Інженерно-геологічні основи сейсмічного мікрорайонування території м. Одеси - Автореферат

Одеси знаходиться в зоні 6-и бальних сейсмічних впливів (за даними загального сейсмічного районування СРСР 1981р.) і зоні можливих 6 - 7 бальних сейсмічних впливів (за даними загального сейсмічного районування Північної Євразії, виконаного в 1997 році інститутом фізики Землі АН Росії). більш ніж 90% території міста знаходиться в досить несприятливих, у сейсмічному відношенні, інженерно-геологічних умовах; В усі вищезгадані методики автором були внесені доробки для цілей адаптації методик до інженерно-геологічних умов території м. Одеси, яка дозволяє оптимізувати комплекс інженерно-геологічних досліджень для цілей СМР за рахунок найбільш повного обліку інженерно-геологічних умов: розробка карт інженерно-геологічних умов на основі ГІС технологій і технологій цифрового моделювання, виконання спеціального інженерно-геологічного районування, виконання попередньої інженерно-геологічної оцінки ступеня локальної сейсмічної небезпеки [1,2,3]. Запропоновано уточнену методику спеціального комплексного (типолого-оціночного) інженерно-геологічного районування, яка дозволяє в умовах наявності обмежених обємів інструментальної сейсмологічної інформації виділяти однорідні по інженерно-геологічним умовам елементи, визначати ступінь їхньої однорідності й виконувати по ним оцінку ступеня локальної сейсмічної небезпеки з обліком існуючих теоретичних основ сейсмічного мікрорайонування [3,1]. Оновлено й уточнено комплект інженерно-геологічних карт по території Одеси для цілей комплексної оцінки ступеня сейсмічної небезпеки, включаючи карту інженерно-геологічної оцінки ступеня локальної сейсмічної небезпеки (побудована вперше) і карту спеціального інженерно-геологічного районування території міста (м-ба 1:25 000) для цілей СМР (оновлена й уточнена) [2,3,9,10,12].Аналіз інженерно-геологічних умов і інженерно-геологічна оцінка ступеня локальної сейсмічної небезпеки проводилися в масштабах 1:25 000 - 1:50 000 по території м. Дослідження регіональних сейсмічних умов проводилися по території Північно-Західного Причорноморя, Східних і Південних Карпат, Молдові - загальною площею більш 25 000 км2, у масштабах 1:1 000 000 - 1:2 500 000. Це необхідно для визначення статистично вагомих для кожної зони параметрів, котрі входять до рівняння макросейсмічного поля (по ЗСР-81) - М, D, h, визначення середніх фактичних частот сейсмічних подій і максимальних фактичних магнитуд землетрусів, а також даних про напрямки руху поверхневих сейсмічних хвиль, від кожної виділеної зони до Одеси, які використовувалися для обліку посилення або ослаблення інтенсивності сейсмічних впливів за рахунок зміни геоморфологічних умов. При проведенні аналізу інженерно-геологічних умов території Одеси використовувалися дані про основні стратиграфо-генетичні комплекси, потужності четвертинних елювіально-еолово-делювіальних відкладів у межах плато та його схилів, потужності алювіальних і алювіально-морських відкладів у межах Куяльницько-Хаджибейського пересипу та прилеглих терас, глибини залягання першого від поверхні водоносного горизонту, особливості поширення підземних виробок (катакомб) у понтичних вапняках. Районування дозволило виділити однорідні за інженерно-геологічними властивостями елементів (у плані) та в їх межах розрахувати величини приросту сейсмічної інтенсивності, як для типових, так і локальних умов.Він визначається наявністю більш ніж 10 великих сейсмоактивних областей у Східних Карпатах та на прилеглих територіях, із середньою фактичною повторюваністю сильних землетрусів з M > 7 один раз на 100, 200 років. Виконано розробку методики спеціального комплексного інженерно-геологічного районування (СКІГР) та оцінки ступеня локальної сейсмічної небезпеки території Одеси, які дозволили: виділити однорідні інженерно-геологічні елементи, оцінити по них середні значення величин приросту сейсмічної інтенсивності і визначити ступінь їхньої однорідності [3]. На більшій частині території Одеси може відбуватися посилення інтенсивності сейсмічних впливів за рахунок існуючих інженерно-геологічних умов. Просторова мінливість величини приросту сейсмічної інтенсивності (?I) по території міста складає-1 - 1.75 бали, при середній величині мінливості DI по інженерно-геологічних підрайонах - 0.2 - 0.4 бали. На 87.7% території сумарне збільшення сейсмічної інтенсивності перевищує 1 бал, а вихідний бал збережеться або може бути знижений на 13% території [1,3].

