Реализованные и реализуемые научные проекты Института сейсмологии
| Наименование программы (проекта) | Годы | Достигнутые результаты | |
| Программа фундаментальных исследований | |||
| Разработка новых научно-методических основ обеспечения сейсмической безопасности Казахстана | 2009-2011 | Разработана концепция о механизмах взаимодействия земных оболочек с геогенными и космогенными источниками энергии. Составлены карты теплового потока, структурных поверхностей земной коры и неотектонических разломов территории Северного Тянь-Шаня. Разработаны программные средства обработки сейсмологических материалов. Усовершенствованы научные основы и методы среднесрочного и краткосрочного прогноза землетрясений. Разработана методика комплексного анализа сейсмологических материалов и данных космической геодезии. Усовершенствована методика оценки энергонасыщенности и максимального сейсмопотенциала. Разработана информационная база сейсмологических данных. Разработаны количественные методы вероятностной оценки сейсмической опасности. Построены карты вероятностной оценки сейсмической опасности территории юго-востока Казахстана в двух вариантах. Разработан и составлен универсальный каталог параметров записей движений грунта. Сформирован банк параметров цифровых записей региональной сети непрерывных наблюдений для землетрясений с энергетическим классом К>12. Выполнено моделирование спектральных характеристик для различных типов грунтовых условий на территории г.Алматы с помощью зависимостей затухания. Выполнена вероятностная оценка сейсмической опасности в пиковых ускорениях грунта на территории г. Алматы. Разработаны методики оценки индивидуального сейсмического риска, а также расчета и построения карт индивидуального сейсмического риска для населённых пунктов, расположенных сейсмоопасных территориях Республики Казахстан (на примере территории г.Алматы), и установлены пороговые значения уровней индивидуального сейсмического риска. Сформирован алгоритм разработки мероприятий по дальнейшей эксплуатации сооружения, необходимость применения которых выявлена в процессе обследования. Разработаны системы сейсмического мониторинга применительно к месторождениям полезных ископаемых. Составлены научно-методические основы определения и отслеживания ситуации на стратегических объектах. Разработан пилотный проект системы мониторинга объектов, являющихся потенциально опасными как источники техногенных катастроф. | |
| Программа прикладных исследований | |||
| Реализация мер, направленных на предупреждение и ликвидацию последствий стихийных бедствий, аварий и катастроф в Республике Казахстан | 2009-2011 | Разработан механизм формирования очаговых зон землетрясений в земной коре Северного Тянь-Шаня и методики комплексирования многодисциплинарных (геофизических, сейсмических, деформационных, гидрогеологических, биологических) данных с целью увеличения надежности выделения краткосрочных аномалий-предвестников сильных землетрясений. По комплексу геологических, геофизических и сейсмологических данных разработана региональная сейсмотектоническая модель зон возникновения очагов землетрясений. Разработана концепция современного комплекса геодинамического и сейсмического мониторинга месторождений как надежного инструментария для обеспечения безопасности горных разработок, созданы банк и база данных для решения задач прогноза техногенных катастроф. | |
| Реализация совместных научно-технических проектов между Республикой Казахстан и Китайской Народной Республикой в области сейсмологии: развитие флюидных методов прогноза сильных землетрясений | 2010-2012 | Разработаны программные средства и методы устранения помех, обусловленных космофизическими и атмосферными факторами при гидрогеохимическом (ГГХ) и гидрогеодинамическом (ГГД) мониторинге. Получены предвестниковое аномалии сильных землетрясений. | |
| Программно-целевое финансирование | |||
