АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЗАПИСКА ФУ ЧЭНЬИ ПО ЗАДАЧЕ «ИЗУЧЕНИЕ СЕЙСМИЧНОСТИ ТЕРРИТОРИИ КИТАЯ, РАЗРАБОТКА АНТИСЕЙСМИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ»


Пекин Июнь 1956 г.

§1. Наименование задачи: «Изучение сейсмичности территории Китая, разработка антисейсмических мероприятий».

§ 2. Значение задачи и предполагаемые результаты. Землетрясение одно из серьезных стихийных бедствий. Статистика показывает, что ущерб, причиняемый землетрясениями, не уступает ущербу, причиняемому другими бедствиями. Китай, лежащий в пределах ЕвроАзиатского сейсмического пояса, находится в то же время недалеко от Тихоокеанского сейсмического пояса. Сейсмичность Китая хотя и не так высока, как в Японии, но гораздо выше, чем сейсмичность Америки и СССР. При землетрясении 1556 г. в провинции Шеньси было убито и ранено 800 000 человек. Вероятно, размеры бедствия преувеличены в исторических записях, но всетаки по ним можно судить о большом масштабе этого землетрясения. При землетрясении 1920 г. в провинции Ганьсу было убито и ранено 200 000 человек. Ущерб этим землетрясением причинен 12 провинциям. О тяжелом положении в этих провинциях в результате землетрясения можно узнать по тогдашним газетам.

Сила этого землетрясения была значительно больше силы известного токийского землетрясения в Японии (1923 г.).

На землетрясения в Китае давно обращали внимание историки. Начиная с 1157 г. до нашей эры в Китае уже имелись надежные исторические материалы о землетрясениях. Известно не меньше 760 разрушительных землетрясений, не включая землетрясений, происходивших на Западе Китая. О западных районах сведений нет, потому что прошлые записи имеются только для населенных районов и районов рано возникшей культуры. Наиболее подробные сведения о землетрясениях имеются за последние несколько десятков лет. Для сильных землетрясений имеются также данные инструментальной регистрации. По статистике с 1928 г. до нынешнего времени землетрясения происходят в Китае почти через каждые два года. Большинство землетрясений происходит на территории в северозападных и югозападных провинциях. Но и в других районах, например Лансянь провинции Хубэй, Суйхуа провинции Хэйлунцзян, Наньсу провинции Гуандун, Линьшань провинции Гуанси, тоже происходили землетрясения. Отсюда видно, что сейсмичность Китая высока, и землетрясения происходят во многих местах. В сейсмических районах расположены многие важные объекты строительства. Поэтому изучение китайских землетрясений представляет важную задачу. Контролировать процесс землетрясения еще пока невозможно, что же касается облегчения ущерба, причиняемого ими, то его можно уменьшить. В этих целях следует усиливать прочность построек, но при этом увеличивается стоимость построек. Например, постройки, рассчитанные на сопротивление землетрясению в 7 баллов дороже обычных гражданских сооружений на 110 % в зависимости от характера построек. Здание, рассчитанное на 89ти балльное землетрясение еще дороже. При строительстве в крупных масштабах средства, затрачиваемые на антисейсмические мероприятия, достигают значительной величины. Некоторые промышленные предприятия даже вообще нельзя построить в сейсмически активных районах. В разных районах вероятность возникновения землетрясений неодинакова, сила землетрясений также различна.

Проводя антисейсмические мероприятия нужно учитывать силу возможных землетрясений и знать места возникновения этих землетрясений и тем самым, с одной стороны, обеспечить безопасность, а с другой стороны, избежать расточительности. Таким образом, знание распределения сейсмических зон различной балльности по всей стране представляет важную предпосылку антисейсмических мероприятий.

