|
На приведенной
карте (рис. 2), на фоне фрагмента карты ОСР-97С, эта измененная трасса
показана условно сглаженной пунктирной линией. Здесь же в форме эллипсов
нанесены очаги известных очень сильных, 9-10-балльных, землетрясений
высоких магнитуд (М=7.0, 7.5, 8.0) с указанием года их возникновения. В
виде кружков разного диаметра показаны также эпицентры менее сильных и
слабых землетрясений (от М=6.5 до М=3.5). Как уже сказано, прежний
вариант центрального участка трассы планировался вдоль железной дороги
Байкало-Амурской магистрали (БАМ), т.е. вдоль оси БРЗ через всю
очаговую зону с 10-11-балльными землетрясениями (тонкая черная линия
БАМ восточнее пункта Звездный и далее до Олекмы).
В Приложении к
этим материалам приведены количественные соотношения различных
показателей, определяющих сейсмичность и сейсмическую опасность (табл.
2) и пояснена сейсмологическая терминология.
Ниже
анализируется сейсмическая обстановка раздельно по участкам трассы "Тайшет-Сковородино",
проходящим по той или иной сейсмической зоне, указанной на карте
ОСР-97С. Можно выделить семь таких участков.
Первый участок
(а - на карте), достаточно
протяженный (около 650 км) и самый безопасный в сейсмическом отношении.
Он начинается от Тайшета и завершается у Киренска, большей частью
находясь в 6-балльной зоне, лишь на начальном отрезке длиной около 90 км
расположен в 7-балльной зоне.
Второй (б)
участок протягивается вдоль левобережья р. Лены от Киренска до перехода
через реку (включая сам переход, расположенный южнее города Ленск)
преимущественно вдоль границы между 6- и 7-балльной зонами. По
протяженности он соизмерим с первым участком (а).
Третий (в)
участок начинается после перехода через р. Лену и характеризуется
повышенной сейсмической опасностью, поскольку здесь трасса на протяжении
примерно 130 км пересекает 8-балльную зону.
Четвертый (г)
участок протяженностью около 230 км расположен между пунктами Мача и
Тяня в зонах 6- и 7-балльных сейсмических воздействий, и здесь
сейсмическая опасность несколько снижается.
Пятый (д)
участок характеризуется относительно высоким сейсмическим потенциалом и
8- и 9-балльными землетрясениями. Здесь трасса сначала проходит вдоль
границы между 8- и 9-балльной зонами, затем целиком попадает в
9-балльную зону протяженностью около 100 км. Уместно заметить, что
точность проведения границ между зонами в ОСР-97 допускает их флуктуацию
в пределах до 30 км в ту и другую стороны и поэтому требует уточнений (о
чем будет сказано ниже). Это замечание относится и к первому участку
(а).
Шестой (е)
участок является самым опасным в сейсмическом отношении. Ему свойственны
10-балльные и более сильные землетрясения. Протяженность этого участка
превышает 200 км.
Седьмой (ж)
участок, протяженностью около 300 км, целиком расположен в 9-балльной
зоне (вплоть до Сковородино).
Выводы. Рассматриваемая трасса
нефтепровода "Тайшет-Сковородино"
является приемлемой как с сейсмологической, так и с экологической точек
зрения. Она, по-видимому, выгоднее и в экономическом отношении,
поскольку в значительной мере избегает многочисленные риски и потери,
снижение которых в случае первого (отвергнутого сейсмологами и
президентом России) варианта трассы, планируемого АК "Транснефть",
потребовало бы выполнения чрезвычайно дорогостоящих мероприятий по
обеспечению сейсмической безопасности на почти 1000-километровом участке
трассы вдоль оси Байкальской рифтовой зоны. Вместе с тем, и на этот раз,
особое внимание должно быть уделено 10-балльной зоне (шестой участок).
Предложения
по обеспечению сейсмической безопасности и снижению риска
Карты общего
сейсмического районирования - ОСР-97 выполнены в масштабе 1:2.500.000.
Опубликованный в 2000 г. настенный вариант этих карт имеет менее крупный
масштаб - 1:8.000.000. Как известно (и оговорено во всех нормативных
документах), ни того, ни другого масштаба, недостаточно для адекватной
оценки сейсмической опасности территорий для строительства ответственных
и особо ответственных сооружений. Вместе с тем, указано также, что карты
ОСР-97 являются основой для всех последующих уточнений степени
сейсмической опасности, в том числе методами детального сейсмического
районирования (ДСР) и сейсмического микрорайонирования (СМР).
Известно
также, что сейсмическая интенсивность, указанная на картах ОСР-97,
отнесена к средним грунтовым условиям (грунты второй категории, по СНиП
II-7-81*).
Следовательно, для выявления локальных сейсмических эффектов вдоль
трассы нефтепровода, наряду с уточнением сейсмотектонической
(сейсмогеодинамической) модели источников землетрясений, требуется учет
местных грунтовых условий, которые могут влиять на величину сейсмических
воздействий как в сторону их уменьшения, так и в сторону увеличения.
