1. 04 ноември 2014 г.
Надеждност, Безопасност, Мениджмънт
Стоян Андреев
Риск инженеринг АД
2. o Сеизмичен хазарт и райониране в нормативните
документи
o Общи сведения за земетресенията
o Общи положения в сеизмотектониката
o Вероятностна оценка на сеизмичния хазарт
o Оценка на влиянието на локалната геология
o Детерминистична оценка на сеизмичния хазарт
2
3. 3
o Целта на анализите на сеизмичния хазарт е
изчисляване на очакваните последици
(земно движение и ефектите от него) на
дадена площадка в даден времеви интервал
o Вероятностните анализи и сеизмичното
микрорайониране се изготвят с крайна цел
реалистично определяне на сеизмичния
риск за сградите и инженерните съоръжения
4. 4
o ULS – 10% превишение за 50 г.;
o DLS – 10% превишение за 10 г.;
o Карти на PGAr с ниска
разделителна способност
o Обобщени спектри на реагиране
и почвени коефициенти
Източник: SHARE Project
5. 5
o MCE – Т=5000 години;
o Карти на максималните
ускорения (PGA) и
спектралните ускорения
за 0,2 и 1,0 sec’;
o Допълнителни ефекти от
близки активни разломи
o DBE – 67% от MCE;
Източник: US Geological Survey (2014) –
очаква се да бъде включена в ASCE 7-15
6. 6
IAEA (SSG-9):
o SSE – Т=10 000 години
o OBE – T=475 години
o State-of-the-art оценки на
сеизмичния хазарт за
площадката и възможните
последици
o Основно външно въздействие
– откази по обща причина
o Основен фактор при избор на
площадка за АЕЦ
Източник: http://www.kznpp.org/
7. 7
ICOLD (Bulletin 148):
o SEE – Т=10 000 години;
o DBE – T=2 475 години;
o OBE – T=475 години
o Задължителна оценка
на сеизмичния хазарт за
площадката;
Източник: http://dams.nek.bg/
8. 8
Процедура:
o Определяне на сеизмотектонските условия
o Детерминистична оценка на хазарта
o Вероятностна оценка на хазарта
o Отчитане на локалната геология при
съставяне на хазарта
o Детайлен анализ на локалната геология
11. 11
Разсед (normal fault)
o Екстензионни деформации;
o Малки и средни дълбочини
o Най-разпространен тип
разломяване, често в
комбинация с отсядане
http://bc.outcrop.org/GEOL_B10/
Източник: Wikimedia
12. June 15, 2015 12
Възсед (thrust fault);
o Компресионни деформации;
o Големи дълбочини;
o Най-силните регистрирани
земетресения при субдукция
на Тихоокенската плоча
(megathrust earthquakes)
http://bc.outcrop.org/GEOL_B10/
Източник: http://clasticdetritus.com
13. June 15, 2015 13
o Отсед (slip strike fault)
http://bc.outcrop.org/GEOL_B10/
Barrel et al. (2010)
14. June 15, 2015 14
o Хорст и грабен –
образуват сложни
пространствени
структури
Източник: http://europlanet.dlr.de
Източник: Wikimedia
15. June 15, 2015 15
Bolt (1976)
o Първични вълни (Primary waves) –
надлъжни обемни вълни
o Вторични вълни (Secondary waves)
– напречни обемни вълни – H и V
поляризация
o Вълни на Love – повърхностни
вълни
o Вълни на Rayleigh – повърхностни
вълни
16. June 15, 2015 16
o Eпицентрални разстояния 0-15(30)
км (near-field)
o Еластичният отскок (fling step)
причинява високоскоростен пулс с
огромен разрушителен потенциал
o Усилване на въздействието от
отражения и рефракции на вълните
o Високочестотен състав на записите
o Бързо намаляване на интензитета
при плитки земетресения
o Ниска продължителност (време за
разкъсване)
17. June 15, 2015 17
o Eпицентрални разстояния до
няколкостотин километра
o Обемните вълни затихват по-бързо
от повърхностните
o Усилване на въздействието от
локални меки почви
o Нискочестотен състав на записите
o Увеличена продължителност
o Дълбоките земетресения нанасят
поражения на голямо разстояние
20. June 15, 2015 20
Сеизмични зони в Северна и Централна Европа
Източник:
GSHAP Region 3 Working group
21. June 15, 2015 21
Обобщени сеизмични зони, с отношение
към територията на България:
1. Горна Оряховица
2. Добруджа
3. София
4. Кресна
5. Пловдив
6. Халкидики
7. Егейско море
8. Мраморно море
9. Вранча (междиннофокусни)
10. Шабла
Zone 9
Att 6
Zone 2
Att 5
22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0
41.0
42.0
43.0
44.0
Plovdiv
Ruse
Sofia
Varna
Zone 3
Att 5
Zone 4
Att 5
Zone 6
Att 4
Zone 7
Att 4
Zone 5
Att 5
Zone 8
Att 7
Zone 1
Att 5
Zone 10
Att 7
Danube
ROUMANIA
BULGARIA
GREECE
TURKEY
BLACKSEA
Todorovska et al (1994)
22. June 15, 2015 22
o При вероятностната
оценка, хазартът е
изчислен с отчитане на
всички възможни
сценарии, генерирани от
всички източници на
определена дистанция от
дадена площадка
Reiter (1990)
Probabilistic Seismic Hazard Assessment (PSHA)
23. June 15, 2015 23
Алеаторни (природни) неопределености
o Свързани са с естеството на
физичните процеси
o Не могат да бъдат редуцирани!
