بخشی از مقاله
چکیده
کلانشهر شیراز در منطقه لرزهخیز زاگرس قرار گرفته که دارای استعداد لرزهخیزی بالائی میباشد و در معرض زمینلرزه های با شدت VIII مرکالی اصلاحشده قرار میگیرد. این مقاله به ریز پهنه بندی درجه 2 و ارزیابی زلزله به این شهر با استفاده از سامانه اطلاعاتی جغرافیایی - - GIS میپردازد. ریز پهنه بندی درجه 2 بر اساس ناپایداری دامنه، روانگرایی و تشدید جنبش نیرومند زمین به علت تجمع مواد سست و وجود آب زیرزمینی در آنها صورت می گیرد. با توجه به قرارگیری شهر در یک گودی توپوگرافیک و محصور شدن بین چند رشتهکوه خطر حرکات دامنهای در قسمتهای شمال شرقی شهر وجود دارد.
پهنه بندی خطر روانگرایی در سطح شهر بر اساس نقشه عمق آبهای زیرزمینی و بافت رسوبات سطحیشهر صورت گرفت که عمدتاً بخشی از مرکز شهر را در برمی گیرد. جهت تهیه نقشه ریز پهنه بندی میزان جنبش نیرومند زمین از تلفیق نقشههای میزان شتاب افقی گسلهای محدوده مطالعاتی، رسوبات سطح شهر و عمق آبهای زیرزمینی استفاده شد. در نهایت بر اساس نقشه پهنه بندی شدت و نقشه زون بندی شهر شیراز بر اساس میزان مقاومت ساختمانها، نقشه میزان تخریب شهر که نشان دهنده تخریب شدید ساختمان ها در بخش هائی از شهر به ویژه بخش قدیمی و مرکزی آن می باشد.
واژههای کلیدی:ریز پهنه بندی درجه 2، شیراز، خطر زلزله، روانگرائی، سامانه اطلاعات جغرافیایی - - GIS
مقدمه
کلانشهر شیراز پرجمعیتترین شهر جنوب ایران و ششمین شهر پرجمعیت ایران را تشکیل میدهد. این شهر به عنوان مرکز استان فارس در محدوده طولهای جغرافیایی 51 درجه و 48 دقیقه تا 53 درجه و 35 دقیقه و عرض جغرافیایی 29 درجه و 1 دقیقه تا 29 درجه و 57 دقیقه واقع شده است. شیراز در واحد زمینشناختی زاگرس که یکی از لرزه خیزترین واحدهای زمینشناسی ایران محسوب میشود، قرار دارد. براساس مطالعات صورت گرفته این شهر در معرض زمینلرزههای با شدت VIII مرکالی اصلاح شده قرار دارد. اما تحت تاثیر شرایط زمینشناسی در محدوده شهر و شدت ناشی از آن شدت زمینلرزه به بیش از این مقدارمیرسد. اهمیت تهیه نقشه ریزپهنه بندی درجه 2 در زمینلرزه سال 1369رودبار به خوبی روشن شد.
به منظور تعیین تاثیر شرایط زمین در نقاط مختلف یک محدوده, نقشه های ریز پهنه بندی تهیه میشوند. درمطالعات ریز پهنه بندی تاثیر شرایط محل بر حرکت زمین, گسیختگی دامنهها و روانگرایی مورد توجه قرارمیگیرند. این سه پارامتر در سه درجه متفاوت - درجات 2 , 1 و - 3قابل انجام میباشند که از درجه 1 به3 دقت کار, حجم و دقت دادههای مورد نیاز و میزان هزینهها افزایش مییابد - . - ISSMFE, 1993 از آنجا که تهیه نقشه ریزپهنه بندی درجه 3نیاز به تأمین اعتبار زیاد و دادههای ژئوتکنیکی دقیق دارد و نقشه ریزپهنه پهنه بندی درجه 1 دقت پایینی دارد ، در این پژوهش نقشه ریزپهنه بندی درجه 2 شهر شیراز تهیه گردید.
