بخشی از مقاله
چكيده
در اين مقاله تحليل خطر زلزله سايت ايوان به دو روش تعييني - DSHA - و احتمالاتي - PSHA - در سايت ايوان ارائه شده است. در اين پژوهش به بررسي زمينساخت ناحيه اي، عناصر ساختاري و گسلهاي بنيادي و جنبا و نيز زمين لرزههاي تاريخي و دستگاهي در منطقه پرداخته شده است. همچنين پارامترهاي لرزهخيزي ناحيه نيز مورد بررسي قرار گرفته است. پارامترهاي جنبش نيرومند زمين برآورد و با روش درخت منطقي - Logic Tree - ارائه شدهاند. اين پارامترها براي دوره بازگشتهاي ٥٠ سال - ٦٣ درصد احتمال وقوع در ٥٠ سال - ، ٤٧٥ سال - ١٠درصد احتمال وقوع در ٥٠ سال - ، ٩٧٥ سال - ٥ درصد احتمال وقوع در ٥٠ سال - و ٢٤٧٥سال - ٢درصد احتمال وقوع در ٥٠ سال - ، برآورد گرديد.
١-مقدمه
از آنجاكه نوار لرزهخيز آلپ- هيماليا - يكي از نواحي لرزهخيز دنيا - از كشور ايران ميگذرد، تا كنون زلزلههاي بسيار زيادي در ايران به وقوع پيوسته كه برخي از آنها صدمات و اثرات زيانبار عمدهاي بر ساختارهاي اجتماعي، اقتصادي و ... كشور برجاي گذاشته است. چنين اثرات زيانباري حاكي از آن است كه هنوز طراحي مقاوم و ايمن در برابر زلزله به طور كامل جاي خود را در مهندسي پيدا نكرده و انجام مطالعات وسيع و عمده را در اين زمينه اجتنابناپذير مينمايد. تحليل خطر لرزهاي در واقع، تحليل رويداد زمينلرزهها در حوزه زمان و مكان ميباشد. دانش صحيح از ويژگيهاي لرزهخيزي يك منطقه، ابزاري مهم براي فهم هرچه بهتر تكتونيكهاي فعال آن منطقه است. تعيين پارامترهاي لرزهخيزي در مطالعات تحليل خطر زمينلرزه از اهميت ويژهاي برخوردار است. در واقع اين پارامترها بيانگر وضعيت لرزهخيزي يك پهنه يا يك گسل بوده و توصيفكنندهي اثرات ناشي از يك زمينلرزه ميباشند كه با كميت عددي بيان ميگردند. مهمترين هدف از اين مطالعات شناسايي گسلها، روندهاي ساختاري و همچنين پيشينة لرزهخيزي گسترة مورد مطالعه، ويژگيهاي خاص لرزهخيزي منطقة مورد نظر مي باشد. به اين منظور از كاتالوگهاي معتبر زمينلرزهها، نقشههاي زمينشناسي، لرزهزمينساختي، توپوگرافي، شكلهاي هوائي و تصاوير ماهوارهاي استفاده شده است. پارامترهاي لرزهخيزي، دورة بازگشت و احتمال رويداد زمينلرزهها بر حسب بزرگاي آنها محاسبه و در تحليل خطر زمينلرزه به گسلها و چشمههاي لرزهزا نسبت داده ميشوند. به منظور برآورد بيشينة مقادير پارامترهاي جنبش نيرومند زمين كه در اين مرحله از مطالعات شامل بيشينة مقادير مؤلفههاي افقي و قائم شتاب براي سطوح مختلف لرزهاي در طراحي ميباشد از روشهاي احتمالي و آماري استفاده شده است. ساختگاه در واحد لرزهزمينساختي زاگرس و به مختصات تقريبي ٣٢.٤٦ طول خاوري و ٨٨.٣٣ عرض شمالي در شمال شهرستان ايوانغرب قرار دارد. ويژگيهاي ساختاري واحد زمينساختي زاگرس و فعاليت بالاي آن بهنحوي است كه از فعالترين مناطق و لرزه خيزترين واحدهاي ساختاري ايران محسوب ميگردد. در اثر استرسهاي تراكمي حاصل از حركت صفحه عربي به سمت ايران، وقوع زمينلرزه هاي متعدد در طول رشته كوههاي زاگرس همواره اين نواحي را در معرض تهديدات خطر زمينلرزه قرار ميدهد.
٢- روش تحقيق
شناخت ميزان لرزهخيزي و تعيين پارامترهاي لرزهخيزي يك گستره براساس جمعآوري فهرست زمينلرزهها و مطالعه پيشينه لرزهخيزي در آن امكانپذير ميباشد. بر پايه اطلاعات كسب شده از زمينلرزهها كه به صورت گسترههاي شعاعي يا در استانهاي لرزهزمينساخت گردآوري ميشود ويژگيهاي آماري لرزهخيزي و پارامترهاي لرزهخيزي با بكارگيري روشهاي مناسب آماري تعيين ميگردد. به اين منظور ابتدا لازم است تا اين دادههاي گردآوري شده تكميل و پردازش گردند. پردازش دادهها بر مبناي پيروي رويداد زمينلرزهها از فرآيند پوآسوني كه تاكنون قابل قبول ترين فرضيه در علم لرزهشناسي ميباشد انجام شده است. رابطه بزرگا- فراواني زمينلرزهها به روشهاي مختلف برآورد گرديده كه در مناسبترين شكل از تخمين بيشينه درستنمايي تابع توزيع دوكراندار گوتنبرگ-ريشتر استفاده شده است. ضرائب ثابت رابطه گوتنبرگ-ريشتر شامل پارامترهاي لرزهخيزي β و α - آهنگ رويداد - و همچنين حداكثر بزرگاي محتمل Mmax و دوره بازگشت و احتمال رويداد بزرگاي زمينلرزهها در بازه هاي زماني متفاوت نيز با استفاده از روشهاي مختلف به مناسبترين شكل محاسبه، مقايسه و در همه موارد با تكيه بر داوري كارشناسي تعيين گرديده است. همچنين قابل ذكر است كه در اين گزارش جهت انجام محاسبات آناليز احتمالي خطر لرزهاي از نرمافزار OpenQuake Engin استفاده شده است.
