Evaluarea probabilistica a hazardului seismic regional si local

(Partea 1 si a 2-a)

D1, D2 si D3

Parametrii seismicitatii surselor crustale si intermediare ce afecteaza amplasamentele

barajelor situate in Platforma Moldoveneasca (regiunea geografica-Moldova).

Zonele seismice care influenteaza hazardul in Platforma Moldoveneasca sunt: zona subcrustala

Vrancea (VRI), zona crustala Vrancea (VN) si zona Depresiunea Birlad (DB). Aceste zone

sunt prezentate in hartile din Fig. 1 si Fig. 2.

19

19

20

20

21

21

22

22

23

23

24

24

25

25

26

26

27

27

28

28

29

29

30

30

43 43

44 44

45 45

46 46

47 47

48 48

49 49

Ukraine

Bulgaria

Zona Vrancea

ADJ

AMRR

ARCR

ARR

BAC

BAIL

BANR

BIR

BISRR

BIZ

BRAN

BUC1

BURAR

BZS

CEI

CFR

CJR

COPA

CRAR CVDA

DEVDOPR

DRGR

EFOR

GHRR

GIRR

GIUM

GOLR

GRERGZR

HARR

HERR

HUMR

IAS

ICOR

ISR

IZVR

JOSR

JURR

LEHL

LEOM

MANR

MDB

MDVR

MFTR

MILM

MLR

MTUR

ODBI

OZUR

PETR

PGORPLAR

PLOR

PRAR

PUNGRASA

RMGR

RMVG SECR

SGRR

SIBR

SIRR

SRE SULR

TESR

TIM

TLB

TLCR

TNR

TOPG

TSSL

VARL

VASR

VLAD

VOIR

VRI

ZIMR

Bucuresti

Pitesti TargovistePloiesti

BrasovSibiu

Focsani

Buzau

Bacau

Iasi

Vaslui

BotosaniSuceava

Tg-Mures

Rm.Valcea

Craiova

Severin

Tg-Jiu

Deva

Resita

Timisoara

Arad

Oradea

Cluj

Zalau

Fig. 1. Distributia cutremurelor subcrustale (M≥5.0) din zona Vrancea care influenteaza hazardul in

Platforma Moldoveneasca; patrulaterul rosu-zona Vrancea, triunghiurile mov – orase importante din

Romania, romburi verzi – statii ale retelei seismice romanesti.

19

19

20

20

21

21

22

22

23

23

24

24

25

25

26

26

27

27

28

28

29

29

30

30

43 43

44 44

45 45

46 46

47 47

48 48

49 49

Ukraine

Bulgaria

Zona VranceaADJ

AMRR

ARCR

ARR

BAC

BAIL

BANR

BIR

BISRR

BIZ

BRAN

BUC1

BURAR

BZS

CEI

CFR

CJR

COPA

CRAR CVDA

DEVDOPR

DRGR

EFOR

GHRR

GIRR

GIUM

GOLR

GRERGZR

HARR

HERR

HUMR

IAS

ICOR

ISR

IZVR

JOSR

JURR

LEHL

LEOM

MANR

MDB

MDVR

MFTR

MILM

MLR

MTUR

ODBI

OZUR

PETR

PGORPLAR

PLOR

PRAR

PUNGRASA

RMGR

RMVG SECR

SGRR

SIBR

SIRR

SRE SULR

TESR

TIM

TLB

TLCR

TNR

TOPG

TSSL

VARL

VASR

VLAD

VOIR

VRI

ZIMR

DB

EV

Bucuresti

Pitesti TargovistePloiesti

BrasovSibiu

Focsani

Buzau

Bacau

Iasi

Vaslui

BotosaniSuceava

Tg-Mures

Rm.Valcea

Craiova

Severin

Tg-Jiu

Deva

Resita

Timisoara

Arad

Oradea

Cluj

Zalau

Fig. 2. Distributia cutremurelor crustale din Platforma Moldoveneasca si schitarea zonelor

seismogene asociate, Est-Vrancea si Depresiunea Birlad (patrulaterele rosii); triunghiurile mov –

orase importante din Romania, romburi verzi – statii ale retelei seismice romanesti iar dreptunghiul

mare albastru reprezinta Platforma Moldoveneasca

Zona subcrustala Vrancea

VRI –A(26.15, 45.65), B (26.50, 45.40), C(27.05, 45.85), D(26.60, 46.05)

