4. Приказ Ростехнадзора от 02.03.2018 N 90 "Об утверждении руководства по безопасности при использовании атомной энергии "Оценка исходной сейсмичности района и площадки размещения объекта использования атомной энергии при инженерных изысканиях и исследованиях" (вместе с "РБ-019-17...")

Прогнозные пределы графиков повторяемости землетрясений рассчитаны на основе модели, отражающей дискретные свойства земной коры, структуры зон ВОЗ и диапазона изменения скорости деформации (градиента скорости четвертичных тектонических движений) в районе размещения площадки Калининской АЭС. Исходные данные о структуре и параметрах геодинамических зон (потенциальных зон ВОЗ) приняты по результатам инженерных изысканий и исследований рассматриваемой территории. Достоверность оценки прогнозных графиков повторяемости магнитуд, рассчитанных с учетом сейсмотектонических данных, контролируется имеющимся (статистически не представительным, но достоверным) каталогом землетрясений, представленным в материалах ООБ.

1) В качестве единичной площади принята площадь района размещения Калининской АЭС. На основании результатов дистанционных исследований и морфоструктурного анализа в рассматриваемом районе выделены геодинамические зоны, масштабность и структура которых позволили в качестве основных параметров модели, отражающей дискретные свойства земной коры, потенциальных зон ВОЗ и очагов землетрясений, принять размер максимального элемента модели L1 = 1 000 км и коэффициент подобия kп ~ 3,162.

С учетом данных о скорости деформации (градиента скорости четвертичных движений) геодинамических зон (потенциальных зон ВОЗ) районов размещения Калининской и Тверской АЭС приняты минимальная скорость деформации Gмин = 1 · 10-10 (в год) и максимальная скорость деформации Gmax = 2,5 · 10-8 (в год).

2) Рассмотрены два вида деформации: всесторонняя для района в целом и одноосная для зон ВОЗ. Всесторонняя деформация связана с глобальными изменениями площади рассматриваемой территории, что приводит к всестороннему растяжению или сжатию земной коры рассматриваемого района. Одноосная деформация, как правило, связана с наличием региональных и локальных напряжений и определяет условия деформирования в пределах геодинамических зон - потенциальных зон ВОЗ. При всесторонней деформации в процесс деформирования вовлекаются все геодинамические зоны (элементы модели), а при одноосной деформации - лишь часть зон (элементов модели). Это рекомендуется учитывать при оценке количества активизированных структур в зависимости от условий деформирования, при оценке прогнозных кривых фрактальности и в конечном итоге при оценке прогнозных пределов и прогнозных графиков повторяемости магнитуд землетрясений.

3) Соответствие прогнозной кривой фрактальности модели (линия "1" рис. 5 настоящего приложения) и кривых фрактальности геодинамических зон районов размещения Калининской и Тверской АЭС (линии "3" и "4" рис. 5 настоящего приложения), приведенных к одному году, указывает на возможность использования модели для формализованной оценки прогнозных пределов графиков повторяемости магнитуд. Кривые фрактальности геодинамических зон получены на основании материалов инженерных изысканий и исследований района размещения Тверской АЭС (линия "3") и района размещения Калининской АЭС (линия "4"). Здесь же представлена кривая фрактальности элементов модели для условий одноосного деформирования (линия "2" рис. 5 настоящего приложения).

4) Интенсивность иерархического процесса структурообразования элементов модели - кривых фрактальности для условий всестороннего и одноосного деформирования - послужили основой для оценки прогнозных пределов графиков повторяемости магнитуд (таблица N 3, рис. 5 настоящего приложения) для разных условий разрушения в очаге согласно рекомендациям разделов V и VII настоящего Руководства по безопасности.

5) Достоверность прогнозных пределов графиков повторяемости магнитуд подтверждается наблюденным графиком повторяемости магнитуд, рассчитанным на основе выборки данных каталога исторических землетрясений за период наблюдений 536 лет. Каталог отражает весьма низкую сейсмическую активность рассматриваемой территории и включает всего восемь сейсмических событий с магнитудой от 2,3 до 3,9. Каталог статистически не представителен. К достоверным событиям можно отнести лишь четыре события с магнитудой от 3,4 до 3,9, что рекомендуется учитывать при оценке соответствия прогнозных и наблюденных данных о повторяемости землетрясений.

График повторяемости ("8" на рис. 5 настоящего приложения), оцененный с учетом исторических данных о землетрясениях, контролируется линией "7", соответствующей условиям одноосного деформирования при эффективном упругом пределе 3 · 10-5. Наблюденные данные отражают эффект выполаживания графиков повторяемости, учитываемый при ОСР-97 и приводящий к существенному увеличению сейсмической опасности. Достоверно природа эффекта выполаживания графиков повторяемости в настоящее время не известна. Полученные результаты позволяют предполагать, что этот эффект обусловлен переходом от условий всестороннего деформирования территории района к одноосному деформированию зон ВОЗ, подготовкой и проявлением землетрясений в пределах геодинамических зон (потенциальных зон ВОЗ), что подтверждается и структурной приуроченностью очагов землетрясений к геодинамическим зонам разного порядка.

