Генерация длинных волн типа цунами сейсмическими и оползневыми источниками в природных водоемах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Ремизов Илья Вячеславович

• Ремизов Илья Вячеславович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Ремизов Илья Вячеславович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Общая постановка задачи численного моделирования генерации длинных морских волн сейсмическими и оползневыми источниками

1.1. Краткое описание механизмов генерации длинных волн

1.2. Математическая постановка задачи

1.3. Численная схема решения задачи о генерации, распространении и накате длинной волны на берег

1.4. Накат длинной волны на шельф. Модельные примеры наката на откосволны, генерированной сейсмическим и оползневым источниками

1.5. Выводы 33 Глава 2. Исследование характера наката длинной волны на береговой склон от подводного оползня различной локализации в рамках упруго-пластической модели

2.1. Введение

2.2. Типичные модели движения подводных оползневых масс, применяемых для генерации цунами

2.3. Упругопластическая модель подводного оползня

2.4. Геоморфология южного подводного склона в западной части Коринфского залива, Греция

2.5. Численное моделирование наката оползневых цунами в Коринфском заливе (Греция) для упругопластической модели подводного склона

2.6. Численное моделирование генерации, распространения и наката волны на берег при локализации оползня на подводном склоне

2.7. Анализ характера наката оползневых цунами для модельных подводных склонов в рамках упругопластической модели. Эффективная поверхность наката

2.7.1. Накат цунами, вызванного оползнем, локализованным от уреза воды

2.7.2. Накат цунами, вызванного оползнем, частично локализованном на

сухом берегу

2.7.3. Накат цунами, вызванных оползнем, изначально локализованным на подводном склоне

2.7.4. Эффективная поверхность наката цунами, вызванного подводным оползнем

2.8. Динамика подвижного уреза в зависимости от начального положения оползня в рамках упругопластической модели подводного склона

2.8.1. Влияние величины максимального угла трения на динамику подвижного уреза

2.8.2. Влияние глубины залегания подводного оползня на динамику подвижного уреза

2.8.3. Влияние глубины бассейна на динамику подвижного уреза при частичной локализации подводного оползня на суше

2.9. Выводы 68 Глава 3. Численное моделирование цунами в Южно-Каспийском и Черноморском бассейнах

3.1. Оценки возможных максимальных высот волн цунами на южном побережье Каспия

3.1.1. Землетрясения в Южно-Каспийском бассейне. Исторические данные

3.1.2. Базовые положения численного моделирования

3.1.3. Выбор характеристик сейсмических очагов

3.1.4. Результаты численного моделирования возможных цунами для ряда исторических землетрясений в Каспийском бассейне

3.1.5. Оценки возможных максимальных высот волн цунами. Сравнение данных расчета с результатами расчетов других авторов

3.2. Оценка цунамиопасности участков черноморского побережья в районах терминалов российско-турецких подводных газопроводов

3.2.1. Постановка задачи

3.2.2. Численное моделирование цунами при возможных землетрясениях в районах приемных терминалов российско-турецких газопроводов

3.2.3 Сравнение результатов расчета

3.3. Выводы 100 Глава 4. Численное моделирование Невельского цунами (Сахалин) при

землетрясении 2 августа 2007 г

4.1. Введение

4.2. Особенности Невельского цунами 2 августа 2007 г

4.3. Постановка задачи

4.4. Механизм Невельского цунами 2 августа 2007 г

4.5. Выбор модели сейсмического очага

4.6. Численное моделирование Невельского землетрясения и цунами 2 августа 2007 г и выбор сценариев для сейсмического очага

4.6.1. Численное моделирование по Сценариям 1 и

4.6.2. Сравнение результатов расчета по Сценариям 1 и 2 с эмпирическими данными

4.7. Учет дополнительных характеристик процесса. Сценарии 3 и

4.7.1. Сценарий 3 (по уточненным данным обследования побережья)

4.7.2. Сценарий 4 (по косейсмическим данным)

4.8. Сравнение результатов расчета по 3 и 4 сценариям с натурными данными

и результатами других авторов

4.9. Выводы 125 Заключение 126 Список литературы 128 Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Существуют основные природные факторы, вызывающие генерацию длинных поверхностных волн (цунами) - это сейсмические и оползневые явления. Детальное исследование данных процессов, их механизмов при катастрофических событиях позволяет сделать прогноз цунами более адекватным. Численное моделирование генерации длинных волн в предлагаемых динамических моделях (с учетом геодинамики очага) позволяет получить характеристики волнового поля в прибрежной зоне более надежно, что является важным для практических приложений.

Диссертация посвящена исследованию генерации очага цунами, как сейсмическим подводным очагом, так и оползневым очагом различной локализации, исследованию волновых характеристик при различной динамике очага, распространению волн цунами в Черном, Каспийском, Японском и Эгейском морях, с анализом волнового процесса, как в открытой акватории, так и в прибрежной зоне. В данной работе моделируются длинные волны, генерируемые сейсмическими и оползневыми процессами. Рассматривается динамический сейсмический очаг землетрясения, в рамках клавишной модели очага землетрясения, и оползневой очаг, в рамках упругопластической модели подводного склона. Также исследуется характер распространения волновых фронтов цунами от очага по акватории до береговой зоны. Для оползневых задач рассматривается накат волн на береговой склон.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Генерация длинных волн типа цунами сейсмическими и оползневыми источниками в природных водоемах»

Актуальность темы диссертации

Разрушительная сила волн цунами на побережье зависит как от локализации источника волн цунами относительно близости того или иного побережья к данному очагу, так и от характера и динамики смещений дна в зоне очага землетрясения. Причин возникновения катастрофических цунами может быть достаточно много: это и подводные землетрясения и подводные и надводные оползневые лавины, и подводные взрывы и, даже, рукотворные процессы, происходящие в прибрежной зоне, сопровождающееся сильными

воздействиями на земную поверхность, могущими вызвать оползневой процесс на склоне.

Рассматриваемая в диссертации проблема является актуальной как для исследования генерации волн цунами катастрофическими подводными землетрясениями, так и подводными оползнями различных локализаций. Как сказал Президент Российской академии наук А.М. Сергеев, находясь с визитом на Сахалине 02.08.2019, «установлено, что до 15 процентов разрушительных цунами рождается не от землетрясений, а от подводных сходов лавин. Опасность таких цунами в том, что точки их старта находятся не на удалении, откуда волна может идти до берега в течение часа, а дойти до берега за несколько минут. Нынешние средства предупреждения в таких ситуациях не работают. Значит, необходимо изучение механизма зарождения этих цунами и создание средств раннего оповещения». Таким образом, А.М. Сергеев подчеркнул важность изучения ближнеполевых цунами, то есть цунами, источник которых находится на шельфовой зоне. В то же время, важнейшей задачей является изучение цунами, генерированных сильными и катастрофическими землетрясениями в районах сейсмических брешей.

Область исследования соответствует требованиям паспорта специальностей ВАК 1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы.

Цели диссертационной работы

Основной целью диссертации является исследование особенностей генерации и распространения волн цунами при катастрофических подводных землетрясениях и подводных оползневых процессах с очагами в ближнеполевой зоне. В соответствии с обозначенной целью поставлены следующие задачи диссертационного исследования:

1. Применение упругопластической модели склона для численного моделирования наката оползневых цунами в зависимости от исходной локализации оползня.

2 . Применение клавишной модели очага землетрясения для оценки возможных максимальных высот волн цунами побережий Южно-Каспийского региона и

оценки цунамиопасности участков черноморского побережья в районах терминалов российско-турецких подводных газопроводов.

3. Численное моделирование особенностей Невельского цунами (Сахалин) 2 августа 2007 г. на базе клавишной модели подводного сейсмического очага.

Задачи диссертационного исследования

1. Использовать базовую концепцию динамической клавишной модели цунамигенных землетрясений от ближнеполевых очагов и упругопластической модели подводных шельфовых оползней для расчета генерации цунами и оценок максимально возможных высот волн вдоль рассматриваемых побережий в Черном, Каспийском, Японском и Эгейском морях.

2. Исследовать особенности характера формирования наката на берег длинной поверхностной волны от подводного и частично надводного оползня, локализованного на различных участках шельфовой зоны. Сравнительная оценка максимально возможных высот волн цунами на побережьях при различных локализациях оползня.

3. Используя известные данные для исторических землетрясений, провести численное моделирование ряда исторических землетрясений и сделать прогноз максимальных высот волн возможных цунами для южных участков Каспийского моря, используя данные по историческим землетрясениям, со сходной локализацией очага землетрясения.

4. С помощью численного моделирования генерации и распространения волн цунами от возможных сильных землетрясений (с магнитудой М = 7, М > 7) в районах входа и выхода подводных газопроводов Россия-Турция, оценить цунамиопасность рассматриваемых участков черноморского побережья.

5. Используя динамическую многоблочную модель землетрясения, исследовать волновые характеристики цунами (время дохода до российских побережий, максимально возможные высоты волн на побережье) при Невельском землетрясении в Японском море 02 августа 2007г.

Научная новизна результатов работы

Научная новизна диссертационной работы определяется полученными оригинальными результатами исследований:

1. Показано, что при различной локализации подводного и частично надводного оползня, возможные высоты волн, генерируемые движением этого оползня вниз по склону, при накате их на побережье принципиально различны, как по величине, так и по характеру наката. Более детально, при частично надводном положении оползня, урез смещается в сторону суши. Наоборот, при частично подводном залегании оползня, урез смещается в сторону акватории. В случае промежуточной локализации оползня, движение уреза носит колебательный характер. При смене локализации оползня от точки уреза до глубины 200 м, высота заплеска уменьшается в 3 раза. Наилучшее совпадение с данными мареографов достигается при глубине 50 м.

2. Впервые разработана методика построения формирующейся в процессе оползания эффективной поверхности наката на склоне, на которую происходит накат длинных волн, вызванных послойным соскальзыванием верхней части упругопластического осадочного слоя на подводном склоне. Получено, что для склонов с относительно сыпучим грунтом (максимальный угол трения 320) угол наклона эффективной поверхности при локализации оползневого частично на сухом берегу изменяется от уменьшения в ходе оползания на 30% (урез - в верхней части оползня), до увеличения на 25% (урез - в нижней части оползня). При урезе в середине оползня наблюдается переход от сублинейного к суперлинейному характеру эффективной поверхности наката цунами в процессе оползания.

3. Дан прогноз максимальных высот волн цунами в южной части Каспийского моря, при возможных повторениях землетрясений, близких к историческим, как по магнитуде, так и по локализации их очагов в ближнеполевой зоне. Получено, что от гипотетических землетрясений с источниками в исторических локализациях высоты относительно невелики, менее 2 м. При локализации сейсмического источника в районе Среднего Каспия (1986 г.) обнаружен резкий спад в распределении максимальных высот от 1,8 м до полуметра вблизи Туркменбашы.

