Методы и проблемы оценки цунамиопасности морских побережий
Аннотация
Обсуждаются методы и подходы, используемые в России и за рубежом для картирования цунамиопасности на побережьях, подверженных воздействию волн цунами, т. е. для решения задачи предварительного цунамирайонирования побережья. Эта задача состоит в получении оценок высот цунами на берегу с заданной вероятностью превышения в течении определенного интервала времени. В настоящее время она решается на основе построения сейсмотектонических моделей основных цунамигенных зон, угрожающих данному побережью и применения численных моделей возбуждения и распространения цунами в океане с реальным рельефом дна для получения расчетного каталога высот волн на побережье. Отмечается методологическая общность этой задачи с задачей оценки сейсмоопасности прибрежных территорий, которая во всех странах сейчас решается на основе методики Probabilistic Seismic Hazard Assessment. Применительно к задаче цунамирайонирования подобная методика получила название Probabilistic Tsunami Hazard Assessment. При всех известных недостатках этой методики, как принципиальных, так и технических, она может и должна быть использована для картирования цунамиопасности на побережьях России. Обсуждаются подходы к рациональному выбору масштабов карт цунамиопасности, к определению набора картируемых параметров, проблема оценки максимально возможного события.
Ключевые слова
Об авторе
В. К. Гусяков
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН
Россия
Россия
г. Новосибирск
Список литературы
1. Robinson E., Rodriquez K., Smith M., Sponberg K. Why the United States is becoming more vulnerable to natural hazards // EOS. 1998. V. 79, № 44. P. 533—537.
2. Ramsay S., Hilbert M. MONTY: A Monte Carlo method for quantitative risk assessment // The International Emergency and Management Conference TIEMES'94. 1994. Miami, Florida, USA, P. 91—96.
3. Уломов В. И. Основные положения общего сейсмического районирования территории Российской Федерации // Природные опасности России. Сейсмические опасности. Москва: «КРУК», 2000. C. 66—70.
4. Hays W. W. Hazard and risk assessment in the United States // Episodes. 1991. V. 14, № 1. P. 7—12.
5. Ризниченко Ю. В. Об изучении сейсмического режима // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1958. № 9. С. 1057—1074.
6. Ризниченко Ю. В. От активности очагов землетрясений к сотрясаемости земной поверхности // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1965. № 11. С. 1—11.
7. Ризниченко Ю. В. Сейсмическая активность и сотрясаемость // Сейсмическое районирование СССР. М.: Наука, 1968. С. 112—120.
8. Бернштейн В. А., Го Ч. Н., Поплавский А. А. Способ оценки повторяемости высот цунами у произвольного участка берега // Волны цунами: Труды СахКНИИ. 1973. Вып. 32. C. 183—187.
9. Иконникова Л. Н. Атлас цунами. М.: ДВНИГМИ, 1963, 53 с.
10. Иванов В. Ф., Ярошеня Р. А. Расчет максимально возможного заплеска цунами для советского побережья Японского моря // Труды ДВНИГМИ. Вып. 62. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. C. 138—145.
11. Иконникова Л. Н., Ярошеня Р. А. Расчет рефракции волн цунами для Тихоокеанского побережья СССР // Теоретические и экспериментальные исследования по проблеме цунами. М.: Наука, 1976. C. 120—127.
12. Соловьев С. Л., Некрасов А. В., Бухтеев В. Г., Пясковский Р. В. Предварительное цунамирайонирование Курило-Камчатского побережья на основе гидродинамических расчетов // Теоретические и экспериментальные исследования по проблеме цунами. М.: Наука, 1977. C. 131—139.
13. Атлас максимальных заплесков цунами / Отв.ред. С. Л. Соловьев. Владивосток: МГИ АН УССР, ДВНИГМИ, 1978. 61 c.
14. Пелиновский Е. Н., Плинк Н. Л. Предварительная схема цунамирайонирования побережья Курило-Камчатской зоны на основе одномерных расчетов (модельный очаг) // Препринт ИПФ АН СССР. № 5. Горький, 1980. 18 c.