o Отчитат се при изчисляване на
хазартните интеграли
Reiter (1990)
Епистемични (моделни) несигурности
o Породени са от липсваща или
недостатъчна информация
o Могат да бъдат редуцирани!
o Формално се отчитат чрез
логически дървета
24. June 15, 2015 24
o Регионална зона 150 км;
o Субрегионална зона 30 км;
o Идентификация на
активните разломи;
o Линейни източници (1, 2…)
o Площни източници (4, 6…)
o Хипоцентрални дълбочини
o Оценка на очакваните
магнитуди
Шанов/Риск инженеринг (2014)
26. June 15, 2015 26
Fagerebg & Toy (2011)
o Земетресение в Индийския океан
(2004) М=9,2; R=1600 km –
океанска субдукция (megathrust)
o Izmit (1999) M=7,4 R=150 km –
дясно отсядане
o Loma Prieta (1989) M=6,9; R=35 km
– отседно/възседно движение
27. June 15, 2015 27
Обобщен закон на
Gutenberg-Richter
Локални кумулативни закони –
регресия на наблюдавани събития
Шанов/Риск инженеринг (2014)
28. June 15, 2015 28
Attenuation Equations / Ground Motion prediction Equations
o Закони за затихване на PGA
o Закони за затихване на PGV
o Закони за затихване на
спектрални ускорения и
скорости
o Оценка на използваемостта
на отделните закони
NGA East (2009)
29. June 15, 2015 29
o Епистемичните несигурности се
третират с избор на голям брой
закони за затихване;
o Next Generation Attenuation
o Global Earthquake Model
o Европа и Близкия изток –
Ambraseys et al (2005);
o Гърция – Burton et al (2003)
o Балканите – Stamatovska и др.
Kaklamanos & Baise (2011)
30. June 15, 2015 30
o Алеаторни несигурности
при законите за затихване:
22
τ – стандартно отклонение
между събития (inter-event);
ϕ – стандартно отклонение на
единично събитие (intra-event);
σ – стандартно отклонение на
закона за затихване
Strasser et al (2009)
31. June 15, 2015 31
i
RMaxSa dmdrdrmfrmxSI ),,(.,, ,,
M – магнитуд;
R – разстояние;
ε – несигурност, която е стохастично независима от M и R
[Sa>x|m,r,ε] – индикаторна функция;
fM,R,ε(m,r,ε) – функция на вероятностната плътност на M, R и ε за
източник i;
fM,R,ε(m,r,ε)= fM,R(m,r).fε(ε)
Интеграл на хазарта (по Bazurro & Cornell, 1999) за единичен източник:
32. June 15, 2015 32
o Деагрегацията на
сеизмичния хазарт е
процедура, с която се
определя принос на
отделните източници (M, R)
към дадена стойност от
хазарта (McGuire, 1997;
Bazurro & Cornell, 1999)
ГФИ-БАН (2009)
33. June 15, 2015 33
o Систематично отчитане на
епистемични
неопределености при PSHA
o Йеархична структура –
поредица от разклонения,
означаващи различни
неопределености
o Всяко разклонение е
тежестно-оценена опция на
параметър или модел
Kulkarni et al. (1984)
n
i
iW
1
1
Опция 1; W1
Опция 2; W2Опция j; Wj
Опция 3; W3
34. June 15, 2015 34
McGuire (2004), NUREG-2117
o Оценка и вариация на
тегловните коефициенти
o Изчисляване на всички
възможни сценарии
o Прилагане на Monte Carlo
симулация за редуциране
на броя криви
o 50%, 16% и 84% фрактили;
o Равнохазартни спектри на
реагиране (UHRS)
35. June 15, 2015 35
Yucca Mountain NPP
Abrahamson & Bommer (2004)
o EPRI (1980s) – 5Е+04 криви
o Diablo Can. (1988) – 2Е+04 криви
o Yucca Mount. (2003) – 1E+08 криви
o PEGASOS (2004) – 1E+15 криви
o С намаляване на AFE/APE се
увеличават несигурностите и
съответните диапазони с възможни
стойности на хазартните криви
36. June 15, 2015 36
o Прилага се в случаи на меки почви
o NUREG/CR-6728, Bazurro & Cornell (1999)
o Честотно зависими функции на усилването
)(
)(
)(
fS
fS
fAF r
a
s
a
37. June 15, 2015 37
o Deterministic Seismic Hazard Assesment (DSHA)
o Сеизмотектонски модели
o Характеризиране на източниците по Mmax–Rmin
o Избор на закони за затихване
o Влияние на локалната геология
o Ограничено отчитане на неопределености и
несигурности!