4. Проведена оценка цунамиопасности черноморского побережья в районах выхода на шельф нового газопровода Россия-Турция «Турецкий поток» и газопровода «Голубой поток». Получено, что для гипотетических подводных сейсмических очагов, приуроченных к возможным зонам разломов и структур, ориентированных к берегу, высоты волн на российском и турецком побережьях для магнитуды землетрясения 7.0, не превышают 2 м. Увеличение значения магнитуды до 7.3 приводит к росту высоты заплеска почти в 1.5 раза, в зависимости от сценария.

5. Показано, что используемая модель сейсмического очага Невельского цунами 2007 года в Японском море, при учете натурных и косейсмических данных, дала близкие значения величин заплесков к данным наблюдений ~ 30 %. Наибольшие высоты заплесков раcположены в интервале от 46,70 до 470 с.ш. Максимальные высоты, доходящие до 1.8 м перемежаются областями высот 0.3-0.5м. Косейсмические данные для такого исследования использованы впервые.

Положения, выносимые на защиту

1. Метод исследования особенностей характера формирования наката на берег длинной волны от подводного и частично надводного оползня, рассчитанного в рамках упругопластической модели оползневого тела.

2. Методика построения формирующейся в процессе оползания эффективной поверхности, на которую происходит накат длинной волны, вызванной послойным соскальзыванием верхней части упругопластического осадочного слоя на подводном склоне.

3. Оценка характеристик волновых полей цунами в прибрежных зонах Черноморско-Южно-Каспийского региона в зависимости от локализации подводного сейсмического очага, выполненная на базе клавишной модели очага землетрясения.

4. Оценка влияния косейсмических данных при Невельском землетрясении 2007 г. на характеристики генерированного им цунами, в рамках клавишной модели очага подводного землетрясения

Теоретическая значимость результатов диссертационной работы

Теоретическая значимость состоит в развитии и применении моделей генерации очага цунами сложными кинематическим и динамическим, в том числе, оползневыми источниками, расположенными в ближнеполевой зоне и наиболее существенно влияющими на процесс распространения волн цунами до берега и на характеристики на берегу.

Практическая значимость результатов диссертационной работы

Использование методик расчета генерации цунами, базирующихся на геодинамической клавишной модели очага подводного землетрясения и на динамической упругопластической модели схода оползневого тела по подводному склону дает возможность отследить процесс формирования, как очага цунами, так и зарождение волновых полей в непосредственной близости от очага землетрясения, и их дальнейшее распространение по расчетной акватории, и, что наиболее важно, взаимодействие волновых полей непосредственно с шельфовой и береговой зонами. Важный практический результат - это определение опасности возникновения локальных цунами, особенно в районах выходов трубопроводов на сушу до терминалов. Результаты данной работы могут быть также использованы при эксплуатации российско-турецких подводных газопроводов в Черноморском бассейне.

Достоверность результатов Достоверность полученных результатов обоснована корректностью постановок задач математической физики и механики сплошных сред, использованием известных подходов к численному моделированию гидродинамических процессов и сравнением результатов численного моделирования c наблюдательными данными и результатами других авторов.

Апробация работы Международная конференция «10th Annual Int. Conf. on Math.: Teach., Theory & Appl., 2016, Athens, Greece»; международная научно-техническая конференция «Информационные системы и технологии» (Нижний Новгород,

Россия, 2016); Международная конференция « CODATA 2017 Global Challenges and Data Drive Science, Saint-Petersburg, Russia, 2017».

Результаты диссертации докладывались на семинарах Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева.

Автор диссертации в составе группы принимал активное участие в работе по грантам:

1. РФФИ № 08-05-01027-а (Трехмерное моделирование напряженно-деформированного состояния литосферы Черноморско-Каспийского региона и анализ сейсмоцунами и оползневой опасности).

2. РФФИ № 12-05-00808-a (Новый подход к анализу сильнейших землетрясений предельной магнитуды в зонах субдукции и вызванных ими катастрофических цунами на примере катастроф 21 века). Публикации

По теме диссертации было опубликовано 12 научных работ, куда входят 6 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, 1 статья в других рецензируемых журналах и 5 тезисов докладов на международных и всероссийских конференциях. Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Lobkovsky, L., Mazova, R., Remizov, I. et al. Local tsunami run-up depending on initial localization of the landslide body at submarine slope. Landslides V.18, pp. 897-907 (2021). https://doi.org/10.1007/s10346-020-01489-1

2.Ремизов И.В. Разрушительное землетрясение и цунами в Индонезии 28 сентября 2018 г. // Экологические системы и приборы, № 12, стр.36-47,(2020).

3. R.Kh. Mazova, N.A. Baranova, I.V. Remizov, T.A Morozovskaia., V.I Melnikov, A.A.Rodin. Numerical modeling of the Nevelsk earthquake and tsunami of 2 August 2007// Journal Science of Tsunami Hazards, Vol. 38, No.1, pp. 14-29, (2019).

4. Mazova R.Kh., Remizov I.V,. Baranova N.A, Orlov Yu.F., Nikulin S.M., Andrianov A.V., Kuzin V.D. To the characteristics of the tsunami wave reflection from the beach // Journal of Science of Tsunami Hazards, Vol. 37, No. 4, pp. 185 - 192 (2018).

5. Лобковский Л.И, Мазова Р.Х, Ремизов И.В.. Оценка цунамиопасности Черноморского побережья в районах планируемого выхода на сушу газопроводов

Россия - Турция // Морской гидрофизический журнал. -№ 3, С.- 82-96.( 2017).

6. Lobkovsky L., Mazova R., Tyuntyaev S., Remizov I. Features and Problems with Historical Great Earthquakes and Tsunamis in the Mediterranean Sea // Journal of Science of Tsunami Hazards, Vol. 35, No. 3, pp. 167-188 (2016).

Статьи в других рецензируемых журналах:

7. Мазова Р.Х., Колчина Е.А., Овчинникова Е.А., Ремизов И.В. Оценка цунамиопасности черноморского побережья в районах планируемых вариантов прокладки нового газопровода Россия-Турция // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, 2015, № 3(110), С.34-50

Тезисы конференций:

8. Mazova R.Kh., Tyuntyaev S.M., Remizov I.V. Numerical Simulation of Tsunami Danger at Greece Coast From Potential Catastrophic Earthquakes in the Mediterranean Sea // 12th Annual International Conference on Mathematics: Teaching, Theory & Applications, 2-5 July 2018, Athens, Greece, p.45-46.

9. Lobkovsky L.I.,Mazova R.Kh., Remizov I.V. Estimation of tsunami danger of Black sea coast in regions of planned variants of trace of gas pipeline Russia-Turkey // Geophysical Research Abstracts Vol.20, EGU2017-4464, 2017, p.232.

10. Mazova R.Kh., Lobkovsky LI, Remizov IV, Tyntyaev SM. Numerical modeling of the strongest tsunamis caused by great earthquakes in subduction zones for the examples of 21st century catastrophes. // The CODATA 2017 Conference 'Global Challenges and Data Drive Science' Saint-Petersburg, 8-13 October 2017.

11. Mazova R.Kh., Tyuntyaev S.M., Remizov I.V. Numerical simulation of two historical tsunami in Mediterranean Sea // 10th Annual Int. Conf. on Math.: Teach., Theory & Appl., 27-30 June 2016, Athens, Greece, Abstr.Book, p.37.

12. С.М.Тюнтяев, И.М.Ремизов, Р.Х.Мазова Численное моделирование исторических землетрясений и цунами в Средиземном море // Тез.докл. XII Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии - ИСТ-2016», с.32.

Личный вклад автора

Всего по теме диссертации автором опубликовано 12 научных работ. Автор провел численное моделирование генерации и распространения волн цунами для

ряда акваторий для исторических и гипотетических очагов землетрясения, расположенных в ближнеполевой зоне рассматриваемых побережий. В совместных работах с д.ф.-м.н., профессором Р.Х. Мазовой, автору принадлежит выбор методов решений поставленной задачи. Во всех работах автор диссертации выполнял численные расчеты, а также принимал участие в обсуждении и интерпретации полученных результатов и сопоставлении с данными наблюдений. Численные расчеты динамики сейсмического очага для района Японского моря (Невельское землетрясение, 2007 г.), были выполнены при использовании данных, предоставленных д.ф.-м.н. В.М. Кайстренко (ИМГиГ ДВО РАН), Все работы по геодинамике очага землетрясения, проводились с применением методики формирования сильных землетрясений в зонах субдукции, разработанной акад. РАН д.ф.м-н. Л.И. Лобковским (ИО РАН). Расчеты по генерации волны цунами от оползневого очага проводились с использованием данных, полученных от д.ф.-м.н., проф. И.А. Гарагаша (ИФЗ РАН) в рамках упругопластической модели. оползневого тела.

Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из Введения, 4 глав, Заключения, списка литературы, состоящего из 167 наименований и Приложения. Общий объем диссертации 161 страница, включая 99 рисунков и 19 таблиц. Выражаю благодарность моему научному руководителю д.ф.-м.н., профессору Р.Х. Мазовой за руководство работой и помощь в преодолении организационных трудностей при подготовке данной диссертации, за очень конструктивное взаимодействие по проблеме цунами, советы и помощь при постановке задачи и интерпретации полученных решений.

Краткое содержание работы Во Введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цели, научная новизна и основные положения, выносимые на защиту, практическая значимость результатов работы, апробация, список публикаций автора по теме диссертации.

В главе 1 представлена общая постановка задачи численного моделирования генерации длинной волны клавишным сейсмическим источником и генерации длинной волны движением подводного и частично надводного оползня, рассчитанного в рамках упругопластической модели. В §1.1 и §1.2 рассмотрены общая и математическая постановки задачи. В §1.3 дано краткое описание численной схемы, используемой для генерации очага цунами и распространения волны по расчетной акватории, и ее наката на берег. В §1.4 приведены результаты решения модельной задачи по расчету наката волн цунами от произвольного импульса, генерируемого динамическим подводным источником в одномерной и двумерной постановке (см., также, Приложение 1). Здесь же приводится пример наката волны цунами, генерируемой модельным подводным оползневым источником, расположенным вблизи уреза воды. В §1.5 представлены выводы по результатам первой главы.

