بخشی از مقاله
چكيده
با توسعه علمي و شناخت عميق تر محيط زمين شناسي امكان برآورد بهتر و دقيق تر مخاطرات لرزه اي فراهم ميگردد. در اين مقاله ضمن ارزيابي مطالعات قبلي، ارزيابي خطر لرزه اي به روش تعييني در سد حاجي آباد قائن به انجام رسيده است. سد حاجي آباد يك سد خاكي است كه در فاصله بسيار كمي از گسل زمين لرزه اي آبيز قرار دارد.
عليرغم اين مسئله، ارزيابي خطر لرزه اي انجام شده قبلي، كه پيش از رخداد زمين لرزه ٢٠ ارديبهشت ١٣٧٦ زيركو قائنات انجام شده است، مقدار بيشينه شتاب لرزه اي را حدود g٣/٠ برآورد نموده است. ارزيابي جديد صورت گرفته با در نظر گرفتن گسل آبيز در فاصله كمتر از ٥ كيلومتري ساختگاه بيشينه شتاب را g٦٤/٠ برآورد نموده است. اين مسئله اهميت مطالعات بازنگري خطر زمين لرزه براي سازههاي مهم در دوره هاي زماني مشخص را نشان ميدهد.
١ مقدمه
بسياري از پروژههاي بزرگ با روشها و دانش موجود در زمان مطالعات، طراحي و ساخته شدهاند. يكي از جنبههاي مطالعاتي در چنين پروژههايي ارزيابي و برآورد خطر لرزه اي در گستره طرح ميباشد. سدها از جمله پروژههاي بزرگي هستند كه به طور معمول مطالعات خاص تحليل خطر لرزه اي براي آنها به انجام رسيده و بر اساس چنين مطالعاتي طراحي لرزه اي آنها صورت ميگيرد.
با اين حال طي زمين لرزه مختلف رخداده در جهان، سدها نيز در معرض آسيب بوده و در برخي موارد رخداد زلزله منجر به گسيختگي كامل سد شده است. كميته ملي سدهاي بزرگ آمريكا - ٢٠١٤ - طي سه پژوهش، مجموعه مدوني از سدهاي متاثر از زمين لرزه را گردآوري نموده است. تاني - ٢٠٠٠ - نيز در مطالعه مشابهي اثرات زمين لرزه بر سدهاي خاكي كشور ژاپن را جمع بندي و ارائه نموده است.
در زمين لرزه سال ٢٠١١ توهوكو ژاپن با بزرگاي ٩ بازرسي از ٣٠٠ سد واقع در محدوده متاثر از زمين لرزه حاكي از آسيبهاي وارده به حدود ١٠ درصد از سدها بوده است - ياماگوچي و همكاران، ٢٠١٢ - . طي زمين لرزه ٢٠٠٨ وينچوان چين با بزرگاي ٨ نيز ٢٦٦٦ آسيب ديد و از اين بين ٦٦ سد در معرض خطر گسيختگي قرار گرفتند - چن و همكاران، ٢٠١٤ - . در طرحهاي سدسازي يكي از اركان ايمني سدها، پايش مستمر رفتار سد و سازههاي وابسته است. يكي از جنبههاي اين پايش، ارزيابي جامع ايمني سد ميباشد كه بر اساس درجه اهميت سدها در فواصل زماني ٥ تا ١٠ سال توصيه گرديده است.
در دلايل ضرورت ارزيابي جامع ايمني سد به تغيير شرايط سد و ساختگاه آن از جنبههاي مختلف و نيز تغيير روشها، معيارها و ضوابط طراحي اشاره ميشود - پوگاچ و همكاران، ١٩٩٨ - . با اينحال اين موضوع در كشور كمتر مورد توجه قرار گرفته و به دلايل مختلف چنين مطالعاتي به انجام نرسيده است. در مقاله حاضر با بازنگري مقدماتي وضعيت خطر لرزه اي در گستره سد حاجي آباد ضرورت توجه به اين مسئله مورد كنكاش قرار گرفته است.
٢ سد حاجي آباد
سد حاجي آباد از نوع خاكي با هسته رسي است كه با ارتفاع حدود ٣٠ متر داراي حجم ذخيره ٦/٥ ميليون متر مكعب ميباشد. اين سد با هدف توسعه كشاورزي و كنترل سيلاب طراحي و ساخت آن در سال ١٣٧٥ شروع و در سال ١٣٨٣ مورد بهره برداري قرار گرفته است. شكل ١ موقعيت ساختگاه سد حاجي آباد را بر روي نقشه زمين شناسي ورقه آبيز - اكرمي، ١٣٨٤ - نشان داده است. از محل ساختگاه سد برخي گسلهاي فرعي عبور نموده است؛ در فاصله كمتر از ٥ كيلومتري محل سد و در شرق ساختگاه، گسل زمين لرزه اي آبيز قرار دارد كه در نقشه به صورت خط چين نشان داده شده است.