Согласно
СНиП
II-7-81*
"Строительство в сейсмических районах" и других нормативных документов,
касающихся нефтепроводов (СНиП 2.05.06-85* и др.), сейсмическая
опасность должна определяться путем совместного анализа материалов карт
ОСР-97 и результатов работ по ДСР, основанных на детализации зон
возникновения очагов землетрясений (зоны ВОЗ) и уточнении сейсмической
опасности вдоль трассы трубопровода, а также результатов работ по СМР
непосредственно площадок строительства, в том числе и нефтеперегонных
станций (НПС).
Согласно СНиП
2.05.06-85* "Прокладка трубопроводов в сейсмических районах", в районах
с сейсмичностью свыше 6 баллов для надземных и свыше 8 баллов для
подземных трубопроводов их прокладку необходимо производить с учетом
сейсмических воздействий. При этом сейсмостойкость трубопроводов должна
обеспечиваться выбором благоприятных в сейсмическом отношении участков
трасс и площадок строительства, а также применением рациональных
конструктивных решений антисейсмических мероприятий. При выборе трассы
трубопроводов необходимо избегать территории с активными тектоническими
разломами, а также участки, сейсмичность которых превышает 9 баллов
(пункты 5.31–5.33 СНиП 2.05.06-85*). Прокладка трубопроводов в
перечисленных условиях может быть осуществлена лишь в случае особой
необходимости при соответствующем технико-экономическом обосновании и
согласовании с соответствующими органами Государственного надзора.
Как уже отмечено
в предыдущем разделе, новый вариант рассматриваемой трассы нефтепровода
"Тайшет-Сковородино" в целом приемлем во многих отношениях. Однако
особое внимание следует уделить относительно непротяженному участку с
возможными 10-балльными сейсмическими воздействиями.
Согласно
СНиП 2.05.06-85* и СНиП
II-7-81*,
величины принимаемых максимальных расчетных ускорений по акселерограммам
должны быть не менее 100, 200, 400 и 800 см/с2 при
интенсивности сейсмических воздействий, соответственно, 7, 8, 9 и 10
баллов (п. 8.54). (см. также Приложение в конце этого документа). На
площадках, сейсмический эффект на которых превышает 9 баллов, возводить
здания и сооружения, как правило, не допускается. При необходимости
строительство на таких площадках разрешается по Специальным техническим
условиям (СТУ).
В связи с
вышеизложенным, предлагается выполнить исследования по уточнению
сейсмической опасности нефтепровода на трассе "Тайшет–Сковородино" в
соответствии с рекомендациями, приведенными ниже в двух следующих
разделах.
Раздел 1
является основополагающим для всех последующих построений и расчетов и
выполняется в обязательном порядке на основе имеющейся в Институте
физики Земли (ИФЗ) электронной базы данных нормативных карт Общего
сейсмического районирования территории Российской Федерации (ОСР-97),
соответствующей масштабу 1:2.500.000 и средним грунтовым условиям
(грунты 2-й категории по СНиП II-7-81*), и должен включать в себя
следующие материалы:
- Каталоги
землетрясений, уточненные и дополненные сведениями обо всех известных
сейсмических событиях с древнейших времен по настоящее время.
- Карты основных
структурных элементов модели источников землетрясений с их
количественной параметризацией (пространственное положение линеаментов и
доменов, максимальная возможная магнитуда землетрясений в их пределах,
повторяемость землетрясений и т.п.).
- Карты
повторяемости сейсмического эффекта разной интенсивности (сотрясаемость)
в целочисленном ее выражении для 6, 7, 8, 9 и 10 баллов в средних
грунтовых условиях.
- Карты
сейсмического районирования в дробном представлении сейсмической
интенсивности (в десятых долях балла, в условиях средних грунтов), что
необходимо для работ по сейсмическому микрорайонированию.
- Вероятностный
анализ сейсмической опасности (ВАСО) вдоль всей трассы нефтепровода,
представленный как в баллах сейсмической интенсивности, так и в
ускорениях колебаний грунта второй категории, на основе которых более
тщательно исследуется сейсмическая опасность, распределенная на разные
интервалы времени ее ожидания.
- Перечень
наиболее ответственных пунктов трассы с указанием для них сейсмического
эффекта (в целочисленных и в дробных долях балла) и т.п.
Раздел 2
выполняется по методикам детального сейсмического районирования (ДСР) и
микрорайонирования (СМР) в относительно более крупных масштабах
(1:500.000 и крупнее – для ДСР, 1:50.000 и крупнее – для СМР) и включает
в себя материалы:
- Детальные
каталоги землетрясений с минимального представительного энергетического
(магнитудного) уровня.