Zona subcrustală Vrancea este o regiune seismică complexă şi particulară, de convergenţă

continentală a cel puţin trei unităţi tectonice majore: placa Est-Europeană şi subplăcile Intra-Alpină

şi Moesică (Constantinescu et al., 1976). Cea mai puternică activitate seismică din România este

concentrată în domeniul de adâncime 60-220 km, într-o placă subdusă aproape verticală. Caracterul

particular al zonei Vrancea provine din volumul focal cu o extindere extrem de restrânsă în plan

orizontal, unde sunt generate 3-5 cutremure majore (MW>7.0) pe secol. Rata momentului seismic

este ridicată, de aproximativ 1.2x1019

Nm/an, ceea ce face ca zona Vrancea să fie cea mai

concentrată zonă seismică din Europa.

Mecanismele focale ale tuturor cutremurelor majore de adâncime intermediară sunt de tip faliere

inversă cu axa T (tensiunilor) aproape verticală şi axa P (presiunilor) aproape orizontală, planul de

rupere având o orientare NE-SV. Acest tip de mecanism caracterizează aproape 90% din toate

evenimentele pentru care s-au calculat parametrii de mecanism focal, indiferent de magnitudine. Al

doilea tip de mecanism focal ce se întâlneşte în zona Vrancea se caracterizează printr-o orientare

NV-SE a planului de rupere şi are axa presiunilor P paralelă cu Arcul Carpatic (Enescu, 1980;

Enescu şi Zugrăvescu, 1990; Oncescu şi Trifu, 1987; Radulian et al., 2000).

Distributia frecventa de aparitie-magnitudine pentru cutremure produse dupa 1900 cu magnitudine

MW este prezentata in Fig. 3a, b.

Ecuatiile ce reprezinta distributia frecventa de aparitie-magnitudine (Figura 3) pentru

cutremure subcrustale produse pe tot intervalul temporar 1900 -31 mai 2014, pentru doua domenii

de magnitudine, sunt urmatoarele (1 si 2):

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0

M

0

1

2

3

4

log

(n

um

ar

cu

mu

lati

v d

e c

utr

em

ure

)

Zona subcrustala Vrancea

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0

M

0

100

200

300

400

500

600

700

nu

ma

r d

e c

utr

em

ure

M =2.8c

catalogul dupa 1900

W

W Fig. 3. Distributia frecventa de aparitie-magnitudine pentru cutremure subcrustale vrancene cu

magnitudine MW≥4.9; a) necumulativa; b) cumulativa; MW≥2.8-linia albastra, MW≥4.9-linia rosie

VRI-1900, Mc=2.8-7.6, log Nc=-(0.76 ±0.01)MW + (5.90 ±0.08), linie albastra (1)

R=0.997, σ=0.09

VRI- 1900, Mc=4.9-7.6, log Nc=-(0.85 ±0.02)MW + (6.49 ±0.14), linie rosie (2)

R=0.997, σ=0.06

Zona crustala Vrancea

VN: A(25.80, 45.35); B(26.80, 44.85); C(27.60, 45.80); D(26.85, 46.15)

Altă zonă seismică ce poate să afecteze amplasamentele obiectivelor din Platforma Moesica este

zona crustală vrânceană situată la est de Curbura Arcului Carpatic sub forma unei benzi înguste

delimitate la nord de falia Peceneaga-Camena şi la sud de falia Intramoesică. Seismicitatea constă

numai din cutremure de mărime moderată (MW 5.0) care apar sub formă de grupări localizate atât

în partea de est (secvenţele seismice din zona Râmnicu Sărat), cât şi în partea de nord (roiurile

seismice din zona Vrâncioaia). Catalogul conţine un singur cutremur cu MW=5.0 produs pe 27

februarie 1967.

Din studiul soluţiilor de plan de falie rezulta că în zona crustală Vrancea câmpul de tensiuni

este complex, caracterizând o zonă de tranziţie de la câmpul compresional prezent în zona

subcrustală Vrancea la câmpul extensional prezent în întreaga Platformă Moesică (Radulian et al.,

1996). Cele mai mari cutremure pentru care s-au putut determina soluţiile de plan de falie sunt

şocurile principale ale secvenţelor din februarie 1983, aprilie 1986, august-septembrie 1991, 6-8

decembrie 1997, 30 aprilie 2004, 29 noiembrie 2007 si 6 septembrie 2008 generate în regiunea

Râmnicu Sărat (Popescu şi Radulian, 2001, Bonjer et al. 2005, Popescu et al., 2011, 2012, Radulian

et al., 2014).

