Földrengés veszélyeztetettség

Földrengés veszélyeztetettség Varga Péter

MTA CSFK Geodéziai és Geofizikai Intézet Kövesligethy Radó Szeizmológiai Obszervatórium

Kockázatok értékelése az energetikában Óbudai Egyetem 2015. június 15.

Földrengés veszélyeztetettség Varga Péter MTA CSFK Geodéziai és Geofizikai Intézet Kövesligethy Radó Szeizmológiai Obszervatórium Óvatos mottó: „A földrengések prognózisa valószínűleg tökéletesedni fog, de sohasem lesz tökéletes. Más szóval: a hibás előrejelzés lehetőségével mindenkor számolnunk kell.” Aszada Tosi (Toshi Asada) professzor, Tokiói Egyetem Geofizikai Intézet (1984)

Optimista mottó: „Ha én briliáns tudós volnék, földrengések előrejelzésével foglalkoznék.” Riportalany nyilatkozata a Los Angeles-i rádiónak a northridge-i földrengés után (1994)

Kockázatok értékelése az energetikában Óbudai Egyetem 2015. június 15.

A SZEIZMOLÓGIA FELADATAI A FÖLDRENGÉSEK TÉR- ÉS IDŐBELI ELOSZLÁSÁNAK VIZSGÁLATA

FÖLDRENGÉSEK MEGFIGYELÉSE

A FÖLDRENGÉS VESZÉLYEZTETETTSÉG MEGHATÁROZÁSA

A FÖLD SZERKEZET KUTATÁSA

A FÖLDRENGÉSHULLÁMOK TERJEDÉSE A FÖLD BELSEJÉBEN

FÖLDRENGÉSEK FÉSZKEI ÉS ELOSZLÁSUK

ADATKEZELÉS FELDOLGOZÁS












TÁRSADALMI IGÉNYEK A FÖLDRENGÉSHULLÁMOK TERJEDÉSE A FÖLD BELSEJÉBEN








TÁRSADALMI IGÉNYEK FÖLDRENGÉSEK FÉSZKEI ÉS ELOSZLÁSUK TUDOMÁNYOS KUTATÁSI KÉRDÉSEK







TÁRSADALMI IGÉNYEK FÖLDRENGÉSEK FÉSZKEI ÉS ELOSZLÁSUK TUDOMÁNYOS KUTATÁSI KÉRDÉSEK

AZ ELŐADÁS TÉMAKÖRE

SZEIZMOLÓGIAI ALAPFOGALMAK

SZEIZMOLÓGIAI ALAPFOGALMAK

Epicentrum A az izoszeiszta szabadon választott pontja

Izoszeiszta vonal

Epicentrális távolság Hipocentrum

Fészekmélység (h)

SZEIZMOLÓGIAI ALAPFOGALMAK Intenzitás (I)

Magnitúdó (M)

Leírja amegrázottság területi eloszlását

(Más nevei: Richter skála, méret)

•a megfigyelők tapasztalatai alapján •a keletkezett károk alapján Fogalmak: Imax - maximális intenzitás Io – epicentrális intenzitás (Általában: Imax nem egyenlő Io-al)

•arányos a felszabaduló szeizmikus energiával •műszeres megfigyelések alapján határozzák meg •lehetővé teszi különböző földrengések összehasonlítását és egy régió aktivitásának becslését

SZEIZMOLÓGIAI ALAPFOGALMAK Intenzitás (I)

Magnitúdó (M)

Leírja amegrázottság területi eloszlását

(Más nevei: Richter skála, méret)

•a megfigyelők tapasztalatai alapján •a keletkezett károk alapján Fogalmak: Imax - maximális intenzitás Io – epicentrális intenzitás

•arányos a felszabaduló szeizmikus energiával •műszeres megfigyelések alapján határozzák meg •lehetővé teszi különböző földrengések összehasonlítását és egy régió aktivitásának becslését

(Általában: Imax nem egyenlő Io-al)