Задачей антисейсмического конструирования является облегчение или устранение возможности появления тяжелых повреждений в зданиях в результате землетрясений. Особенности землетрясений (колебание, частота, ускорение, смещение и движение поверхности земли) в разных районах неодинаковы. Архитектурные особенности и свойства строительных материалов в разных странах тоже неодинаковы, поэтому антисейсмические конструкции в каждой стране имеют свои особенности.

Рациональные антисейсмические мероприятия нужно конкретно разработать на основании изучения архитектуры и сейсмичности различных районов в разных странах, здесь нельзя пользоваться общими схемами и шаблоном. Например, в СССР были изданы нормы и правила по строительству построек в сейсмических районах с учетом особенностей сейсмических районов СССР. Но если применить эти правила и нормы в Китае, то требуется дополнительное изучение и поправки. Современное антисейсмическое архитектурное конструирование отмечается сложностью, для изучения его нужно провести много инструментальных регистраций. Такая работа в Китае находится в предварительной стадии. Успех антисейсмических мероприятий, в конце концов, зависит от возможности и правильности предсказания землетрясений. Кроме предсказания мест проявления и силы землетрясений, время возникновения землетрясений также является одним из важных факторов. Здания существуют обычно только несколько десятков лет, самое большее сто или двести лет. Если в течение этого времени землетрясения не произошло, то все антисейсмические мероприятия оказываются затраченными зря. Однако на основе нынешнего уровня развития сейсмологии такая расточительность неизбежна. Что касается предсказания времени возникновения землетрясений, то пока еще у нас нет надежного пути. Предсказание времени возникновения землетрясений является одним из важнейших вопросов будущих исследований.

Подводя итоги вышесказанному, можно выделить изучение китайских землетрясений и разработку антисейсмических мероприятий, соответствующих особенностям Китая, и это является очень актуальной задачей. Согласно нынешнему плану предполагается, что в течение 12 ти лет будет выяснено распределение землетрясений по всей стране, установлены сейсмические и архитектурные особенности разных районов и на основе знания особенностей Китая установлены нормы и правила антисейсмического строительства. В отношении предсказания землетрясений мы предполагаем найти надежный путь в качестве основы систематического изучения землетрясений.

§ 3. Передовой мировой уровень и состояния развития данной задачи в нашей стране. Изучение землетрясений, выросшее в самостоятельную науку, началось только с конца 19 века; в течение 6070 годов эта наука развивалась быстрыми темпами.

Изложим вкратце некоторые вопросы, соответствующие данной задаче.

1. Сейсмические наблюдения. Сеть постоянных сейсмических станций СССР в 1914 г. насчитывала всего 18 станций. В 1953 г. их число увеличилось до 70. В настоящее время имеется 68 станций. Этими станциями руководит главным образом Геофизический институт Академии наук СССР. Сейсмические станции разделяются на три вида:

1) Телесейсмические станции, они оборудованы приборами Голицына с большим периодом, увеличение приборов примерно около 1000 раз.

2) Станции общего типа, они оборудованы приборами Кирноса; увеличение проборов (как в случае регистрации удаленных, так и близких землетрясений) примерно около 1500 раз.

3) Станции регионального типа, они оборудованы приборами Хари на, при помощи которых можно зарегистрировать очень слабые местные землетрясения, увеличение таких приборов доходит до 50000 раз.

Временные станции также оборудуются высокочувствительными приборами. Кроме того, имеются еще станции предварительного типа, оборудованные приборами Гамбурцева354; увеличение этих доходит до нескольких миллионов раз. Такие приборы применяются специально для изучения глубинного строения земной коры. В данный момент советские ученые конструируют сейсмографы для регистрации сильных землетрясений. Увеличение в таких приборах автоматически регулируется.

Ведется работа по конструированию приборов, применяемых в инженерной сейсмологии.