Глава 2 посвящена исследованию характера наката длинной волны на береговой склон от подводного и частично надводного оползня различной локализации, рассчитанного в рамках упругопластической модели. В главе исследуются особенности формирования волны от оползня при накате ее на берег, локализованного на различных участках шельфовой зоны. Проводится сравнительная оценка максимально возможных высот волн на побережьях при различных локализациях оползня. В §2.1 дается введение в рассматриваемую проблему. В §2.2 приведено описание типичных моделей движения подводных оползневых масс, применяемых для генерации цунами. В §2.3 приводится краткое описание схемы движения подводного оползня в рамках упругопластической модели и схема расчета генерации и распространения цунами. В §2.4 приведена геоморфология южного подводного склона в западной части Коринфского залива, Греция. В §2.5 приведена постановка задачи для численного моделирования генерации и наката оползневых цунами в Коринфском заливе (Греция) для упругопластической модели подводного склона. В §2.6 приведены результаты численного моделирования генерации, распространения и наката волны на берег при локализации оползня на подводном

склоне. Рассмотрен случай движения оползня, сползающего от уреза воды (Сценарий 1). Рассмотрены случаи с начальным положением оползня на глубине 50 м. (Сценарий 2) (см. Приложение 2) и с начальным положением оползня на глубине 200 м (Сценарий 3). Проведено сравнение полученных результатов для данных Сценариев и сопоставление с наблюдательными данными. В §2.7 проведен анализ характера наката оползневых цунами для модельных подводных склонов в рамках упругопластической модели. Введено понятие эффективной поверхности наката. В разделе 2.7.1 проведен сравнительный анализ наката оползневых цунами, когда верхняя часть оползня локализована от уреза воды, для двух значений максимального угла трения: ф8 = 200 (Случай 1) и ф8 = 320 (Случай

2). В разделе 2.7.2 рассмотрен накат оползневых цунами для трех Геометрий: точка уреза выше середины оползня (Геометрия 1); точка уреза в середине оползня (Геометрия 2) и накат цунами, вызванного оползнем, локализованным в основном на сухом берегу (Геометрия 3). В разделе 2.7.3 рассматривается накат цунами, вызванного оползнем, изначально локализованным глубоко на подводном склоне (Сценарий 1; Сценарий 2 (см. Приложение 2)); В разделе 2.7.4 представлено описание процедуры построения формирующейся в процессе оползания эффективной поверхности, на которую происходит накат цунами, вызванного послойным соскальзыванием верхней части упругопластического осадочного слоя на подводном склоне. В §2.8 рассмотрена динамика подвижного уреза в зависимости от начального положения оползня в рамках упругопластической модели подводного склона. В разделе 2.8.1 проанализировано влияние величины максимального угла трения на динамику подвижного уреза. В разделе 2.8.2 исследовано влияние глубины залегания подводного оползня на динамику подвижного уреза. В разделе 2.8.3 анализируется влияние глубины бассейна на динамику подвижного уреза при частичной локализации подводного оползня на суше. В §2.9 представлены выводы по результатам второй главы.

В главе 3 проведено численное моделирование исторических землетрясений в Черноморско-Южно-Каспийском бассейне и дана оценка цунамиопасности

рассматриваемых акваторий. В §3.1 приведено обоснование важности рассматриваемой задачи на базе оценок сейсмичности и цунамиопасности Каспийского побережья, приведенных в ряде работ других авторов. В разделе 3.1.1 кратко рассматривается структура рельефа и глубинных разломов Каспийского региона, приводятся описания исторических землетрясений и цунами, которые выбраны для проведения оценки возможных максимальных высот заплеска на побережьях южного Каспия. В разделах 3.1.2-3.1.3. приведены основные положения численного моделирования, позволяющие связать волну цунами непосредственно с порождающим ее источником, учитывая характеристики смещений и скорости для каждой точки изменяющегося дна бассейна. Оцениваются возможные размеры очагов землетрясений и возможное смещение воды над очагом землетрясения по известным формулам Вэлса и Ииды. Приведены базовые положения для численного моделирования шести исторических землетрясений: 957 г., 1895 г., 1980 г., 1986 г., 1989г, 2000 г. Приведено положение каждого очага на батиметрической и географической картах определенного участка Каспийского моря. Рассматриваются 6 сценариев исторических землетрясений. Приведена таблица движения блоков-клавиш для очага каждого землетрясения. В разделе 3.1.4 приведены результаты численного моделирования по данным сценариям. (Сценарии 3,4,6 приведены в Приложении 3.1). Для каждого сценария изучена генерация волны цунами сейсмическим источником, распространение волн по расчетной акватории, получены одномерные и двумерные гистограммы распределения максимальных высот волн вдоль рассматриваемого побережья. В разделе 3.1.5 приведены оценки возможных максимальных волн цунами при возможных подобных сильных и катастрофических землетрясениях. Проведено сравнение с результатами расчетов других авторов. В §3.2 приведено обоснование важности рассматриваемой проблемы на базе оценок сейсмичности и цунамиопасности черноморского побережья, приведенных в ряде работ других авторов. Особенно важным является безопасность, как прокладки, так и эксплуатации подводных газопроводов в районах выхода газопроводов Россия-Турция. В разделе 3.2.1 приводится постановка задачи для численного моделирования цунамиопасности побережья по 2 сценариям: газопровода «Турецкий поток», а также ранее

запланированного в 2015 г. газопровода «Новый Голубой поток-2». В разделе 3.2.2 приведены результаты численного моделирования возможного землетрясения и цунами в пунктах выхода на сушу газопроводов Россия-Турция. Здесь же проводится расчет по сценариям 1.1 и 2.1 (для сценария 1.2 см. Приложение 3.2) для газопровода «Турецкий поток», при локализации очага землетрясения к западу и востоку от газопровода. Описывается генерация очагов цунами для обоих сценариев, распространение волн цунами по акватории Черного моря, приводятся результаты численного моделирования возможного сильного землетрясения и цунами в пунктах выхода газопроводов в береговые зоны. В этом же параграфе рассматриваются сценарии расчета для очагов, локализованных к востоку и западу от (запланированного, 2015 г., рис.3.33) газопровода «Новый голубой поток-2» (сценарий 2.1; для сценария 2.2 см. Приложение 3.2). Описывается генерация очагов цунами для этих сценариев, распространение волн цунами по акватории Черного моря, приводятся результаты численного моделирования возможного сильного землетрясения и цунами в пунктах выхода газопроводов в береговые зоны. В разделе 3.2.3 проводится сравнение результатов расчетов для рассмотренных вариантов газопроводов для магнитуд землетрясения М=7 и М=7,3. В §3.3 приводятся выводы по полученным расчетам для Черноморского и Южно-Каспийского бассейнов.

В главе 4 применена блочно-клавишная модель расчета катастрофического цунами при Невельском землетрясении 2 августа 2007г (Сахалин) для акватории Японского моря. В §4.1 представлены данные по описанию события Невельского землетрясения и цунами 2 августа 2007 г. (Сахалин). В §4.2-4.3 приведены особенности Невельского цунами. Отмечены особенности характера цунами, связанного как с его ближнеполевой локализацией, так и обусловленность геологической структурой зоны локализации очага землетрясения. В параграфе приведена постановка задачи, отмечена аномальность распределения высот волн по побережью, при которой, максимальные высоты волн на берегу не убывают, а нередко, возрастают, с увеличением расстояния от эпицентра землетрясения. В §4.4 приведен анализ механизма Невельского цунами 2 августа 2007 г. Параграф

§4.5 посвящен выбору моделей сейсмического очага на базе данных по землетрясению, его афтершоков и смещений земной коры в очаге землетрясения. Сценарии отличаются последовательностью смещения блоков-клавиш в очаге землетрясения и высотой смещения каждой клавиши. В §4.6 приведены результаты численного моделирования Невельского землетрясения и цунами 2 августа 2007 г. и выбор сценариев для сейсмического очага. В разделе 4.6.1 представлены результаты расчета для Сценария 1 и Сценария 2 (см., также, Приложение 4.1; 4.2). В разделе 4.6.2 проведено сравнение полученных результатов и натурных данных. Поскольку, в ряде пунктов расчетные данные существенно отличаются от натурных данных, сделаны выводы о необходимости рассмотрения дополнительных факторов, а именно, косейсмических данных, неучтенных в рассмотренных сценариях. В §4.7 проведен учет дополнительных характеристик процесса. (Сценарии 3,4). В разделе 4.7.1 сделан выбор оптимальных вариантов динамики сейсмического очага (Сценарий 3). Полученные двух- и трехмерные гистограммы распределения максимальных высот волн вдоль западного побережья о.Сахалин показали более близкое совпадение с натурными данными. В разделе 4.7.2 были, дополнительно к выбору вариантов динамики в сейсмическом очаге, использованы косейсмические данные (Сценарий 4), что позволило разбить движение блоков на два участка зон деформирования и рассматривать дальнейшее афтершоковое движение к югу и северу. Столь сложная реализация динамики сейсмического очага заметно изменила структуру волнового поля в источнике цунами и привела к оптимальной реализации процесса моделирования, что хорошо видно в §4.8, где проведено сравнение результатов расчета с данными наблюдений и результатами других авторов. В §4.9 приведены выводы по результатам данной главы. В Заключении, сформулированы основные результаты диссертационной работы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ремизов Илья Вячеславович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. АТЛАС максимальных заплесков волн цунами // под ред. С.Л. Соловьева.-Владивосток: ДВНИГМИ, МГИ АН УСССР, 1978. -. 61 с.

2. АТЛАС береговой зоны Сахалина // под ред. П.Ф. Бровко. - Владивосток: ДВГУ: ПримАГП, 2002. - 56 с.

3. БАЗЫКИНА А. Ю., В. В. Фомин Моделирование волн цунами в Азово-Черноморском регионе // Фундаментальная и прикладная гидрофизика 2019. Т.12, 21-31,

4. БАРАНОВА Н.А., Куркин А.А., Мазова Р.Х. Численное моделирование генерации и распространения волн цунами при катастрофических землетрясениях XXI века // Нижний Новгород: изд. НГТУ им. Р.Е.Алексеева, 2018. - 129 с.

5. БАСОВ Б.И., Кайстренко В.М., Левин Б.В., Поплавский А.А., Симонов К.В., Харламов А.А. Некоторые результаты физического моделирования процессов возбуждения и распространения цунами // в сб.: Генерация цунами и выход волн на берег, М.: Радио и связь, 1984, С.68-72.

6. БЕЙЗЕЛЬ С.А., Гусяков В.К., Чубаров Л.Б., Шокин Ю.И. Численное моделирование воздействия удалённых цунами на Дальневосточное побережье России // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50. № 5. С. 578-590.

7. ВАСИЛЕНКО Н.Ф., Прытков А.С. Косейсмические деформации земной поверхности в результате Невельского землетрясения 02 августа 2007 г. // Невельское землетрясение и цунами 2 августа 2007 года, о. Сахалин / ред.: Б.В. Левин и И.Н. Тихонов.- М.: «Янус-К», 2009.- С. 140-142.