Kapcsolat Io és M között: M=0.6∙Io+1.8∙log h -1 (Gutenberg-Richter egyenlete, 1943) – az egyenlet együtthatói függenek a földrajzi helytől

NÉHÁNY SZÓ A FÖLD ÉS A PANNON MEDENCE FÖLDRENGÉS AKTIVITÁSÁRÓL. A hat legnagyobb műszeresen regisztrált földrengés Chile (1960, M=9.5); Alaszka (1964, M=9.2); Alaszka (1957, M=9.1);Kamcsatka (1952, M=9.0), Indian Ocean (2004, M=9.0) Tohoku (2011;M=9.0) A szeizmikus események átlagos eves gyakorisága: M≥8 ,n≈1 (az éves energia mennyiség 49%-a) 7.9≤M≥7→n≈10 (az éves energia mennyiség 43%-a) 6.9≤M≥6→n≈102 (az éves energia mennyiség 4%-a) 5.9≤M≥5→n≈103 (az éves energia mennyiség 3%-a) 4.9≤M≥4→n≈104 (az éves energia mennyiség 1%-a)

NÉHÁNY SZÓ A FÖLD ÉS A PANNON MEDENCE FÖLDRENGÉS AKTIVITÁSÁRÓL.

A hat legnagyobb műszeresen regisztrált földrengés Chile (1960, M=9.5); Alaszka (1964, M=9.2); Alaszka (1957, M=9.1);Kamcsatka (1952, M=9.0), Indian Ocean (2004, M=9.0) Tohoku (2011;M=9.0) A szeizmikus események átlagos eves gyakorisága: M≥8 ,n≈1 (az éves energia mennyiség 49%-a) 7.9≤M≥7→n≈10 (az éves energia mennyiség 43%-a) 6.9≤M≥6→n≈102 (az éves energia mennyiség 4%-a) 5.9≤M≥5→n≈103 (az éves energia mennyiség 3%-a) 4.9≤M≥4→n≈104 (az éves energia mennyiség 1%-a)

Az 1763. évi földrengés valószínüleg M≤6.5

Hely

Dátum

Assam Kamcsatka Dél-Spanyolország Andreanov szigetek, Aleutok Valdivia, Chile Kuril szigetek Prince William Sound, Alaszka Rat Islands, Aleutok Kolumbia Japán tenger Bolívia Deep Flores, Indonézia Denali, Alaszka Szumatra-Andaman Észak Szumatra Maule, Chile Kelet-Honsu, Japán

1950. 08. 15. 1952. 11. 04. 1954. 03. 29 1957. 03. 09. 1960. 05. 22. 1963. 10. 13. 1964. 03. 28. 1965. 02. 04. 1970. 07. 31. 1993. 09. 29. 1994. 06. 09. 1996. 06. 17. 2002. 11. 03. 2004. 12. 26. 2005. 03. 28. 2010. 02. 27. 2011. 03. 11.

Magnitúdó

Energia (J)

8.6 9.0 8.5 8.6 9.5 8.5 9.0 8.7 8.4 8.5 8.7 8.7 8.5 9.2 8.6 8.8 9.0

5.01⋅1017 2.09⋅1018 6.36⋅1017 6.04⋅1017 1.12⋅1019 3.55⋅1017 3.98⋅1018 8.54⋅1017 9.13⋅1017 4.25⋅1017 1.80⋅1018 6.10⋅1017 3.55⋅1017 3.39⋅1018 6.04⋅1017 1.39⋅1018 2.09⋅1018