| Разработка карты сейсмического микрорайонирования территории г. Алматы на новой методической основе | 2012-2017 | Создана информационная основа сейсмологических исследований в виде каталогов основных параметров и механизмов очагов землетрясений Джунгаро-Северо-Тянь-Шаньского региона. Выполнено исследование макросейсмических данных и закономерности затухания интенсивности сотрясений. Изучен принятый в международной практике методический подход к оценке реакции грунтов для целей сейсмического микрорайонирования. Разработана структурная схема поверхности допалеозойского фундамента консолидированной коры. Определены гидрогеологические особенности мегаполиса. Создан банк данных инструментальных наблюдений и инженерно-геологических характеристик для оценки реакции грунтов на территории г.Алматы. Разработана карта тектонического районирования платформенного чехла для Алматинской области. Выявлены особенности проявления новейших тектонических движений. Дана характеристика основных рельефообразующих активных разломов, играющих важную роль при выделении сейсмогенерирующих зон. Осуществлено сейсмотектоническое районирование территории, на основе которого сделано заключение, что сейсмогенерирующими являются, прежде всего, зоны региональных новейших рельефообразующих разломов, представляющих собой зоны контрастного сочленения областей разнонаправленных тектонических движений. С помощью кластерного анализа комплекса сейсмологических и геофизических данных выявлены параметры, отражающие ее геодинамическое состояние, и проведена типизация земной коры региона. Показана принадлежность определенных геотектонических областей к различным кластерам. Разработана физико-математическая модель взаимосвязи Кmax с исходными сейсмо-геофизическими признаками. Разработан окончательный скорректированный вариант Карты сейсмогенерирующих зон (региональная сейсмотектоническая модель) для г. Алматы и прилегающих регионов. Подготовлен банк геолого-геофизических данных. Составлена Карта инженерно-геологического районирования территории г.Алматы. По данным полученных в процессе исследований значений скоростей распространения поперечных волн на всей территории г. Алматы с учетом его перспективного развития по методу сейсмических жесткостей в каждом сейсмозонде рассчитаны приращения балльности относительно эталонного участка, сложенного грунтами II-ой категории по сейсмическим свойствам. На основании этого составлена Карта суммарных приращений балльности. В результате проведенных исследований разработан комплект вероятностных карт сейсмического микрозонирования г. Алматы с учетом его перспективного развития в масштабе 1:50000 на новой методической основе, соответствующей основным положениям Еврокод 8, также пояснительная записка к ним. На основе карт разработаны новые строительные правила. | |
| Исследование закономерностей проявления сильных и разрушительных землетрясений природного и техногенного характера с целью прогноза и снижения ущерба от них в Республике Казахстан | 2012-2014 | Разработана методика обработки и анализа данных наземного мониторинга. Проведен анализ обширного объема опубликованной научной литературы, отражающий различные подходы к геолого-геофизическим исследованиям сейсмически активных регионов. Подробно освещено применение сейсмотектонических, геофизических методов при изучении земной коры сейсмоопасных территорий. Дана оценка временным вариациям скоростных характеристик в очаговых зонах землетрясений до и после события. Обоснована связь аномальных значений упругих модулей горных пород с очагами сильных землетрясений. Разработаны методики обработки и интерпретации экспериментальных материалов космической геодезии. На основе комплексного анализа параметров установлены среднесрочные предваряющие эффекты сильных землетрясений с временем упреждения 3-6 месяцев. Рассмотрены случаи и возможные причины локального изменения сейсмической интенсивности за счет влияния характеристик очага землетрясения, особенностей промежуточной среды и условий в пункте наблюдения. Рассмотрены современные методы учета этих параметров при моделировании движений грунта. Приведены способы их представления в моделях затухания движений грунта, использующихся при прогнозе сейсмических воздействий в оценке сейсмической опасности и сейсмическом микрорайонировании. Обоснована методология комплексных наблюдений и обработки полученных данных, учитывающая геолого-геофизические и сейсмотектонические особенности территорий, и прогностические возможности сейсмологических, геологических, геофизических, гидрогеологических и других методов мониторинга. Разработана региональная сейсмотектоническая модель реальных и потенциальных зон возникновения очагов землетрясений (сейсмогенерирующих зон) по комплексу геологических, геофизических и сейсмологических данных. Изложены принципы и практические приёмы создания локальных и региональных систем сейсмологического мониторинга (на месторождениях «Узень-Карамандыбас», «Кумколь», «Карачаганак»), на основе многолетнего опыта по организации и проведению инструментальных сейсмологических наблюдений, обработки и интерпретации фактического материала с целью оценки сейсмической опасности, как локальных участков земной коры, так и обширных регионов. | |
