Геофизические процессы и биосфера: статья

СЕЙСМИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ РАЙОНА ГАРХВАЛ, ГИМАЛАИ
Е.А. РОГОЖИН1
С.Н. СОМАЛА2
О.О. ЭРТЕЛЕВА1
Ф.Ф. АПТИКАЕВ1
С. ЧАНДА2
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
2 Индийский технологический институт Хайдерабад
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 19
Номер: 4
Год: 2020
Страницы: 5-15
УДК: 550.34 + 550.341+551.243
DOI: 10.21455/GPB2020.4-1
Информация об авторах
Аннотация
Библиографический список
Ключевые слова: Западные Гималаи, Гархвал, сейсмотектоника, разлом, магнитуда, механизм очага, расстояние, грунтовые условия, сильные движения грунта, сейсмическая интенсивность, зона возможного очага землетрясения, пиковое ускорение грунта, сейсмическая опасность, землетрясение
Аннотация: Район Гархвал - один из самых сейсмоактивных районов Индии. На его территории в прошлом не раз происходили разрушительные землетрясения. Высока сейсмическая активность Гархвала и в настоящее время. Район отличается высокой плотностью населения, поэтому защита населения и снижение материального ущерба от возможных сильных сейсмических событий - актуальная задача при выборе путей развития данного региона. Решение ее требует, прежде всего, применения при строительстве различных антисейсмических мероприятий, выбор которых определяется характеристиками сейсмических воздействий. Цель настоящей работы - оценка сейсмической опасности и сейсмических воздействий в ряде населенных пунктов района Гархвал. Для решения поставленной задачи заново интерпретированы данные, полученные на предыдущих этапах исследования в рассматриваемом районе Западных Гималаев. В частности, результаты геолого-геофизических и структурно-геологических исследований позволили выявить основные сейсмогенерирующие структуры и определить их характеристики. Анализ данных по сильным движениям грунта в эпицентральных областях землетрясений Дхарамсала (26.04.1986 г., Mw = 5.5), Уттаркаши (20.10.1991 г., Mw = 6.8) и Чамоли (28.03.1999 г., Mw = 6.5) и исследование закономерностей затухания ускорений в районе Гархвал дало возможность оценить максимально возможные магнитуды, глубины и механизмы очагов землетрясений. Предложена региональная модель зон возможных очагов землетрясений (ВОЗ). По результатам проведенных сейсмологических и сейсмотектонических исследований оценены значения параметров колебаний грунта при максимально возможных землетрясениях - пиковые ускорения, спектры и продолжительности колебаний, а также величина сейсмического эффекта в баллах шкалы сейсмической интенсивности для некоторых городов района Гархвал.
Список литературы: Акимов В.А., Зайцев В.А., Ларьков А.С., Лутиков А.И., Овсюченко А.Н., Панина Л.В., Рогожин Е.А., Родина С.Н., Сысолин А.И. Карты сейсмической опасности Северо-Западного и Центрального Кавказа в детальном масштабе // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. Т. 46, № 4. С. 57-74. https://doi.org/10.21455/VIS2019.4-4

Аптикаев Ф.Ф. Параметризация записей сейсмических колебаний // Вопросы инженерной сейсмологии. 1981. Вып. 21. С. 3-8.

Аптикаев Ф.Ф. Инструментальная шкала сейсмической интенсивности. М.: Наука и образование, 2012. 176 с.

Аптикаев Ф.Ф., Эртелева О.О. Генерирование искусственных акселерограмм методом масштабирования реальных записей // Физика Земли. 2002. № 7. С. 39-45.

Аптикаев Ф.Ф., Эртелева О.О. Параметры спектров реакции // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2008. № 5. С. 23-25.

Аптикаев Ф.Ф., Эртелева О.О. Методы прогноза параметров сейсмического движения грунта включая построение локального спектра и синтетической акселерограммы // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2012. № 2. С. 15-19.

Аптикаев Ф.Ф., Эртелева О.О. Российская сейсмическая шкала нового поколения // Вопросы инженерной сейсмологии. 2016. Т. 43, № 2. С. 37-46.

Лутиков А.И., Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Донцова Г.Ю., Родина С.Н., Ларьков А.С., Сысолин А.И., Акимов В.А. Опыт детального сейсмического районирования Северо-Западного Кавказа с учетом результатов палеосейсмогеологических исследований // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. Т. 46, № 3. С. 110-122. https://doi.org/10.21455/VIS2019.3-7

Махдавиан А., Аптикаев Ф.Ф., Эртелева О.О. Параметры сильных движений грунта в сейсмически активных зонах Ирана // Физика Земли. 2005. № 2. С. 23-29.

Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Парвез И.А. Палеосейсмогеологические исследования в области «сейсмической бреши» на Северо-Западном Кавказе в сравнении с регионом Западных Гималаев // Вопросы инженерной сейсмологии. 2009. Т. 36, № 4. С. 5-12.

Рогожин Е.А., Соколова Е.Ю., Сомала С.Н., Андрее-ва Н.В., Рагхучаран М.К. Глубинное строение и складчато-блоковая структура Гималаев Гархвала (Индия): Результаты комплексного геолого-геофизического изучения // Геотектоника. 2020. № 1. С. 87-96. https://doi.org/10.31857/S0016853X20010117

Татевосян Р.Э., Рогожин Е.А., Сысолин А.И., Калинина А.В., Аммосов С.М. Уступы, вызванные процессами эрозии и осадконакопления // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018. Т. 45, № 2. С. 5-50. https://doi.org/10.21455/VIS2018.2-1

Федотов С.А. О сейсмическом цикле, возможности количественного сейсмического районирования и долгосрочном сейсмическом прогнозе // Сейсмическое районирование СССР. М.: Наука, 1968. С. 121-150.

Федотов С.А. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги. М.: Наука, 2005. 302 с.

Эртелева О.О. Прогноз уровня вертикальной компоненты // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2011. № 1. С. 52-55

Эртелева О.О. Эмпирический метод прогнозирования параметров сейсмического движения грунта // Современные задачи геофизики, инженерной сейсмологии и сейсмостойкого строительства: Сб. тр. II Междунар. науч. конф. молодых ученых по современным задачам геофизики, инженерной сейсмологии и сейсмостойкого строительства, г. Гюмри - г. Ереван - г. Цахкадзор, 26-29 мая 2015 г. ИГИГ НАН, 2015. С. 33-41.

Эртелева О.О., Аптикаев Ф.Ф. Применение теории размерностей и подобия при задании сейсмических воздействий // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018. Т. 45, № 1. С. 59-72. https://doi.org/10.21455/VIS2018.1-6

Эртелева О.О., Аптикаев Ф.Ф., Баруа Саураб, Баруа Сантану, Бисвас Раджиб, Калита Адитиа, Деб Саджал, Кайал Джан Р. Прогноз параметров сильных движений грунта на плато Шиллонг и прилегающих территориях (Северо-Восточная Индия) // Вопросы инженерной сейсмологии. 2011. Т. 38, вып. 3. С. 5-21.

Эртелева О.О., Аптикаев Ф.Ф., Сомала С.Н., Кайал Дж.Р., Рагхучаран М.Ч. Закономерности затухания ускорений в Западных Гималаях // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. Т. 46, № 2. С. 74-86. https://doi.org/10.21455/VIS2019.2-7

Ambraseys N.N., Bilham R. A note on the Kangra MS = 7.8 earthquake of 4 April 1905 // Current Sci. 2000. V. 79, N 1. P. 45-50.

Bilham R., Gaur V.K., Molnar P. Himalayan Seismic Hazard // Science. 2001. V. 293. P. 1442-1444.

Chen Houqun, Wu Shengxin, Dang Faning. Seismic safety of High Arch Dams. Ch. 3. Determination of correlation design seismic motion parameters on dam Site. Acad. Press, 2016. P. 53-81. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803628-0.00003-3

Chopra S., Kumar V., Suthar A., Kumar P. Modeling of strong ground motions for 1991 Uttarkashi, 1999 Chamoli earthquakes, and a hypothetical great earthquake in Garhwal-Kumaun Himalaya // Nat. Hazards. 2012. V. 64. P. 1141-1159. https://doi.org/10.1007/s11069-012-0289-z

Cotton F., Campillo M., Deschamps A., Rastogi B.K. Rupture history and seismotectonics of the 1991 Uttarkashi, Himalayan earthquake // Tectonophysics. 1996. N 258. P. 35-51.

Erteleva O.O., Aptikaev F.F. Empirical scaling of peak ground acceleration // Proc. of the 2nd Ann. inter. conf. on geological and Earth sciences (GEOS 2013). Phuket, Thailand, 28-29 October 2013. GSTF, 2013. P. 137-138. https://doi.org/10.5176/2251-3353_GEOS13.41

Erteleva O., Aptikaev F., Baruah Saurabh, Baruah Santanu, Deb Sajal K., Kayal J.R. Seismic treatment for a maximal credible earthquake in Guwahati city area of northeast India region // Nat. Hazards. 2014. V. 70, N 1. P. 733-753. https://doi.org/10.1007/s11069-013-0843-3

Gansser A. The Geology of the Himalayas. London: Wiley Intersci., 1964. 289 p.

