آنالیز ریسک زمین لرزه و مطالعات لرزه خیزی انجام شده در محل سد طالقان

دسته لرزه زمین ساخت
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری نهمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده حمیدرضا-رمزی
تاريخ برگزاری ۲۷ بهمن ۱۳۶۹
قرار گیری ایران زمین بر روی کمربند لرزه خیز دنیا، سبب پدید آمدن زمین لرزه های ویرانگر در آن بوده و هر از چند گاهی بخشی از این سرزمین توسط زمین لرزه ای ویران شده و یا گزند اساسی می بیند. توجه به این موارد، اهمیت مطالعات لرزه خیزی در ایران زمین را آشکار ساخته و آن را به عنوان یک مسئله مهم ملی مطرح نموده است.
آنالیز ریسک زمین لرزه و برآورد پارامتر های مورد نیاز طراحی سازه ها در پیوند با زمین لرزه، بخش مهمی از مطالعات لرزه خیزی را شامل می شود. در نوشته حاضر کوشش شده است تا اصول آنالیز ریسک زمین لرزه بطور گذرا مورد بحث قرار گرفته و به مدلهایی که در آنالیز ریسک بکار گرفته می شوند اشاره شده است. سپس چکیده ای از مطالعات لرزه خیزی انجام شده در محل سد طالقان که شامل، بررسی زمین لرزه های گذشته، لرزه زمین ساخت و آنالیز ریسک زمین لرزه می باشد، ارائه شده است.
اساس آنالیز ریسک زمین لرزه بررسی پیشینه لرزه خیزی، منطقه و لرزه زمین ساخت آن است. برای انجام این آنالیز در یک محل، زمین لرزه های گذشته که در پیرامون آن محل روی داده اند مورد ارزیابی کمی و کیفی قرار گرفته و ویژگیهای اساسی جنبش زمین (شتاب- سرعت و جابجایی) درهنگام روی دادن این زمین لرزه ها، در محل مورد نظر برآورد می شود. برای انجام این عمل از پیوندهای میرائی که توسط پژوهشگران لرزه شناسی پیشنهاد شده اند، استفاده می شود.
بررسی پیوند میان زمین لرزه های روی داده در گذشته و جنبش گسلهای مهم پیرامون محل مورد نظر و تهیه نقشه لرزه زمین ساختی با مقیاس مناسب از موارد بسیار با اهمیتی است. که نقش در خور توجهی در مطالعات لرزه خیزی دارد. از جمله موارد مهم دیگر در این مطالعات، برآورد ویژگیهای اساسی لرزه خیزی گستره پیرامون محل مورد مطالعه است. به همین لحاظ محاسبه پیوند میان بزرگی زمین لرزه ها و فراوانی تجمعی آنها (N, M) که به پیوند ریکتر- کوتنبرگ معروف است، و مبنای محاسبه دوره بازگشت زمین لرزه ها قرار می گیرد حائز اهمیت است.
Log N= a+ bM
با در دسترس بودن داده های لرزه خیزی یک منطقه و با برازش این پیوند به این داده ها ضرایب a, b محاسبه و سرانجام می توان به کمک آن، دوره بازگشت زمین لرزه ها با بزرگی متفاوت را برآورد نمود. با توجه به ویژگیهای لرزه زمین ساختی ایران زمین دو روش ریاضی که یکی بر اساس سرچشمه های نقطه ای لرزه زا و دیگری بر پایه سرچشمه های خطی لرزه زا بنا شده اند برای آنالیز ریسک زمین لرزه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.
در روش اول به کانون زمین لرزه و در نتیجه مرکز آن اهمیت بیشتری داده شده و ضرایب میرائی جنبش زمین در جهت های متفاوت یکسان انگاشته می شود. در این روش چند مدل ریاضی مورد استفاده قرار می گیرند که مهمترین آنها مدل کامبل III است.
P(M)=exp – ( - Mmax-M/Mmax-u)B p
احتمال روی ندادن زمین لرزه ای با بزرگی بیشتر یا برابر P(M) M
کران بالایی بزرگی زمین لرزه ها M max
B,u ثابت های مدل کامبل III هستند که باید محاسبه شوند.
