Оценка сейсмической опасности — первый шаг к сейсмическому районированию и оценке сейсмического риска. В общих словах, сейсмическая опасность (СО/SH) определяется как максимальные сейсмические воздействия, возникающие с определенной вероятностью на заданной территории в заданном интервале времени и связанные с повторяемостью землетрясений. Сейсмическая опасность обусловливается также вторичными явлениями, сопровождающими землетрясения (поверхностные разрывы, оползни, обвалы, цунами и т.п.) и влияющими на нормальную жизнедеятельность.

Вероятностный подход к оценке сейсмической опасности, возникший в середине 60-х годов прошлого столетия, быстро получил широкое распространение в большинстве стран мира. В нашей же стране вероятностный анализ сейсмической опасности (ВАСО) впервые был применен лишь при создании карт ОСР-97 (Уломов, Шумилина, 1999). До этого все нормативные карты ОСР были детерминистскими, хотя еще в 1965 г. методология типа ВАСО была разработана как «сотрясаемость» Ю.В.Ризниченко в Институте физики Земли АН СССР (Ризниченко, 1965, 1966). Детерминистские карты ОСР не учитывали особенностей сейсмического режима исследуемых территорий. До создания карт ОСР-97 технология ВАСО была применена под руководством Ю.В.Ризниченко лишь в Узбекистане и на Камчатке, где получила дальнейшее развитие в работах А.А.Гусева (Гусев, Шумилина, 1995, 1999).

Одним из наиболее широких применений ВАСО стала мировая карта глобальной сейсмической опасности, созданная под эгидой ООН по программе GSHAP (Global Seismic Hazard Assessment Program, 1999). Неотъемлемой частью этой карты явилась карта ОСР-97А, представленная нами в пиковых ускорениях (Ulomov et all, 1999).

Методология ВАСО /PSHA сохранилась в мире и по сей день, поскольку другой, более продуктивной, замены ей пока не найдено.

В качестве основы вероятностных карт сейсмического районирования принимаются карты расчетной сейсмической интенсивности (балльности) I со средней повторяемостью в данной точке один раз за T лет. Повторяемость IТ означает, что вероятность P возникновения и возможного превышения этой величины в течение t лет (т.е. произойдет хотя бы одно такое событие) равна:

P =1- exp(-t/T).

При соотношении t<<T вероятность P = t/T. При Т= 500 и t = 50 лет Р составит ≈10% (точное значение — 9,52); при Т = 1000 лет и t=50 лет Р ≈ 5% (точнее 4,88) и т.д.

Рассчитав набор карт IT для разных Т, т.е. с различной вероятностью превышения (или не превышения) расчетной интенсивности в заданный интервал времени, можно оценить величину P . Задавшись приемлемой для рассматриваемого строительного объекта вероятностью P, можно получить соответствующую карту IT.

Как известно, действующий в настоящее время комплект ОСР-97, вошедший в СНиП II-7-81*, состоит из трех карт — ОСР-97А, ОСР-97В и ОСР-97С, отражающих вероятности 10% (карта А), 5% (В) и 1% (С) возникновения и возможного превышения (или 90%, 95% и 99% не превышения) расчетной сейсмической интенсивности в течение 50-летних интервалов времени, что соответствует повторяемости сейсмического эффекта на земной поверхности в среднем один раз за 500, 1000 и 5000 лет (рис. 1)

 

Рис. 1. Комплект карт ОСР-97(А, В, С, D), соответствующих периодам повторяемости сейсмического эффекта Т=500, 1000, 5000, 10000 лет, дополненный для ОСР-97* картами с Т=100 и 2500 лет. Р% — вероятности превышения в течение 50 лет.

Для чрезвычайно ответственных сооружений (атомные станции и другие объекты ядерно-радиационного комплекса) создана карта ОСР-97D, учитывающая сейсмический эффект даже от очень редких событий, которые возникают на исследуемой площади в среднем один раз за 10 тысяч лет (Р=0.5%). Эта карта вошла в соответствующие нормативные документы атомной отрасли.

В настоящее время, при исследованиях по актуализации ОСР-97 и создании её модификации — ОСР-97*, а также макетов карт зон ВОЗ для ОСР-2012, указанный набор карт будет расширен и к действующим добавятся, по меньшей мере, ещё две карты, рассчитанные для периодов повторяемости 100 и 2500 лет (рис. 1, таблица 1,презентация).