15. Щетников Н. А., Го Ч. Н., Жигулина Н. Д., Ким Х. С. Оценка некоторых параметров цунами у карибских берегов о-ва Куба // Распространение и набегание на берег волн цунами. 1981. С. 163—182.
16. Бернштейн В. А. О локальном цунамирайонировании (постановка задачи и состояние методов ее решения) // Оперативный и долгосрочный прогноз цунами. 1983. С. 143—149.
17. Вялых В. Ф., Грошев Е. Б., Симонов К. В., Шевченко Г. В. Оценка максимальной цунамиопасности побережья на основе гидродинамического моделирования // Нестационарные длинноволновые процессы на шельфе Курильских островов. 1984. C. 56—68.
18. Карев В. Ю., Симонов К. В., Чубаров Л. Б., Шокин Ю. И. Вычислительный эксперимент в проблеме цунами: детальное цунамирайонирование Тихоокеанского побережья Камчатки // Исследования цунами. № 4. М.: МГК при Президиуме АН СССР, 1990. C. 64—84.
19. Пелиновский Е. Н., Зайцев А. И. Оценка и картирование опасности цунами на черноморском побережье Украины // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2011. № 3. С. 44—50.
20. Соловьев С. Л., Тулупов И. В. Оценка возможной высоты цунами в некоторых пунктах юга Курильских островов // Физика Земли. 1981. № 5. C. 31—41.
21. Го Ч. Н., Кайстренко В. М., Симонов К. В. Локальный долгосрочный прогноз цунами и цунамирайонирование // Препринт СахКНИИ ДВНЦ АН СССР. Владивосток, 1982. 28 c.
22. Го Ч. Н., Кайстренко В. М., Симонов К. В. О возможности локального долгосрочного прогноза цунами // Оперативный и долгосрочный прогноз цунами. Владивосток: ДВО АН СССР, 1983. C. 150—162.
23. Го Ч. Н., Кайстренко В. М., Симонов К. В. Предварительные данные о цунамиопасности побережья Японского моря // Нестационарные длинноволновые процессы на шельфе Курильских островов. Владивосток: ИМГиГ ДВНЦ АН СССР, 1984. C. 138—141.
24. Го Ч. Н., Кайстренко В. М., Пелиновский Е. Н., Симонов К. В. Прогноз цунамиопасности для побережья Камчатки // Метеорология и гидрология. 1986. № 7. C. 74—81.
25. Го Ч. Н., Кайстренко В. М., Пелиновский Е. Н., Симонов К. В. Количественная оценка цунамиопасности и схема цунамирайонирования Тихоокеанского побережья СССР // Тихоокеанский ежегодник. Владивосток: ДВО АН СССР, 1988. C. 9—17.
26. Го Ч. Н., Иванов В. В., Кайстренко В. М., Седаева В. М., Симонов К. В. Проявление цунами в районе Усть-Камчатска и прогноз цунамиопасности // Природные катастрофы и стихийные бедствия в Дальневосточном регионе. Т. 1. Владивосток: ИМГиГ ДВО АН СССР, 1990. C. 142—178.
27. Храмушин В. Н., Шевченко Г. В. Метод детального цунамирайонирования на примере побережья Анивского залива // Океанология. 1994. Т. 34, № 2. С. 218—223.
28. Кайстренко В. М., Иващенко А. И., Храмушин В. Н., Золотухин Д. Е. Цунамиопасность Южных и Средних Курил. Карта. Масштаб 1:1.000.000 // Атлас Курильских островов. Владивосток: ИПЦ «ДИК», 2009. С. 134—135.
29. Кайстренко В. М., Иващенко А. И., Храмушин В. Н., Золотухин Д. Е. Цунамиопасность Северных Курил. Карта. Масштаб 1:1.000.000 // Атлас Курильских островов. Владивосток: ИПЦ «ДИК», 2009. С. 137.
30. Кайстренко В. М., Храмушин В. Н., Золотухин Д. Е. Оценка цунамиопасности для тихоокеанского побережья России // Мореходство и морские науки – 2012: избранные доклады Четвертой Сахалинской региональной морской научно-технической конференции (5—7 сентября 2012 г. и 12 февраля 2013 г.) / Под ред. В. Н. Храмушина. Южно-Сахалинск: 2013. С. 181—194.
