تحلیل خطر احتمالی ریسک محور زمین‌لرزه بندر سیراف

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 4، دوره 9، شماره 2 - شماره پیاپی 34، تابستان 1399، صفحه 61-82  

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v9i2.85303

نویسنده

میلاد محمدیان

کارشناس ارشد مهندسی زلزله، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

با استفاده از روش‌های آماری و احتمالی تحت عنوان تحلیل خطر لرزه‌ای، می‌توان از ایمن بودن سازه‌ها در برابر زمین‌لرزه­ها اطمینان حاصل نمود، ازاین‌رو هرساله تحقیقات فراوانی حاوی روش‌های جدید پهنه‌بندی خطر زلزله در سراسر جهان ارائه می‌شود؛ بنابراین ضرورت استفاده از روش‌های جدید و به‌روزی که بتوان بر اساس آن نقشه‌های خطر لرزه‌ای را در کشور به‌روز کرد قابل احساس است؛ ازاین‌رو در این پژوهش با استفاده از رویکرد تحلیل خطر ریسک محور بر طبق استاندارد ASCE 07-10 به بررسی وضعیت لرزه‌خیزی ساختگاه بندر سیراف در استان بوشهر با استفاده رهیافت احتمالی پرداخته که بر اساس پارامترهای مربوط در این منبع نتایج حاصل از تحلیل خطر موردبررسی قرارگرفته است. در مطالعه حاضر، به‌منظور بررسی وضعیت لرزه‌ای ساختگاه مجموعه‌ای از داده‌های لرزه‌خیزی تاریخی و دستگاهی با پوشش زمانی تا سال 2019 تا شعاع 150 کیلومتری بکار گرفته شده و منابع لرزه زا مدل شده‌اند. بدین منظور منابع لرزه زا در گستره طرح با استفاده از نقشه‌های موجود، تعیین و پس از آن مدل مناسب از چشمه‌های لرزه زا به‌صورت خطی در منطقه ارائه شده است. فهرست زمین‌لرزه‌های رخ‌داده در گستره طرح از طریق اسناد و کتب تاریخی و ثبت دستگاهی جمع‌آوری شده و با استفاده از روش کیکوسلول، نواقص موجود در کاتالوگ برطرف شده است. جهت دستیابی به توزیع پوآسونی رویدادها با استفاده از دو روش پنجره زمانی- مکانی گاردنر و نوپوف و روش نظامند گرانتسال، حذف پیش‌لرزه‌ها و پس‌لرزه‌ها انجام شده است. در نهایت با ترکیب منابع لرزه زا و استفاده از روابط کاهندگی مناسب، پارامترهای لرزه‌خیزی با استفاده از روش گوتنبرگ- ریشتر و کیکوسلول، محاسبه و نتایج به‌صورت طیف خطر ریسک محور در سطح طراحی برای دوره بازگشت 2475 سال با استفاده از روش احتمالی تحلیل خطر لرزه‌ای برای بندر سیراف ارائه شده است. نتایج پژوهش حاکی است که مقادیر لرزه‌ای طیف به‌دست‌آمده بر طبق آیین‌نامه ASCE 07-10 از مقدار پیشنهادی برای این ناحیه در استاندارد 2800 متفاوت است، همچنین پیشنهاد شده است به دلیل لرزه‌خیزی بالای منطقه از روش‌های جدید و به‌روزی که در آن‌ها ثبت و برآورد زلزله به‌صورت مناسبی انجام شده است استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

تحلیل خطر زلزله؛ استاندارد ASCE 7؛ بندر سیراف؛ زمین‌لرزه ریسک محور؛ لرزه‌خیزی

سایر فایل های مرتبط با مقاله

4-Mohammadian-Final.pdf

مراجع

اشجع ناس، پ.، نصرآبادی، ا.، سپه وند، م. ر.، موسوی بفروئی، س. ح؛ 1397. پهنه‌بندی و تحلیل خطر زمین‌لرزه در استان فارس. فصلنامه علوم و مهندسی زلزله، سال پنجم، شماره چهارم، 21-36.

 افتخارنژاد، ج؛ 1359. تفکیک بخش‌های مختلف ایران از نظر وضع ساختمانی در ارتباط با حوضه‌های رسوبی. نشریه انجمن نفت، شماره 82، صفحه 28-19.