% 2 7 2 2 35 1 11 3 3 1 5 2 1 11 2 4 7

A FÖLDRENGÉSEK ÁLDOZATAINAK SZÁMA A Mw FÜGGVÉNYÉBEN






SAVARIA 456


SAVARIA 456

ÉRMELLÉK 1834 M=6.5

KOMÁROM 1763 M=6.5

DUNAHARASZTI 1956 M=5.6

SAVARIA 456

ÉRMELLÉK 1834 M=6.5

KOMÁROM 1763 M=6.5

KECSKEMÉT 1911 M=5.6


M>3.0 FÖLDRENGÉSEK 2013-BAN


Tenk, 22. 04. 2013, ML=4.8 + 31 ML≥2.0 esemény

Gyakoriságok és energiák • Földrengések gyakorisága: lgN=A-B·M • Földrengések energiája: lgE=C+D·M A földrengésben résztvevő maximális törésvonal hossz: lg(Lmax ) =3.2+0.5M • Gutenberg-Richter gyorsulás egyenlete: lg(a) a=I/3-1/2 (pl. I=7-8 a=100 cm/s²)

Földrengés fészkek geometriája (nagyon durva közelítésben) (1)

Magnitúdó

Törésvonal hossz (km)

Elmozdulás(cm)

5.5

6

30

6.0

10

53

6.5

18

75

7.0

35

120

7.5

60

400

Földrengés fészkek geometriája (nagyon durva közelítésben) (3.)

Gutenberg-Richter egyenlete, 1943 M=0.6∙Io+1.8∙log h -1 h(km)

Io=7

Io=7÷8

Io=8

Io=8 ÷9

Io=9

1

3.2

3.5

3.8

4.1

4.4

2

3.7

4.0

4.3

4.6

4.9

3

4.1

4.4

4.7

5.0

5.3

4

4.3

4.6

4.9

5.2

5.5

5

4.6

4.8

5.1

5.4

5.7

10

5.0

5.3

5.6

5.9

6.2

12

5.1

5.4

5.7

6.0

6.3

15

5.3

5.6

5.9

6.2

6.5

20

5.5

5.8

6.1

6.4

6.7

Földrengés fészkek geometriája (nagyon durva közelítésben) (5) A gyorsulásokról…..

EMS intenzitás

Max. vízszintes gyorsulás

VII (M~5.0) VIII (M~5.6)

0.5 m/s2

IX (M~6.2)

2 m/s2

X (M~6.8) XI (M~7.4)

4 m/s2

XII (M~8.0)

16 m/s2

1 m/s2

8 m/s2

M – földrengés magnitúdó, ha az EMS intenzitás epicentrális és a fészekmélység 10 km

Földrengés veszélyeztetettség-földrengés kockázat A földrengés kutatás ma még nagyon távol áll a földrengésprognózis terén attól, hogy a szeizmológiai események időpontját, helyét és erősségét (magnitúdóját) előre tudja jelezni. Jobb a helyzet a földrengés-veszélyeztetettség meghatározása terén, Ennek értéke különböző módszerekkel becsülhető. A veszélyeztetettség annak a valószínűsége, hogy egy adott magnitúdójú földrengés pattan ki egy adott helyen, adott időintervallumon belül. Más szóval becsülhető a várható földrengés nagysága és ebből számítható a mérnöki tervező munka számára fontos maximális vízszintes gyorsulás, sebesség és elmozdulás egy adott időszakban. A földrerngés-kockázat egy természetes szerkezet vagy berendezés meghibásodási valószínűsége. A kockázat a veszély és a sebezhetőség (sérülékenység) kölcsönhatásának valószínű végeredményét írja le (valaki vagy valami sebezhető vagy sérülékeny, ha veszélynek van kitéve): kockázat = veszély × sebezhetőség A veszély, ezen belül a természeti folyamatok veszélye, nem csökkenthető. Ezzel szemben a kockázat mérsékelhető. A szeizmikus veszély meghatározása a földrengéskutatás feladata, és maga a szeizmikus veszély a földrengések során végbemenő folyamatok ismeretében határozható meg. A kockázat károsodási valószínűség mértéke mindig mérsékelhető, ami mérnöki feladat.

