بخشی از مقاله
چکیده
این مطالعه به تحلیل احتمالاتی خطر لرزهای برای منطقهی تهران بزرگ پرداخته است. در این مطالعه از سه کاتالوگ لرزهای استفاده شده است: - الف - کاتالوگ ثبت شده با استفاده از مطالعات پیشین؛ شاهوار و زارع - - 2013 و بربریان - - 1994 ، - ب - کاتالوگ شبیهسازی شده با استفاده از الگوریتم شبیهسازی هان و چوی - - 2008 و - ج - کاتالوگ شبیه سازی شده با استفاده از نرمافزار .EqHaz در ادامه تمامی رخدادهای جنبش زمین به فاصلهی 200 کیلومتری شهر تهران برای این مطالعه در نظر گرفته شده است.
پسلرزه و پیشلرزهها با استفاده از الگوی ارائه شده توسط گاردنر و نوپوف - - 1974 از این کاتالوگ حذف شده است. منطقهی مورد مطالعه به 11 چشمهی لرزهای تقسیم بندی شده و با توجه به وجود زلزلههای تاریخی، مولفههای لرزهای این مناطق با استفاده از الگوی ارائه شده توسط کیکو و سلول - 1989 و - 1992 و مطالعهی ولز و کوپراسمیت - - 1994 محاسبه شده است. به منظور بررسی نتایج بدست آمده در این مرحله، مولفههای لرزهای منطقه با مطالعهی توکلی و غفوری آشتیانی - - 1999 مقایسه شده است.
در ادامه به منظور صحت سنجی نتایج این مطالعه، منحنی خطر بدست آمده برای دادههای ثبت شده با نتایج مطالعهی قلیپور و همکاران - - 2008 مقایسه شد که حاکی از صحت نتایج بدست آمده دارد. به منظور مقایسهی اثر انتخاب کاتالوگهای لرزهای مختلف، این روند برای کاتالوگ شبیهسازی شده با استفاده از الگوریتم شبیهسازی هان و چوی و کاتالوگ شبیهسازی شده با استفاده از نرمافزار EqHaz نیز انجام شده است.
نتایج بدست آمده برای منحنی خطر با استفاده از کاتالوگ شبیه سازی شده با استفاده از نرمافزار EqHaz کاملا مطابق با منحنی خطر بدست آمده با استفاده از کاتالوگ ثبت شده میباشد. منحنی خطر بدست آمده با استفاده از کاتالوگ بدست آمده با استفاده از الگوریتم هان و چوی - - 2008 مقادیری متفاوت را نسبت به منحنی خطر بدست آمده با استفاده از کاتالوگ ثبت شده نشان داده است. علت این موضوع را میتوان در شاخص لرزهخیزی منطقه دانست در کاتالوگ ایجاد شده با استفاده از الگوریتم هان و چوی - - 2008 دارای مقداری تفاوت نسبت به سایر روشهای موجود میباشد.
مقدمه
در بسیاری از تحلیلهای مهندسی زلزله، هدف نهایی تعیین مقدار حرکت زمین در یک سطح خطر مورد نظر است تا بتوان با استفاده از آن اقدام به طراحی سازه کرد، به نحوی که بتوان پایداری آن را تامین نمود - بیکر . - 2008 امروزه در میان روشهای تحلیل خطر لرزهای مورد استفاده بیشترین استفاده از تحلیل احتمالاتی خطر1 انجام میشود. این مدل توسط کرنل - 1968 - بیان شده و توسط مک گوایر 1976 - و - 1977 و ریتر - - 1990 تکمیل شد.
در نهایت توسط مک گوایر - - 1995 به صورت رابطهی - 1 - درآمد و تا به امروز بسیار گسترش یافته است. اساس این روش تئوری احتمال کل است که احتمال رخداد یک مقدار شتاب در سایت مورد نظر که به وسیله ی در نظر گرفتن اثر مشترک احتمال شرطی مقدار شتاب بدست آمده از یک زلزله ی موجود با در نظر گرفتن بزرگا و فاصله ی مشخص بدست می آید را محاسبه می کند - موسون . - 2000 در این مدل تحلیلی از رابطهی گوتنبرگ - ریشتر به منظور بیان حد بالای بزرگا استفاده میشود. البته میتوان برای یک گسل یا یک منبع لرزهای خاص، از یک مدل زمین لرزهای کاراکتری استفاده کرد - شوارتز و کوپراسمیت. - 1984 هدف از برآورد پتانسیل خطر زمینلرزه، ارزیابی منطقی پارامترهای جنبش زمین - بیشینه شتاب2، بیشینه سرعت3، شدت4 و غیره - در یک ناحیه در مدت زمان معین، کهمعمولاً عمر مفید سازه است، میباشد.