در اصل مقاله ضمن بحث درمورد چگونگی استفاده از این مدل به شیوه برآورد پارامتر های اساسی جنبش زمین با در نظر گرفتن ریسک مورد پذیرش و عمر سازه ها اشاره می شود.
روش دوم علی رغم معروف بودن آن به روش سرچشمه های خطی لرزه زا، ترکیبی است از سرچشمه های خطی و نقطه ای. در این روش هر یک از گسل های لرزه زای پیرامون محل طرح به عنوان یک سرچشمه خطی در نظر گرفته شده و ویژگیهای لرزه زایی آنها با توجه به زمین لرزه های روی داده در پیوند با آنها برآورد می شود. گرچه مدل ریاضی خطی است اما آمیخته به آمار و احتمالات است و توان لرزه زایی گسلها که عموماٌ بر مبنای جنبشی نیمی از گسل برآورد می شود یکی از پارامتر های آماری مورد استفاده از این مدل است.
بخش دوم این مقاله به مطالعات لرزه خیزی انجام شده و نتایج حاصل از مدل های ریاضی بکار گرفته شده در آنالیز ریسک زمین لرزه، برای محل سد طالقان اختصاص یافته است.
بر اساس این مطالعات و با ارزیابی کمی زمین لرزه ها، زمین لرزه سال 1608 میلادی طالقان که در فاصله حدود کیلومتر محل کنونی سد روی داده مهمترین زمین لرزه است که محل سد را متاثر ساخته است. درمیان زمین لرزه های سده بیستم میلادی که در پیرامون محل طرح رخ داده اند زمینلرزه های سال 1964 و 1966 میلادی طالقان، با توجه به نزدیکی به محل از اهمیت ویژه ای برخوردارند.
ویژگیهای اساس لرزه خیزی گستره طرح و برآورد دوره بازگشت زمین لرزه ها با بزرگیهای متفاوت نیز از جمله موارد مطالعه شده می باشد.
لرزه زمین ساخت منطقه مورد مطالعه قرار گرفته و نقشه لرزه زمین ساختی پیرامون محل سد تا شعاع حدود 30 کیلومتر با مقیاس 1:50.000 تهیه شده است. در این نقشه ضمن معرفی گسلهای مهم پیرامون ساختگاه سد و ارتباط هر یک از آنها با این ساختگاه کوشش شده است تا پیوند میان زمین لرزه های روی داده در گذشته و جنبش احتمالی هر یک از این گسل ها نشان داده شود.
توان لرزه زایی گسلها و اثر جنبش هر یک از آنها بر روی ساختگاه سد براورد شده است. بر اساس برآوردهای انجام شده، گسل طالقان که با روندی تقریباٌ خاوری- باختری از فاصله حدود 8 کیلومتری جنوب محل طرح می گذرد، مهمترین گسل پیرامون ساختگاه سد است که در صورت جنبش حدود نیمی از آن می توان انتظار پدید آمدن شتابی حدود 0/45g را در این ساختگاه داشت.
آنالیز ریسک زمین لرزه به طور کامل، هم بر مبنای سرچشمه های خطی لرزه زا و هم بر مبنای سرچشمه های نقطه ای لرزه زا انجام پذیرفته و نتایج حاصل از آن به صورت جدول و نمودار ارائه خواهد شد. برمبنای کل مطالعات انجام شده و با توجه به عمر 100 ساله سد، شتاب افقی 25g% به عنوان شتاب طرح و شتاب افقی 40g% به عنوان شتاب حداکثر برگزیده شده و پیشنهاد گردیده است که در آنالیز دینامیکی سازه سد و سازه های جنبی مهم این شتابها مورد استفاده قرار گیرند.
طیف پاسخ زمین لرزه بر مبنای شتابهای برگزیده شده و با استفاده از دستور العمل نیومارک تهیه شده و ارائه می شود.

کلید واژه ها: سایر موارد