شكل ١- موقعيت رومركز زمين لرزههاي دستگاهي - دواير رنگي - با بزرگاي بيش از ٤ رويداده در گستره ١٠٠ كيلومتري ساختگاه - بدون حذف پس-لرزهها و پيش لرزهها - . مثلث سياه رنگ موقعيت را نشان ميدهد - شكل سمت چپ - . موقعيت رومركز زمين لرزههاي تاريخي - دواير رنگي - رويداده در گستره ١٠٠ كيلومتري ساختگاه. مثلث سياه رنگ موقعيت را نشان ميدهد - شكل سمت راست - .
٣- كاتالوگ زمين لرزه هاي دستگاهي
مجموعه اطلاعات جمعآوري شده از پايگاه اطلاعرساني پژوهشگاه بينالمللي زلزلهشناسي و مهندسي زلزله براي تجزيه و تحليل آماري زمينلرزهها به منظور برآورد ويژگيهاي لرزهخيزي در شعاع ١٠٠ كيلومتري گستره مورد مطالعه تهيه شده تحليل خطر زلزله به روشهاي تعييني و احتمالاتي ... ٧٨ است. موقعيت مكاني زمينلرزهها نسبت به ساختگاه مورد مطالعه در شكل - ١ - آورده شده است. به دليل ضرورت تبديل بزرگا به يك نوع واحد، همه بزرگاها به Mw تبديل شد. فرض اصلي در بكارگيري رابطه گوتنبرگ-ريشتر براي فهرست مورد نظر از زمينلرزهها در محاسبه پارامترهاي لرزهخيزي اين است كه رويداد آنها را بتوان از لحاظ آماري با تابع توزيع پوآسوني مدل نمود. مدل پوآسون بر اساس فرضياتي بنا شده كه فرض اصلي آن اينست كه رويداد زمين لرزهها در يك زمان و مكان خاص از نظر آماري مستقل باشند. لذا پيش از بكارگيري فهرست مورد نظر در محاسبات لرزهخيزي لازم است تا بر اساس تابع پوآسون فهرست زمينلرزهها مورد پردازش قرار گيرند. يكي از مناسبترين روشها در حذف پيشلرزهها و پسلرزهها كه در اين مقاله نيز از آن استفاده شده روش پنجرههاي متغير در حوزه زمان و مكان - گاردنر و نوپوف ١٩٧٤ - ميباشد كه در جدول - ١ - بازه زماني وقوع پيشلرزهها و پسلرزهها در اين روش آمدهاست. در پژوهش حاضر براساس جدول فوق و با بكارگيري نرم افزار ZMAP - ويمر، ٢٠٠١ - پسلرزهها و پيشلرزهها از بانك داده هاي لرزهاي حذف شدهاست.
٤- برآورد پارامترهاي لرزهخيزي
پس از مشخص كردن چشمههاي لرزهاي و فعاليت آنها در دورههاي تاريخي و دستگاهي، نوبت به تعيين پارامترهاي لرزهاي ميرسد. ماهيت چنين پارامترهايي ناشي از لرزهزمينساخت منطقهاي و پيشينه لرزهخيزي در گستره مي باشد. بهعبارت ديگر مقادير اين پارامترها از جمله خصوصيات اساسي محدوده مورد بررسي است. براساس فراواني رويداد زمين لرزهها برحسب بزرگاي آنها كه بر اساس روابط مختلف گوتنبرگ ريشتر بيان مي گردد و استفاده از روشهاي مختلف آماري پارامترهاي لرزهخيزي كه همان ضرائب ثابت رابطه گوتنبرگ – ريشتر مي باشند محاسبه ميشوند.
٥- روش مقدماتي گوتنبرگ– ريشتر
تابع توزيع مقدماتي گوتنبرگ–ريشتر در سال ١٩٥٦ ارائه گرديد. در اين رابطه فراوني تجمعي زمينلرزهها به طور خطي و با در نظر گرفتن رابطه سادهاي به بزرگي نسبت داده ميشود. با بهكارگيري چنين رابطه سادهاي ميتوان با انجام يك دستهبندي مناسب براي بزرگي زمين لرزهها، رابطه لرزهخيزي و ضرايب مربوط به آن - ضرايب a و - b را بهدست آورد - شكل ٢ - . اما با توجه به محدوديتهاي اين رابطه، از يك طرف امكان استفاده از زمين لرزههاي تاريخي وجود نداشته و از طرف ديگر به دليل نداشتن حد بالا براي بزرگي، نتايج بهدست آمده تنها ماهيت رياضي داشته و با واقعيات لرزهخيزي منطقه سازگاري ندارد. لذا نتايج براي فاصلههاي زماني كه اطلاعات لرزهاي نسبتاً همگن و پيوسته باشند - زمينلرزههاي دستگاهي ثبتشده - و در بازه محدودي از بزرگي زمينلرزهها قابل قبول ميباشد.
شكل ٢- توزيع بزرگا-فراواني - گوتنبرگ-ريشتر - زمينلرزههاي دستگاهي در گستره مورد مطالعه. در اين تحليل براي به دست آوردن بزرگاي آستانه كه از آن به بالاتر كاتالوگ كامل در نظر گرفته مي شود از روش بيشترين انحنا استفاده شده است.