8. ВАСИЛЕНКО Н.Ф., А.С. Прытков, Ч.У. Ким, Х. Такахаши. Косейсмические деформации земной поверхности на о. Сахалин в результате Невельского землетрясения 02.08.2007, MW = 6.2 // Тихоокеанская геология, 2009. - т. 28, № 5. - С. 16-21

9. ВОЛЬЦИНГЕР Н.Е., Клеванный К.А., Пелиновский Е.Н. Длинноволновая динамика прибрежной зоны // Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 273 с.

10. ГАРАГАШ И.А., Лобковский Л.И., Козырев О.Р., Мазова Р.Х. Генерация и накат волн цунами при сходе подводного оползня // Океанология. 2003. Т.43. № 2. С. 185 - 193

11. ГАРАГАШ И.А., Лобковский Л.И. Геомеханическая оценка оползневых процессов и их мониторинг на склонах Черного моря связи с реализацией проекта «Голубой поток» // VI Международная научно-техн.конф.

«Современные методы и средства океанологических исследований» Москва, Материалы конф., с.5-15, 2000г.

12. ГАРДЕР О.И., Поплавский А.А. Могут ли оползни приводить к цунами ? // Исследования цунами 5, 38 (1993) .

13. ГАТИНСКИЙ Ю.Г., Прохорова Т.В., Rundkvist D.V., Соловьев А.А Современные тектонические движения и землетрясения в северной части горнопромышленного региона. (Up-to-date tectonic movements and earthquakes in the Northern part of the Caspian mining region). Электронное Научное издание «Альманах Пространство и Время»,, 2018, Vol. 16, No. 1-2.

14. ГОРЯЧКИН Ю. Н., В. В. Фомин Волновой режим и литодинамика в районе аккумулятивных берегов Западного Крыма // Морской гидрофизический журнал 2020. Т.6, 451-466 .

15. ГРИГОРАШ З.К., Корнева Л.А. Мареографические данные о цунами в Черном море при Турецком землетрясении в декабре 1939г. // Океанология. 1972. Т.12. Вып.3. С. 417-422.

16. ГОЛИМСКИЙ Г.Л. Кондорская Н.В, Захарова А.И. и др. Каспийское землетрясение 6марта 1986 г. М.: Наука, 1989. С. 58 - 77.

17. ГОЛИМСКИЙ Г.Л., Мурадов Ч.М., Петрова Н.В. и др. Каспийское землетрясение 16 сентября 1989 г. // Землетрясения в СССР в 1989 г. М.: Наука, 1993. С. 44 - 61

18. ГУСЯКОВ И.К., Чубаров Л., Бейзель С.А. Оценка цунамиопасности побережья Охотского моря от региональных и удаленных источников // 2015 Вулканология и сейсмология № 4, с.:59-72. DOI: 10.7868/S0203030615040045.

19. ДИДЕНКУЛОВА И.И., Пелиновский Е.Н., Родин А.А. Накат длинных волн на плоский и "безотражательный" откосы // Изв. РАН. МЖГ. 2018. № 3. С. 71-77.

20. ДОБРОХОТОВ С.Ю., Клименко М.В., Носиков И., Толченников А.А. Вариационный метод расчета лучевых траекторий и фронтов волн цунами, порожденных локализованным источником // 2020. ЖВМиМФ т.60, № 8: с.1439-1448. DOI: 10.31857/S0044466920080074.

21. ДОБРОХОТОВ С.Ю., Назайкинский В.Е. Характеристики с особенностями и граничные значения асимптотического решения задачи Коши для вырождающегося волнового уравнения // 2016 Матем. заметки, т.100, № 5, с.710-731.

22. ДОЦЕНКО С.Ф., Коновалов А.В. Цунами 1927 г. в Черном море: данные наблюдений, численное моделирование // Морской гидрофизический журнал № 6. С. 3-16. 1995.

23. ДОЦЕНКО С.Ф., Кузин И.П., Левин Б.В., Соловьева О.Н. Цунами в Каспийском море: сейсмические источники и особенности распространения // Океанология, 2000, том 40, №4, стр. 509-518.

24. ДОЦЕНКО С.Ф., И.П. Кузин, Левин В.В., О.Н. Соловьева. Цунами в Каспийском море: численное моделирование распространения из зон сейсмической генерации (General characteristics of the tsunami in the Caspian Sea). Морск. гидрофиз. журнал, 2001, No. 6, pp. 3-13.

25. ДОЦЕНКО С.Ф., И.П. Кузин, Левин В.В., О.Н. Соловьева. Возможные проявления цунами от сейсмических источников в Каспийском море. Физика Земли 2003, No. 4, pp. 49-55.

26. ДОЦЕНКО С.Ф. Излучение длинных волн из сейсмоактивных зон Черного моря // Морской гидрофизический журнал № 5. С. 3-9. 1995.

27. ДОЦЕНКО С.Ф. Связь интенсивности цунами в Черном море с магнитудой подводного землетрясения // Морской гидрофизический журнал № 5. С.12-22. 1999/

28. ДОЦЕНКО С.Ф. Оценки параметров волн цунами вдоль южного побережья Крымского полуострова // Морской гидрофизический журнал № 3. С.3-10. 2005.

29. ДОЦЕНКО С.Ф. Оценки распространения цунами в северо-западной части Черного моря // Морской гидрофизический журнал № 6. С. 46 - 53. 2005.

30. ДОЦЕНКО С.Ф. Особенности распространения цунами в северо-западной части Черного моря // Мор.гидрофиз.журн.,2005,№ 6, стр.46-53

31. ДОЦЕНКО С.Ф., Ингеров А.В. Характеристики черноморских цунами по данным измерений // Морской гидрофизический журнал № 1. С. 22-31. 2007.

32. ДОЦЕНКО С.Ф. Оценки параметров волн цунами вдоль южного побережья Крымского полуострова // Мор.гидрофиз.журн., 2005, №3,С. 3-10.

33. ДОЦЕНКО С.Ф. Черноморские цунами // Изв.РАН. Физика атмосферы и океана. Т.30. С.513-519. 1994.

34. ДОЦЕНКО С.Ф., Сергеевский Б.Ю., Черкесов Л.В. Генерация пространственных волн цунами подвижками дна конечной продолжительности // Исследования цунами № 2, М.: Наука, 1987, С.27-34.

35. ДОЦЕНКО С.Ф., Сергеевский Б.Ю. Дисперсионные эффекты при генерации и распространении направленной волны цунами // Исследования цунами № 5, М.: МГФК РАН. 1993, С.21-32.

36. ДОЦЕНКО С.Ф. Черноморские цунами // Физика атмосферы и океана, 1994, т.30, №4, 513-51

37. ДОЦЕНКО С.Ф., Соловьев С.Л. О роли остаточных смещений дна океана в генерации цунами подводными землетрясениями // Океанология Т.35, № 1, С.25-31, 1995.

38. ДОЦЕНКО С.Ф., Коновалов А.В. Цунами 1927 г. в Черном море: данные наблюдений, численное моделирование // Морской гидрофизический журнал № 6. С. 3-16. 1995.

39. ДОЦЕНКО С.Ф., Коновалов А.В. Численное моделирование распространения волн цунами в открытой части Черного моря // Морской гидрофизический журн. №. 1. С. 67-80. 1995.

40. ДОЦЕНКО С.Ф. Излучение длинных волн из сейсмоактивных зон Черного моря // Морской гидрофизический журнал № 5. С. 3-9. 1995.

41. ДОЦЕНКО С., Кузин И., Левин Б., Соловьева О. Цунами в Каспийском море: сейсмические источники и особенности распространения.// Океанология" том 40, № 4, 2000, стр. 509—518.

42. ЗАЙЦЕВ А.И., Куркин А.А., Полухина О.Е.,Самарина Н.М., Ялчинер А.С.

Численное моделирование возможных оползневых цунами в Черном море // Изв.АИН РФ, ПММ Т. 4.С. 150-154. 2003.

43. ЗАЙЦЕВ А.И, Ковалев Д.П., Куркин А.А. и др. Невельское цунами 2 августа 2007 года: инструментальные данные и численное моделирование./'/Доклады Академии Наук, 2008, том 421, №2, с.249-252.

44. ЗАЙЦЕВ А.И., Костенко И.С., Куркин А.А., Пелиновский Е.Н. Цунами на острове Сахалин наблюдения и численное моделирование // изд. НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - Нижний Новгород, 2016. - 122 с.

45.ЗОЛОТУХИН Д.Е., Храмушин В.Н. Численное моделирование распространения цунами от очага Невельского землетрясения , в кн.: Невельское землетрясение и цунами 2 августа 2007 года, о. Сахалин / ред.: Б.В. Левин и И.Н. Тихонов.- М.: «Янус-К», 2009.□ С. 140-142.

46. ИВАНОВСКИЙ И.К. Красноводское землетрясение 27 июня 1895 г. // Известия РГО. 1899. Приложение 2. С. 35.

47. КАЗЬМИН В.Г., Лобковский Л.И., Пустовитенко Б.Г. Современная кинематика микроплит в Черноморско-Южно-Каспийском регионе // Океанология Т.44 № 5. С. 600-610. 2004.

48. КАЙСТРЕНКО В.М. и др. Проявления Невельского цунами 2 августа 2007 г. на побережье Татарского пролива, в кн.: Невельское землетрясение и цунами 2 августа 2007 года, о. Сахалин / ред.: Б.В. Левин и И.Н. Тихонов.- М.: «Янус-К», 2009. С. 136-140.

49. КАРРЫЕВ Б.С. Сейсмичность Копетдагского региона // (под ред. Г.И.Войтова), Ашхабад: Институт сейсмологии АН Туркменистана, 2009. 232 С.

50. КОВАЛЕВ П.Д., Шевченко Г.В., Ковалев Д.П., Чернов А.Г., Золотухин Д.Е. Регистрация Симуширского и Невельского цунами в порту города Холмск // Тихоокеанская геология. 2009. Т. 28, N0 5. С. 36-43.

51. КОВАЛЕВ Д.П., Долгих Г.И., Шевченко Г.В. Возбуждение низкочастотных микросейсм инфрагравитационными волнами на юго-восточном побережье о.Сахалин. // Доклады Академии наук. 2015. Т. 461. № 4. С. 451.

52. КОВАЛЕВ П.Д., Ковалев Д.П. Опасное морское волнение в местах возможного выхода на берег подводных трубопроводов и постановки нефтедобывающих платформ на шельфе // Научно-технический сборник Вести газовой науки. 2017. № 4 (32). С. 49-61.