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

M

0

1

2

3

4

log

(n

um

ar

cu

mu

lati

v d

e c

utr

em

ure

)

Zona crustala Vrancea

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

M

0

100

200

300

400

500

600

nu

ma

r d

e c

utr

em

ure

M =2.4c

catalogul dupa 1900

W

W

1

2

3

4

5

Fig. 4. Distributia frecventa de aparitie-magnitudine pentru cutremure crustale vrancene cu

magnitudine pentru doua praguri de magnitudine MW≥2.3 MW≥2.6 si MW≥2.9; a) necumulativa; b)

cumulativa

Distributia frecventa de aparitie-magnitudine in cazul zonei crustale Vrancea, pentru diferite

domenii de magnitudine, este prezentata in Fig. 4a, b si in ecuatiile (3-7), pentru diferite cazuri.

Un scurt comentariu referitor la relatiile (3) –(7) evidentiaza ca panta relatiei frecventa de aparitie-

magnitudine scade cu cresterea pragului de magnitudine; de asemenea, se observa ca distributia

poate fi impartita in doua domenii [2.3, 3.5] si [3.7, 5], iar pantele corespunzatoare ale celor doua

relatii sunt mai mari decat panta pe intregul domeniu (1.36 si 1.38 fata de 1.11).

EV- 1900, Mc=2.3-5.0, log Nc=-(1.11 ±0.06)MW + (5.72 ±0.23), linie mov (1) (3)

R=0.988, σ=0.16

1) EV- 1900, Mc=2.3-3.5, log Nc=-(1.36 ±0.07)MW + (6.38 ±0.19), linie verde (2) (4)

R=0.997, σ=0.06

2) EV- 1900, Mc=3.8-5.0, log Nc=-(1.38 ±0.13)MW + (6.95 ±0.59), linie verde (3) (5)

R=0.986, σ=0.13

EV- 1900, Mc=2.6-5.0, log Nc=-(1.07 ±0.07)MW + (5.57±0.27), linie albastra (4) (6)

R=0.985, σ=0.16

EV- 1900, Mc=2.9-5.0, log Nc=-(1.05 ±0.09)MW + (5.46 ±0.36), linie rosie (5) (7)

R=0.979, σ=0.17

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

M

0

1

2

3

4

log

(n

um

ar

cu

mu

lati

v d

e c

utr

em

ure

)

Zona crustala Vrancea fara roiuri si secvente

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

M

0

100

200

300

400

500

nu

ma

r d

e c

utr

em

ure

catalogul dupa 1900

W

W

3

2

tot domeniul (1)

M =2.2c

1

Fig. 5. Distributia frecventa de aparitie-magnitudine pentru cutremure crustale vrancene cu

magnitudine pentru doua praguri de magnitudine MW≥2.3 MW≥2.6 si MW≥2.9; a) necumulativa; b)

cumulativa

In scopul de a vedea cum influenteaza roiurile si secventele seismice distributia frecventa de

aparitie –magnitudine am eliminat din catalogul cutremurelor crustale vrancene aceste grupari

seismice si am obtinut urmatoarele ecuatii si reprezentari grafice (ec. 8-10 si Fig.5)

EV- 1900, Mc=2.2-5.0, log Nc=-(1.09 ±0.06)MW + (5.65 ±0.23), linie albastra (1) (8)

R=0.987, σ=0.17

1) EV- 1900, Mc=2.2-3.4, log Nc=-(1.42 ±0.06)MW + (6.50 ±0.18), linie neagra (2) (9)

R=0.997, σ=0.06

2) EV- 1900, Mc=3.7-5.0, log Nc=-(1.26 ±0.15)MW + (6.42±0.66) linie neagra (3) (10)

R=0.979, σ=0.15

Ca o concluzie, se observa ca dupa eliminarea secventelor si roiurilor panta distributiei frecventa de

aparitie-magnitudine nu se modifica substantial (scade de la 1.11 la 1.09).

Depresiunea Birlad (DB)

DB:A(26.70, 46.20), B(27.70, 45.70), C(27.80, 46.60), D(26.80, 46.70)

Depresiunea Bârlad este o depresiune de subsidenţă situată la nord est de regiunea Vrancea în

platforma Scitică, şi reprezintă prelungirea către NV a Depresiunii Predobrogene. In zonă au fost

detectate numai evenimente de mărime moderată (un singur şoc cu MW>5.5) pe 31 ianuarie 1900.