31. Гусев А. А., Шумилина Л. С. Некоторые вопросы методики общего сейсмического районирования // Сейсмическое районирование Северной Евразии. М.: ОИФЗ РАН, 1995. С. 289—299.
32. Klemes V. The improbable probabilities of extreme floods and droughts // Hydrology of Disasters / Staroslovzsky O., Medler O. (Eds). London, James and James, 1989. P. 43—51.
33. Худсон Д. Статистика для физиков. М.: Мир, 1970. 296 c.
34. Соколовский Д. Л. Речной сток. Л.: Гидрометеоиздат, 1959. 527 c.
35. Stewart I. Nature and the monkey intellect (Review of “Mathematics and Unexpected” by I. Ekeland) // New Scientist. 1988. V. 119. P. 59—61.
36. Соловьев С. Л. Проблема цунами и ее значение для Камчатки и Курильских островов // Проблема цунами. М.: Наука, 1968. С. 7—50.
37. Muir—Wood R. From global seismotectonics to global seismic hazard // Annali di Geofisica. 1993. V. 36, № 3. P. 153—168.
38. Cornell C. A. Engineering seismic risk analysis // Bull. Seis. Soc. Am. 1968. V. 58. P. 1583—1606.
39. Giardini D. The Global Seismic Hazard Assessment Program (GHSAP) –1992/1999 // Annali di Geofizica. 1999. V. 42, № 6. P. 957—974.
40. Уломов В. И., Богданов М. И. Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации. Пояснительная записка к комплекту карт ОСР—2016 и список населенных пунктов, расположенных в сейсмоактивных зонах // Инженерные изыскания. 2016. № 7. С. 49—121.
41. Adams J. Paleoseismicity of the Cascadia Subduction zone: evidence from turbidites of the Oregon-Washington margin // Tectonics. 1990. V. 9, № 4. P. 569—583.
42. Gridds G. B., Kulm L. D. Sedimentation in Cascadia deep-sea channel // Geol. Soc. Am. Bull. 1990. V. 81. P. 1361—1384.
43. Mercado A., McCann W. Evaluaton of the tsunami hazard for western Puerto Rico // Joint IOC-IUGG International Workshop «Tsunami Risk Assessment Beyond 2000: Theory, Practice and Plans. In memory of Professor S. L. Soloviev. Moscow, Russia, June 14 to 16, 2000.» Proceeding, Moscow, 2001. P. 23—33.
44. Rodriguez R., Trumbull J., Dillon W. Marine geologic map of the Isla de Mona area, Puerto Rico // Misc. Map Inves. Ser. I. 1977. P. 1063—1078.
45. Kasahara J., Sato T., Mochizuli K., Kobayashi K. Paleotectonic structures and their influence on recent seismo-tectonics in the south Kuril subduction zone // Island Arc. 1997. V. 6. P. 267—280.
46. Thio H., Somerville P., Ichinose G. Probabilistic analysis of strong ground motion and tsunami hazards in Southeast Asia // J. Earthquake and Tsunami. 2007. V. 01, No. 02. P. 119—132. doi: 10.1142/S1793431107000080.
47. Gonzalez F., Geist E., Jaffe B., Kanoglu U., Mofjeld H., Synolakis C., Titov V., Arcas D., Bellomo D., Carlton D., Horning T., Johnson J., Newman J., Parsons T., Peters R., Peterson C., Priest G., Venturato A., Weber J., Wong F., Yalciner A. Probabilistic tsunami hazard assessment at Seattle, Oregon, for near- and far-field sources // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. C11023. DOI: 10.1029/2008JC005132.
48. Power W., Downes G. Tsunami hazard assessment // Volcanic and tectonic hazard assessment for nuclear facilities / Edited by Connor C., Chapman N., Connor L. Cambridge Univ. Press., 2009. P. 276—306.
49. Leonard L., Roger G., Mazotti S. Tsunami hazard assessment of Canada // Nat. Hazards. 2014. V. 70. P. 237—274. doi: 10.1007/s11069-013-0809-5.