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Рівень сейсмічної небезпеки Одеського регіону складає 6 - 7 балів (за даними методів ЗСР-81, ЗСР-97). Він визначається наявністю більш ніж 10 великих сейсмоактивних областей у Східних Карпатах та на прилеглих територіях, із середньою фактичною повторюваністю сильних землетрусів з M > 7 один раз на 100, 200 років. З виділених сейсмоактивних областей найбільш небезпечними є зони Вранча, Бузау, Іаломіта, Сату Маре з Mmax - 6.5-7.5 із середньою фактичною повторюваністю один раз на 35-50 років [2].

Виконано розробку методики спеціального комплексного інженерно-геологічного районування (СКІГР) та оцінки ступеня локальної сейсмічної небезпеки території Одеси, які дозволили: виділити однорідні інженерно-геологічні елементи, оцінити по них середні значення величин приросту сейсмічної інтенсивності і визначити ступінь їхньої однорідності [3].

На більшій частині території Одеси може відбуватися посилення інтенсивності сейсмічних впливів за рахунок існуючих інженерно-геологічних умов. Просторова мінливість величини приросту сейсмічної інтенсивності (?I) по території міста складає -1 - 1.75 бали, при середній величині мінливості DI по інженерно-геологічних підрайонах - 0.2 - 0.4 бали. На 87.7% території сумарне збільшення сейсмічної інтенсивності перевищує 1 бал, а вихідний бал збережеться або може бути знижений на 13% території [1,3].

Використана методика СКІГР також дозволила одержати наступні інженерно-геологічні закономірності, характерні для території м. Одеси [3]: · висота і глибина розчленування рельєфу земної поверхні взаємозалежна з потужністю й структурою горизонтів четвертинних відкладів;

· висота дзеркала ґрунтових вод залежить від висоти рельєфу земної поверхні і градієнтів висот рельєфу, за винятком областей інтенсивного техногенного підтоплення в межах центральних частин плато.

Охарактеризовані найбільш небезпечні фактори зміни DI у м. Одесі - РГВ і потужність четвертинних відкладів. Встановлено тісний взаємозвязок величини збільшення сейсмічної інтенсивності, розрахованої інженерно-геологічними методами, з типовими геоморфологічними й інженерно-геологічними елементами [3].

З прикладних результатів досліджень слід зазначити створені інженерно-геологічні основи для цілей сейсмічного мікрорайонування м. Одеси, до складу яких входять карти (масштабу 1:25 000, 1:50 000) інженерно-геологічних і геоморфологічних умов, спеціального комплексного інженерно-геологічного районування й інженерно-геологічної оцінки ступеня локальної сейсмічної небезпеки. Дані основи можуть бути використані науковими й виробничими організаціями для цілей попередньої оцінки сейсмічної небезпеки окремих ділянок на території Одеси, а також для вирішення широкого кола інженерно-геологічних задач [3,1,5,12].

Принципова відмінність використаної методики розробки інженерно-геологічних основ, полягає в тому, що інженерно-геологічна оцінка ступеня сейсмічної небезпеки може бути переведена з якісної основи, на напівкількісну ще на етапі інженерно-геологічних досліджень для цілей СМР. А на етапі інженерно-сейсмологічних досліджень, на основі еталонування інструментальної геофізичної інформації може бути переведена на кількісну основу, що повинно значно підвищити вірогідність і точність оцінок ступеня сейсмічної небезпеки за рахунок обліку високого ступеня мінливості інженерно-геологічних умов.

Уточнена методика спеціального інженерно-геологічного районування в комплексі з методикою інженерно-геологічної оцінки ступеня локальної сейсмічної небезпеки рекомендуються як результуюча складова інженерно-геологічних досліджень для цілей СМР, а також для районів зі складними інженерно-геологічними умовами, як напівкількісні характеристики приросту інтенсивності сейсмічних впливів за рахунок ґрунтових умов.