| Разработка карты общего сейсмического зонирования на территории Республики Казахстан | 2013-2015 | Создана информационная основа сейсмологических исследований, оценена представительность землетрясений, пополнен каталог землетрясений. Сформирован банк параметров движений грунта. Определены структурно-геофизические критерии оценки сейсмической опасности на основе 3D Р-скоростной модели земной коры и верхней мантии и комплекта карт гравитационного поля и его составляющих для всей территории Казахстана. Определены структурно-тектонические критерии оценки сейсмической опасности. Разработаны требования к типам грунтовых условий, для которых должны быть составлены карты. Разработаны требования к периодам повторяемости землетрясений. Установлен шаг пиковых ускорений на картах общего сейсмического зонирования. Разработаны требования к картам общего сейсмического зонирования Республики Казахстан, соответствующих положениям Еврокода 8 для применения в практике проектирования на территории Казахстана. Составлены и описаны истории, характеристики и возможности сети сейсмических наблюдений Казахстана. Разработана методика формализованного анализа комплекса сейсмологических и геофизических данных для оценки величины сейсмического потенциала земной коры Казахстана, создана физико-математическая модель взаимосвязи Мmax, (Kmax) с исходными сейсмогеофизическими признаками. Карты общего сейсмического зонирования территории Республики Казахстан разделены на зоны с разной сейсмической опасностью. Показатели сейсмической опасности, представленные на картах: а) относятся к скальным и скально-подобным геологическим формациям, для поверхностных 30-метровых толщ которых типичны скорости распространения поперечных волн 1000-1200 м/с (грунтовые условия типа IА по Национальному Приложению к СН РК EN 1998-1:2004/2012 и НТП РК-08-01-2012); б) характеризуют сейсмическую опасность территории Республики Казахстан в баллах макросейсмической шкалы интенсивности и в пиковых ускорениях (в долях g) колебаний скальных и скально-подобных грунтов; в) характеризуют сейсмическую опасность территории Республики Казахстан на уровнях вероятности возникновения и возможного превышения сейсмического эффекта в течение 50-летних интервалов времени: 10% – период повторяемости сейсмических сотрясений 475 лет (карта ОСЗ-1475); 2% – период повторяемости сейсмических сотрясений 2475 лет (карта ОСЗ-12475); Комплект карт ОСЗ-2015 разрабатывался для утверждения их в качестве нормативных, взамен действующей ныне карты ОСР-2003 года. Масштаб карт общего сейсмического зонирования территории Республики Казахстан, соответствующих научно-методическим основам Еврокода 8 «Проектирование сейсмостойких конструкций» — 1:2 500 000. Новые строительные правила «Строительство в сейсмических зонах», созданные на базе Карт ОСЗ РК-2015, введены в действие в 2017 году [СП РК 2.03-30-2017]. | |
| Научно-техническое обоснование максимально возможных вариантов евразийского транзита через территорию Казахстана | 2015-2017 | Проведены исследования по выбору пути прокладки трассы, наименьшего сейсмического риска. Предложенная схема прокладки трассы магистрали является генерализованной и условно состоит из 3-х прямолинейных участков. Первый участок, протяженностью примерно 500 км, пролегает по территории Алматинской области от приграничного города Хоргос (КНР) до юго-западного побережья оз.Балхаш. Первые 150 км участка трассы проходят по 9-10-балльной зоне. Второй участок трассы от оз.Балхаш до г.Аральска, протяженностью примерно 1000 км, пролегает по щиту молодой платформы: Жельтаускому поднятию, Бетпак-Долинской ступени и далее по Туранской платформе – Сарысусской моноклинали и Нижнесырдарьинскому своду. Этот участок трассы пролегает в целом по 5-балльной территории, за исключением небольших 6-балльных участков, относящихся к Кумкольской и Бастарауской сейсмогенерирующим зонам. Третий участок магистрали, пролегающий от г.Аральск до г.Актау, пересекает в юго-западном направлении тектонические структуры молодой Туранской платформы: Северо-Аральское поднятие, Бейнеускую синеклизу, Северо-Устюртскую моноклиналь, Мангышлак-Устюртское поднятие, Южно-Мангышлакскую моноклиналь. Его протяженность составляет примерно 900 км. Большая часть участка трассы находится в 5-балльной зоне, и только его западная часть переходит в 6-балльную, совпадающую в плане с Центрально-Мангышлакской сейсмогенерирующей зоной. | |
