مقاله تحلیل خطر استان کرمانشاه به روش احتمالاتی

word قابل ویرایش
12 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

 

*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***

تحلیل خطر استان کرمانشاه به روش احتمالاتی
خلاصه
فلات ایران یک ناحیه پهناورفشارشی درطول کمربندفعال کوهزایی آلپ -هیمالیا است که در بین صفحه عربی درجنوب غرب و سپرپایداراوراسیا درشمال شرق قرارگرفته است .به طوری که فعالیت های نوزمین ساختی وتأثیرات متقابل قطعات سنگ کره بر هم ،زمینه لرزه خیزی به نسبت بالای ایران رافراهم می کند.منطقه موردمطالعه دراین بررسی،استان کرمانشاه درگستره جغرافیایی ́
٣٠.۴۵ تا ́٣٠.۴٨طول شرقی و٣٣ تا٣۶عرض شمالی می باشدکه درایالت لرزه زمین ساختی زاگرس قرار دارد. دراین مطالعه ازداده های زمین لرزهای کاتالوگ موسسه ژئوفیزیک تهران، پژوهشگاه بین المللی زلزله و مهندسی زلزله ، USGS و کاتالوگ زمین لرزه های تاریخی ایران استفاده شده است . چهار چشمه بالقوه لرزه زا در منطقه شناسایی و به صورت پهنه ای مدل شده اند. پس از برآورد پارامترهای هر چشمه شامل مقادیر b,a و بیشینه بزرگی مورد انتظار، شتاب حاصل از فعالیت چشمه ها به روش احتمالاتی برای دوره بازگشت ۴٧۵ سال برآورد شد. بیشینه شتاب زمین برای دوره بازگشت ۴٧۵ سال با استفاده از رابطه Ambraseys and (٢٠٠٣) Dauglas٠٢٧گال و برای رابطه (١٩٩٧ )Atkinsn٠٢٠گال به دست آمده است .
کلید واژه: تحلیل خطر، زمین لرزه، چشمه زمین لرزه، بیشینه شتاب زمین

مقدمه
کشورایران به عنوان بخشی ازکمربندکوهزایی آلپ -هیمالیاازلرزه خیزی بالایی برخورداراست ،به گونه ای که بخش های مختلف کشورایران توسط زمین لرزه های ویرانگرمتعددیپیوسته تخریب شده است .تحلیل داده های لرزه ای دردوره های ١٩٠٠ تا ١٩٨٩نشان می دهدکه تقریباهر۵سال به طورمتوسط یک زمین لرزه بابزرگی ٧درایران اتفاق می افتدواثرات جدی برجامعه انسانی واردمی سازد. باوجوداین که بیش بینی دقیق زمین لرزه های بزرگ امکان پذیرنیست . این امکان وجود دارد که ماهیت ، بزرگی و مشکلی را که شهر یا منطقه با آن مواجه خواهد شد ارزیابی وبرآورد گردد.بنابراین مطالعات لرزه خیزی وپهنه بندی لرزه ای مناطق لرزه خیزکشورلازم وضروری می باشد.در نقشه ١،ناحیه موردبررسی دراین مقاله ،منطقه ای به مرکزیت شهرکرمانشاه به شعاع حدود ١۵٠ کیلومتراست که درمحدوده جغرافیایی ́٣٠.۴۵ تا ́٣٠.۴٨درجه طول شرقی و٣٣ تا٣۶درجه عرض شمالی است ، نشان داده شده است . این ناحیه درایالت لرزه زمین ساختی زاگرس واقع شده است .

نقشه ١:موقعییت محدوده مورد مطالعه
گسل های فعال منطقه
کرمانشاه یکی از استان های باختری ایران است که با کشور عراق هم مرز است . نشانه های نفتی موجود در بخش جنوبی این استان سبب گردیده تا زمین شناسی این استان برای اکتشافگران نفت جاذبه داشته باشد. این استان در بین گسل های فعالی چون گسل پیرانشهر،که قطعۀ شمال باختری گسل اصلی زاگرس با درازای ٩۵ کیلومتر با سازوکار غالب نرمال راستگرد معرفی می کنند(نیاسری و همکاران).و زمین لرزه های ٢٢ جولای و ١٧ آگوست ١٩۶۴ میلادی با بزرگای حدود ۵.۵ که باعث تخریب بخش هایی از شهر پنجوین (شمال باختری مریوان، در عراق) و کشته شدن ۶ نفرگردید، زمین لرزه ٢۵ اکتبر
١٩٧٠ با بزرگای ۵ در نزدیکی پیرانشهر که منجر به خسارت دیدن ١۵٠ خانه و مجروح شدن ٢٠ نفرگردید و زمین لرزه ٢٨ نوامبر ١٩۶٩ با بزرگای بین ۴ تا ۵ در جنوب پیرانشهر را به این گسل نسبت می دهند(c١٩٧۶ Berberian).گسل مروارید، که این گسل هم بخشی از گسل اصلی زاگرس است و در منطقه کامیاران قابل رویت است . گسل صحنه که دارای ساختاری با سازو کار امتداد لغز فشاری است و در حال حاضر فعالبت لرزه ای قابل ملاحظه ای را نشان نمی دهد(٢٠٠٢,Mirzaei ang Gheitanchi).گسل نهاوند، این گسل با طولی حدود ۵۵ کیلومتر از باختر بروجرد (در جنوب خاور) تا شمال باختر نهاوند با روند W N۴٠ قابل شناسایی است و از بخشهای کوتاه و متعددی تشکیل گردیده است . این گسل ها در نقشه ٢ نشان داده شده اند.