53. КОВАЛЕВ Д.П., Ковалев П. Д., Хузеева М. Особенности проявления метеоцунами на мысах Курильских островов Уруп и Кунашир // Морской гидрофизический журнал 2020. том 36, 41-52 .

.54. КОЗЕЛКОВ А.С., Куркин А.А., Курулин В.В., Пелиновский Е.Н., Тятюшкина Е.С. Моделирование возмущений в озере Чебаркуль при падении метеорита в 2013 г. // Изв. РАН. МЖГ. 2015. № 6. С. 134-149.

55. КОЗЕЛКОВ А.С., Куркин А.А., Пелиновский Е.Н., Курулин В.В. Моделирование цунами космогенного происхождения в рамках уравнений Навье-Стокса с источниками различных типов // Изв. РАН. МЖГ. 2015. № 2. С. 142-150.

56. КОЛЧИНА Е.А. Численное моделирование волн цунами с учетом динамики подводного очага (на примере акватории Черного моря): дисс. ...канд.физ.-мат.наук (01.02.05 - механика жидкости, газа и плазмы) (Нижний Новгород, НГТУ, 2014 г.)

57. Костенко И. С., Зайцев А. И., Минаев Д. Д., Куркин А. А., Пелиновский Е. Н., Ошмарина О. Е. Монеронское цунами 1971 года и его проявления на побережье о-

ва Сахалин по результатам численного моделирования // Изв.РАН. ФАО, 2018, том 54, № 1, с. 3-12.

58. КУЛИКОВ E.A., Кузин И.П., Яковенко О.И. Цунами в центральной части Каспийского мор. //Океанология, 2014, Vol. 54, No. 4, pp. 473-473.

59. КУЛИКОВ Е.А., Медведева А.Ю., Файн И.В. Оценка опасности цунами в Каспийском море.// Океанологические исследования. 2019, Том 47, №5, с.74-88.

60. ЛЕВИН Б.В., Носов М.А. Физика цунами // М.: Янус-К, 2005.- 360 с.

61. ЛАНДАУ Л.Д., ЛИФШИЦ Е.М. Гидродинамика // М.: Наука, 1986. 736 с.

62. ЛЕВИН Б.В., Тихонов И.Н., Кайстренко В.М., Ким Ч.У., Сасорова Е.В. и др. Невельское землетрясение и цунами 2 августа 2007 года, о. Сахалин. //М.: Янус-К. 2009. 204 с.

63. ЛОБКОВСКИЙ Л.И. Геодинамика зон спрединга и субдукции и двухуровневая тектоника плит // М.: Наука, 1988. - 253 с.

64. ЛОБКОВСКИЙ Л.И., Баранов Б.В. Клавишная модель сильных землетрясений в островных дугах и активных континентальных окраинах // Доклады АН СССР, 1984. Т.275, №4, С. 843-847.

65. ЛОБКОВСКИЙ Л.И, Мазова Р.Х., Ремизов И.В. Оценка цунамиопасности Черноморского побережья в районах планируемого выхода на сушу газопроводов Россия - Турция // Морской гидрофизический журнал. - 2017.-№ 3, -С.- 82-96.

66. ЛОБКОВСКИЙ Л.И., Мазова Р.Х., Баранов Б.В., Катаева Л.Ю. Генерация и распространение цунами в Охотском море: возможные сценарии // Доклады РАН, 410, 528-532, 2006.

67. ЛОЙЦЯНСКИЙ Л.Г. Механика жидкости и газа // М.: Наука, 1987. - 640 с.

68. ЛОМТЕВ В.Л., Никифоров С.П., Ким Чун Ун. Тектонические аспекты коровой сейсмичности Сахалина // Вестник ДВО РАН.- 2007,- № 4.- С.64-71.

69. ЛОМТЕВ В.Л., Гуринов М.Г. Тектонические условия Невельского (02.08.2007, М~6.1) землетрясения // Тихоокеанская геология. - 2009. - Т.28, № 5. - С. 44-53. -ISSN 0207-4028.

70. МАЗОВА Р.Х. Цунами, порожденные подводными оползнями // Известия АИН, ПММ т.4, с. 117-125, 2003.

71. МАЗОВА Р.Х., Лобковский Л.И., Колчина Е.А. Максимальные высоты волн на Сочинском побережье при возможных сильных подводных землетрясениях // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) Т. 18. № 12. С. 16-21. 2009.

72. МАЗОВА Р.Х., Колчина Е.А., Овчинникова Е.А., Ремизов И.В. Оценка цунамиопасности черноморского побережья в районах планируемых вариантов прокладки нового газопровода Россия-Турция // Изв. АИН РФ, ПММ 3. С. 34-50. 2015.

73. МАЛИНОВСКИЙ Н.В. Явление цунами на Каспийском море // Известия АН Азербайджанской ССР. 1948. № 7. С. 14 - 16.

74. МАНИЛЮК Ю. В., Д. И. Лазоренко, В. В. Фомин Исследование сейшевых колебаний в смежных бухтах на примере Севастопольской и Карантинной бухт //Морской гидрофизический журнал 2020. Т.36. С.261-276. https://doi.org/10. 22449/0233-7584-2020-3-261-276

75. МАНИЛЮК Ю. В., Д. И. Лазоренко, В. В. Фомин Резонансные колебания в системе смежных бухт //_Морской гидрофизический журнал_2020. Т.35, 423-436.

76. МАРЧУК Ан. Г. Вычисление высоты цунами, распространяющейся над наклонным дном, в лучевом приближении // Сиб. журн. вычисл. математики. 2015. Т. 18, № 4. С. 377-388. DOI 10.15372/SJNM20150404

77. МАРЧУК Ан. Г. Волновая энергия цунами. - Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2020 Т.18, №4. C. 39-53. D0I:10.25205/1818-7900-2020-18-4-39-53.

78. .МАРЧУК А., Чубаров Л., Шокин Ю., Численное моделирование волн цунами // Новосибирск: Наука, 1983. 175 с.

79. МЕЛЬНИКОВ О.А. Структура и динамика Хоккайдо-Сахалинской складчатой области. М.: Наука, 1987. 95 с.

80. МУРТИ Т.С. Сейсмические морские волны цунами // Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 342 с.

81. НИКОНОВ А.А. Бывает ли цунами на Каспийском море? // Природа. 1996, № 1. С. 72 - 73.

82. НИКОНОВ А.А., Гусяков В.К., Флейфель Л.Д. Новый каталог цунами в Черном и Азовском морях в приложении к оценке цунамиопасности российского побережья // Геология и геофизика 59, 240-255 (2018).

83. НОСОВ М.А., Колесов C.B. Метод постановки начальных условий в задаче численного моделирования цунами // Вестник Московского университета, Серия 3. Физика. Астрономия. 2009. №2. С.96-99.

84. НОСОВ М.А., Колесов C.B., Остроухова A.B., Алексеев А.Б., Левин Б.В. Упругие колебания водного слоя в очаге цунами // ДАН. 2005. Т. 404. №2. С. 255258.

85. ОСТАПЕНКО В. В. Численное моделирование волновых течений, вызванных сходом берегового оползня // ПМТФ. 1999. Т. 40, № 4. С. 109-117.

86. ПЕЛИНОВСКИЙ Е.Н. Гидродинамика волн цунами // Н.Новгород: изд. ИПФ РАН, 1996 г. 276 с.

87. ПЕЛИНОВСКИЙ Е.Н. Предварительные оценки цунамиопасности Каспийского моря. Препринт № 480. (Previous tsunami hazard assessment of the Caspian Sea. Preprint № 480). Нижний Новгород, ИПФ РАН, 1999, 24 p.

88. СЕДОВ Л.И. Механика сплошной среды // М.: Наука, 1984. т.2. - 560 с.

89. СНиП 2.02.01-83.

90. СОЛОВЬЕВ С.Л., Го Ч.Н. Каталог цунами на западном побережье Тихого океана // М.: Наука. 1974. - 312.

91. СОЛОВЬЕВА О.Н., Доценко С.Ф., Кузин И.П., Яковенко О.И., Харламов А.А. Цунами в Каспийском море. Препринт №1. М.: ИО РАН, 1999. 24 С.

92. СОЛОВЬЕВА О.Н., Кузин И.П. Сейсмичность и цунами северо-восточной части Черного моря // Океанология Т.45. № 2. С. 826-833. 2005.

93. СОЛОВЬЕВА О.Н., Доценко С.Ф., И.П.Кузин, Левин Б.В. Цунами в Черном море: исторические события, сейсмические источники и закономерности распространения // Океанология Т. 44. № 3. С. 679-685. 2004.

94. ТИХОНОВ И.Н. Динамика сейсмического режима юга Сахалина // Проблемы сейсмической опасности Дальневосточного региона. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 1997. - С. 5-20.

95. УЛОМОВ В.И., Полякова Т.П., Медведева Н.С. Динамика сейсмичности бассейна Каспийского моря. (Dynamics of the seismicity of the Caspian Sea basin). Физика Земли, 1999, No. 12, pp. 76-82..

96. УЛОМОВ В.И. Трехмерная модель динамики литосферы, структуры сейсмичности и изменения уровня Каспийского моря. (Three-dimensional model of the dynamics of the lithosphere, the structure of seismicity and changes in the level of the Caspian Sea). Физика Земли, 2003, No. 5, pp. 5-17.

97. УЛОМОВ В.И. Явление потенциальных очагов и долгосрочного прогноза сильных землетрясений на Северном Кавказе (Identification of the potential sources

and long-term forecast of the strong earthquakes in the North Caucasus). Изменение окружающей среды и климата. Природные и связанные с ними техногенные катастрофы, 2008, Vol. 1, pp. 127-146.

98. ФЕДОТОВА З. И., Чубаров Л. Б., Шокин Ю. И. Моделирование поверхностных волн, порожденных оползнями // Вычисл. технологии. 2004. Т. 9, № 6. С. 89-96.

99. ФИЛИППОВ Ю.Г., Фомин В.В. 2018. Краткосрочный прогноз колебаний Азовского моря. Метеорология и гидрология. 4 62-67.

100. ФОМИЧЕВА Л.А., Рабинович А.Б., Демидов А.Н. Цунами в Черном море // Проект «Моря СССР». Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. IV. Черное море. Вып.1 Гидрометеорологические исследования. С.- Петербург: Гидрометеоиздат, 1991. С.352-354.

101. ХАКИМЗЯНОВ Г. С., Шокина Н. Ю. Численное моделирование поверхностных волн, возникающих при движении подводного оползня по неровному дну // Вычисл. технологии. 2010. Т. 15, № 1. С. 105-119.