آژانس همکاری‌های بین‌المللی ژاپن (جایکا)؛ 1380. ریز پهنه‌بندی لرزه‌ای تهران بزرگ، با همکاری مرکز مطالعات زلزله و زیست‌محیطی تهران بزرگ. گزارش نهایی، موجود در پایگاه ملی داده‌های علوم زمین کشور، http://www.ngdir.ir/geoportalinfo

آقانباتی، ع؛ 1383. زمین‌شناسی ایران. س‍ازم‍ان‌ زم‍ی‍ن‌ش‍ن‍اس‍ی‌ و اک‍ت‍ش‍اف‍ات م‍ع‍دنی‌ کش‍ور، تهران، 587 صفحه.

آمبرسیز، ن. ن.، ملویل، چ. پ؛ 1370. تاریخ زمین‌لرزه‌های ایران. ترجمه ابوالحسن رده، انتشارات آگاه، تهران، 674 صفحه.

پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله؛ 1385. مطالعات برآورد خطر و پهنه‌بندی ژئوتکنیک لرزه‌ای در ساختگاه سایت 3 پارس، جلد اول.

درویش زاده، ع؛ 1370. زمین‌شناسی ایران. تهران، امیرکبیر، ندا، 901 صفحه.

زارع، م؛ 1388. مبانی تحلیل خطر زمین‌لرزه. تهران، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله‏، ۱۵۲ ص.

شایان، س.، زارع، غ؛ 1393. پهنه‌بندی زمین‌لرزه‌های رخ‌داده در استان فارس طی سال‌های 1900 تا 2010 میلادی و مقایسه آن با دیگر یافته‌های پژوهشی. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال 29، شماره اول، شماره پیاپی 112.

قدرتی امیری، غ.، رضویان امرئی، ع.، طهماسبی بروجنی، م. ع؛ 1394. تحلیل خطر لرزه‌ای و تهیه طیف خطر یکسان برای مناطق مختلف شهر کرمان. نشریه مهندسی سازه و ساخت ,2(2) .صفحه 43-51.

قدرتی امیری، غ.، رضویان امرئی، ع.، میرهاشمی، م؛ 1389. طیف خطر یکسان برای مناطق مختلف جنوب شهر تهران. مهندسی عمران، دوره 2-26(3), 51-60.

کمیته دائمی بازنگری آیین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله (ویرایش چهارم)؛ 1394. آئین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله (استاندارد 2800). وزارت راه و شهرسازی، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، شماره نشر: ض-25، صفحه 212.

نوجوان، ک.، برزگری، الف.، محمدیان، م؛ ۱۳۹۹. تحلیل خطر احتمالی زمین‌لرزه با در نظر گرفتن مفهوم ریسک محوری (مطالعه موردی الفین ۱۴). دانش پیشگیری و مدیریت بحران. ۱۰ (۱)، صفحه ۹۰-۷۴.

یوسفی صبوری، م.، تقی‌خانی، ت؛ 1394. تجزیه‌وتحلیل خطر لرزه‌ای شهر تبریز با توجه به اثر پدیده‌ی حوزه‌ی نزدیک. مهندسی عمران، 31.2(2.1), 23-34.

 

Abrahamson, N., Silva, W., 2008. Summary of the Abrahamson & Silva NGA Ground Motion Relations. Earthquake Spectra. 24 (1), 67–97.

Algermissen, S. T., Perkins, D. M., Thenhaus, P. C., Hanson, S. L., Bender, B. L., 1982. Probabilistic estimates of maximum acceleration and velocity in rock in the contiguous United States. U. S. Geological Survey, Open-File Report 82-1033, https://doi.org/10.3133/ofr821033

Ambraseys, N. N., Jackson J. A., 1998. Faulting associated with historical and recent earthquakes in the Eastern Mediterranean region. Geophysical Journal International, 133, 2, 390-406. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.1998.00508.x

Ambraseys, N. N., Melville, Ch. P. 1991. History of Earthquakes in Iran. Abolhassan Radeh, Publication by Agah, 674 pages.