Földrengés veszélyeztetettség-földrengés kockázat A földrengés kutatás ma még nagyon távol áll a földrengésprognózis terén attól, hogy a szeizmológiai események időpontját, helyét és erősségét (magnitúdóját) előre tudja jelezni. Jobb a helyzet a földrengés-veszélyeztetettség meghatározása terén, Ennek értéke különböző módszerekkel becsülhető. A veszélyeztetettség annak a valószínűsége, hogy egy adott magnitúdójú földrengés pattan ki egy adott helyen, adott időintervallumon belül. Más szóval becsülhető a várható földrengés nagysága és ebből számítható a mérnöki tervező munka számára fontos maximális vízszintes gyorsulás, sebesség és elmozdulás egy adott időszakban. A földrerngés-kockázat egy természetes szerkezet vagy berendezés meghibásodási valószínűsége. A kockázat a veszély és a sebezhetőség (sérülékenység) kölcsönhatásának valószínű végeredményét írja le (valaki vagy valami sebezhető vagy sérülékeny, ha veszélynek van kitéve): kockázat = veszély × sebezhetőség A veszély, ezen belül a természeti folyamatok veszélye, nem csökkenthető. Ezzel szemben a kockázat mérsékelhető. A szeizmikus veszély meghatározása a földrengéskutatás feladata, és maga a szeizmikus veszély a földrengések során végbemenő folyamatok ismeretében határozható meg. A kockázat károsodási valószínűség mértéke mindig mérsékelhető, ami mérnöki feladat.

A földrengés veszélyeztetettség meghatározásának két módszere van: • valószínűségi módszer •determinisztikus módszer

VALÓSZÍNŰSÉGI MÓDSZER GLOBÁLIS GYAKORISÁGI GÖRBÉK

lgN=A-B·M

VALÓSZÍNŰSÉGI MÓDSZER GYAKORISÁGI GÖRBÉK MAGYARORSZÁGON

VALÓSZÍNŰSÉGI MÓDSZER GYAKORISÁGI GÖRBÉK MAGYARORSZÁGON

ESEMÉNY SZÁM

ΔT (év)

lgN=A_- B M

M7 (10-4)

KECSKEMÉT

152

84

1.965-0.363∙M

11

DUNAHARASZTI

31

124

2.376-0.391∙M

10

PAKS

8

10

1.663-0.452∙M

3

VALÓSZÍNŰSÉGI MÓDSZER

VALÓSZÍNŰSÉGI MÓDSZER Közepes földrengés visszatérési idő-intervallumok (T=475 év és T=50 év) alapján számított PGA értékek a világ különböző részein g-ben (g=981 cms-2) [Varga, 2006]

DETERMINISZTIKUS MÓDSZER

DETERMINISZTIKUS MÓDSZER

A FÖLDRENGÉS VESZÉLYEZTETTSÉG MEGHATÁROZÁS PROBLÉMÁI (1.) Szeizmológiai memóriánk rövidségének bremutatása: a Tangshanban (Mw7.5 ) and Komáromban (Mw6.4 ) 1976 előtt i földrengések összehasonlítása ( A tangshani földrengés időpontja:1976. július 28.)

Néhány további adat a két forrásterület összehasonlítására Az Io≥V események száma 1600 -tól Tangshan: 9 Komárom: 10 A leghosszabb földrengés mentes időszak: Tangshan: 171 év Komárom: 155 év

A FÖLDRENGÉS VESZÉLYEZTETTSÉG MEGHATÁROZÁS PROBLÉMÁI ( 2.)

A FÖLDRENGÉS VESZÉLYEZTETTSÉG MEGHATÁROZÁS PROBLÉMÁI (4.) A veszélyeztetettség meghatározásokat bizonytalanná tevő tényezőkről 1.) túl rövid az adatbázis 2.) modellezési probléma: a korábbi idők trendje nem változik 3.) ehhez képest hosszú a visszatérési idő 4.) a vizsgált terület helyi földtani viszonyainak hatása 5.) a regressziós vizsgálat esetében nem mindig teljesül a normális eloszlás feltétel (kiütő értékek kérdése) 6.) a módszereket a magyarországitól lényegesen aktívabb területek esetére dolgozták ki 7.)a szeizmikus forrászónák határainak kijelölése döntő mértékben befolyásolja