1. Фесенко О.В. Сейсмічні умови Одеського регіону, інженерно-геологічні та геолого-геоморфологічні основи сейсмічного мікрорайонування м. Одеси // Вісник Одеського Національного університету ім. І.І. Мечникова. - Одеса: Астропрінт, 2001. - т. 6. - вип. 9. - географічні та геологічні науки. - С. 132-138.

2. Фесенко О.В. Питання детального сейсмічного районування території Східних Карпат та північно-західного Причорноморя для цілей сейсмічного мікрорайонування м. Одеса // Вісник Одеського Національного університету ім. І.І. Мечникова. - Одеса: Астропрінт, 2003. - т. 8. - вип. 5. - географічні та геологічні науки. - С. 171-179.

3. Фесенко О.В. Концептуальні основи інженерно-геологічного районування території м. Одеси для цілей оцінки ступеня локальної сейсмічної небезпеки // Вісник Одеського Національного університету ім. І.І. Мечникова. - Одеса: Астропрінт, 2004. - т. 9. - вип. 4. - географічні та геологічні науки. - С. 212-218.

4. Федорішин Ю.І., Бірук С.В., Фесенко О.В. Системний підхід у прогнозно-пошукових дослідженнях // Збірник наукових праць Українського державного геологорозвідувального інституту. - Київ: УКРДГРІ, - 2003, - № 3, С. 39-44.

5. Фесенко А.В. Разработка региональной геолого-геоинформационной системы северо-западного Причерноморья // Геоінформатика. Т.2. Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики. - Київ: Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю. - 2004. -Т. 2. - С.70-75.

6. Державна геологічна карта України. Масштаб 1:200 000. Центральноукраїнська серія. Аркуш L-36-II (Вознесенськ) / Шварц Г.А., Пітаде А.А., Філатова Л.С., Пігулевський П.Г., Іванов А.І., Кузнєцов В.Л., Малюкіна В.К., Фесенко О.В., Яковченко А.П. / - К.: Міністерство екології та природних ресурсів України, Державна геологічна служба, Причорноморське державне регіональне геологічне підприємство, вид-во УКРДГРІ. - 2004. - 112 с.

7. Фесенко О.В., Шаталін С.М. Використання матеріалів аерокосмічних зйомок в структурно-геоморфологічних дослідженнях // Нові методи у аерокосмічному землезнавстві: методичний посібник по тематичній інтерпретації матеріалів аерокосмічних зйомок. - Київ: ЦАКДЗ ІГН НАНУ. - 1999. - С.138-141.

8. Шаталін С.М., Фесенко О.В. Використання аерофотознимків для вивчення динаміки зсувних процесів // Нові методи у аекосмічному землезнавстві: методичний посібник по тематичній інтерпретації матеріалів аерокосмічних зйомок. - Київ: ЦАКДЗ ІГН НАНУ. - 1999. - С.141-143.

9. Шаталин С.Н., Черкез Е.А., Фесенко А.В. Влияние сейсмического воздействия на активизацию оползней (на примере оползней северо-западных районов Одесской и Николаевской областей) // Матеріали другої науково-технічної конференції „Сучасні небезпечні геологічні процеси. Вплив на довкілля. Нові технології прогнозування та захисту”. - Київ: НПЦ „Екологія. Наука. Техніка.” тов-ва „Знання” України. - 2004. - С. 61-64.

10. Фесенко А.В. Геологические наблюдения в окрестностях Одессы // Сборник научных работ молодых ученых и студентов ОГУ им. И.И. Мечникова. Одесса: ОГУ им. И.И. Мечникова, изд-во: „Астропринт”. - 1998. - вып. 1. - серия геологических и географических наук. - С. 70-76.

11. Фесенко А.В. О некоторых результатах морфоструктурно-неотектонического анализа рельефа земной поверхности при ГДП-200 южного склона УЩ / Тезисы докладов I-го научно-производственного совещания геологов-съемщиков Украины. - Киев: УКРГГРИ АН Украины. - 2001. - С.134-135.

12. Геоинформационные технологии в решении региональных инженерно-геологических и гидрогеологических задач / Е. А. Черкез, А. В. Фесенко, С. Н. Шаталин, В. Г. Тюремина / Тезисы докладов регионального совещания “Возможности современных ГИС/ДЗЗ - технологий в решении проблем Причерноморского региона” // Одесса: ДНВЦ “Природа”. - 2003. - С.78-80.