ارائه‌ی مدل تهیه‎ی نقشه ی خطر لرزه ای در سیستم اطلاعات مکانی با درنظرگیری عدم قطعیت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس مدیریت بحران

2 دانشیار دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

3 عضو هیات علمی دانشگاه

4 استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

5 استاد گروه مهندسی نقشه برداری و GIS دانشکده نقشه برداری دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی تهران

چکیده

کشور پهناور ایران در منطقه ای از پوسته ی زمین قرار گرفته که از دیر باز در اثر آزاد شدن انرژی‌های انباشته شده در آن، همیشه شاهد لرزش‌های بزرگ و مخربی بوده است. از این رو تحلیل مخاطرات طبیعی همواره لازم و ضروری است؛ زیرا بر اساس آن میتوان در تصمیم گیری‌ها و اولویت بندی اقدامات مدیریت بحران، گام‌های اساسی برداشت. هدف اصلی از این مقاله ارائه‌ی مدلی به منظور تحلیل خطر لرزه‌ای بر اساس هر دو خطر اصلی لرزش و شکست زمین است. بر این اساس با توجه به حجم وسیع داده‌های توصیفی و مکانی، سامانه ی نر مافزاری با قابلیت‌های تحلیل و استنتاج مکانی و بر مبنای سیستم‌های اطلاعات مکانی  (GIS) طراحی و توسعه یافت. در این مدل به منظور تحلیل خطر لرزش زمین، از 2 رابطه‌ی کاهندگی موجود برای کشور استفاده می‌گردد، که با توجه به عدم قطعیت‌های موجود در وقوع زلزله (شامل اندازه‌ی بزرگای زلزله، عمق کانونی و موقعیت کانون زلزله)، این عملیات به صورت تصادفی در هر بار انجام تحلیل انتخاب می گردد. خروجی‌ها شامل مقادیر بیشینه شتاب، سرعت و تغییر مکان حداکثر زمین محاسبه می گردد. در مدل ارائه شده به‌منظور تحلیل خطر شکست زمین، بر اساس نوع منطقه و الگوریتم های ارائه شده، 3 خطر ثانوی هی زلزله (روا نگرایی، زمین‌لغزش و گسلش) مورد تحلیل قرار می‌گیرد. در این مرحله با توجه به استعداد روان گرایی و استعداد زمین لغزش می توان تغییر مکان دائمی ناشی از خطرات روا نگرایی و زمین لغزش را برای هر جزء و در هر تکرار شبیه سازی محاسبه نمود. تمامی این گام‌ها بر اساس شبیه سازی مونت کارلو، برای لحاظ نمودن عدم قطعی تهاده هزار بار تکرار می‌شوند و از خروجی‌های موجود در پایگاه داده، میانگین‌گیری می‌شود تا تمامی حالات خرابی در نظر گرفته شود. مدل موجود می‌تواند نقشه‌ی خطر لرزش زمین و شکست زمین را برای هر منطقه تهیه نماید. در این مقاله به منظور نمایش بهتر این پژوهش، مدل موجود برای شهر نیشابور، پیاده سازی و مورد تحلیل واقع گردید که با توجه به سناریوی منتخب، مقادیر PGA برای کل شهرستان بین 0.037g تا 0.48g محاسبه گردید. استعداد روانگرایی شهرستان عمدتاً بین 2 طبقه استعداد کم و متوسط برآورد گردید که استعداد زیاد در شمال غربی شهرستان وجود داشت. استعداد زمین‌لغزش شهرستان، عمدتاً در طبقه ی بدون استعداد ارزیابی گردید. بیشترین تغییر مکان در اثر روان گرایی مربوط به خطر پخش جانبی بود که عمدتاً بین 1 تا 9 اینچ برآورد گردید.

کلیدواژه‌ها


1. World Disaster Report (2002). 185.

2. Bhatia S., M.R. Kumar, H.K. Gupta (1999). A probabilistic seismic hazard map of India and adjoining regions. Annali di Geofisica 42.

۳. حسن زاده، رضا؛ عباس نژاد، احمد ) ۱۳۸۵(. تحلیل خطر لرزه ای شهر کرمان با روش های احتمالاتی و تحلیلی، دهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران، تهران، انجمن زمی نشناسی ایران، دانشگاه تربیت مدرس، //: http .html.256_SGSI10-www.civilica.com/Paper-SGSI10

۴. علم یزاده، هیوا؛ هدائی، علی اصغر ) 1388 (. مدیریت بحران در ارتباط با خطر گسلش و زمین لرزه )مطالع هی موردی منطق هی دشت سیلاخور(. فصلنامه ی علمی و

پژوهشی امداد و نجات، شماره ی چهارم، زمستان.

۵. رفیعه، زهرا؛ زارع، مهدی؛ قیطانچی، محمدرضا؛ ملکی، زهرا ) 1390 (. پهنه بندی و تحلیل خطر زمی نلرزه در گستر هی استان لرستان. نشریه ی زمین، بهار 1390 ، دوره ی 6، شماره ی 19 ، 51 - 63.

۶. نجفی، محسن؛ مهرجردی، احمد علی؛ عابدینی، حمیدرضا ) 1392 (. تحلیل خطر لرزه ای به روش احتمالاتی در شهر خورموج، اولین همایش ملی زلزله شناسی و مهندسی زلزله.

۷. عبدا للهزاده، علی؛ اونق، مجید؛ مصطف یزاده، رئوف ) 1392 (. ارزیابی خطر و خسارت ناشی از پدیده ی روا نگرایی خاک، مطالع هی موردی: شهرستان گرگان در استان گلستان، دوفصلنامه ی علمی و پژوهشی مدیریت بحران، شماره ی چهارم، پاییز و زمستان.