ریزپهنه بندی
در تهیه نقشه ریز پهنه بندی تاثیر شرایط محل از طریق تقویت حرکت - جنبش - زمین، ناپایداری دامنهها و روانگرایی مورد توجه قرار میگیرد.
1-2 خطر حرکات دامنه ای
یکی از جنبههای آسیب لرزهای گسیختگی دامنهها در هنگام وقوع زمین لرزه است که در اثر آن آسیب وارد میشود. در بسیاری از زلزلههای قوی، به ویژه زلزله سال 1369 رودبار گسیختگیهای دامنه ای به شدت صورت گرفتند و از این نظر مشکلات متعددی بوجود آمد - عباس نژاد وحسن زاده، . - 1385بر طبق نقشه شیب شهر شیراز - شکل - 1 و با توجه به ساختار زمین ریختشناسی منطقه که به وسیله رشته کوهها محصور شده است پتانسیل خطر حرکات دامنهای میتواند وجود داشته باشد.در کوه قلات واقع در شمال غرب شهر - روستای قلات و شهرک گلستان - میتوان آثاری از ناپایداری دامنهمشاهده کرد که عمدتاً در روستای قلات دیده میشود و در شهرک گلستان آثاری دیده نمیشود. با توجه به شیب بسیار زیاد در قسمت شمال شرق شهر در منطقه ابیوردی به سمت چوگیاه تا دروازه قرآن مناطق مسکونی با تراکم جمعیت زیادی تحت خطر حرکات دامنهای میباشند. قسمتهای بیشترشهر عمدتاً در دشت شیراز توسعه یافتهاند و دارای شیب کمتر از 10 درصد بوده و تحت تاثیر خطر ناشی از گسیختگی دامنه نمیباشند.
2-2 خطر روانگرائی
در صورتیکه در محلی سطح آبهای زیرزمینی بالا بوده , رسوبات سست ماسهای وجود داشته و شدت زلزله هم از حدود MMI VI بالاتر باشد خطر روانگرائی مطرح خواهد بود،بطوریکه ممکن است روانگرائی در هنگام زلزله موجب آسیب به ساختمانها و افزایش اثرات زلزله شود - Wang and . - Tim Lav, 1994عمده گسلهای اطراف شهر شیراز توانایی ایجاد زمینلرزه های با بزرگی بین 5/5 تا 6/9 ریشتر را دارند. شدت ناشی از این گسلها در شیراز در محدوده بین V تا VIII مرکالی اصلاحشده قرار میگیرد. بنابراین امکان ایجاد پدیده روانگرائی در شهر شیراز وجود دارد. تعیین پتانسیل روانگرائی در اثر زلزله یک مسئله پیچیده در زمینشناسی مهندسی و ژئوتکنیک است که عوامل زیادی را شامل میشود - زمردیان و منصوری, . - 1382
روشهای متعددی برای بر آورد پتانسیل روانگرائی ارائه شده است که منابعی نظیر سید و ادریس، - 1995 - ، ونگ و تایم لاو ، - - 1994 و موسسه تحقیقات سواحل وبنادر وزارت ترابری ژاپن نمونه هائی از آنها را شرح دادهاند. زمردیان و منصوری - 1383 - روش الگوریتم ژنتیک و زمردیان و باقری - 1383 - مدل Byrne برای ارزیابی پتانسیل روانگرائی را توصیه کرده اند.با توجه به دستورالعمل - 1993 - ISSMFE در ریز پهنه بندی درجه 2، پتانسیل روانگرائی براساس معیارهای زمینشناسی - به ویژه رسوبشناسی و آب شناسی - و ژئومورفولوژی برای هر نقطه مورد ارزیابی قرارگرفته و نقشه ریز پهنه بندی تهیه میشود. توجه به معیارهای ژئومورفولوژی کمک میکند که محدودههای دارای رسوبات سست ماسهای- سیلتی آسانتر شناسایی شوند .