102. ЧЕБАНЕНКО И.И, Гожик П.Ф., Евдощук Н.И., Клочко В.П. Схема глубинных разломов на участках Крымского и Кавказского побережий Черного моря // Геол. журн., № 1. С. 54-58. 2003.

103. ЧЕРНЫШЕВ А.Д. Об условиях схода снежных лавин и грунтовых оползней // Изв. РАН. МТТ. 2013. № 3. С. 135-143.

104. ШОКИН Ю.И., Чубаров Л.Б. О подходах к численному моделированию оползневого механизма генерации волн цунами // Вычислительные технологии Т.11, Ч.2, С.100-111, 2006.

105. ЩЕТНИКОВ Н.А. Цунами на побережье Сахалина и Курильских островов по мареографным данным 1952-1968 гг. // Владивосток: изд. ДВО АН СССР, 1990 г.-166 с.

106. ЭГЛИТ М.Э., Якубенко А.Е. Влияние захвата донного материала и неньютоновской реологии на динамику турбулентных склоновых потоков // Изв. РАН. МЖГ. 2016. № 3. С. 3-15.

107. BARDET J.-P., Synolakis C.E., Davies H.L., F. Imamura F., Okal E.A. Landslide Tsunamis: Recent Findings and Research Directions // Pure appl. geophys. 160 17931809 (2003) doi 10.1007/s00024-003-2406-0.

108. BALAKINA, L. M., & Moskvina, A. G. (2007). Seismogenic zones of the Transcaspian Region: characteristics of sources of the largest earthquakes II. The Krasnovodsk andKazandzhik earthquakes. Physics of the Solid Earth, 43, 378-403.

109. BOLSHAKOVA A.V., Nosov M.A. Parameters of tsunami source versus earthquake magnitude // Pure and Applied Geophysics, 2011, 168, P. 20232031, DOI 10.1007/s00024-011 -0285-3.

110. DE BLASIO F.V., Elverhoi A., Issler D., Harbitz C.B., Bryn P., Lien R. Flow models of natural debris flows originating from overconsolidated clay material // Marine Geol. 213, 439-455 (2004).

111. DIDENKULOVA I., Nikolkina I., Pelinovsky E., Zahibo N. Tsunami waves generated by submarine landslides of variable volume: analytical solutions for a basin of variable depth // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2010. V. 10, N 11. P. 2407-2419.

112. DOTSENKO S.F., Kuzin I.P., Levin B.V., Solovieva O.N. Tsunamis in the Caspian Sea: historical events, regional seismicity and numerical modeling. Proc. Int. Workshop "Local Tsunami Warning and Mitigation, Russia, 2002, pp. 23-31.

113. FINE I.V., Rabinovich A.B., Thomson R.E., Kulikov E.A. Numerical modeling of tsunami generation by submarine and subaerial landslides // in: Submarine Landslides and Tsunamis (Eds.: A.C. Yalciner, E.N. Pelinovsky, E. Okal, C.E. Synolakis), NATO Science Series, IV. Earth & Environmental Sciences, Kluwer Acad. Publ., V.21, P. 6988, 2003.

114. FINE I.V., Rabinovich A.B., Bornhold B.D., Thomson R.E., Kulikov E.A. The Grand Banks landslide-generated tsunami of November 18 1929: preliminary analysis and numerical modeling // Marine Geology .215, P.45-57, 2005.

115. FRITZ H. M.; Hager W. H.; Minor H.-E. Near field characteristics of landslide generated impulse waves // J. of Waterway Port Coastal and Ocean Engineering 130(6):287-302 (2004).

116. GARAGASH I.A., Chemenda A. Numerical modeling of submarine landsliding triggered by seismic and tectonic processes // in: Proc. of 2nd Taiwan-France Symposium on Natural Hazards Mitigation: Methods and Applications, Villfranche-sur-Mer (SE France), 2003.

117. GARAGASH I., Dubovskaya A. Numerical modeling of landsliding trigered by seismic and tectonic processes // Plinius Conf. Abstr., Vol. 10, PLINIUS10A00000, 2008 10th Plinius Conference on Mediterranean Storms © 2008.

118. GRILLI S.T., Nicolsky D., Roeber V., Zhang J. Performance Benchmarking Tsunami Models for NTHMP's Inundation Mapping Activities // Pure Appl. Geophys. (2014) DOI 10.1007/s00024-014-0891-y.

119. HEIDARZADE M., TakeoIshibe T. Sandanbata O. Muhari A, Wijanarto A.B.

Numerical modeling of the subaerial landslide source of the 22 December 2018 Anak Krakatoa volcanic tsunami, Indonesia // Ocean Eng. 195, 1 January 2020, 106733.

120. IMAMURA F., Imteaz M. A. Long waves in two-layers: governing equations and numerical model, Sci. of Tsunami Hazards.// Vol. 13, No. 1, pp. 3-24 (1995).

120. IWASAKI S.-I. The wave forms and directivity of a tsunami generated by an earthquake and landslide // Sci. Tsunami Hazards V.15, P.23-40, 1997.

121. IWASAKI S.-I., Furumoto A., Honza E. Can be a submarine landslide be considered as a tsunami source ? // Sci.of Tsunami Hazards V.14, P.89-100, 1996

122. JACKSON J., Priestley K., Allen M., Berberian M. Active tectonics of the south Caspian basin // Geophys.J.Int. 2002. 148, #2. P.214-245.

123. JIANG L., LeBlond P.H. Numerical modeling of an underwater Bingham plastic mudslide and the waves which it generates // J.Geophys.Res. 1993. V.98. No.C6. P.10.303-10.317.

124. JIANG L., LeBlond P.H. Three-dimensional modeling of tsunami generation due to a submarine mudslide // J.Phys.Oceanogr. 1994. V.24. No.3. P.559-572.

125. KADIROV F.A. Gadirov A.H. A gravity model of the deep structure of South Caspian basin along submeridional profile Alborz-Absheron Sill. Global Planet. Change, 2014, Vol. 114, pp. 66-74.

126. KAJIURA, K. The leading wave of a tsunami // Bull. Earthq. Res. Inst., 41, 545571, 1963.

127. KAMPHIUS J.W., Bowering R. J. Impulse waves generated by landslides // in Proc. of 12th Coastal Engineering Conf., ASCE, Reston, Va., 1, 575-588 (1970).

128 KOWALIK Z. Knight W., Logan T., Whitmore P. Numerical Modeling of the Global Tsunami: Indonesian Tsunami of 26 December 2004 // Sci. of Tsunami Hazards, V.23, No.1, P.40- 56, 2005.

129. KULIKOV E.A., Kuzin I.P., and Yakovenko O.I. Tsunamis in the central part of the Caspian Sea.// Okeanologiya, 2014, Vol. 54, No. 4, pp. 473-473.

130. LIU W., He S. A two-layer model for simulating landslide dam over mobile river beds // Landslides 13, 565-576 (2016)

131. LOBKOVSKY L.I., Mazova R.Kh., Garagash I.A., Kataeva L.Yu. Numerical simulation of generation of tsunami 7 February 1963 in Corinth Gulf, Greece // Russ. J. Earth. Sci. 8:ES5003, (2006) doi:10.2205/2006ES000210.2006

132. LOBKOVSKY L., Mazova R., Tyuntyaev S., Remizov I. Features and problems with historical great earthquakes and tsunamis in the Mediterranean sea // J. Science of Tsunami Hazards, Vol. 35, .No. 3, pp. 167-188 (2019).

133. LOBKOVSKY L., Mazova R., Remizov I., Baranova N. Local tsunami runup depending on initial localization of the landslide body at submarine slope // Landslides (2020) DOI 10.1007/s10346-020-01489-1.

134. MA G., Kirby J.T., Shi F. Numerical simulation of tsunami waves generated by deformable submarine landslides // Ocean Modelling. 69, 146-165 (2013).

135 MARCHUK An.G. Numerical modeling of the resonant tsunami generation by the submarine landslide // Bull. Nov. Comp. Center , Math. Model. in Geoph., 12 45-54 (2008),

136. MAZOVA R.Kh., Pelinovsky E.N. The increasing of tsunami run-up height with negative leading wave// In Abstr.Book of Int. Work-shop on Long-Wave Run-up, Catalina Isl., California, USA, August 1990, p.1

137. MAZOVA R.Kh., S.L Soloviev. On influence of sign of leading tsunami wave on runup height on the coast // Sci.Tsunami Hazards v.12, p.25-31, 1994.

138. MAZOVA R.E., Tresvyatskaya E.A. Numerical Simulation of Long Water Wave Generation by Dynamic Seismic Source and Their Propagation for Black Sea Basin.// Russ. J. Earth Sci. V.8, ES5001, doi:10.2205/2006ES000208 http://dx.doi.org/10.2205/ 2006ES000214 (2006).

139. MAZOVAR.Kh., KiselmanB.A., Kolchina E.A. Numerical simulation of tsunami wave height distribution for Turkish Black Sea coast in nonlinear dynamic keyboard model of underwater seismic source // J. Computational and Applied Mathematics 259, 887-896, (2014) https://doi.org/10.1016lj.cam.2013.08.034

140. MAZOVA R.Kh., Baranova N.A., Remizov I.E., Morozovskaia T.A. Melnikov V., Rodin A.A. Numerical modeling of the Nevel'sk earthquake and tsunami of 2 august 2007 // J. Science of Tsunami Hazards, Vol. 38, .No. 1, pp. 14-29 (2019).

141. MULDER T., Alexander T. The physical character of subaqueous sedimentary density flows and their deposits // Sedimentology: 48, 269-29 (2001).

142. NODA E. Water waves generated by landslides // J. Water-W. Harbors Coastal Eng. Div. ASCE, 96 (4), pp. 835-855 (1970).

143. NOSOV M.A., Kolesov S.V., Denisova (Bolshakova) A.V. Contribution of nonlinearity in tsunami generated by submarine earthquake // Advances in Geosciences, 2008, 14, P. 141-146.

144. PAPADOPOULOS G.A. Tsunami Hazard in the Eastern Mediterranean: strong earthquakes and tsunamis in the Corinth Gulf, Central Greece // Natural Hazards, 29, 437-464, 2003.

145. PAPADOPOULOS G.A., Lobkovsky L.I., Mazova R.Kh., Garagash I.A. et al.

Numerical Modeling of Sediment Mass Sliding and Tsunami Generation: the Case of 7 February 1963, in Corinth Gulf, Greece // Marine Geod. 30, 335-344 (2007).

146. PAPADOPOULOS G.A., Diakogianni, G., Ranguelov B., Fokaefs A. Tsunami hazard in the Black Sea and the Azov Sea: A new tsunami catalogue // Nat.Hazards 2011, 11, 945-963.

147. PELINOVSKY E.N. & MAZOVA R.Kh. Exact analytical solutions of nonlinear problems of tsunami wave run-up on slopes with different profiles // Natural Hazards V.6, 227-249 (1992).

148 PERIANEZ R. and Cortés C. A modelling study on tsunami propagation in the Caspian Sea. //Pure Appl. Geophys., 2018, https://doi.org/10.1007/s00024-018-2057-9.

149. RITZ J.-F., Nazari H., Ghassemi A., Salamati R., Shafei A., Solaymani S., Vernant P. Active transtension inside central Alborz: A new insight into northern Iransouthern Caspian geodynamics.//Geology vol.34, 477-480 (2006). https://doi.org/ 10.1130/G22319.1

150. SALAREE A., Okal E.A. Field survey and modelling of the Caspian Sea tsunami of 1990 June 20.// Geophys. J. Int., 2015, Vol. 201, No. 2, pp. 621-639.

151 SAROGLOU C., Kallimogiannis V., Bar N., Manousakis G., Zekkos D. Analysis of slope instabilities in the Corinth Canal using UAV-enabled mapping // in Proc. of 2nd Int. Conf. on Natural Hazards & Infrastructure, 23-26 June,2019, Chania, Greece

152. SAVAGE S.B., Hutter K. The motion of a finite mass down a rough incline // J. Fluid. Mech. 199, 177-215 (1989) (10.1017/S0022112089000340)].

153. SCHIERMAIER Q. Huge landslide triggered rare Greenland mega-tsunami // Nature doi:10.1038/nature.2017.22374

154. SIELECKI A, Wurtele M, The numerical integration of the nonlinear shallow water equations with sloping boundaries // J Comp Phys 6, 219-236 (1970).

155. ULOMOV V.I., Mokhtari M., Polyakova T.P., Medvedeva N.S. Geodynamic origin of variations of seismic regime of Caspian area and level of Caspian Sea //

Abstracts of 4-th International Conference on Seismology and Earthquake Engineering, SEE4. 12-14 May, 2003. Tehran, Islamic Republic of Iran. Paper No: 119. p.33.

156. VANNESTE M. et al. (2011) Submarine landslides and their consequences: What do we know, what can we do? // in: Proc of the Second World Landslide Forum 3-7 October 2011, Rome, pp.1-11.

157. WELLS D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement // Bull. Seism. Soc. Amer. 1994. Vol. 84. P. 974-1002.

158. WIDIYANTO W., Santoso P.B., Hsiao S.-C., Imananta R.T. Post-event field survey of 28 September 2018 Sulawesi earthquake and tsunami // 2019 Natural Hazards 19, 2781-2794; doi.org/10.5194/nhess-19-2781-2019.

159. WIEGEL RL. Laboratory studies of gravity waves generated by the movement of a submerged body // Trans. Am. Geophys. Union 36, 759-774 (1955) (10.1029/TR036 005p00759).

160. YOLSAL-QEVIKBILEN S., T.Taymaz. Earthquake source parameters along the Hellenic subduction zone and numerical simulations of historical tsunamis in the Eastern Mediterranean // Tectonophys. V.536-537, 61 (2012).

161. ZAITSEV A., Kostenko I., Kurkin A., Pelinovsky E., Pararas-Carayannis G. Manifestation of the 1963 URUP tsunami on Sakhalin: observations and modeling // Sci.Tsunami Haz. 36, 3, 2017

162. ZAKERI A., Hoeg K., Nadim F. Submarine debris flow impact on pipelines — Part II: Numerical analysis // Coastal Engineering 56(1):1-10; (3):565-576 (2009).

163. Единая геофизическая служба РАН [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.gsras.ru/cgi-bin/new/info quake.pl

164. Каспийское море [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Каспийское море

165. Алтае-Саянский филиал геофизической службы СО РАН [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.globalcmt.org

166. Сайт Геофизической службы США (USGS) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https ://earthquake.us gs. gov/ earthquake/eqinthenews/significant

167. Электронная батиметрия Gebco Digital Atlas [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.gebco.net

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

О 5

Рис.П1.1.3 Двумерный накат волны на берег в модельной постановке, когда источник задан рядом с линией уреза.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Результаты расчета для подводного оползня (Сценарий 2)

Начальное положение оползня на глубине 50 м (сценарий 2). Результаты численного моделирования генерации и распространения волн для сценария 2 представлены на рис.2.17-2.20. На вставке рис.2.17 показана параллельная картина динамики схода оползня на подводном склоне и вызванная им генерация волны цунами. Хорошо видно формирование очага цунами = 10 ^ и характер распространения волновых фронтов. Хотя, как и в случае сценария 1 генерируется диполярная волна, однако, дальнейшая ее эволюция несколько отлична (ср. рис.2.18). Более детальная картина наката волны цунами на оползневой склон для сценария 2 представлена на вставке рис.2.18. Подход к берегу волны понижения здесь заметно запаздывает по сравнению со сценарием 1 за счет сдвига очага цунами в сторону противоположного берега (см., сценарий 1, рис.2.14). Кроме того, как следует из рисунка, накат в этом случае происходит практически на одну и ту же поверхность склона, в отличие от сценария 1.

300

200

100

о -100 -200 -300

0 2000 4000 6000 6000 10000 12000 14000

Рис. П2. 2.17. Схема поперечного сечения Коринфского залива в месте схода оползня и цунами 6 февраля 1963 г. (красная линия на вставке в левом нижнем углу). На вставке -моментальные снимки схода оползня и наката волны цунами на берег исходной локализации оползня в течение первых 40 с (Сценарий 2).

Сценарии 2

Е 1гЛ И Щ

ХМ л 10

1 - Л 1

х 5гт-| * 10

!>Ю1

ХШкН*

^ 1*4

2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

Рис. П2.2.18. Схема поперечного сечения Коринфского залива в месте схода оползня и цунами 6 февраля 1963 г. (красная линия на вставке в левом нижнем углу). На вставке -моментальные снимки наката волны цунами на южный, оползневой склон (указано стрелкой) в течение первых 60 с (Сценарий 2).

Сценарий 2

I И№1

■ «и

< м ■ 10

I .16] :

1-17?,

* |пй и 10

I-1Н*

к гП| *10

2000 4000 6000 6000 10000 12000 14000

Рис. П2. 2.19. Схема поперечного сечения Коринфского залива в месте схода оползня и цунами 6 февраля 1963 г. (красная линия на вставке в левом нижнем углу). На вставке -моментальные снимки наката волны цунами на северный, континентальный склон залива (указан стрелкой) (Сценарий 2).

Картина наката цунами на северный, континентальный склон залива представлена на вставке рис.2.19. Высота заплеска при сценарии 2 достигает 13 м, за ним следует откат до 15 м и затем идет уже второй накат с несколько меньшей высотой.

Рис. П2.2.20. Моментальные снимки наката волны цунами, вызванной оползнем, на северный, континентальный склон залива (а) и на южный, оползневой склон (б) (Сценарий 2). На вставке - схема поперечного сечения Коринфского залива в месте схода оползня и цунами 6 февраля 1963 г. (красная линия на вставке).

Сравнение характера наката волны цунами от оползня для сценария 2 на противоположные берега залива проведено на рис.2.20. Как видно из рисунка, при накате волны на оба берега в этом случае, в отличие от сценария 1, поверхность склона остается практически неизменной.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.1

1.1 Моделирование исторического землетрясения и цунами 1980 г. (Сценарий 3)

Результаты численного моделирования генерации и распространения волн цунами для сейсмического очага 3 (рис.3.9, табл. 3.2) представлены на рис. П3. 3.19-3.21. На рис.3.19 хорошо видна как генерация очага цунами ^ = 5 мин),

Рис. П3. 3.19. Моментальные снимки генерации и распространения волны цунами в течение четырех с половиной часов (Сценарий 3, М = 6.2).

так и характер распространения волновых фронтов - менее чем через полчаса

волна атакует западное побережье Каспия в районе г.Астара и в течение часа охватывает его. Через час восточный волновой фронт доходит до побережья Туркмении, достигая г.Туркменбашы (Красноводск). Через три с половиной часа волновое поле цунами заполняет Южно-Каспийскую впадину, а еще через час и остальную акваторию Каспия.

Рис. П3. 3.20 Распределение максимальных высот волн цунами для западного побережья

Каспия в регионе г.Астара (Сценарий 3).

На рис. П3. 3.20 представлено распределение максимальных высот волн по западному побережью Каспия в заливе в районе г.Астара на уровне 3-м изобаты. Наибольшее значение лежит в районе ближе к г.Астара (устье реки) и превышает 2 м. Аналогичный результат дает анализ и двумерного распределения максимальных высот волн по долготе на рис. П3. 3.21.

Рис. П3. 3.21 Распределение максимальных высот волн по долготе вдоль залива г.Астара

(Сценарий 3)

1.2 Моделирование исторического землетрясения и цунами 1986 г. (сценарий 4)

Результаты численного моделирования генерации и распространения волн цунами для сейсмического очага 4 (рис.3.10, табл. 3.2) представлены на рис.3.22-3.24 На рис.3.22 хорошо видна как генерация очага цунами ^ = 5 мин), так и характер распространения волновых фронтов - в течение часа волна доходит как до западного (район Апшерона), так и восточного (район г. Туркменбашы)

побережья Каспия. В течение часа волна атакует залив Кара-Богаз-Гол на туркменском побережье и охватывает обе стороны Апшеронского полуострова на побережье Азербайджана. В этом случае наиболее подвергается атаке цунами залив Кара-Богаз-Гол и северная часть Каспийского бассейна.

Рис. П3. 3.22 Моментальные снимки генерации и распространения волны цунами в течение четырех с половиной часов (Сценарий 4, М = 6.2).

Такая картина подтверждается и на рис.3.23, где представлено распределение максимальных высот волн по восточному побережью Каспия в районе г.Кара-Богаз-Гол (3-м изобата). Наибольшее значение лежит вблизи г. Кара-Богаз-Гол в диапазоне 1-2 м. Аналогичный результат дает анализ и двумерного распределения максимальных высот волн по долготе на рис. 3.24. Максимальное значение в этом распределении также обусловлено фронтальной атакой цунами от ближнеполевого источника.

Рис. П3. 3.23 Распределение максимальных высот волн цунами для восточного побережья Каспия в регионе г.Кара-Богаз-Гол (Туркмения), (Сценарий 4)

Рис. П3. 3.24 Распределение максимальных высот волн по долготе вдоль залива г.Кара-Богаз-Гол (Сценарий 4)

1.3 Моделирование исторического землетрясения и цунами 2000 г. (сценарий 6).