Toate soluţiile de plan de falie disponibile indică un regim extensional orizontal predominant, cu o

importantă componentă normală. Deşi mecanismele disponibile aparţin cutremurelor mici

(3.0 MW 3.6), ele reflectă existenţa unui câmp regional caracteristic. Falierea normală este

probabil legată de falierea de tip treaptă evidenţiată în Depresiunea Bârlad (Mutihac and Ionesi,

1974).

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

M

0

1

2

3

4

log

(n

um

ar

cu

mu

lati

v d

e c

utr

em

ure

)

Zona crustala Depresiunea Birlad

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

M

0

50

100

150

nu

ma

r d

e c

utr

em

ure

M =2.2c

catalogul dupa 1900

W

W

1

2

3

4

Fig. 6a, b. Distributia frecventa de aparitie-magnitudine pentru cutremure crustale din zona

Depresiunea Birlad pentru doua praguri de magnitudine MW≥2.5 si MW≥2.9; a) necumulativa; b)

cumulativa

Distributia frecventa de aparitie-magnitudine in cazul zonei crustale Depresiunea Birlad este

prezentata in Fig. 6a, b si in ecuatiile (14-17), pentru diferite cazuri.

DB-1900 Mc=2.2-5.0, log Nc=-(0.99 ±0.04)MW + (4.90 ±0.13) linia mov (1) (14)

R=0.994, σ=0.17

DB-1900 Mc=3.1-5.0, log Nc=-(0.94 ±0.07)MW + (4.81 ±0.29) linia verde (2) (15)

R=0.98, σ=0.13

DB-1900 Mc=2.2-3.4, log Nc=-(1.10 ±0.01)MW + (5.24 ±0.04) linia rosie (3) (16)

R=0.998, σ=0.01

DB-1900 Mc=3.7-5.0, log Nc=-(1.07 ±0.11)MW + (5.41 ±0.48) linia rosie (4) (17)

R=0.98, σ=0.12

Activitatea de fond din Platforma Moldoveneasca

Platf. Mold:A(25.00, 45.00), B(28.30, 45.00), C(28.30, 48.00), D(25.00, 48.00)

Distributia frecventa de aparitie-magnitudine in cazul zonei crustale Platforma Moldoveneasca este

prezentata in Fig. 7a, b si in ecuatiile (18-21), pentru diferite cazuri.

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

M

0

1

2

3

4

log

(n

um

ar

cu

mu

lati

v d

e c

utr

em

ure

)

Zona crustala din Platforma Moldoveneasca fara roiuri si secvente

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

M

0

200

400

600

800

1000

1200

nu

ma

r d

e c

utr

em

ure

catalogul dupa 1900

W

W

M =2.2c

1

2

3

4

Fig.7. Distributia frecventa de aparitie-magnitudine pentru cutremure crustale vrancene cu

magnitudine pentru doua praguri de magnitudine MW≥2.0 si MW≥2.9; a) necumulativa; b)

cumulativa

Platf. Mold.-1900 Mc=2.0-5.5, log Nc=-(1.08±0.04)MW+(5.83 ±0.16) linia albastra (1) (18)

R=0.992, σ=0.17

Platf. Mold. Mc=2.9-5.5, log Nc=-(1.00 ±0.06)MW + (5.52 ±0.28) linia verde (2) (19)

R=0.984, σ=0.17

Platf. Mold. Mc=2.0-3.5, log Nc=-(1.33 ±0.07)MW + (6.46±0.19) linia rosie (3) (20)

R=0.995, σ=0.08

Platf. Mold Mc=3.8-5.5, log Nc=-(1.20 ±0.09)MW + (6.7 ±0.43) linia rosie (4) (21)

R=0.986, σ=0.14

Referitor la relatiile (18) –(21) acestea pun in evidenta ca panta relatiei frecventa de aparitie-

magnitudine scade cu cresterea pragului de magnitudine; de asemenea, se observa ca distributia

poate fi impartita in doua domenii [2.0, 3.7] si [3.8, 5], iar pantele corespunzatoare ale celor doua

relatii sunt mai mari decat panta pe intregul domeniu (1.33 si 1.20 fata de 1.08).

Anexa 1.

Seismicitatea crustala a zonei de studiu, barajele identificate si faliile simplificate dupa Raileanu, et

al, 2008.