HOW MUCH OF KAZAKHSTAN'S URBAN BUILT STOCK PREDATES ITS SEISMIC CODES, AND WHERE DOES THAT STOCK SIT RELATIVE TO HAZARD?

Abstract

Kazakhstan introduced modern seismic design requirements in 1982, revised them in 2006 and replaced them with a Eurocode-harmonised code in 2017, yet no published study reports how much of the country's present urban built-up area was laid down before those rules existed, or how that older stock is distributed across seismic hazard. This study answers both questions for all 32 Kazakhstani urban centres using only open global data: the European Commission's GHS-AGE R2025A product, which records the epoch in which each 100 m cell first became built-up, masked by the GHS Urban Centre Database polygons, crossed with peak ground acceleration from the Global Earthquake Model hazard map and with the database's own macroseismic intensity classes. Of 180,745 hectares of urban built-up area, 47.9 per cent dates from before 1980 and 58.5 per cent from before 1990. Nine centres sit at a peak ground acceleration of 0.15 g or above; they hold 37.4 per cent of the national urban built-up area and 29.2 per cent of the pre-1980 stock. Exposure, defined as pre-code area multiplied by hazard, is extremely concentrated: the top three centres account for 79.1 per cent of the national total and Almaty alone for 61 per cent, 5.2 times the next city. The relationship between hazard and the age of the stock runs in the opposite direction to intuition: across the 32 centres a higher hazard is associated with a lower pre-1980 share (Spearman −0.53; regression coefficient on log hazard −0.028, p = 0.002, controlling for city size), because the aseismic northern cities are the oldest by share while the high-hazard south has been rebuilt fastest. The practical implication is that a national seismic-retrofit priority cannot be set from either variable alone: the stock that is both old and shaken is a small, identifiable set of places, led by Almaty.

Keywords: seismic risk, built environment, construction era, Kazakhstan, remote sensing, GHS-AGE, urban exposure

Аннотация

КАКАЯ ЧАСТЬ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ КАЗАХСТАНА СТАРШЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ НОРМ И КАК ОНА РАСПОЛОЖЕНА ОТНОСИТЕЛЬНО СЕЙСМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ?

Казахстан ввёл современные требования к сейсмостойкому проектированию в 1982 году, пересмотрел их в 2006 году и в 2017 году заменил нормами, гармонизированными с Еврокодом, однако ни в одной опубликованной работе не показано, какая часть нынешней городской застройки страны возникла до появления этих норм и как эта старая застройка распределена по уровням сейсмической опасности. В исследовании даны ответы на оба вопроса для всех 32 городских центров Казахстана только по открытым глобальным данным: продукт Европейской комиссии GHS-AGE R2025A, фиксирующий эпоху, когда каждая ячейка 100 м впервые стала застроенной, с маской по полигонам GHS Urban Centre Database, сопоставлен с пиковым ускорением грунта по карте опасности Global Earthquake Model и с классами макросейсмической интенсивности самой базы данных. Из 180 745 га городской застройки 47,9% появилось до 1980 года и 58,5% — до 1990 года. Девять центров находятся в зонах с пиковым ускорением грунта 0,15 g и выше; на них приходится 37,4% городской застройки страны и 29,2% застройки до 1980 года. Подверженность риску, определённая как площадь застройки до введения норм, умноженная на уровень опасности, крайне концентрирована: на три первых центра приходится 79,1% общенационального показателя, а на одну Алматы — 61%, что в 5,2 раза больше, чем у следующего города. Связь между опасностью и возрастом застройки противоположна интуитивной: среди 32 центров более высокая опасность связана с более низкой долей застройки до 1980 года (Спирмен −0,53; коэффициент регрессии при логарифме опасности −0,028, p = 0,002 с контролем размера города), поскольку несейсмичные северные города — самые старые по доле застройки, тогда как высокоопасный юг перестраивался быстрее всего. Практический вывод состоит в том, что национальные приоритеты сейсмоусиления нельзя определять ни по одному из этих показателей отдельно: застройка, одновременно старая и подверженная сотрясениям, — это небольшой и чётко определяемый набор мест во главе с Алматы.

Ключевые слова: сейсмический риск, застроенная среда, период строительства, Казахстан, дистанционное зондирование, GHS-AGE, подверженность городов

Аңдатпа

ҚАЗАҚСТАННЫҢ ҚАЛАЛЫҚ ҚҰРЫЛЫСЫНЫҢ ҚАНДАЙ БӨЛІГІ СЕЙСМИКАЛЫҚ НОРМАЛАРДАН ЕРТЕ САЛЫНҒАН ЖӘНЕ ОЛ СЕЙСМИКАЛЫҚ ҚАУІППЕН САЛЫСТЫРҒАНДА ҚАЛАЙ ОРНАЛАСҚАН?