В США постоянных сейсмических станций приблизительно около 80, они входят в состав четырех систем организации. Станции оборудованы хорошими приборами. В США имеется много видов приборов. Самые распространенные приборы горизонтальные сейсмографы с увеличением 1800 и вертикальные сейсмографы с увеличением несколько десятков тысяч. Конструирование сейсмических приборов в США развивается по линии регистрации сейсмических волн с очень длинными периодами. Бюро береговой и геодезической службы сконструировало приборы многих типов для регистрации сильных землетрясений в целях решения задач инженерной сейсмологии. Большинство этих приборов установлено в западной части территории США.

В Китае имеется 5 сейсмических станций, на которых установлены приборы с фотографической регистрацией, и 18 станций, оборудованных приборами с механической регистрацией. Однако приборы эти нуждаются в улучшении. В 1955 г. АН СССР подарила нам комплект сейсмографов Кирноса, комплект сейсмографов Харина, а также их чертежи и прибор СБМ. При помощи советских специалистов составлен предварительный план создания сети сейсмических станций. Поэтому у нас теперь существуют необходимые условия для того, чтобы в короткий срок достичь международного уровня в этой отрасли сейсмологии.

2. Сейсмическое районирование. Вопрос о географическом распределении землетрясений давно привлекал внимание ученых при изучении этого вопроса. Уже в 19 веке использовали метод неразб. и понятие о балльности, установленной при исследовании на месте, и положения, определенного прибором эпицентра. Так как исследование на месте часто проводилось не во время, и станции расположены неравномерно, карта распределения землетрясений, составленная на основе вышеуказанных данных, не всегда соответствовала действительности. С 1935 г. американские ученые разработали метод определения балльности землетрясения при помощи приборов, что частично уничтожает вышеуказанные недочеты. Но при оценке сейсмической активности в будущем этот метод не решает всех задач. Землетрясение геологическое явление, оно тесно связано с геологической и геоморфологической обстановкой. Советские ученые исходя из этой точки зрения и на основе сейсмических статистических данных и тектонической и геоморфологической обстановки составили в 1937 г. первую карту сейсмического районирования. Эта карта была переработана в 1947 г. и Государственным комитетом по строительству принята в качестве официального документа при определении балльности. Однако эта карта еще слишком схематична и обладает некоторыми недостатками. Для улучшения карты советские ученые считают необходимым прежде всего изучать геологическую обстановку и физические условия, вызывающие землетрясения.

Сейсмичность надо в разных местах одного и того же сейсмического района сильно различать по своим особенностям. Следствие этого составляет задачу микросейсмического районирования. Оно играет большую роль в конструировании антисейсмических сооружений. Американские ученые предложили эмпирическую формулу изменения балльности, основанную на большом количестве данных регистраций, полученных при помощи сейсмографов для сильных землетрясений.

Советские ученые сопоставляли гидрогеологические и инженерногеологические данные с балльностью. В будущем надо сочетать эти 2 метода, чтобы создать полноценную научную базу метода сейсмического микрорайонирования.

В Китае данных инструментальной регистрации очень мало, работа по сейсморайонированию была выполнена, главным образом, на основе исторических данных. Осенью 1955 г., после приезда советского специалиста профессора Горшкова, мы составили на основе данных инструментальной регистрации геологических материалов данные сейсмического районирования. Метод сейсмического микрорайонирования был испытан только на примере города Пекина, из-за недостатка исходных данных этот метод еще не распространен на другие города.

3. Инженерная сейсмология. Япония страна очень высокой сейсмичности, поэтому там изучение инженерной сейсмологии всегда являлось одной из важных задач науки. С 1880 г. японские ученые начали использовать метод моделирования антисейсмических сооружений и изучать динамику антисейсмических конструкций. После сильного землетрясения 1923 г. японские инженеры обобщили свой опыт, они считали, например, что если высота негибкого сооружения не превышает 100 футов, то его сопротивляемость поперченным сейсмическим силам должна равняться 1/ш веса этого здания. Однако конструкции неполных зданий и сооружений соответствуют особенностям японских землетрясений, но не полностью соответствуют обстановке в других странах.