A FÖLDRENGÉS VESZÉLYEZTETTSÉG MEGHATÁROZÁS PROBLÉMÁI ( 3.) A veszélyeztetettség meghatározásokat bizonytalanná tevő tényezőkről 1.) túl rövid az adatbázis 2.) modellezési probléma: a korábbi idők trendje nem változik 3.) ehhez képest hosszú a visszatérési idő 4.) a vizsgált terület helyi földtani viszonyainak hatása 5.) a regressziós vizsgálat esetében nem mindig teljesül a normális eloszlás feltétel (kiütő értékek kérdése) 6.) a módszereket a magyarországitól lényegesen aktívabb területek esetére dolgozták ki 7.)a szeizmikus forrászónák határainak kijelölése döntő mértékben befolyásolja

A FÖLDRENGÉS VESZÉLYEZTETTSÉG MEGHATÁROZÁS PROBLÉMÁI ( 3.) A veszélyeztetettség meghatározásokat bizonytalanná tevő tényezőkről 1.) túl rövid az adatbázis 2.) modellezési probléma: a korábbi idők trendje nem változik 3.) ehhez képest hosszú a visszatérési idő 4.) a vizsgált terület helyi földtani viszonyainak hatása 5.) a regressziós vizsgálat esetében nem mindig teljesül a normális eloszlás feltétel (kiütő értékek kérdése) 6.) a módszereket a magyarországitól lényegesen aktívabb területek esetére dolgozták ki 7.)a szeizmikus forrászónák határainak kijelölése döntő mértékben befolyásolja Komárom, M6.4, 1763

Bázel, M6.6, 1356

A FÖLDRENGÉS VESZÉLYEZTETTSÉG MEGHATÁROZÁS PROBLÉMÁI (4.) A veszélyeztetettség meghatározásokat bizonytalanná tevő tényezőkről 1.) túl rövid az adatbázis 2.) modellezési probléma: a korábbi idők trendje nem változik 3.) ehhez képest hosszú a visszatérési idő 4.) a vizsgált terület helyi földtani viszonyainak hatása 5.) a regressziós vizsgálat esetében nem mindig teljesül a normális eloszlás feltétel (kiütő értékek kérdése) 6.) a módszereket a magyarországitól lényegesen aktívabb területek esetére dolgozták ki 7.)a szeizmikus forrászónák határainak kijelölése döntő mértékben befolyásolja A „maximális figyelembe veendő földrengés” ( "maximum considered earthquake", MCE) egy adott terület esetében a 2500 éven belül egyszer előforduló maximális esemény, azaz 2% valószínűséggel fordul elő 50 éven belül – a valószínűségi vizsgálatok során használt Mmax meghatározás A „maximális hitelesnek tekinthető földrengés” („maximum credible earthquake”,MCE): az adott tektonikai viszonyok között, egy adott törésvonalon vagy szeizmikus forrásban geológiai és szeizmológiai adatok alapján megadható legnagyobb lehetséges földrengés.

A FÖLDRENGÉS VESZÉLYEZTETTSÉG MEGHATÁROZÁS PROBLÉMÁI (4.)

MODERN DETERMINISZTIKUS VESZÉLYEZTETETTSÉG MEGHATÁROZÁSA BUDAPEST BELTERÜLETÉRE (1) A DSHA VIZSGÁLATHOZ VÁLASZTOTT FÖLDRENGÉS Dunaharaszti, 1956. január 12., M=5.6 Célterület: BP belvárosa

Jelen DSHA vizsgálat esetében M=6.0 Fészekmélység 10 km rétegdőlés= 90° ; réteg csapásirány = 0°

Forrásterület: DH

Epicentrális távolság

LÉPÉSEK • Fészekmechanizmus kiválasztása

Mélység

• 1D modell a fészek és a célterület között (szakirodalmi adatok alapján) • 2D modell a célterületen (kiegészítő geofizikai szelvények mérése) • Szintetikus szeizmogram számítása • Kilépési amplitúdók és frekvenciák meghatározása