50. Knighton J., Bastidas L. A proposed probabilistic seismic tsunami hazard analysis methodology // Nat Hazards. 2015. V. 78. P. 699—723. DOI: 10.1007/s11069-015-1741-7.
51. Stein S., Geller R., Liu M. Why earthquake hazard maps often fail and what to do about it // Tectonophysics. 2012. V. 562—563. P. 1—25.
52. Mulargia F., Stark P. B., Geller R. J. Why is Probabilistic Seismic Hazard Analysis (PSHA) Still Used? // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2017. V. 264. P. 63—75. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.pepi. 2016.12.002.
53. Куликов Е. А., Иващенко А. И., Медведев И. П., Яковенко О. И., Ковачев С. А. К вопросу о цунамиопасности арктического региона // Арктика: экология и экономика. 2016. Т. 23, № 3. С. 38—49.
54. Викулин А. В., Гусяков В. К., Титов В. В. О природе максимального цунами // Вычислительные технологии. 1992. Т. 1, № 3. С. 131—134.
55. Соловьев С. Л., Тулупов И. В. Выбор масштаба цунамирайонирования побережья // Океанология. 1980. Т. 21, № 1. С. 38—41.
56. ITST (International Tsunami Survey Team) Post-Tsunami Survey Field Guide, 2nd Edition // Intergovernmental Oceanographic Commission, Manuals and Guides. № 37, UNESCO, Paris, 2014. 114 p.
57. Imamura F., Takahashi T., Lee H., Shuto N. The abnormally large run-up of the 1993 Okushiri tsunami at Monai // Okushiri Tsunami/IJNR Workshop, July 9—14, 1998, Okushiri-Sapporo, Japan, Abstracts, 1998. P. 79—80.
58. Kajiura K. Heights distribution of the tsunami generated by the Nihonkai-Chubu (Japan Sea, Central Region) earthquake // Proceedings of the International Tsunami Symposium, August 6 to 9, 1985. IOS, Sidney, British Columbia, Canada, 1985. P. 103—108.
59. Tsuji Y., Matsutomi H., Imamura F., Takeo M., Kawata Y., Matsuyama M., Takahashi T., Harjadi P. Damage to coastal villagers due to the 1992 Flores island earthquake tsunami // Tsunamis: 1992—1994. Their Generation, Dynamics, and Hazards / Edited by K. Satake and F. Imamura, Pageoph Topical Volumes. 1995. V. 144, № 3. P. 481—524.
60. Davies H. Tsunami PNG 1998 // The University of Papua New Guinea, Port Moresby, Papua New Guinea, 1999. 48 p.
61. Mori N., Takahashi T. The 2011 Tohoku Earthquake Tsunami Joint Survey Group. Nationalwide post event survey and analysis of the 2011 Tohoku Earthquake Tsunami // Coast. Eng. J. 2012. V. 54. P. 1—27.
62. Гусяков В. К. Сильнейшие цунами мирового океана и проблема безопасности морских побережий // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 90, № 5. C. 496—507.
63. Atwater B. F., Nelson A. R., Clague J. J., Carver G. A., Yamaguchi D. K., Bobrowsky P. T., Bourgeois J., Darienzo M. E., Grant W. C., Hemphill-Haley E., Kelsey H. M., Jacoby G. C., Nishenko S. P., Palmer S. P., Peterson C. D., Reinhart M. Summary of coastal geologic evidence about past great earthquakes at the Cascadia subduction zone // Earthquake Spectra. 1995. V. 11, № 1. P. 1—18. doi:10.1193/1.1585800.
64. Пинегина Т. К., Разжигаева Н. Г. Исследования палеоцунами на дальневосточном побережье России // Мировой океан. Т. I. Геология и тектоника океана. Катастрофические явления в океане. М.: Научный мир, 2013. С. 488—498.
Рецензия
Для цитирования:
Гусяков В.К. Методы и проблемы оценки цунамиопасности морских побережий. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2017;10(3):26-38.
For citation:
Gusiakov V.K. Methods and problems of tsunami hazard assessment of marine coasts. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2017;10(3):26-38. (In Russ.)
Просмотров:
88
Послать статью по эл. почте 