Ambraseys, N. N., Simpson, K. U. and Bommer, J. J., 1996) . Prediction of horizontal response spectra in Europe. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 25(4), 371-400.

ASCE Standard. (ASCE/SEI 7-10). 2010. Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. Published by American Society of Civil Engineers, Alexander Bell Drive, Reston, Virginia.

ASCE Standard. (ASCE/SEI 7-5). 2005. Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. American Society of Civil Engineers, Reston, VA.

Bolt, B. A., 2003) . Earthquakes. Fifth Edition. New York: W. H. Freeman and Co, Page(s) 320.

Boore, D. M., Joyner, W. B., Fumal, T. E., 1997) . Equations for estimating horizontal response spectra and peak acceleration from western North American earthquakes: a summary of recent work. Seismological research letters, 68(1), 128-153.

Bozorgnia, Y., Bertero, V. V., 2004. EARTHQUAKE ENGINEERING, From Engineering Seismology to Performance-Based Engineering. CRC PRESS, Page(s) 976.

Campbell, K. W. and Bozorgnia, Y.,  2003. Updated near-source ground-motion (attenuation) relations for the horizontal and vertical components of peak ground acceleration and acceleration response spectra. Bulletin of the Seismological Society of America, 93(1), 314-331.

Campbell, K., Bozorgnia, Y. 2008. NGA ground motion model for the geometric mean horizontal component of PGA, PGV, PGD and 5%-damped linear elastic response spectra for periods ranging from 0.01 to 10 s. Earthquake Spectra, 24 (1), 139–171.

Chiou, B. S. and Youngs, R. R., 2008. An NGA model for the average horizontal component of peak ground motion and response spectra. Earthquake Spectra. 24 (1), 173– 215.

Cornell, C. A., 1968. Engineering seismic risk analysis. Bull Seismol Soc Am 58(5), 1583–1606

Douglas, J., Ulrich, T., Negulescu, C. 2013. Risk-targeted seismic design maps for mainland France, Natural Hazards, 65, 1999–2013, DOI: 10.1007/s11069-012-0460-6.

EZ-FRISK 7.43, Risk Engineering., 2010. Software for Earthquake ground Motion Estimation. Boulder, Colorado.

Gardner, J. K., Knopo. L., 1974. Is the sequence of earthquakes in Southern California, with aftershocks removed, Poissonian?. Bulletin of the Seismological Society of America, 64 (5), 1363-1367.

Ghodrati Amiri, G., Μotammed, R., Rabet Eshaghi, H. 2003. Seismic hazard assessment of metropolitan Tehran, Iran. Earthquake Engineering, 7, 347-372.

Grünthal, G. (Ed.)., 1998. European Macroseismic Scale 1998 EMS-98, (Cahiers du Centre Européen de Géodynamique et de Séismologie ; 15). Luxembourg: Centre Européen de Géodynamique et de Séismologie, 101 p.

Gupta, I. D., 2002. The state of the art in seismic hazard analysis. ISET Journal of Earthquake Technology, 39, 4, pp. 311- 346.

Gutenberg, B., Richter, C. F., 1944. Frequency of earthquakes in California. Bulletin of the Seismological Society of America, 34 (4), pp. 185-188.

Kijko, A., 2001. HN2.FOR Program: Seismic Hazard Assessment from Incomplete & Uncertain Data, Version B: Lambda and Beta are Calculated Simultaneously.

Kijko, A., Sellevoll, M., 1992. Estimation of earthquake hazard parameters from incomplete data files. Part II. Incorporation of magnitude heterogeneity, Bulletin of the Seismological Society of America, 82(1), 120-134.

Kijko, A., Sellevoll, M. A., 1989. Estimation of Earthquake Hazard Parameters from Incomplete Data Files. Part I. Utilization of Extreme and Complete Catalogues with Different Threshold Magnitudes. Bulletin of the Siesmological Society of America, Vol. 79, pp. 645-654.

Kramer, S. L., 1996. Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice Hall, Upper Saddle River, N. J. Page(s) 653.

Liel, A. L. N., Raghunandan, M., Champion, C., 2015. Modifications to risk-targeted seismic design maps for subduction and near-fault hazards. Vancouver Canada. In 12th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering (ICASP12).