-
Сейсмотектоническая модель зон возникновения очагов землетрясений (зоны
ВОЗ), представленная в методологии ОСР-97 (линеаменты, домены,
потенциальные очаги и др.) и уточняющая соответствующую модель, принятую
в ОСР-97, с обоснованием ее тектонической и сейсмологической
параметризации (пространственное положение, максимальная возможная
магнитуда, повторяемость землетрясений и т.п.).
- Расчеты
вероятностной сейсмической опасности и карты ДСР на разные периоды
времени, в том числе для 500, 1000 и 5000 лет, а также карты
сейсмической сотрясаемости.
- Список
отдельных критических пунктов, таких как нефтеперегонные станции (НПС) и
др., с указанием для них сейсмического эффекта (в целочисленных и
дробных баллах).
При проведении
СМР необходимо уточнять данные о тектонике района (составная часть ДСР)
вдоль всего опасного участка трассы. Расчеты ожидаемых сейсмических
воздействий должны осуществляться на основании анализа сейсмограмм
сейсмометрических станций (акселерограммы и др.) местных землетрясений в
районе строительства или в аналогичных по сейсмическим условиям
местностях. С этой целью необходим сейсмический мониторинг
автоматизированной сетью сейсмических станций.
Выводы. С целью уточнения
сейсмической опасности, все без исключения участки трассы нефтепровода
"Тайшет–Сковородино", в том числе и 6-7-балльные, требуют
дифференцированных оценок сейсмических воздействий на средних грунтах на
основе базы данных карт ОСР-97. Вдоль всей трассы необходимо выполнение
работ по уточнению сейсмической опасности в реальных грунтовых и
тектонических условиях методами детального сейсмического районирования
(ДСР) и сейсмического микрорайонирования (СМР) на основе специальных
крупномасштабных сейсмологических, сейсмотектонических,
сейсмогеодинамических и инженерно-геологических изысканий. Для получения
адекватных исходных данных о локальной сейсмичности и о возможных
сейсмических воздействиях необходим сейсмический мониторинг специально
созданной сетью автоматических сейсмических станций.
Заключение
Выработанные в
рамках настоящей работы выводы и предложения состоят в следующем.
1.
Байкальский регион является наиболее сейсмоопасным на территории
континентальной части Российской Федерации и ему должно быть уделено
особое внимание при оценке реальной сейсмической опасности для трассы
нефтепровода ВСТО на участке Тайшет–Сковородино.
2. Нефтепровод ВСТО относится к категории
особо ответственных сооружений и поэтому риск, обусловленный местной
сейсмичностью, должен оцениваться в соответствии с картой ОСР-97С (риск
сейсмического эффекта, указанного на этой карте, соответствует 1% в
течение каждых 50 лет).
3. Рассматриваемая трасса нефтепровода
"Тайшет–Сковородино" является приемлемой как с сейсмологической
(согласно карте ОСР-97С), так и с экологической точек зрения. Она
выгодна и в экономическом отношении, по сравнению с прежними вариантами
прокладки, поскольку избегает многочисленные риски и потери, снижение
которых потребовало бы выполнения дорогостоящих мероприятий по
обеспечению сейсмостойкости строительных объектов вдоль почти
1000-километровой трассы в прежнем варианте, когда трасса планировалась
вдоль всей оси сейсмоопасной Байкальской рифтовой зоны.
4. С целью количественного уточнения
сейсмической опасности все без исключения участки трассы нефтепровода
"Тайшет–Сковородино", в том числе и 6-7-балльные, требуют дополнительных
дифференцированных оценок сейсмических воздействий, которые могут быть
выполнены для средних грунтов на основе фондовых материалов электронной
базы данных карт ОСР-97.
5. Согласно нормативным документам, вдоль
всей трассы, в зонах 6-7-балльной (в случае наземной прокладки труб) и
более высокой сейсмичности (при подземной прокладке), необходимо
выполнение работ по детальному сейсмическому районированию (ДСР) и
сейсмическому микрорайонированию (СМР) на основе специальных
сейсмологических, сейсмотектонических, сейсмогеодинамических и
инженерно-геологических изысканий.
6. Для получения адекватных исходных данных
о локальной сейсмичности и о количественных оценках возможных
сейсмических воздействий (акселерограммы и т.п.) необходим постоянный
сейсмический мониторинг вдоль всей трассы нефтепровода специально
созданной сетью автоматических сейсмических станций.
7. Для прокладки трассы нефтепровода на
участках, где сейсмические воздействия могут превысить 9 баллов,
требуется разработка специальных технических условий (СТУ).
8. Необходимо привести в соответствие с
действующим законодательством нормативно-правовую базу, в том числе
СНиПы и Технический регламент, которые практически отсутствует в
нефтепроводной промышленности, и нередко базируются лишь на
разрабатываемых самими же исполнителями и утверждаемых ими же
Руководящих документах (РД), не имеющими официального юридического
статуса.
В.И.Уломов, профессор геофизики,
доктор физико-математических наук,
Главный научный сотрудник
Института физики Земли РАН
23 июня 2006 г.
|