| Комплексные исследования сейсмоопасных районов юго-востока Казахстана, и разработка основы системы раннего предупреждения о сильных землетрясениях | 2018-2020 | На основе геодинамических исследований по выявлению условий формирования очаговых зон сильных землетрясений в земной коре юго-востока Казахстана разработаны: метод расчета термобарических характеристик в очаговых зонах сильных землетрясений в геодинамических условиях земной коры юго-востока Казахстана. Разработана новая вычислительная схема 4D сейсмической томографии, позволяющая отображать пространственно-временные изменения геофизических параметров земной коры в очаговых зонах сильных землетрясений. Разработана объемная Р-скоростная модель земной коры и верхней мантии с использованием собственной оригинальной математической программы, инвертирующая двумерные модели в трехмерную структуру. Исследована принципиальная возможность использования мониторинга вариаций геофизических в очаговых зонах сильных землетрясений Алматинского сейсмоактивного района для прогноза сейсмической активности с помощью метода 4D сейсмотомографии. Выполнена установка и запущена в действие геофизическая и гидросейсмическая аппаратура. Разработана Методическая основа (рекомендации) системы раннего предупреждения (СРП) о сильных землетрясениях, включающая как методы выбора мест для установки станций, проведения полевых рекогносцировочных работ, подбора оборудования, организации и проведения наблюдений, так и организацию Центра обработки данных. | |
| Оценка сейсмической опасности территорий областей и городов Казахстана на современной научно-методической основе | 2021-2023 | Будет расширена и модернизирована Республиканская сеть непрерывных сейсмологических наблюдений и сильных движений, что обеспечит представительную регистрацию сейсмических событий расширение энергетического класса в область низких энергий (К менее 7 класса) и улучшит качество прогноза и оценку сейсмической обстановки на территории Республики. Создан с учетом данных последних лет комплекс геолого-геофизических, сейсмологических и инженерно-сейсмологических характеристик исследуемых территорий, составляющих фактологическую основу для оценки сейсмической опасности и сейсмического районирования. В 2021 году выполнены работы по вероятностной оценка сейсмической опасности Восточно-Казахстанской области — разработаны комплекты карт детального сейсмического зонирования (ДСЗ) территории для периодов повторяемости 475 и 2475 лет в баллах шкалы MSK-64(К) и пиковых ускорениях грунта на современной научно-методической основе (Еврокод-8). В 2022-2023 годах аналогичные исследования будут проводиться для территорий Алматинской и Жамбылской областей. В течении 2021-2023 гг. будут составлены карты сейсмического микрозонирования (СМЗ) г. Усть-Каменогорск для периодов повторяемости 475 и 2475 лет в баллах шкалы MSK-64(К) и пиковых ускорениях грунта на современной научно-методической основе (Еврокод-8). Результаты исследований по оценке сейсмической опасности территорий областей, городов и крупных населенных пунктов на основе новых карт ДСЗ и СМЗ, предусмотренных в данной Программе, позволят реализовать «Концепцию по реформированию нормативной базы строительной сферы Республики Казахстан». | |
| Грантовое финансирование научных исследований | |||
| Научно-техническое обеспечение сейсмической безопасности, краткосрочного прогноза сильных землетрясений и обоснование воздействий сейсмообусловленных факторов | 2012-2014 | На основе проведенных работ разработаны методики обработки и программные средства анализа многолетних экспериментальных данных режимных сейсмических наблюдений для выявления информативных средне– и краткосрочных прогностических параметров в вариациях сейсмической анизотропии в условиях земной коры Северного Тянь-Шаня. | |