۸. ناطق الهی، فریبرز ) 1378 (. مدیریت بحران زمی نلرزه در ایران، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله.

9. Ordaz, M., Aguilar, A., Arboleda, J., (2003). Crisis 2003. Program for computing seismic Hazard, Ver. 3.01.

10. National Planning Scenarios (March, 2006). Created for use in National, Federal State and Local Homeland Security Preparedness Activities.

11. Zaré, M., Bard, P-Y. (1999). Attenuation of Peak Ground Acceleration in Iran, 5th National Conference, France.

12. Ghodrati Amiri, G., Mahdavian, A., Manouchehri Dana, F., (2007). Attenuation Relationships for Iran, Journal of Earthquake Engineering, 11:4, 469-492, DOI:10.1080/13632460601034049.

13. Federal Emergency Management Agency: FEMA (1999). HAZUS 97 Technical Manual. Washington D.C.: Federal Emergency Management Agency.

14. Bray J.D., Sancio, R.B (2006). Assessment of the liquefaction susceptibility of fine grained soils ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 132(9), 1165-1177.

15. Juang, C.H, Yang, S.H, Yuan, H., Fang, S.Y. (2005). Liquefaction in the Chi-Chi earthquake – effect of fines and capping non-liquefiable layers Journal of the Japanese Geotechnical Society of Soils and Foundations, Vol. 45 No. 6 pp 89-101.

16. Youd, T. L., Perkins, D. M., (1978). Mapping of Liquefaction Induced Ground Failure Potential, Journal of the Geotechnical Engineering Division, American Society of Civil Engineers, vol. 104, no. 4, 433-446.

17. Liao, S.S., Veneziano, D., R.V. Whitman, (1988). Regression Models for Evaluating Liquefaction Probability. Journal of Geotechnical Engineering, vol. 114, No. 4, April.

18. Seed, H. B., Idriss, I. M. (1982). Ground Motions and Soil Liquefaction During Earthquakes. Earthquake Engineering Research Institute, Oakland, California, Monograph Series, p. 13. 19. Seed, H. B., Tokimatsu, K., Harder, L. F., Chung, R. M., (1985). Influence of SPT Procedures in Soil Liquefaction Resistance Evaluations. Journal of Geotechnical Engineering, American Society of Civil Engineers, , vol. 111, no. 12, p. 1425-1445.

20. National Research Council, (1985). Liquefaction of Soils During Earthquakes, Committee on Earthquake Engineering, Commission on Engineering and Technical Systems, National Academy Press, Washington, DC.

21. Power, M. S., Dawson, A.W. Streiff, D.W. Perman, R.G., Haley, S. C., (1982). Evaluation of Liquefaction Susceptibility in the San Diego, California Urban Area. Proceedings 3rd International Conference on Microzonation, II, pp. 957-968.

22. Joyner, W.B., D.M. Boore, (1988). Measurement, Characterization, and Prediction of Strong Ground Motion. Proceedings of Earthquake Engineering & Soil Dynamics II, pp. 43- 102. Park City, Utah, 27 June 1988. New York: Geotechnical Division of the American Society of Civil Engineers.

23. Sadigh, K., Egan, J. A., Youngs, R. R., (1986). Specification of Ground Motion for Seismic Design of Long Period Structures. Earthquake Notes, vol. 57, no. 1, p. 13, relationships are tabulated in Joyner and Boore (1988) and Youngs and others (1987).

24. Tokimatsu, A. M., Seed, H. B., (1987). Evaluation of Settlements in Sands Due to Earthquake Shaking. Journal of the Geotechnical Division, American Society of Civil Engineers, vol. 113, no. 8, pp. 681-878.

25. Wilson, R. C., Keefer D. K., (1985). Predicting Areal Limits of Earthquake Induced Landsliding. Evaluating Earthquake Hazards in the Los Angeles Region, U.S. Geological Survey Professional Paper, Ziony, J. I., Editor, pp. 317-493.

26. Wieczorek, G. F., Wilson, R. C. Harp, E. L., (1985). Map of Slope Stability During Earthquakes in San Mateo County, California, U.S. Geological Survey Miscellaneous Investigations Map I-1257-E, scale 1:62,500.

27. Makdisi, F. I., Seed, H.B., (1978). Simplified Procedure for Estimating Dam and Embankment Earthquake- Induced Deformations. Journal of the Geotechnical Engineering Division, American Society of Civil Engineers, vol. 104, No. GT7, July, pp. 849-867.

28. Wells, D. L. Coppersmith, K. J., (1994). New Empirical Relationships Among Magnitude, Rupture Length, Rupture Width, and Surface Displacement. Bulletin of the Seismological Society of America, v 84, pp. 974-1002.

۲۹ فتاحی، مرتضی؛ رستمی مهربان، سمیه؛ طالبیان، مرتضی؛ بحرودی، عباس؛ هالینگورث، جیمز؛ والکر، ریچارد ) 1388 (. بررسی فعالیت گسل نیشابور در استان خراسان. مجله علوم زمین، بهار 90 ، سال بیستم، شماره 79 ، 55 - 60 .

30. Chang, S.E.; Shinozuka, Masanobu, Moore, James E., (2000). Probabilistic earthquake scenarios: extending risk analysis methodologies to spatially distributed systems. Earthquake Spectra .16(3), 557-572.

31. Berberian , M., Yeats, R., (1999), Patterns of historical earthquake rupture in the Iranian Plateau. Bulletein of the Seismological Society of America, 89, 120-139.