при прогнозировании сильных землетрясений, так как толчки активизируют опасные экзогенные процессы (ЭГП). Страшный пример: в 2002 году в Кармадонском ущелье крупнейшая в России гляциальная катастрофа унесла жизни как минимум 125 человек. По официальным данным при сходе гляциального селя тогда погибли 19 человек, 106 числятся пропавшими без вести, в том числе 42 человека из съёмочной группы кинорежиссёра Сергея Бодрова. Вероятнее всего, причиной схода селя был слабый сейсмический толчок в верховьях ущелья.
Слабая сейсмичность как объект опасных геологических склоновых процессов (и их прогнозов) отсутствует в государственных программах и территориальных нормативных документах. К сожалению, денег на это не выделяют. Хотя методами регистрации акустической и электромагнитной эмиссии моменты активизации склоновых процессов на скрытом (начальном) этапе выделяются достаточно надежно, на эти способы имеются соответствующие патенты.
Фото: деформация газовой трубы под воздействием оползня.
- Я знаю, что вы являетесь соавтором патентов по предсказанию оползневой и сейсмической активности, расскажите, пожалуйста, что это и как это работает и в чем суть изобретения?
Вкратце, это технология непрерывного картирования естественного импульса электромагнитных полей Земли (ЕИЭМПЗ). То есть, до акустического сигнала есть электромагнитный сигнал. Ну это как эффект ломающейся ветки, перед тем как она хрустнет, она на изломе или сильном изгибе будет слышна. Где хруст или надлом – это акустический сигнал, а напряжение на изгибе– электромагнитный. Ну это по простому, на пальцах.
-У Вас были испытания, вы применяли Ваше изобретение на практике или Вы на стадии лабораторных опытов?
Да, мы уже успешно применяли во Вьетнаме, Турции, Азербайджане. В России наблюдение ведется на оползневых участках магистрального трубопровода (9 ниток) переход через реку Каму.
Фото: деформация газовой трубы под воздействием оползня.
Сейчас изобретением заинтересовались финны, они строят атомную электростанцию в береговой зоне Ботнического залива. Я смотрел проект, у них опасность в том, что основные сооружения размещают (проектируют) в зоне смешивания пресных и соленых вод. А значит, при резком увеличении эксплуатации линз пресной воды, это приведет к ЭГП или эффекту слабой сейсмичности и как следствие деформации грунтов в береговой зоне. Если вести мониторинг, то это можно контролировать и предсказывать, а значит избежать любых техногенных неприятностей.
- Юлий Федорович, заключительный вопрос, мы с Вами случайно затронули тему о причинах подтопления, расскажите немного?
Ну это большая тема, раньше (в СССР) ежегодно в руслах больших рек осуществлялась чистка дна от иловых накоплений с использованием землеснарядов и, соответственно, фильтрационная способность русел сохранялась. Сейчас повсеместно происходит заиление дна рек, так как чистка русел не проводится. Кроме того, идет неконтролируемая вырубка лесов в береговых зонах, что быстрее и дешевле. Соответственно, почти вся почва склонов смывается в реку, пополняя иловые накопления. Получается двойное воздействие. Это приводит к наводнениям там, где раньше их не было. Думаю, что эта тема для отдельного разговора.