برآوردخطرزمین لرزه
هدف از برآورد خطر زمین لرزه، ارزیابی پارامترهای جنبش زمین در ساختگاه مورد نظر، برای طراحی سازه های مقاوم در برار زلزله و دارای ایمنی لرزه ای است (٢٠٠٢ ,Gupta).همچنین ، تحلیل خطر لرزه ای می تواند برای تهیه نقشه های پهنه بندی و ریز پهنه بندی در منطقه مورد مطالعه و مناطق نزدیک آن استفاده شود(٢٠١٠ ,Ganapathy).
روش های تحلیل خطرلرزه ای متدهایی هستندکه با استفاده ازآن هامی توان تاحدودیرفتارلرزه ای یک منطقه خاص راپیش بینی کرد.این روش هابا استفاده ازپیشینه لرزه خیزی یک منطقه واستفاده از اطلاعات لرزه ای تاریخی ودستگاهی وبررسی های سایزموتکتونیک احتمال وقوع زلزله های بابزرگی مختلف رادرمنطقه موردمطالعه بررسی می کند.
روشهای برآورد خطر زمین لرزه را میتوان به سه دسته تقسیم نمود (١٩٩٧ ,Mirzaei):
١) روش تجربی-آماری(Empirical-Statistical)
٢) روش قطعی یا تعینی (Deterministic)
٣) روش احتمالاتی(Prbabilistic)
در این مطالعه از روش احتمالاتی استفاده شده است .
درروش احتمالاتی تحلیل خطرلرزهای تمام زمین لرزه هاوتمام چشمه های مهم بافاصله های مختلف ازساختگاه بادرنظرگرفتن احتمال وقوع تمام رویدادها،موردتوجه قرارمی -گیرند(عبادی و همکاران، ١٣٨٩).فرض اصلی در تحلیل برآورد خطر زمین لرزه به روش احتمالاتی، اتفاقی بودن زمین لرزهها میباشد و چون این حوادث از نظر آماری مستقل هستند، تابع توزیع زمان وقوع این حوادث با تابع توزیع پواسون بیانمیشود. همچنین علاوه بر توزیع پواسون مدل دیگر به نام مدل تکراروجود دارد که در آن وقوع یک حادثه مرتبط با وقوع حوادث قبلی است (١٩٩٧ ,Heather).
مراحل تحلیل خطرلرزه ای به روش احتمالاتی
برآورد خطر زمین لرزه به روش احتمالاتی شامل چهار مرحله اساسی است (١٩۶٨ ,Crnell):
١) شناسایی چشمه ها
٢) تعیین پارامترهای لرزه خیزی
٣) انتخاب رابطه کاهندگی مناسب
۴) محاسبه پارامترهای جنبش شدیدزمین
تعیین چشمه های زمین لرزه
اولین گام در تحلیل خطر لرزه ای، تعیین چشمه یا چشمه هایی است که قابلیت وقوع زلزله در آن ها وجوددارد.تشخیص وتعریف چشمه یاچشمه های لرزه ای نیازبه اطلاعات دقیقی اززمین شناسی ساختمانی،لرزه خیزی وزمین ساخت محلی ومنطقه ای دارد(پورکرمانی وآرین ، ١٣٧۶).برای این کارازنقشه های ماهواره ای،توپوگرافی،زمین شناسی،نقشه گسل های فعال وهمچنین نقشه رومرکززمین لرزه های ناحیه استفاده میشود(١٩٩٠ ,Reiter).
به این منظور نقشه گسل های فعال منطقه به همراه حل صفحه گسل ها (نقشه ٣) و پراکندگی زلزله ها در محدوده مورد مطالعه (نقشه ۴) تهیه شده است ، همانگونه که مشاهده می شود روند گسل ها با تجمع زلزله ها در اطراف آن ها کاملا مشخص است با توجه به آن ها و اطلاعات زمین شناسی موجود چهار چشمه لرزه زا برای منطقه تعیین شد، که در نقشه ۵ نشان داده شده است .