همچنین با توجه به آسیبپذیری شدید ساختمانهای مسکونی در مناطق شهری و روستایی، تحلیل خطر لرزهای در برآورد صحیح تلفات انسانی و زیانهای اقتصادی ناشی از آن از اهمیت ویژهای برخوردار است و همچنین نتایج تحلیلخطر میتواند در سیاستگزاری دولت و شناسایی مناطق پر خطر مهم باشد. که در آن، IM5 معیار اندازهگیری شدت، - ,0>[ - نرخ رخداد IM>x، M بزرگای گشتاوری، mmin حداقل بزرگای قابل قبول، - 0L> Pmin - نرخ رخداد زلزلههای بزرگتر از زلزلهی حداقل برای هر منبع لرزهای، P - IM>x|m,r - که مقدار آن از روابط پیشبینی حرکت زمین6 محاسبه میشود، f - M - و f - R - تابع چگالی احتمال بزرگا و فاصله هستند.
تحلیل احتمالاتی خطر لرزهای
به طور کلی فرایند تحلیل خطر را میتوان در چهار گام زیر خلاصه کرد که به صورت شماتیک در شکل 1 نیز میتوان مشاهده کرد:
- الف - شناسایی چشمههای لرزهزا فعال بر مبنای مطالعه لرزه زمین، - ب - تعیین رابطه بین بزرگا و نرخ وقوع رخدادها بر پایه مطالعه لرزهخیزی، - ج - انتخاب رابطه کاهندگی مناسب جهت برآورد مشخصه جنبشهای زمین - د - محاسبه منحنی خطر با تجمیع نظاممند عدم قطعیتهای مختلف در بزرگا و فاصله. به منظور تحلیل خطر شهر تهران در مرحلهی اول به جمعآوری رخدادهای شتاب حرکت زمین پرداخته شده است. این کار با استفاده از دو منبع اطلاعاتی به شرح زیر صورت گرفته است:
-1 اطلاعات زلزله های تاریخی گزارش شده توسط بربریان - - 1994 -2 اطلاعات جمعآوری شده از سال 1990 تا سال 2012 توسط شاهوار و زارع - - 2013 شامل بزرگای گشتاوری شهر تهران در مختصات جغرافیایی به طول 35/69 درجهی شمالی و 51/42 درجه شرقی قرار دارد، اطلاعات رخداد حرکت زمین در محدودهی جغرافیایی 49/7 درجه تا 53/6 درجه شرقی و 33/8 درجه تا 37/5 درجهی شمالی که محدودهای به شعاع 200 کیلومتری شهر تهران را در بر میگرفت مورد بررسی قرار داده شده است. در نهایت تعداد 382 رخداد برای این محدودهی جغرافیایی یافت شد. نتایج این اطلاعات بر روی نقشهی گسلهای ایران که توسط سایت پژوهشگاه بین المللی زلزله در دسترس است که در شکل شماره 2 قابل مشاهده میباشد.
تمامی بزرگاها به بزرگای گشتاوری تبدیل شد که این کار برای تبدیل بزرگا در مقیاس امواج سطحی زمین7 و بزرگا در مقیاس امواج درونی زمین8 به بزرگای گشتاوری9 از روابط ارائه شده توسط اسکوردیلیس - - 2006 و برای تبدیل بزرگای محلی10 به بزرگای گشتاوری از رابطهی ارائه شده توسط شجاع طاهری - 2007 - استفاده شده است. هر سه رابطه در جدول1 قابل مشاهده میباشند. که در آن Mw بزرگای گشتاوری، Ml بزرگای محلی، Ms بزرگا در مقیاس امواج درونی زمین و Mb بزرگا در مقیاس امواج سطحی زمین است.
در ادامه با استفاده از روش مختلف گاردنر و نوپوف - - 1974 اقدام به حذف پسلرزهها شد. این روش به این صورت بود که برای رخدادهای موجود در هر گسل، یک خط بین لگارتیم زمان رخدادها و بزرگا و یک بار نیز بین لگاریتم فاصله و بزرگا طبق رابطه های 2 و 3 برازش میشود و رخدادهایی که در هر رابطه، بالاتر از خط برازش شده باشند به عنوان رخدادهای اصلی و سایر رخدادها به عنوان پسلرزه و پیشلرزه در نظر گرفته میشوند. همانطور که در مطالعهی گاردنر و نوپوف - - 1974 اشاره شده است، این روش برای رخدادهایی تا بزرگای 6/4 قابل قبول است.
برای بررسی رخدادهای بزرگتر از 6/4 از رابطهی ارائه شده توسط ون سیفات و همکاران - - 2006 استفاده شد که در ادامه به عنوان رابطهی 4 آمده است. در شکل 4 و 5 رخدادهای زمین و خطهای برازش شده را برای چشمهی سطحی شماره3 در شکل 3 را می توان مشاهده کرد. همچنین مقادیر بدست آمده برای فاصله زمانی و مکانی نیز برای این چشمهی لرزهای در جدول 2 آمده است. پس از حذف پسلرزهها توسط این روش که برای هر گسل به صورت جداگانه انجام شد، تعداد 237 زلزله برای این منطقهی جغرافیایی شناسایی شد.