Қазақстан сейсмикаға төзімді жобалаудың заманауи талаптарын 1982 жылы енгізіп, 2006 жылы қайта қарады және 2017 жылы Еурокодпен үйлестірілген нормалармен алмастырды, алайда елдің қазіргі қалалық құрылысының қандай бөлігі бұл нормалар пайда болғанға дейін салынғанын және бұл ескі құрылыстың сейсмикалық қауіп деңгейлері бойынша қалай бөлінгенін көрсететін жарияланған жұмыс жоқ. Зерттеуде екі сұраққа да Қазақстанның барлық 32 қалалық орталығы үшін тек ашық жаһандық деректер негізінде жауап беріледі: әр 100 метрлік ұяшықтың алғаш рет құрылыс салынған кезеңін тіркейтін Еуропалық комиссияның GHS-AGE R2025A өнімі GHS Urban Centre Database полигондарымен шектеліп, Global Earthquake Model қауіп картасындағы топырақтың ең жоғары үдеуімен және дерекқордың өз макросейсмикалық қарқындылық сыныптарымен салыстырылды. 180 745 га қалалық құрылыстың 47,9%-ы 1980 жылға дейін, 58,5%-ы 1990 жылға дейін салынған. Тоғыз орталық топырақтың ең жоғары үдеуі 0,15 g және одан жоғары аймақтарда орналасқан; оларға елдің қалалық құрылысының 37,4%-ы және 1980 жылға дейінгі құрылыстың 29,2%-ы тиесілі. Нормалар енгізілгенге дейінгі құрылыс ауданын қауіп деңгейіне көбейту арқылы анықталған тәуекелге ұшырағыштық өте шоғырланған: алғашқы үш орталыққа жалпы ұлттық көрсеткіштің 79,1%-ы, ал тек Алматыға 61%-ы тиесілі, бұл келесі қаладан 5,2 есе көп. Қауіп пен құрылыс жасы арасындағы байланыс интуицияға қарама-қайшы: 32 орталық арасында жоғары қауіп 1980 жылға дейінгі құрылыстың төмен үлесімен байланысты (Спирмен −0,53; қала көлемін бақылай отырып, қауіп логарифміндегі регрессия коэффициенті −0,028, p = 0,002), себебі сейсмикалық емес солтүстік қалалар құрылыс үлесі бойынша ең ескі, ал қауіпі жоғары оңтүстік ең жылдам қайта салынған. Практикалық қорытынды: сейсмикалық күшейтудің ұлттық басымдықтарын бұл көрсеткіштердің ешқайсысы бойынша жеке анықтауға болмайды — әрі ескі, әрі сілкініске ұшырайтын құрылыс Алматы бастаған шағын әрі нақты анықталатын орындар жиынтығы.

Түйін сөздер: сейсмикалық тәуекел, салынған орта, құрылыс кезеңі, Қазақстан, қашықтықтан зондтау, GHS-AGE, қалалардың тәуекелге ұшырағыштығы

Список литературы

1. Pesaresi M., Politis P. GHS built-up surface and age of the built environment, multitemporal (1975–2030). European Commission, Joint Research Centre (JRC), 2025. https://doi.org/10.2905/9F06F36F-4B11-47EC-ABB0-4F8B7B1D72EA
2. Florczyk A. J., Corbane C., Ehrlich D. et al. GHS Urban Centre Database, multitemporal and multidimensional attributes. European Commission, Joint Research Centre (JRC), 2024. https://data.jrc.ec.europa.eu/dataset/ghs-ucdb
3. Pagani M., Garcia-Pelaez J., Gee R. et al. The 2023 global seismic hazard map of the Global Earthquake Model. GEM Foundation, Zenodo, 2023. https://doi.org/10.5281/zenodo.8409647
4. SNiP II-7-81. Construction in seismic regions. USSR State Committee for Construction, in force from 1 January 1982.
5. SP RK 2.03-30-2017. Construction in seismic zones. Committee for Construction and Housing and Communal Services, Republic of Kazakhstan, in force from 20 December 2017.
6. Silva V., Amo-Oduro D., Calderon A. et al. Development of a global seismic risk model. Earthquake Spectra, 2020, vol. 36, no. 1_suppl, pp. 372–394. https://doi.org/10.1177/8755293019899953
7. Albiyev A. Decoupling gas flaring from oil production in Kazakhstan: a field-level satellite analysis, 2012–2025. Central Asian Scientific Journal, 2026, no. 2(30), vol. 3, p. 133.

Как цитировать

Amangeldy N. HOW MUCH OF KAZAKHSTAN'S URBAN BUILT STOCK PREDATES ITS SEISMIC CODES, AND WHERE DOES THAT STOCK SIT RELATIVE TO HAZARD? // Central Asian Scientific Journal. – 2026. – No. 4(32), Vol. 1. – Pp. 261–266.