MODERN DETERMINISZTIKUS VESZÉLYEZTETETTSÉG MEGHATÁROZÁSA BUDAPEST BELTERÜLETÉRE (2)

FÖLDRENGÉSKOCKÁZAT TÉRKÉP BUDAPEST BELTERÜLETÉRE A talaj csúcsgyorsulás frekvencia értékeit az épületek sajátfrekvenciáival hasonlítjuk össze

TÁRSADALMI IGÉNYEK

SZAKMAI ÉS HATÓSÁGOK ÁLTAL ELKÖVETETT HIBÁK A FÖLDRENGÉSVESZÉLY MEGHATÁROZÁSOKKAL KAPCSOLATBAN

KÜLFÖLDI PÉLDÁK

KÉT EGYMÁST KÖVETŐ FÖLDRENGÉS: Assisi, 1997. szeptember 26.

1997 szeptember 27-én az első földrengés 14:33-kor történt (M=5.6). A károk felmérésével foglalkozó négy tagú bizottság a Nemzeti Geofizikai és Vulkanológiai Intézet szakemberei hozzájárulásával a székesegyházban tartózkodtak, mikor a második földrengés a későesti órákban bekövetkezett (M=5.8). Mindnyájan életüket veszítették. Giotto az assisi Szent Ferenc bazilikában megsérült freskója szintén földrengés okozta tragédiát ábrázol az 1300-as évek elejéről

L’Aquila, 2009. április 6., M=6.3

A földrengést megelőzően G. Giuliani technikus a térségben észlelt radon gáz koncentráció növekedés alapján a földrengés bekövetkeztetését prognosztizálta. Erre válaszolva Enzo Boschi a Nemzeti Geofizikai és Vulkanológiai Intézet igazgatója kijelentette, hogy nincs földrengés veszély. A katasztrófavédelem is Boschi mellé állt. „Keskeny a határ a tudományosan megalapozott információ szolgáltatás és a perelhető információ közlés között” mondta a nemzetközi vizsgálóbizottság elnöke Thomas Jordan (Los Angelesi Egyetem).

A L’Aquilában kipattant földrengés emléke is hatott mikor az emberek hitelt adtak Raffaele Bendani 1923-ban készített jövendölésének, miszerint 2011. május 11-én hatalmas földrengés lesz Rómában. Ezzel kapcsolatban a hivatalos szervek és a szakemberek megint nem elég óvatosan nyilatkoztak kimondva, hogy márpedig május 11-én nem lesz földrengés.

HAZAI PÉLDÁK

A várpalotai 1995. szeptember 12-i (M=3.5) földrengés után egy ismeretlen hangosbeszélőn keresztül a lakosságot egy nagyobb esemény bekövetkeztének álhírével tartotta pánikban. „A bősi (Gabcikovo) vízierőmű eredetileg egy addig fel nem tárt törésvonalon épült volna, ami köztudottan a földrengések kiindulópontja lehet. Ezért a részletes feltárás után a vízierőművet a felvízcsatorna mentén 500 m-rel feljebb létesítették.” Vízügyi Közlemények, 1987, LXIX. Évfolyam, 2. füzet, 187. oldal Az MSZT/MB „Teherhordó szerkezetek erőtani tervezése” Műszaki Bizottság 2008. szept. 25. ülésén: …..a Mérnöki Kamara Tartószerkezeti Tagozat kérte az MSZT-t, hogy vegye figyelembe, hogy az összes német nyelvterületen (Ausztria, Németország, Svájc) a kiegyenlített vízszintes gyorsulási értékkel, tehát a (szeizmológusok által számított és ajánlott veszélyeztetettségi *) csúcsgyorsulás 70%-val dolgoznak…... A nemzeti egyhangú döntést a bizottságban résztvevő geofizikusok akadályozták meg……. *kiemelés tőlem

Köszönöm figyelmüket és türelmüket!

Emléktábla egy siófoki lakóház falán

Földrengés veszélyeztetettség

Recommend Documents