6) Не менее важной при оценке сейсмической опасности является прогнозная линия "6" (рис. 5 настоящего приложения), которая ограничивает параметры графиков повторяемости справа в области больших магнитуд. Данный подход позволяет избежать физически необоснованных оценок Mmax в области редких событий с учетом характеристик выположенного фрагмента графика повторяемости ("8"). Обоснованность этого иллюстрируется результатами оценки Mmax палеоземлетрясений, полученными с учетом преобладающих размеров геодинамических зон района размещения Тверской АЭС (линия "9") и Калининской АЭС (линия "10"). Результаты представлены на рис. 5 настоящего приложения и отражают условия проявления максимальных землетрясений на максимальных структурах рассматриваемого района при достижении хрупко-пластического предела в очаге. В будущем нельзя исключать возможность возникновения подобных событий в случае изменения условий деформирования и напряженно-деформированного состояния среды.

7) Прогнозные пределы (линии "5", "6" и "7" рис. 5 настоящего приложения) отражают нелинейность графика повторяемости в области редких сильных землетрясений. При проведении вероятностного анализа рекомендуется использовать линию "5", которая отражает упругое деформирование и хрупкое разрушение в условиях всестороннего сжатия/растяжения и нелинейный график, который включает фрагменты: линию "5" (левая ветвь графика), линию "7" (выположенный участок графика) и линию "6" (правая ветвь графика). Правая ветвь графика (линия "6") характеризует насыщение энергией очаговой области сильных землетрясений при стремлении размера очага к 1 000 км с учетом сближения упругого и хрупко-пластического пределов. Сформированные таким образом два графика повторяемости магнитуд (линейный и нелинейный) могут быть рекомендованы для оценки кривых сейсмической опасности, выраженных в баллах по шкале MSK-64, максимальных ускорениях или других динамических параметрах сейсмических воздействий. Кривые сейсмической опасности, полученные на основании геодинамических данных, рекомендуется использовать при проведении вероятностного обоснования безопасности ОИАЭ, в том числе и для прогноза возможного изменения геодинамических и сейсмических условий размещения ОИАЭ.

8) Оценки кривых долговременной и текущей сейсмической опасности отражают степень неоднозначности оценок сейсмической опасности. Эти оценки неоднозначности определения неопределенностей, связанных с недостаточным знанием природы сейсмического процесса, рекомендуется учитывать при размещении и проектировании, а также при построении логического дерева для проведения вероятностного анализа безопасности и проведении охранных мониторинговых геодинамических и сейсмологических наблюдений при эксплуатации и выводе из эксплуатации Калининской АЭС.

Рис. 1. Геодинамические условия района размещения площадки
Калининской АЭС. Фрагмент схемы геодинамически активных
зон района размещения площадки Калининской АЭС.
Масштаб 1:500 000 (не приводится)

Рис. 2. Сейсмические условия района размещения площадки
Калининской АЭС. Фрагмент схемы ДСР района размещения
площадки Калининской АЭС. Масштаб 1:500 000 (не приводится)

Рис. 3. Результаты уточнения геодинамических условий
ближнего района размещения Калининской АЭС. Фрагмент схемы
геодинамически активных зон ближнего района размещения
Калининской АЭС. Масштаб 1:50 000 (не приводится)

Рис. 4. Результаты уточнения сейсмических условий ближнего
района размещения Калининской АЭС. Фрагмент схемы ДСР
ближнего района размещения Калининской АЭС.
Масштаб 1:50 000 (не приводится)

Таблица N 1

Параметры геодинамически активных зон района размещения
Калининской АЭС и оценки Mmax

Примечания:

1) Номер зоны соответствует номеру зоны на рис. 1 и 3.

2) Значения Mmax вычислены без учета повторяемости землетрясений по формулам: (4)* Mmax = 1,8lg L + 1,4; (5)* Mmax = 1,5lg L + 1,4; (17)* Mmax = 1,87lg L + 1,3; (18)* , где L - длина зоны, км; - стандартное отклонение; K - коэффициент для оценки Mmax для заданной обеспеченности.

3) Меньшие принятые значения Mmax (последний абзац настоящей таблицы) соответствуют протяженности активной части зоны, а большие - полной протяженности зоны с учетом ее слабоактивизированной части.

Таблица N 2

Повторяемость магнитуд Mmax землетрясений в зонах ВОЗ
в зависимости от протяженности, условий всестороннего
деформирования и характера разрушения в очаге

Примечание. Оценки получены с учетом соотношения эффективного размера Lо очага и протяженности Lз зоны ВОЗ, Lо/Lз = 1/10.

Таблица N 3

Повторяемость магнитуд Mmax землетрясений в зонах ВОЗ
в зависимости от протяженности, условий одноосного
деформирования и характера разрушения в очаге

Примечание. Оценки получены с учетом соотношения эффективного размера Lо очага и протяженности Lз зоны ВОЗ, Lо/Lз = 1/10.

Рис. 5. Сравнение прогнозных графиков
повторяемости магнитуд, рассчитанных согласно принятой
модели, и наблюденных графиков повторяемости магнитуд,
рассчитанных согласно каталогу исторических землетрясений
(не приводится)

Примечание. По оси абсцисс отложены десятичные логарифмы длин зон ВОЗ и моментные магнитуды M, рассчитанные для плоской и линейной модели при всестороннем и одноосном сжатии соответственно с учетом протяженности зоны ВОЗ Lз, соотношения протяженности зоны ВОЗ с размером максимального очага, приуроченного к зоне ВОЗ, условий и скорости деформирования. По оси ординат отложено количество активизированных структур ранга n и более (до n = 1 включительно), в год.