استفاده از نقشه های مخاطرات زمین لرزه برای مدیریت شهری

در آمریکا از نقشه های مخاطرات زمین لرزه برای مدسریت کاربری زمین استفاده می کنند. این نقشه ها میزان در معرض خطر زمین لرزه بودن مناطق مختلف را نشان می دهند که با توجه با تاریخچه این مکانها و اطلاعات ژئوتکنیکی تهیه شده است. بدین ترتیب می توان در مناطق  پرخطر از ساخت اماکن مسکونی جلوگیری کرد.

طرح ساده ای برای ساختمان مقاوم در برابر زمین لرزه

طرح ساده ای برای ساختمانهای مقاوم در برابر زمین لرزه

ساختمان های مقاوم در برابر زمین لرزه

ساختمان های مقاوم در برابر زمین لرزه

چگونه می توان ساختمانی مقاوم در برابر زلزله ساخت؟ پاسخ این است که کل سازه ساختمان باید کاملا روی  پی به جنبش درآید. یکی از راههای کاهش اثرات ویرانگر زمین لرزه این است که تخریب ناشی از آن را به تعداد کمی از نواحی انعطاف پذیر و قابل تعویض درون قاب سازه ساختمان محدود کنیم. در شکل زیر نوعی سازه جدید نشان داده شده است که می تواند در  برابر زمین لرزه ای به قدرت هفت ریشتر مقاومت کند. این سازه حاصل پژوهشی است که سال 2009 در دانشگاه ایلینویز آمریکا به انجام رسیده است.

وقتی امواج زمین لرزه به ساختمان برخورد می کنند، این سیستم نوین باعث اتلاف انرژی از طریق قاب فولادی، در هسته و بیرون ساختمان می شود. این قابها می توانند درون اتصالات نصب شده به پایه ها بصورت آزاد به بالا و پایین حرکت کنند. تاندون های فولادی که از کابل فولادی تابیده ساخته شده اند طول هر قاب را در می نوردند و با محدود ساختن دامنه حرکتی قابها مانع گسیختن آنها می شوند. وقتی لرزه ها متوقف می شوند، همین قابها ساختمان را به وضعیت شاغولی خود باز می گردانند.

اما انرژی زمین لرزه به کجا می رود؟ در قاعده هر چارچوب یک فیوز فولادی انعطاف پذیر است که قسمت عمده نیروی لرزه ها را می گیرد و مانع آن می شود که قاب و تاندونهای تشکیل دهنده آن کل بار را به دوش بکشند. فیوزها مانند یک فیوز برقی در اثر ترکیدن براحتی قابل تعویض هستند. بنابراین پس از یک لرزه ساختمان می تواند برای مواجهه با لرزشهای بعدی زمین به فیوزهای نو مجهز شود.

برای آزمایش این سازه نوین، پژوهشگران یک مدل سه چهارم از یک ساختمان سه طبقه اصلی در مساحت 40 در 60 متر و وزنی معادل یک ساختمان در اندازه اصلی ساختند. ارتعاشی با قدرت 7 ریشتر تنها صدماتی به فیوزها وارد ساخت و کل سازه سالم ماند.

شاید نویدبخش ترین جنبه سیستم مزبور، قابلیت نصب آن در ساختمانها یموجود با استفاده از مصالح معمولی باشد. این سازه نه تنها می تواند جانهای بسیاری را نجات دهد، بلکه از صدمات اقتصادی و زیست محیطی زمین لرزه بسیار خواهد کاست.

https://www.popsci.com/scitech/article/2009-09/new-earthquake-resistant-design-keeps-buildings-standing-during-violent-quakes

نکاتی از مدیریت بحران زمین لرزه در ایران

نگارش: تهمینه فتح الهی، پژوهشگر ارشد علوم اجتماعی

از زمین لرزه فاجعه بار 1962 میلادی در بوئین زهرای ایران به این سو، سندهای بسیاری در مورد اقدامات راهبردی مدیریت بلایای طبیعی تولید شده و علاوه بر کنفرانس های متعدد برگزار شده در این رابطه، دستورالعمل های ساختمان سازی بارها مورد تجدید نظر قرار گرفته اند. لیکن هیچکدام از این اقدامات تضمینی بر مدیریت صحیح بحران و مواجهه مناسب با پدیده‌های مخرب طبیعی نبوده است (بربریان، 1999). حجم تخریب و تعداد تلفات ناشی از زلزله متوسطی مانند بم در قرن بیست و یکم کاملا غیرقابل قبول است و این امر نشان از شکست در اقدامات صورت گرفته برای مدیریت بحران دارد. زمین لرزه مشابهی در 22 دسامبر 2003 در کالیفرنیا موجب هیچگونه تخریب یا تلفات قابل توجهی نشد. این مقایسه نشان از ضرورت تفکر بنیادین برای شکستن چرخه فاجعه بار مدیریت بحران در کشورهایی مانند ایران دارد.