Рис. П3. 3.28 Моментальные снимки генерации и распространения волны цунами в течение четырех с половиной часов (Сценарий 6, М = 6.3).

Результаты численного моделирования генерации и распространения к и характер распространения волновых фронтов - в течение получаса волна доходит до западного побережья Каспия в районе г. Хачмаз, и затем в течение часа, распространяясь в обе стороны побережья достигает районов городов Сумгаит, Баку и Дербент. Еще через час восточный фронт волны цунами касается западного побережья Казахстана. В течение следующих полутора часов фронт волны распространяется как в северном, так и в южном направлении, и через час волна входит в залив Кара-Богаз-Гол и в акваторию Южно-Каспийской впадины.

Рис. П3. 3.29. Распределение максимальных высот волн цунами для северного побережья

Апшеронского полуострова (Сценарий 6).

Распределение максимальных высот волн по северному побережью

Апшеронского полуострова (5-м изобата) представлено на рис. 3.29. Наибольшие

значения лежат вблизи г.Сумгаит в диапазоне 1-2 м. Аналогичный результат дает

анализ и двумерного распределения максимальных высот волн по долготе на рис.

3.29.

и (Ш1

2

4-8.-44

Рис. П3. 3.30 Распределение максимальных высот волн по долготе вдоль северного побережья Апшеронского полуострова (Сценарий 6)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.2

«Турецкий поток». Локализация сейсмического очага к западу от газопровода (Сценарий 1.2).

Результаты численного моделирования генерации и распространения волн цунами для сейсмического очага 3 (рис.3.34) представлены на рис.3.40-3.42 На рис.3.40 хорошо видна как генерация очага цунами ^ = 30 с), так и характер распространения волновых фронтов - волна понижения движется на восток, в

Рис. П3. 3.40 Моментальные снимки генерации и распространения волны цунами в течение первых 150 с (Сценарий 1.2, М = 7.0).

Рис.П3. 3.41 Моментальные снимки распространения волны цунами в течение двух часов

(Сценарий 1.2, М=7.0)

то время как на запад идет волна повышения. Дальнейшая картина распространения цунами по акватории представлена на рис.3.41. В течение полутора часов волновое поле цунами заполняет всю акваторию Западно-Черноморской впадины, доходя до Крымского полуострова.

На рис.3.42 представлены мареограммы, полученные с виртуальных мареографов (см. рис.3.34), локализованных вблизи турецкого (20-23) и российского (1, 2) терминалов подводного газопровода «Турецкий поток». Как видно из рисунка, высоты волн в п.23 достигают 2м, однако, как видно из рис.3.42, в остальных пунктах, включая российское побережье их значения значительно меньше (0.1-0.5 м).

Шиле(22)

0-5 О

-0-5

15 ЗО 45 60 I, мин

75 ЭО Ю5

Карасу(21)

0.5 -

0-

у .......„./••

15 30 45 60 75 90 105 I:, мин

Рис. П3. 3.42 Записи с виртуальных мареографов на турецком (пп. 20-23) и российском (1,2) побережьях в районах терминалов газопровода «Турецкий поток» (Сценарий 1.2,

М=7.0).

Новый Голубой поток 2» (предварительный план 2015 г.). Локализация очага землетрясения к востоку от газопровода (сценарий 2.2).

Результаты численного моделирования генерации и распространения волн цунами для сейсмического очага 7 (рис.3.35) представлены на рис.3.46-3.48. На рис.3.46 хорошо видна как генерация очага цунами (/=30 с), так и характер распространения волновых фронтов - волна понижения движется на восток, в сторону газопровода, в то время как волна повышения идет по направлению к трассе газопровода «Голубой поток». Через 2 мин волна понижения достигает морской части трубопровода.

Рис. П3. 3.46 Моментальные снимки генерации и распространения волны цунами в течение первых 120 с (Сценарий 2.2, М = 7.0).

Дальнейшая картина распространения цунами по акватории представлена

на рис.3.47. При / = 15 мин фронт волны наката достигает морского, а затем и терминального участка газопровода, сопровождаясь волной понижения. Затем северный фронт волны цунами распространяется фактически вдоль морской трассы газопровода, достигая его терминальной части на российском побережье через 40 мин. Затем волновое поле цунами заполняет акваторию Восточно-Черноморской впадины, а примерно через 2 часа охватывает весь Черноморский бассейн. На рис.3.48 представлены мареограммы, полученные с виртуальных мареографов (см. рис.3.35), локализованных вблизи турецкого (10-12) и российского (6, 7) терминалов подводного газопровода «Голубой поток».

Рис. П3. 3.47 Моментальные снимки генерации и распространения волны цунами в

течение двух часов (Сценарий 2.2, М =7.0)

Гиресук(Ю) Орду(11)

Рис. П3. 3.48 Записи с виртуальных мареографов на турецком (пп. 10-13) и российском (6,7) побережьях в районах терминалов газопровода «Турецкий поток» (Сценарий 2.2, М = 7.0).

Как видно из рисунка, максимальные высоты волн практически на всех мареографах порядка 0.5 м. Как и в сценарии 2.1, для ближайших к сейсмическому источнику пунктов (12,13) характерна первая волна наката, в остальных пунктах цунами начинается с отхода воды от берега. В районе турецкого терминала (Самсун) высота волны около 0.7 м, а у российского терминала - около 0.4 м.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.1

Результаты расчета для Сценария 1 и Сценария 2

Для анализа динамики очага данного землетрясения были рассмотрены следующие варианты расчетов:

Сценарий 1: одновременное поднятие и опускание блоков в сейсмическом источнике на разную высоту за одинаковое время (поршневая модель с мгновенной реализацией) (см. табл.4.1);

Сценарий 2: разновременное поднятие и опускание блоков на разную высоту за разное время (см. табл.4.2). В таблицах приводятся координаты вершин каждого блока х, у; время начала и конца движения каждого блока; смещение блоков в очаге (вверх-вниз, в м).

Численное моделирование в данной главе осуществлялось с использованием модернизированного программного комплекса, д.ф.-м.н. Л.Ю.Катаевой, построенного на основе схемы с высокой алгоритмической универсальностью, предложенной в работе (Марчук et а1., 1983). Результаты численного моделирования генерации и распространения волн цунами для сценария 2, представленного в табл.4.2, приведены на рис.4.8 (а - г).

а) б)

м

в) г)

Рис. П4. 4.8. Расчет генерации очага цунами сейсмическим источником (рис.4.6) и распространение волны цунами (сценарий 2).

Хорошо видно, что волновое поле от такого источника существенно определяется рельефом дна. На рис.4.9 представлена картина распределения максимальных высот волн в расчетной акватории.

Детальный анализ максимального распределения позволяет оценить влияние возможных подвижек в сейсмическом источнике и обосновать применение для расчета генерации именно многоблоковой клавишной модели.

Рис. П4. 4.9. Распределение максимальных высот волн в акватории.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.2 Анализ данных виртуальных мареографов

На рис.4.6 представлена расчетная акватория с 12 виртуальными мареографами, регистрирующими данные смещения водной поверхности все время расчета. Мареографы выставлены на 5-ти метровой изобате. На рис.4.10, 4.11 приведены мареограммы, полученные для случая поршневой подвижки (табл.4.1) и для случая клавишной модели (табл.4.2) для ряда рассматриваемых пунктов.

Как видно из рис.4.10, мареограммы в данном случае определяются низкочастотными компонентами и хотя накат наблюдается во всех пунктах, но его высоты действительно распределены неравномерно, т.е. в более удаленных от источника точках могут наблюдаться большие высоты по сравнению с менее удаленными пунктами. Т.е. видно, что результаты, полученные при моделировании по поршневой модели плохо согласуются с данными реального распределения максимальных высот по берегу. Кроме того, необходимо отметить, что общая картина распределения, полученного при численном моделировании, указывает на то, что эффекты захваченных волн (см. п.4.4. (рис.4.3) не описывают полностью поведение волнового поля в этой акватории. Основываясь на этих выводах, для детального описания процесса необходимо использование многоблоковой клавишной модели. Таким образом, при численном моделировании было отдано предпочтение многоблочному сейсмическому источнику.

1км

ОС* 1 5

Пункт 1

И, М ----------------------

Пу нкт 2

О 500 1 ООО -1 ЗОО 2ООО с

Пункт 3 2000 Тс

И. м

Пункт 4

-| ООО

"1 50 О

2000 £, С

и

Г

Пункт 5

£» О О

2000 £ с

Ь. м

Пункт 6

"1 2! О О "1 ООО

ЮО г с

Рис. П4. 4.10 (а). Записи с виртуальных мареографов 1-6 вдоль юго-западного побережья

о.Сахалин (Сценарий 1, поршневая модель).

Г|. и

Пункт "7

-1 ООО

-1 50 О

-•ООО

2000

,--V ¿г Пункт 8

11, М А/ \

V

Пункт 9

Г> 500 1 ООО 15С > О 20 ОО ¿д с

Км А

Пункт 1 0

О 500 -1 ООО -1 & ОО 2000

Г|, м

Пункт 11

Ь, М

V

Пункт 1 2

О 5С > О -1 о О О 1 500 2О оо г, с

Рис. П4. 4.10 (б). Записи виртуальных мареографов 7-12 вдоль юго-западного побережья

о.Сахалин (Сценарий 1, поршневая модель).

На рис.4.11. представлены расчетные мареограммы по данным табл.4.2 (рис.4.6) для многоблоковой клавишной модели. Хорошо видно, что происходит изменение максимальных высот заплесков. Например, в п.1 (пос.Яблочный) максимальное значение достигает приблизительно 1 м, далее происходит снижение величин, от п.6 (п.Ясноморск) до п.10 (г.Холмс) вновь заметно увеличение максимальных высот до 1.8м, затем снова уменьшение. Для пунктов, расположенных на разном расстоянии от эпицентра (г.Холмск, п. Правда, Калинино, Ясноморск) волна доходит за 400 с.

Ь, т 1уккт4

4 Я К

ЗОЯ

12Я0

1600

2000

И, ГП

Пункт 5

tIc

400

К00

1200

1600

2000

Ь, т А Пункт 6

/ V

400

600

1200

1600

2000

Рис. П4. 4.11 (а). Мареограммы с виртуальных мареографов 1-6 вдоль юго-западного побережья о.Сахалин (Сценарий 2, клавишная модель).

Сдвиг кривой вправо, для пп. Лопатино, Горнозаводск, объясняется более дальним расположением этих пунктов по побережью, где волна дошла до береговой зоны на 800 секунде.

Рис. П4. 4.11 (б). Мареограммы с виртуальных мареографов 7-12 вдоль юго-западного побережья о.Сахалин (Сценарий 2, клавишная модель).