یکی از مهمترین عوامل محیطی تاثیر گذارنده بر خطر روانگرائی , عمق سطح آبهای زیرزمینی است. براساس تجربیات مربوط به زلزلههای حادث شده در نقاط مختلف دنیا, در بسیاری از مواردی که روانگرائی در سطوح صاف و هموار رخ داده، عمق آبهای زیرزمینی بیش از 3 متر نبوده است. البته در موارد محدودی تا عمق حدود 4 متر هم روانگرائی ایجاد شده است, ولی هیچ گونه روانگرائی در زمینهای سطحی که عمق آب زیرزمینی در آنها بیش از 5 متر بوده دیده نشده است - Wang and Tim Lav, . - 1994در - شکل - 2 نقشه عمق آب زیرزمینی در محدوده شهر شیراز تهیه شده است. جهت جریان آب زیرزمینی در دشت شیراز موافق شیب عمومی توپوگرافی بوده و تقریباً از شمال غرب به جنوب شرق و از جنوب به سمت دریاچه مهارلو میباشد.
با توجه به نقشه عمق آب زیرزمینی در شهر شیراز، عمق آب در محدوده قصرالدشت - شمال غرب - حدود 40 متر بوده و دردهپیاله واقع در شرق شیراز 5 متر و در روستای وزیر آباد به 3 متر کاهش میابد. در اطراف دریاچه مهارلو به دلیل عدم نفوذپذیری خاک، شیب کم و فشار سفره آب زیرزمینی عمق آب به کمتر از 0/5 متر رسیده و محدوده اطراف به صورت باتلاقی در آمده است.با استفاده از اطلاعات ژئوفیزیکی و مشاهدات صحرایی نقشه بافت رسوبات سطحی تا عمق 5 متر تهیه شد - شکل - 3 به این صورت که مناطق با مقاومت بیش از 50اهم متر به صورت آبرفت دانه درشت که غالباً در شمال غرب شهر دیده شد؛ مناطق با مقاومت 30 تا 50 اهم متر آبرفت با دانهبندی متوسط - ماسه ای-سیلتی - که بخش کوچکی در مرکز شهر را پوشش میدهد و در نهایت مناطق با مقاومت کمتر از 30 اهم متر به عنوان پوشش رسی در نظر گرفته شد که بیشتر سطح شهر را به سمت دریاچهمهارلو را شامل میشود.
از آنجا که سطح آب زیرزمینی در جنوب شهر در حال بالا آمدن است ؛بنابراین در محدودههای از شهر که عمق آب زیرزمینی کمتر از ده متر باشد و از نظر رسوبشناسی عمدتاً از آبرفت با دانهبندی متوسط - ماسهای - تشکیل شده باشد، به عنوان مناطق مستعد روانگرایی در نظر گرفته میشود.برای این منظور با ترکیب و تلفیق نقشه رسوبات سطحی و نقشه عمق آبهای زیرزمینی در محیط نرمافزارGIS در شیراز محدوده مستعد روانگرایی رسم شد. - شکل - 4 محدوده مستعد روانگرائی در شهر شیراز را نشان میدهد. این محدوده بخش مرکزی به سمت غرب شهر را شامل میشود.
3-2 جنبش نیرومند زمین
در ریز پهنه بندی لرزهای درجه 2 جهت ارزیابی میزان تشدید جنبش زمین میتوان از نتایج آزمایشهای نفوذ استاندارد, طبقهبندی زمین بر پایه اطلاعات گمانهها، دادههای ژئوتکنیکی, سنجشهای میکروترموری و یا سرعت موج در خاک و رسوب استفاده نمود - . - ISSMFE,1993 به دلیل نبود اطلاعات میکروترموری شهر شیراز با استفاده از اطلاعات رسوب شناسی و آبهای زیرزمینی جنبش نیرومند زمین برآورد گردید. به این صورت که ابتدا شتاب ایجادشده توسط گسلهای محدوده مورد مطالعه محاسبه شد - شکل . - 5 در مرحله بعد با استفاده از اطلاعات ژئوفیزیکی صورت گرفته در و مشاهدات صحرایی نقشه بافت رسوبات سطحی تا عمق 5 متر تهیه شد - شکل. - 3 سپس نقشه عمق آب زیرزمینی بر اساس آمار سازمان شرکت آب منطقهای فارس رسم گردیدکه بر این