В 1932 г. (после Японии) в США ученые стали строить сейсмографы для регистрации сильных землетрясений. Около 1934 г. американские ученые разработали концепцию о спектре частот. Они полагали, что под влиянием землетрясения высокое многоэтажное гибкое здание играет роль, так сказать, сейсмографа. Инженеры, опираясь на теорию спектра частот землетрясений, многолетние опыты и понятие о соотношении между частотой и максимальным смещением, разработали метод учета землетрясения.

Систематическое изучение антисейсмических сооружений в СССР началось в 1929 г. Однако опубликованные в 1954 г. правила возведения сооружений в сейсмических районах составлены, главным образом, на основе изучения разрушения сооружений при сильных землетрясениях. Нынешнее исследовательское направление заключается в том, чтобы создать антисейсмическую теорию на основе инструментальной регистрации. В последнее время это направление уже нашло свое отражение в антисейсмических нормах и правилах.

Антисейсмические исследования только что начались в Китае. Прежде всего надо переработать шкалу для оценки силы землетрясений с той целью, чтобы эта шкала находилась в конкретной обстановке в нашей стране. Эта работа в предварительном виде уже выполнена. Но эффективность антисейсмических мероприятий достигается только при учете особенностей местности, поэтому, кроме создания теории антисейсмического строительства, нужно еще накапливать опыт и данные об инженерногеологической обстановке.

4. Прогноз землетрясений: в настоящее время предсказание места и силы возникновения землетрясения задача в основном разрешимая. Однако в вопросе предсказаний времени возникновения землетрясения мы еще не нашли положительного пути. С 1892 г. японские ученые после создания Общества предварения сейсмического бедствия стали заниматься этим вопросом. Их метод заключается в следующем: они тщательно изучали все явления, связанные с землетрясениями, возникающие как до, так и после землетрясений, и надеялись найти предвестники землетрясений. Изученные ими явления таковы: 1) изменение количества и силы предварительных ударов; 2) слабые подземные толчки и подземный гул; 3) изменение рельефа местности и наклон поверхности земли; 4) изменение геомагнитного поля и т.д., но пока не удалось получить определения последних результатов, полезных в отношении возможности предсказания сильного землетрясения.

Работа советских и американских ученых также идет по этому направлению, но здесь пока не получено положительных результатов. В настоящее время необходимо при изучении явлений, сопровождающих землетрясение, проводить дальнейшее геофизическое и геологическое исследование.

§ 4. Пути разрешении данной задачи. Исследование землетрясений и разработка антисейсмических мероприятий требуют, прежде всего, инструментальной регистрации, поэтому создание сети сейсмических инструментальных наблюдений представляет первую и вторую задачи.

Конструирование антисейсмических сооружений ведется для районов определенной балльности, поэтому вопрос определения силы землетрясений должен быть заранее изучен. Необходимо изучать динамику антисейсмических сооружений. Разработка антисейсмических мероприятий должна сочетаться с изучением особенностей землетрясений в различных сейсмических районах. Окончательное разрешение вопроса об антисейсмических мероприятиях требует решения вопроса о предсказании, о времени возникновения землетрясений.

Это трудная задача. Для ее решения нужно изучить ряд частных вопросов, а именно:

3301. Создание сети сейсмических станций по всей стране и улучшение инструментальных наблюдений.
3302. Районирование землетрясений по их силе для всей страны и изучение особенностей землетрясений в различных районах.
3303. Изучение влияния землетрясений на сооружения и разработка антисейсмических мероприятий.
3304. Изучение методов прогноза землетрясений.

Китайская Народная Республика в 1950-е годы. Сборник документов: В 2 т. / Под ред. В.С. Мясникова. Т. 2: Друг и союзник нового Китая. Составители: Е.Р. Курапова, В.С. Мясников, А.А. Чернобаев. М.: Памятники исторической мысли, 2010. – 526 с., ил.

карта сайта | История США |