زمین لرزه متوسط بم با شدتی حدود 6.6 درجه در مقیاس ریشتر موجب مرگ هزاران نفر شد و شهری با جمعیت حدود 80 هزار نفر که در ناحیه کم جمعیت کناره جنوب غربی کویر لوت قرار گرفته بود را ویران ساخت. تقریبا تمام ساختمانهای دولتی و تجاری منهدم شده، خطوط نیرو قطع شده و حتی دو بیمارستان موجود در بم فروریختند که در نتیجه مصدومان باید به بیمارستانهای استانهای مجاور در فاصله چند صدکیلومتری فرستاده می شدند. دولت مرکزی مجبور به استمداد از نهادهای بین‌المللی شد در حالیکه در قرن بیست و یکم با توجه به سطح دانش و فناوری در دسترس چنین امری غیرقابل قبول است و باید دولت ها بیشتر در برابر مدیریت بحران احساس مسئولیت کرده و اتکای کلی به کمک خارجی نداشته باشند (بربریان، 1999).

زمین لرزه های وسیع در ایران، دانشمندان و مهندسین ایرانی را بر آن داشته است تا به تهیه نقشه گسل های زمین، تخمین خطرات این گسل ها و آماده سازی دستورالعمل های ساختمانن سازی بپردازند. برای بیش از سه دهه معلوم بود که شهر بم در کنار یک گسل فعال واقع شده است و متاسفانه با وجود اطلاع از این امر، بیمارستانهای موجود در این شهر تقویت نشده بودند. فرض بر این است که ساختمانهای ضروری مانند بیمارستانها و مراکز درمانی در برابر زمین لرزه های عمده بخوبی مقاومت می‌کنند تا بتوانند به مردم صدمه دیده خدمات رسانی کنند. گرچه دستورالعملهای ساختمانی موجود از این مفهوم پشتیبانی می‌کنند، لیکن باید سیاست های موثری توسط دولتها در این رابطه اعمال شود. در غیر این صورت زمین لرزه های بزرگ و تلفات و صدمات ناشی از آنها اثر غیرقابل جبرانی بر اقتصاد داخلی کشور باقی خواهد گذارد.

در طی زمین لرزه 7.1 ریشتری شهر لوما پریه تا در ایالت کالیفرنیای آمریکا به سال 1989، تنها 62 نفر کشته شدند که قابل مقایسه با زمین لرزه هایی مانند بم و یا رودبار با شدت قابل مقایسه نیست. این تفاوت در تعداد تلفات مستقیما مربوط به آمادگی در برابر بحران و نیز کاهش اثرات آن پس از رویداد مربوط می شود. تبعیت اکید از دستورالعمل هیا ساختمانی در سه دهه گذشته در منطقه سان فرانسیسکوی آمریکا بدون شک باعث نجات جان هزاران انسان و سالم ماندن ساختمانها در طول زمین لرزه لوما پریه تا گردید. در حالی که در ایران هیچ تعهد عمومی قابل توجهی به این موضوع وجود ندارد و بسیاری از خانه‌ها با مصالح تقویت نشده و ضعیف بنا می شوند. در طول پنجاه سال گذشته زمین لرزه های مشابهی در ایران و آمریکای شمالی روی داده است. مقایسه آمارها حیرت آور است: در حالی که تعداد کلی تلفات در این دوره در آمریکای شمالی تنها 1000 نفر بوده است، در ایران بیش از 126 هزار نفر طی زمین لرزه های رویداده جان سپرده اند.

این آمار بالای تلفات را نمی‌توان در پرتو سطح دانش و فناوری موجود در امر مدیریت بحران توجیه کرد. نکته رنج آور اسن است که میلیونها شهروند ایرانی در دایره بدشگونی از آسیب پذیری در برابر زمین لرزه گرفتار شده اند. متاسفانه برای کاهش مخاطرات ناشی از زمین لرزه در مناطق شهری کشورهای در حال توسعه اقدامات اندکی انجام شده است.

عواملی مانند رشد سریع شهری، اقتصاد ضعیف، فقدان منابع کافی دولتی کافی برای پشتیبانی از برنامه های کاهش خطرات زمین لرزه در شهرها و روستاها، فقدان برنامه های بازسازی برای ارتقای ساختمانهای عمومی موجود و ساختمانهای مسکونی، سکونت گاههای روستایی سست که حتی در فقدان زمین لرزه فرو می ریزند، تمایل دولتها و عموم مردم به نادیده انگاشتن خطرات زمین لرزه بواسطه نیازهای اساسی مبرم و روزمره، فقدان یاکمبود آگاهی عمومی درباره مخاطرات زمین لرزه و عدم نظارت کافی بر اجرای دستورالعمل های ساختمانی اثر قاطعی بر مدیریت ریسک زمین لرزه در کشورهای در حال توسعه دارند. مسئولیت دولتها در این رابطه توانمندسازی ساختمانهای عمومی و مسکونی، برنامه ریزی، آماده سازی و پاسخ مناسب به بحرانهاست.