Ghosh G.K., Mahajan A.K. Intensity attenuation relation at Chamba-Garhwal area in North-West Himalaya with epicentral distance and magnitude // J. Earth Syst. Sci. 2013. V. 122, N 1. P. 107-122.

Hough S.E., Bilham R., Ambraseys N., Feldi N. The 1905 Kangra and Dehradun earthquakes // Geol. Surv. India. Sp. Pub. 2005. V. 85. P. 15-23.

Joshi A. Analysis of strong motion data of the Uttarkashi earthquake of 20th October 1991 and the Chamoli earthquake of 28th March 1999 for determining the mid crustal Q value and source parameters // ISET J. Earthq. Tech. 2006. V. 468, N 43 (1-2). P. 11-29.

Joshi A., Mohanty M., Bansal A.R., Dimri V.P., Chadha R.K. Use of strong motion data for frequency dependent shear wave attenuation studies in the Pithoragrah region of Kumaon Himalaya // ISET J. Earthq. Tech. 2010. V. 47, N 1. P. 25-46.

Kayal J.R. Microearthquake activity in some parts of the Himalaya and the tectonics model // Tectonophysics. 2001. N 339. P. 331-351. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(01)00129-9

Kayal J.R. Recent large earthquakes in India: Seismotectonic perspective // IAGR Memoir. 2007. N 10. P. 189-199.

Kayal J.R. Microearthquake seismology and seismotectonics of South Asia. The Netherlands: Springer, 2008. 503 p.

Kayal J.R., Sagina Ram, Singh O.P., Chakraborty P.K., Karunakar G. Aftershocks of the March 1999 Chamoli earthquake and seismotectonic structure of the Garhwal Himalaya // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2003. V. 93, N 1. P. 109-117. https://doi.org/10.1785/0119990139

Khattri K.N. Great EQs, seismicity gaps and potential for EQ disaster along the Himalaya plate boundary // Tectonophysics. 1987. V. 138. P. 79-92.

Khattri K.N., Tyagi A.K. Seismic patterns in the Himalayan plate boundary and identification of areas of high seiemic potential // Tectonophysics. 1983. N 96. P. 281-297.

Kumar S., Mahajan A.K. Studies of intensities of 26th April, 1986 Dharamsala earthquake and associated tectonics // Geol. Soc. India. 1990. V. 35. P. 213-219.

Kumar D., Teotia S.S., Khattri K.N. The representation of attenuation characteristics of strong ground motions observed in the 1986 Dharamsala and 1991 Uttarkashi earthquakes by available empirical relations // Current Sci. 1997. V. 73. P. 543-548.

Kumar D., Khattri K.N., Teotia S.S., Rai S.S. Modeling of accelerograms of two Himalayan earthquakes using a novel semi-empirical method and estimation of accelerograms for a hypothetical great earthquake in the Himalaya // Current Sci. 1999. V. 76. P. 819-830.

Kumar D., Sarkar I., Sriram V., Khattri K.N. Estimation of the source parameters of the Himalaya earthquake of October 19, 1991, average effective shear wave attenuation parameter and local site effects from accelerograms // Tectonophysics. 2005. V. 407, N 1. P. 1-24.

https://doi.org/10.1016/j.tecto.2005.06.006

Kumar S., Wesnousky S., Rockwell T., Briggs R.W., Thakur V.C., Jayangodaperumal R. Paleoseismic evidence of great surface rupture earthquakes along the Indian Himalaya // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. B 03304. https://doi.org/10.1029/2004JB003309

Mahajan A.K., Slob S., Ranjan R., Sporry R., Champati R.P.K., van Westen C.J. Seismic microzonation of Dehradun City using geophysical and geotechnical characteristics in the upper 30 m of soil column // J. Seismol. 2007. V. 11. P. 355-370. https://doi.org/10.1007/s10950-007-9055-1

Mandal P., Rastogi B.K., Gupta H.K. Recent Indian earthquakes // Current Sci. 2000. V. 79, N 9-10. P. 1334-1346.

Matheu E.E., Yule D.E., Kala R.V. Determination of standard response spectra and effective peak ground accelerations for seismic design and evaluation («ERDC/CHL CHETN-VI-41»). US Army Crops of Engineers, 2005. 16 p.

Molnar P. A review of the seismicity and the rates of active under thrusting and deformation at the Himalaya // J. Him. Geol. 1990. N 1. P. 131-154.

Molnar P., Tapponnier P. Cenozoic tectonics of Asia: Effects of a continental collision // Science. 1975. V. 189. P. 419-426.

