بخشی از مقاله
خلاصه
نتایج حاصل از تحلیل خطر لرزه ای، یکی از پارامتر های اصلی تحلیل خطرپذیری یا ریسک لرزه ای شهرهای ما است . اعداد حاصل از تحلیل خطر که با روشهای استاندارد برای دوره بازگشت های تعیین شده زلزله، برای هر منطقه تولید و منتشر می شود، ضروری ترین اطلاعات ورودی، جهت تحلیل و طراحی سازه ها تحت بارهای جانبی را تشکیل می دهد. با توجه به عدم قطعیت های موجود در بار زلزله، در این پژوهش تحلیل خطر به روش احتمالاتی انجام شده است و در این راستا از روابط کاهندگی مناسب فلات ایران بهره گرفته شده است. نتایج حکایت از صحت نسبی شتاب بیشینه گزارش شده برای شهر دامغان که به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده، در سطح خطر 1 از ویرایش چهارم آیین نامه 2800، دارد در حالی که این عدد در ویرایش سوم این آیین نامه محل اشکال بوده است.
.1 مقدمه
تحلیل ریسک لرزه ای و اطلاعات کمی آن راجع به هر منطقه، منجر به یافتن اعدادی می شود که در مدیریت استراتژیک کشورها جهت طبقه بندی خطرات احتمالی و اولویت بندی هزینه های تخصیص یافته به کاهش ریسک های مختلف و از جمله مهم ترین آنها یعنی ریسک لرزه ای مؤثر خواهد بود.
مقدار عددی ریسک لرزه ای به چهار عامل که در رابطه - 1 - به آنها اشاره شده وابسته است.
در رابطه بالا ریسک لرزه ای یا همان خطر پذیری برابر با کسری است که در صورت آن اولین پارامتر، خطر لرزه ای - Hazard - می باشد که موضوع اصلی این نوشتار خواهد بود و در قسمت های بعدی بطور مفصل به چگونگی سنجش آن پرداخته می شود. عبارت دوم آسیب پذیری بناها - Vulnerability - نام دارد که خود نیازمند تحقیق کامل و رده بندی میزان آسیب پذیری کلیه مستحدثات عمرانی و رسیدن به اعدادی است که بیانگر سطح آسیب پذیری باشد. پارامتر سوم درصورت کسر نمایانگر میزان ارزش - Cost - است که می تواند به ارزش کاربردی و یا تاریخی بنا ها و یا حتی ارزش جان انسان ها مرتبط شود. اما در مخرج این کسر مدیریت جای گرفته که بالاتر رفتن کیفیت و تجربه و امکانات آن در نحوه برخورد با ریسک زلزله، می تواند باعث کاهش خطر پذیری شود.
خطر لرزه ای - Hazard - در یک ساختگاه به عنوان یک تخمین کمی از بیشترین احتمال لرزیدن زمین تعریف می شود. این لرزیدن احتمالی ممکن است به وسیله شتاب اوج زمین - - PGA، سرعت اوج زمین - - PGV و یا طیف پاسخ - Response - Spectrumبیان شود. تحلیل خطر لرزه ای نیازمند دانش در موضوعاتی چون شواهد زمین شناسی از منابع زلزله، فعالیت گسل ها ، طول شکافت گسل ها و آمار زلزله های منطقه می باشد.
.2 تحلیل خطر لرزه ای احتمالاتی - - - Probabilistic Seismic Hazard Analysis - PSHA
زلزله مانند دیگر پدیده های طبیعی، در زمان، مکان و بزرگی نامشخص است، بنابراین همیشه یک موضوع چالش برانگیز برای تحلیل و طراحی سازه ها بوده است. خسارات گسترده از زمین لرزه های مخرب لزوم نوعی پیشبینی آن را مشخص می کند . بنابراین با توجه به عدم قطعیت ذاتی این پدیده، استفاده از روش احتمالاتی برای رسیدن به تخمین صحیح از میزان تأثیر زلزله در طرح های مهندسی اجتناب ناپذیر است.