منابع:

Earthquake Management in Iran, A compilation of literature on earthquake Management, Iranian Studies Group at MIT, 2004.

Berberian M, Yeats RS, Patterns of historical earthquake rupture in the Iranian plateau, B EISMOL SOC AM 89 (1): 120-139 FEB 1999

نظریه های علمی زمین لرزه

گردآوری و ترجمه: اصغر ناصری

زمین لرزه ها مخربترین رویدادهای طبیعی بشمار می روند. در اغلب اوقات بدون هیچ هشدار پیشینی روی می دهند که آنها را به ترسناکترین و غیرقابل پیش بینی ترین پدیده طبیعی تبدیل می سازد.  بطور معمول هرسال دو زمین لرزه به قدرت 8 ریشتر در سطح جهان روی می دهد. ایران در ناحیه کمربند کوهستانی هیمالیا واقع شده که جوانترین ناحیه کوهستانی دنیا محسوب شده و در معرض تحولات مداوم است. گسترش کف دریای سرخ در نتیجه خروج مواد مذاب درون پوسته زمین، منجر به حرکت صفحه تکتونیکی عربستان بسوی ایران شده و حرکت سایر صفحات لیتوسفری پیرامون ایران را موجب می شود. در نتیجه این حرکات، لرزش های مخربی در داخل و پیرامون کشور ایران روی می‌دهد. تهران پایتخت کشور به عنوان پرجمعیت‌ترین شهر، بسیار خوش اقبال بوده است که در قرن اخیر زمین لرزه ای را تجربه نکرده است. آخرین زمین لرزه در سال 1830 در این شهر روی داده که شدت آن 7.2 ریشتر بوده است. 

نظریه‌های علمی زمین لرزه

برای توجیه دلایل بروز زمین لرزه دو نظریه عمده ارائه شده است:

·         نظریه انتشار اتساع[1] در ایالات متحده

·         نظریه ناپایداری اتساع[2] در شوروی سابق

اولین مرحله در هر دو مدل عبارت از افزایش کرنش کشسان در یک صخره است که آن را وارد حالت اتساع می کند. حالت اتساع به معنی افزایش غیرکشسان (برگشت ناپذیر) در حجم صخره است که پس از رسیدن تنش در صخره به نصف میزان استحکام شکست آن روی می‌دهد. در طی حالت اتساع، شکاف‌های باز در صخره‌ها پدیدار می‌شود. در این مرحله اولین تغییرات فیزیکی در صخره روی می‌دهد که نشانی از زمین لرزه‌های آتی است. در این مرحله دو مدل یاد شده واگرا می‌شوند. مدل تدوین شده در ایالات متحده چنین خاطرنشان می‌سازد که اتساع و شکاف خوردن صخره ها در اصل به کاهش آب موجود در صخره اتساع یافته مربوط می شود که امواج لرزه ای کند و رویدادهای لرزه ای کوچکی را موجب می‌گردد. سپس بواسطه جریان یافتن آب بدرون شکافهای باز، فشار آب در خلل و فرج صخره افزایش یافته و با تضعیف صخره، جابجایی قطعات آن در طول شکافها را موجب شده و زمین لرزه را پدید می آورد.

در طرف دیگر در مدل روسی چنین فرض می شود که در اولین مراحل رویداد زمین لرزه، ترکهای متعددی بروز کرده و بخشی از تنش آزاد می شود. لیکن در نتیجه این امر وضعیتی ناپایدار پدید آمده و در نهایت جابجایی های بزرگی در طول یک شکاف حاصل می گردد. شکافهای لرزه ای به عنوان نواحی در طول گسل های فعال تعریف می شوند که قادرند زمین لرزه بزرگی تولید کرده لیکن در سالهای اخیر چنین رویدادی در آنها رخ نداده است. چنین تصور می شود که در این نواحی کرنش های تکتونیکی ذخیره شده و در نتیجه مستعد تولید زمین لرزه های آینده هستند.  هر گسلی که در طول دوره زمین شناسی کواترنری جابجا شده به عنوان یک گسل فعال شناخته می شود. بنابراین گسل های غیرمتحرک در طول سه میلیون سال اخیر بطور کلی در رده گسل های غیرفعال قرار می گیرند. بنابراین گسل های فعال مسئول بروز زمین لرزه ها و شکاف خوردن سطح زمین هستند.

منبع:

Earthquake Management in Iran: A compilation of literature on earthquake Management, Iranian Studies Group at MIT, 2004

---

[1] . Dilatancy-diffusion

[2] . Dilatancy-instability