در مرحله مطالعات طراحي سد حاجي آباد مشاور طرح مطالعات لرزهخيزي گستره طرح را به انجام رسانده و ضمن برآورد دوره بازگشت بزرگاي زمينلرزهها در گستره طرح مقادير پارامترهاي جنبش شديد زمين را ارائه نموده است. در اين مطالعات با معرفي چشمههاي لرزه زا تحليل خطر تعيني نيز به انجام رسيده و بر اساس آن بيشينه شتاب حاصل از زمينلرزه در محل ساختگاه مربوط به گسلهاي دشت بياض به ميزان ٢٩٨ سانتيمتر بر مجذور ثانيه و جبار به ميزان ٢٧٧ سانتيمتر بر مجذور ثانيه به دست آمده است.
فاصله در نظر گرفته شده براي هر دو گسلهاي دشت بياض و جبار تا محل ساختگاه ٣٥ كيلومتر و بزرگاي منظور شده براي آنها به ترتيب ٢/٧ و ١/٧ ريشتر بوده است. ساير گسلهاي مورد بررسي داراي فواصل بيشتر و مقادير شتاب برآورد شده به مراتب كمتري هستند - مطالعات لرزه خيزي سد حاجي آباد، ١٣٧٥ - . بررسي مطالعات مرحله طراحي ساختگاه سد حاجي آباد، كه پيش از رخداد زمينلرزه ٢٠ ارديبهشت ١٣٧٦ زيركوه قائنات به انجام رسيده است، نشان ميدهد كه گسل زمين لرزه اي آبيز در فاصله كمتر از ٥ كيلومتري ساختگاه مورد توجه قرار نگرفته است. اين گسل مسبب زمينلرزه ١٩٩٧ زيركوه قائنات با بزرگاي ٢/٧ بوده و ميتواند مهمترين چشمه لرزه زا براي ساختگاه سد محسوب گردد.
٣ ارزيابي مجدد خطر لرزه اي ساختگاه سد حاجي آباد
به منظور نشان دادن اهميت گسل آبيز و خطر لرزه اي مرتبط با فعاليت آن ارزيابي مقدماتي خطر لرزه اي به روش تعييني در ساختگاه سد حاجي آباد به انجام رسيده است. جدول ١ فهرست منابع لرزه اي اصلي در گستره ١٠٠ كيلومتري ساختگاه و توان لرزه زايي آنها را نشان داده است. در ارزيابي توان لرزه زايي طول گسيختگي ٥٠ درصد طول گسل در نظر گرفته شده است. براي ارزيابي توان لرزه زايي از روابط نوروزي - ١٩٨٥ - ، امبراسيز و ملويل - ١٩٨٢ - ، ولز و كوپراسميت - ١٩٩٤ - و زارع - ١٣٧٤ - استفاده شده و ميانگين بزرگاي برآورد شده توسط روابط مختلف، به عنوان توان لرزه زايي منظور شده است.
براي برآورد بيشينه شتاب زمين نيز از روابط كاهندگي ارائه شده توسط زارع - ١٩٩٩ - ، آبراهامسون و سيلوا - ١٩٩٧ - ، كمپل و بزرگنيا - ١٩٩٧ - و آمبرسيز و همكاران - ٢٠٠٥ - استفاده شده است. با توجه به شرايط ساختگاهي محل پروژه كه از آبرفتهاي كواترنري تشكيل گرديده است از روابط كاهندگي متناسب با اين شرايط استفاده شده است. جداول ٢ نتايج برآورد ميانگين بيشينه شتاب زمين را با فرض گسيختگي ٥٠ درصد از طول گسل به ازاء روابط كاهندگي مختلف را در كنار ميانگين وزن دار نتايج به دست آمده نشان ميدهد.
چنان كه مشاهده ميشود در شرايط در نظر گرفته شده گسل آبيز بيشترين بيشينه شتاب افقي را در ساختگاه ايجاد مينمايد. با فرض گسيختگي ٥٠ درصد طول گسل آبيز، بيشينه شتاب زمين در محل ساختگاه سد ٦٤/٠ شتاب ثقل زمين ميباشد. پس از اين گسل سامانه گسلي دوشاخ بيشترين مقادير شتاب افقي را در ساختگاه ايجاد مينمايد.
٤ نتيجه گيري
ارزيابي جامع ايمني سدها و حتي ساير سازهها و طرحهاي بزرگ با توجه به شناخت روزافزون از محيط زمين شناسي، تغيير شرايط محيطي و نيز تغيير در روشها و معيارهاي طراحي مورد نياز است. ارزيابي لرزه خيزي يكي از از جنبههايي است كه هر روزه از رخداد زمين لرزههاي بزرگ و يافتههاي جديد متاثر ميگردد. ارزيابي لرزه خيزي سد حاجي آباد قائن و مقايسه با مطالعات قبلي به وضوح اثر ناديده گرفتن گسل آبيز در برآورد بيشينه شتاب ساختگاه سد را نشان ميدهد.