Предполагается, что наряду с периодами повторяемости сотрясений в среднем один раз за 500, 1000 и 5000 лет для проектирования гражданского и промышленного строительства будут использоваться периоды 100, 500 и 2500 лет, относящиеся к трём категориям строительных объектов (пониженный, нормальный, повышенный) в соответствии с новым федеральным законом «Технический регламент безопасности зданий и сооружений» (№384 ФЗ, 2009 г.) и Градостроительным кодексом Российской Федерации. Такие периоды повторяемости не противоречат и международным рекомендациям. Однако можно отметить, что в последнее время в США появилась тенденция повышения оценки степени сейсмической опасности путем перехода от карт с 500-летней повторяемости к периоду Т=2000 лет. Кстати, и в Объяснительной записке к ОСР-97 (Уломов, Шумилина, 1999) было так же рекомендовано проектировать жилые и производственные здания по карте ОСР-97В (период повторяемости 1000 лет), а не по карте ОСР-97А (Т=500 лет), как это затем было «предписано» СНиП II-7-81* и тем самым в определенной степени снизило надежность сейсмостойкого строительства.

В таблице 2 для каждой из карт приведены интервалы времени t лет, в течение которых с вероятностью P=90% не должна быть превышена указанная на картах расчетная сейсмическая интенсивность. Здесь T* — периоды повторяемости сейсмических воздействий, обеспечивающие величину P%; а T – их округленные значения, более привычные для восприятия.

Таблица 1. Интервалы времени t, в течение которых с вероятностью Р=90% не должны быть превышены расчетные сейсмические воздействия.

t лет	10	50	100	250	500	1000
T* лет	95	475	975	2475	4975	9975
T лет	100	500	1000	2500	5000	10000

Сейсмическое районирование.

Первым и самым важным шагом на пути снижения числа человеческих жертв и разрушительных последствий при сильных землетрясениях должно быть надёжное районирование сейсмической опасности и адекватное ему сейсмостойкое строительство. Другим важнейшим фактором, от которого зависит размер причиняемого ущерба, является осведомленность населения и органов государственной власти об угрозе землетрясений и умение противостоять подземной стихии.

Сейсмическое районирование предназначено для оценки сейсмической опасности на той или иной сейсмоактивной территории.

Под сейсмической опасностью понимают интенсивность сейсмических воздействий, проявление (превышение или не превышение) которых возможно в данном пункте с заданной вероятностью в течение заданного интервала времени.

Сейсмическое районирование (СР) – это картирование сейсмической опасности (СО). Оно основано на выявлении зон возникновения очагов землетрясений (зоны ВОЗ) и определении сейсмического эффекта, создаваемого ими на земной поверхности.

Карты СР служат для осуществления сейсмостойкого строительства, обеспечения безопасности населения, охраны окружающей среды и других мероприятий, направленных на снижение ущерба при сильных землетрясениях.

Сейсмическое районирование, в зависимости от задач и масштаба исследований, делится на три категории:

• общее сейсмическое районирование (ОСР), представляющее оценку сейсмической опасности на территории всей страны и имеющее общегосударственное значение для осуществления рационального землепользования и планирования социально-экономического развития крупных регионов; масштаб карт ОСР   1:2.500.000 – 1:8.000.000;
• детальное сейсмическое районирование (ДСР), служащее для определения возможных сейсмических воздействий на конкретные существующие и проектируемые сооружения, территории населенных пунктов и отдельных районов; масштаб карт ДСР   1:500 000 и крупнее;
• сейсмическое микрорайонирование (СМР), оценивающее влияние свойств грунтов на сейсмические колебания в пределах площадей расположения конкретных сооружений и на территории населенных пунктов; масштаб карт СМР   1:50 000 и крупнее.

Уломов В.И., Шумилина Л.С. Комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации — ОСР-97. Масштаб 1:8000000. Объяснительная записка и список городов и населенных пунктов, расположенных в сейсмоопасных районах. М.: ОИФЗ. 1999. 57 с.
Уломов В.И., Шумилина Л.С. Проблемы сейсмического районирования территории России.// Всероссийский НИИ проблем научно-технического прогресса и информации в строительстве. М.: ВНИИНТПИ Госстроя России. 1999.56 с.
Ulomov V.I. et al. Seismic hazard of northern Eurasia. // Annali Geofis.. Vol. 42. 1999. P. 1023-1038.
Уломов В.И. Актуализация нормативного сейсмического районирования в составе Единой информационной системы «Сейсмобезопасность России» // Вопросы инженерной сейсмологии. 2012. Т. 39, № 1. С. 5 — 38.
Уломов В.И. К вопросу о дифференцированной оценке сейсмической опасности на территории Российской Федерации // Научно-технический журнал «Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений». №4, 2012, С. 40-48.
Уломов В.И. О дифференцированной оценке сейсмической опасности и актуализации строительных норм в России // Труды Международной научно-практической конференции по проблемам снижения природных опасностей и рисков «ГЕОРИСК – 2012.
Уломов В.И. Актуализация общего сейсмического районирования территории Российской Федерации — ОСР-2012