Narula P.L, Shome S.K., Kumar S., Pandey P. Damage pattern and delineation of isoseismals of Uttarkashi earthquake of 20th October 1991 // Geol. Soc. India Memoir. 1995. V. 30. P. 1-18.

Ni J.F., Barazangi M. Seismotectonics of the Himalayan collision zone: Geometry of the underthrusting Indian Plate beneath the Himalaya // J. Geophys. Res. 1984. V. 89. P. 1147-1163.

Prasath R.A., Paul A., Singh S. Upper crustal stress and seismotectonics of the Garhwal Himalaya using small to moderate earthquakes: Implications to the local structures and free fluids // Asian J. Earth Sci. 2017. V. 135. P. 198-211. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2016.12.029

Rajendran K., Rajendran C.P., Jain Sudhir K., Murty C.V.R., Arlekar Jaswant N. The Chamoli earthquake, Garhwal Himalaya: Field observations and implications for seismic hazard // Current Sci. 2000. V. 78, N 1. P. 45-51.

Rajendran C.P., John B., Anandasabari K., Sanwal J., Kusala R., Kumar P., Sundeep Ch. On the paleoseismic evidence of the1803 earthquake rupture (or lack of it) along the frontal thrust of the Kumaun Himalaya // Tectonophysics. 2018a. V. 722, N 6. P. 227-234. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2017.11.012

Rajendran K., Parameswaran R.M., Rajendran C.P. Revisiting the 1991 Uttarkashi and the 1999 Chamoli, India, earthquakes: Implications of rupture mechanisms in the Central Himalaya // J. Asian Earth Sci. 2018b. N 162. P. 107-120. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2018.04.012

Rastogi B.K. Chamoli earthquake of magnitude 6.6 on 29 March 1999 // Geol. Soc. India. 2000. V. 55. P. 505-514.

Satyabala S.P., Bilham R. Surface deformation and subsurface slip of the 28 March 1999 Mw = 6.4 West Himalayan Chamoli earthquake from InSAR analysis // Geophys. Res. Let. 2006. V. 33, N 23. https://doi.org/10.1029/2006GL027422

Seeber L., Armbruster J.G., Quittmeyer R. Seismicity and continental subduction in the Himalayan Arc // Zagros, Hindu Kush, Himalaya: Geodynamic evolution / Eds H.K. Gupta, F.M. Delany. 1981. P. 215-242. (Geodyn. Ser. V. 3).

Singh V.N., Mittal A. Synthetic accelerograms for two Himalayan earthquakes using convolution // Current Sci. 2005. V. 88, N 8. P. 1289-1297.

Singh S., Jain A.K., Sinha P., Singh V.N., Srivastava L.S. The Kinnaur earthquake of January 19, 1975: A field report // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1976. V. 66, N 3. P. 887-901.

Sivaram K., Kumar D., Teotia S.S., Rai S.S., Prakasam K.S. Source parameters and scaling relations for small earth-quakes in Kumaon Himalaya, India // J. Seismol. 2013. V. 17. P. 579-592. https://doi.org/10.1007/s11069-014-1133-4

Sriram V., Kumar D., Khattri K.N. The 1986 Dharamsala earthquake of Himachal Himalaya estimates of source parameters, average intrinsic attenuation and site amplification functions // J. Seismol. 2005. V. 9, N 4. P. 473-485. https://doi.org/10.1007/s10950-005-1418-x

Srivastava P., Mitra G. Thrust geometries and deep structure of the outer and lesser Himalaya, Kumaon and Garhwal (India): Implications for evolution of the Himalayan fold-and-thrust belt // Tectonics. 1994. V. 13, N 1. P. 89-109.

Srivastava H.N., Dube R.K., Hans R. Space and time variation in seismicity patterns proceeding two earthquakes in the Himachal Pradesh, India // Tectonophys. 1987. V. 113. P. 69-77.

Vulnerability Atlas of India. 3rd ed. New Delhi: BMPTC, 2019.

Wald D.J., Quitoriano V., Heaton T.H., Kanamori H. Relationships between peak ground acceleration, peak ground velocity and modified mercalli intensity in California // Earthq. Spectra. 1999. V. 15, N 3. P. 557-564. https://doi.org/10.1193/1.1586058

Wells D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length rupture width, rupture area, and surface displacement // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1994. V. 84, N 4. P. 974-1002.

Xu W., Bürgmann R., Li Z. An improved geodetic source model for the 1999 Mw 6.3 Chamoli earthquake, India // Geophys. Suppl. to the Monthly Notices of the Royal Astron. Soc. 2016. V. 205, N 1. P. 236-242.