Luco, N., Ellingwood, B. R., Hamburger, R. O., Hooper, J. D., Kimball, J. K., Kircher, C. A.,  2007. Risk-targeted versus current seismic design maps for the conterminous United States. In: SEAOC 2007 convention proceedings

Mirzaei, N., Gao, M., and Chen, Y. T., 1998. Seismic source regionalization for seismic zoning of Iran: Major seismotectonic provinces. J. Earthquake Prediction Research, 7, 465–495

Nowroozi, A. A., 1985. Empirical relations between magnitudes and fault parameters for earthquakes in Iran. Bulletin of the Seismological Society of America, 75 (5), pp. 1327-1338.

Petersen, M. D., Harmsen, S. C., Jaiswal, K. S., Rukstales, K. S., Luco, N., Haller, K. M., Mueller, C. S., Shumway, A. M., 2018. Seismic Hazard, Risk, and Design for South America. Bulletin of the Seismological Society of America, 108 (2), 781–800.https://doi.org/10.1785/0120170002.

Ramezani Besheli, P., ZARE, M., Ramazani Umali R. and Nakhaeezadeh. G., 2015. Zoning Iran based on earthquake precursor importance and introducing a main zone using a data-mining process. Natural Hazards, 78 (2), pp. 821–835. 10.1007/s11069-015-1745-3.

Scordilis, E. M., 2006. Empirical Global Relations Converting MS and mb to Moment Magnitude. Journal of Seismology, Volume 10, Issue 2, pp 225–236.

Sengara, I., 2012. Investigation on risk-targeted seismic design criteria for a high-rise building in Jakarta-Indonesia. Lisboa, In 5th World Conference of Earthquake Engineering (WCEE).

Sengara, w., Irsyam, M., Sidi, I, D., Mulia, A., Asrurifak, M., Hutabarat, D., Partono, W. 2020. New 2019 Risk-Targeted Ground Motions for Spectral Design Criteria in Indonesian Seismic Building Code. E3S Web of Conferences 156, 03010  4th ICEEDM 2019

Shoja-Taheri, J., Naserieh, S., Ghofrani, H., 2007. ML and MW Scales in the Iranian Plateau Based on the Strong-Motion Records. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 97, No. 2, pp. 661–669. doi: 10.1785/0120060132.

Shroder, J. F., Wyss, M., 2014. Earthquake Hazard, Risk and Disasters. Academic Press, Page(s) 606.

Silva, V., Crowley, H., Bazzurro, P. 2016. Exploring Risk-Targeted Hazard Maps for Europe. Earthquake Spectra, 32(2), page(s) 1165-1186.

Slemmons, D. B., 1977. Faults and earthquake magnitude. Vicksburg: U. S. Army Engineer Waterways Experiment Station, Miss., Misc. Paper S-73-1, Report 6, 129 p.

Soleimanmeigooni, F., Tehranizadeh, M., 2020. Uniform risk vs. uniform hazard spectral acceleration for different soil types in Alborze seismic zone. Asian Journal of Civil Engineering, 21, pages67–79.

Technology National Earthquake Hazards Reduction Program., 2003. NEHRP RECOMMENDED PROVISIONS, FOR SEISMIC REGULATIONS FOR NEW BUILDINGS AND OTHER STRUCTURES (FEMA 450). Prepared by the Building Seismic Safety Council for the Federal Emergency Management Agency, BUILDING SEISMIC SAFETY COUNCIL NATIONAL INSTITUTE OF BUILDING SCIENCES, Washington, D.C.

Wells, L. D., Coppersmith, K. J., 1994. New Empirical Relationships among Magnitude, Rupture Length, Rupture Width, Rupture Area, and Surface Displacement. Bulletin of the Seismological Society of America, 84 (4), pp. 974-1002.

Zare, M., 2010. Principles of Earthquake hazard Analysis. Tehran: International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, Page(s) 144.

Zare, M., Amini, H., Yazdi, P., Sesetyan, K., Demircioglu, M. B., Kalafat, D., Erdik, M., Giardini, D., Khan, M. A., Tseriteli, N., 2014.  Recent developments of the Middle East catalog. Journal of Seismology, Vol. 18, pages 749–772. DOI 10.1007/s10950-014-9444-1.