| Исследование самоподобных периодических волновых структур различного ранга в геохимических, гидрогеологических и физических полях и сейсмическом процессе с целью выделения прогностических критериев разрушительных землетрясений | 2015-2017 | Исследование в данном направлении выявило, что в гидросфере существует устойчивые синхронно проявляющихся временные гармоники различной периодичности и интенсивности, идущие параллельно с режимом сейсмических процессов. По степени проявления периодических свойств временных структур в различных полях можно выделить четыре основные генетические группы 1) короткопериодные часовые, полусуточные и околосуточные, полумесячные (14 дней) и около месячные (28-35дней) периодичности, которые согласно Мельхиору обусловлены приливными силами Луна и Солнце (М2,S2,К,О,Mf,M); 2) сезонно-периодические вариации 2-3, 6 и 12 месяцев, что обусловлено весьма мощными волнами в ходе во времени атмосферных гидрометеофакторов и солнечной активности; 3) длиннопериодические циклы, охватывающие 3-4 года, 5-6 и 11 лет, которые обусловлено атмосферными факторами, а также солнечной активностью (5-6 и 11 лет); 4) долгопериодичные временные структуры с охватом циклов 18,6, 22, 33 года, 62 и 125 лет. Необходимо особенно подчеркнуть, что среди всех рангов периодичностей, в соотношениях с сейсмичностью весьма четко выделяются околосуточные и очень мощные годовые ритмы, которые безусловно обусловлены приливными силами и с вариациями солнечной активности, изменением скоростей вращения Земли вокруг своей оси и другими планетарным гравитационным факторами. | |
| Разработка новых Р – скоростной и плотностной объемных моделей литосферы Казахстана как базовой геофизической основы глубинного информационно – методического обеспечения оценки сейсмической опасности и изучения процессов подготовки землетрясений | 2015-2017 | Впервые за весь период геофизических исследований созданы в цифровом и графическом вариантах двумерные и объемные Р-скоростные и плотностные модели земной коры и подкоровой мантии Казахстана и сопредельных территорий соседних государств в цифровом и графическом вариантах на основе представительных экспериментальных данных, переобработанных и обобщенных на единой методологической основе. — Разработаны методический и вычислительный алгоритмы Р-скоростного и сейсмогравитационного моделирования земной коры и подкоровой мантии. — Разработаны карты-схемы характерных скоростных и плотностных уровней, мощностей основных геофизических слоев земной коры (осадочного, сиалического, базитового) и верхней мантии для последующего использования в исследованиях по оценке сейсмической опасности и выделению сейсмогенерирующих зон. — Подтверждено сложное строение литосферы региона, наличие скоростных и плотностных аномалий не только в верхней и средней коре, но и на больших глубинах – в нижней коре и верхней мантии. Основные тектонические структуры коррелируются со скоростными и плотностными аномалиями. — Плотностная модель соответствует реальному гравитационному полю и в максимальном объеме аккумулирует известные тектонические и сейсмические данные, относящиеся к региону исследования. — Результаты региональных глубинных исследований представляют в общих чертах главные закономерности изменения мощности земной коры и ее отдельных слоев, а также осадочного чехла на территории Казахстана. | |
| Разработка метода краткосрочного прогноза сильных землетрясений на основе электромагнитного комплекса для территории Алматинского сейсмоопасного района | 2015-2017 | — Обоснованы теоретические и физические предпосылки разработки метода прогноза по данным ЭМИ. Механизм возбуждения импульсных сигналов в земной коре рассмотрен за счет формирования в земной коре протяженных линейных (ламинарные структуры) или кольцевых (турбулентные структуры) токов или их совокупностей, составленных из отдельных механоэлектрических преобразователей, и возмущения ЭМИ связываются с локальными источниками, расположенными в поверхностном слое. — Предложена оптимальная методика анализа параметров ЭМИ в условиях Алматинского прогностического полигона. В качестве критерия выбора методов анализа ЭМИ при поиске предвестников землетрясений приняты их прогностическая эффективность накануне сейсмических событий с большой энергией, то есть с К>12.6, которые могут привести к разрушениям. | |
Институт Сейсмологии
Галерея
Previous
Next