در سال 1968 کرنل برای اولین بار روشی را پیشنهاد کرد که بعد ها با استقبال بسیار مواجه و تکمیل شد. روش وی امروزه به " تخمین خطر زلزله" نیز معروف شده است و برای محاسبه شتاب احتمالاتی زلزله در یک منطقه بکار می رود.
در این روش، به این صورت عمل می شود که ابتدا منابع لرزه زا در منطقه مورد نظر شناسایی می شوند و در مرحله دوم به کمک اطلاعات تاریخی برای هر منبع، یک رابطه تناوب تهیه می شود. بعد رابطه کاهندگی مناسبی با توجه به جنس زمین، محاسبه یا انتخاب می شود و در نهایت برای یک سطح طراحی معین، شتاب بیشینه حرکت زمین تعیین می شود.
در واقع تحلیل خطر احتمالاتی از مفاهیم احتمالاتی استفاده می کند تا یک سطح خاص از لرزیدن زمین در یک سایت را به وسیله عدم قطعیت در اندازه، محل و نرخ وقوع زلزله بیان کند. در این روش، خصوصیات تمام چشمه هایی که امکان دارد بر یک ساختگاه معین اثر بگذارد را در نظر میگیرند.
در روش احتمالاتی با پارامترهایی چون فاصله از چشمه لرزه زا و بزرگای زلزله تولید شده به صورت پارامترهای اتفاقی برخورد می گردد. نتیجه این روش تحلیلی به صورت یک و یا مجموعه ای از منحنی های خطر می باشد که بیانگر احتمال فراگذشت پارامتر مورد نظر زلزله، از حدودی است که از پیش و توسط تحلیلگر تعیین شده است. این روش از مراحلی تشکیل شده است که در بخش های بعدی این مقاله به ترتیب در مورد ساختگاه انتخابی، که شهر تاریخی دامغان است، هر یک از این مراحل انجام خواهد شد.
.3تاریخچه زلزله در محدوده مورد مطالعه
شهر تاریخی دامغان در فلات مرکزی ایران واقع شده است. نخستین خبر درست زمین لرزه این منطقه را یعقوبی، مورخ ایرانی اعلام کرده. وی میگوید که در 18 شعبان سال 242 هجری قمری مصادف با سال 856 میلادی، در قومس و پیرامون آن زمین لرزه ای روی داده و نزدیک به 200 هزار نفر کشته شدند. مسعودی دیگر مورخ ایرانی نیز در کتاب "التنبیه" خود در سال 345 هجری قمری درباره زمین لرزه قومس می نویسید: «شهرهای قومس زلزله خیز است و زیادی زلزله گاهی سبب می شود که چشمه های این ایالت کم آب و خشک گردد و زمانی نیز آب در چشمه ها زیادتر از حد معمول فوران می نماید. « اما گذشته از زمین لرزه های تاریخی که در کتب مختلف به دنبال توصیفاتی از بزرگای آنها هستیم و به مهمترین آنها در منطقه ایران اشاره شد، زمین لرزه های دستگاهی مورد توجه هستند که عمدتاً متعلق به صد سال اخیر هستند.
در شکل 1 محدوده 150 کیلومتری شهر دامغان و زلزله های مهم سده گذشته را ملاحظه می کنید و در جدول 1 نمونه ای از کاتالوگ زمین لرزه های دستگاهی که از سایتهای معتبر داخلی و خارجی استخراج شده [3]، ارائه شده است. پیش لرزه ها و پس لرزه ها نیز در کاتالوگهای مورد استفاده با توجه به زمان وقوع و فاصله به روش پنجره های زمانی و مکانی حذف شده است.
شکل – 1 محدوده 150 کیلومتری شهر دامغان و زلزله های مهم سده گذشته
جدول - 1 نمونه ای از کاتالوگ زمین لرزه های دستگاهی
در ادامه تحلیل با توجه به گزارش زلزله های مختلف بر اساس واحد های متنوعی از بزرگا، لازم خواهد بود که واحد های بزرگا تا حد امکان و بر طبق پیشنهاد های منابع علمی معتبر یکی شوند. به عنوان نمونه ای از تبدیل واحدهای بزرگا، در مواردی که به عنوان بزرگا در مقیاس امواج سطحی گزارش شده بوسیله رابطه - 2 - تبدیل به شده است.