نقشه ٣ سازوکارکانونی زمین لرزه های منطقه موردمطالعه (برگرفته ازسایت دانشگاه هاروارد)

بررسی پارامترهای لرزه خیزی
برای تعریف پارامترهای لرزه خیزی، ابتدا باید یک رابطه معروف در مطالعات لرزه خیزی، مطرح شود:
رابطه بزرگی – فراوانی (گوتنبرگ – ریشتر)، یکی از متداول ترین و شناخته شده ترین روابطی است که در مطالعات لرزه خیزی به کار می رود.

در این رابطه M معرف بزرگا و تعداد زلزله هایی است که از بزرگای M بزرگتر و یا مساوی هستند، می باشند. مقادیر a و b ثابت های این رابطه هستند.
در اغلب موارد رابطۀ تکرار، در فرم نرمال شده آن رابطه ٢به کار برده میشود.

که αوβ به صورت زیر تعریف می شوند:

معمولا در محاسبات مربوط به خطر لرزه ای، برای بزرگای زلزله ها یک حد پایین تعریف می شود که زلزله های با بزرگی کمتر از آن حذف می گردند. علت این امر، بی اهمیت بودن زلزله ها با بزرگی کمتر از حد پایین در مسائل مهندسی سازه و همپنین کامل نبودن کاتالوگ زلزله ها در بزرگای کوچک ، است . این مقدار حداقل با Mmin نشان داده می شود، در اکثر پروژه ها برابر ۴ در نظر گرفته شده است . . حال با قرار دادن این مقدار حداقل در رابطه ،رابطه زیر حاصل خواهد شد:

مقدار ν، که بیانگر تعداد زلزله های بزرگ تر یا مساوی، Mmin است ، نرخ فعالیت لرزه ای خوانده می شود. پارامتر نرخ فعالیت لرزه ای، کاربرد زیادی در محاسبات مربوط به تحلیل احتمالاتی خطر لرزه ای دارد. مقداربزرگای بیشینه Mmax یا همان کران بالا، در رابطه گوتنبرگ – ریشتر برای تمام پهنه های سرچشمه محاسبه می شود. اگرچنین بزرگایی معلوم باشد تابع توزیع تجمعی بزرگا برای حالت کراندار از پایین و بالابه صورت رابطه (۶)تعریف می شود:

که با مشتق گیری، تابع چگالی احتمال به دست می آیدرابطه (٧):

برآوردپارامترهای لرزه خیزی
به منظور دست یابی به پارامترهای لرزه خیزی در گستره طرح در این مقاله از روش کیکو –سلوول (١٩٩٢,Kijk and Sellevll) استفاده شده است . زیرا این روش امکان می دهد عدم قطعیت بزرگی زمین لرزه و ناکامل بودن داده ها در تخمین پارامترهای زلزله خیزی دخالت داده شود.
به طورکلی درمقایسه باروش گوتنبرگ-ریشتروروش برازش مقادیرنهایی،نتایج حاصل ازاین روش بسیارمعتبرترودارای هم خوانی بیشترباموقعیت چشمه های لرزه زاوفعالیت آن ها دارد.پراکندگی زمین لرزه هاوبه کارگیری توام زمین لرزه های تاریخی ودستگاهی سده های بیستم وبیست ویکم یک امرلازم برای پارامترهای لرزه خیزی می باشد.
نتایج نهایی حاصل از برآورد پارامترهای لرزه خیزی با استفاده از روش ذکر شده برای هر یک از پهنه های فعال پیرامون ساختگاه در جدول (١) آورده شده است .

انتخاب روابط کاهندگی مناسب برای تحلیل خطرلرزه ای درمنطقه موردمطالعه
روابط کاهندگی،جزئی کلیدی درتحلیل خطرلرزهای به شمارمی روند(١٩٩۶ ,Jyner and Bre).
علی رغم تلاش هایی که جهت کنارگذاشتن اطلاعات موردتردیدواستفاده ازاطلاعات کیفی و موزون انجام گرفته است ،مقداری پراکندگی در اطلاعات اجتناب ناپذیرخواهدبود. این پراکندگی ازتصادفی بودن مکانیک شکست وازمتغیربودن وچندگانه بودن منبع زلزله ،مسیروحرکت امواج زلزله وشرایط ساختگاهی ناشی می شود. این پراکندگی اطلاعات حول مقدارمیانگین ،تأثیری مستقیم برنتایج حاصل ازتحلیل خطرلرزهای می گذارد،بنابراین الزامی است که به نحومناسبی واردمحاسبات شود. روش معمول درکمی کردن پراکندگی اطلاعات،استفاده ازانحراف معیار است

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 12 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد