سناریوی زلزله تهران

زلزله سناریو

مفهوم

بهره گیری از زلزله سناریو برای برنامه‌‌ریزی واکنش اضطراری و برنامه‌‌ریزی پیشگیری از اثر بحران ناشی از زلزله، برای یک شهر می‌تواند بسیار مفید باشد. بنابراین، باید زلزله‌‌هایی را فرض نمود که بیشترین خسارت را به تهران وارد خواهند نمود.

زلزله‌‌ای که تهران را تحت تأثیر قرار خواهد داد در گسلی فعال در نزدیکی شهر رخ خواهد داد. وسعت منطقه‌ای که به‏شدت خسارت ‌دیده است، در مقایسه با مورد ناشی از زلزله‌‌های بزرگ از نوع بین صفحه‌‌ای مکنده، محدود خواهد بود. تهران به‌اندازه کافی وسیع است و امکان زیادی وجود دارد که یک منطقه متحمل خسارت شدید شود، اما منطقه دیگر کمتر خسارت ببیند. بسیار مهم است که، طرح واکنش اضطراری با پیش‌‌بینی چنین وضعیتی تهیه شود؛ از این نقطه نظر، چندین زلزله سناریو برای استفاده در مطالعه پیشنهاد ‌گردید.

رویکرد

برای برآورد جنبش نیرومند زمین، دو نوع رویکرد وجود دارد: رویکرد احتمالی و رویکرد قطعی. در رویکرد احتمالی، پراکندگی بیشینه شتاب زمین بر اساس تحلیل آماری زلزله‌‌های ثبت شده در کاتالوگ موجود، برای یک دوره بازگشت معین محاسبه می‌شود. مرکز مطالعات زلزله و زیست محیطی تهران بزرگ، منطقه مرکزی شهر را برای یک دوره بازگشت 100 ساله با بیشینه شتابی در حدود 200 گال تحلیل نموده است.  معنای این مقدار برآورد شده آن است که این محدوده از شهر، حداقل یک‌بار در هر صد سال مورد تهاجم جنبش نیرومند زمین با شدت بیش از 200 گال قرار خواهد گرفت. خود مقدار برای هر مکانی از شهر مفید است، اما پراکندگی و میزان خسارت به‌طور کامل برآورد نخواهد شد زیرا پراکندگی آسیب‌‌ از بسیاری عوامل دیگر نیز تأثیرپذیر است. بدین دلیل، برخورد دوم یعنی روش قطعی توصیه می‌‌شود. چندین گسل در منطقه تهران نقشه‌‌برداری شده‌‌اند. بسیاری از آن‌ها در رده گسل‌‌های فعال دوره چهارم زمین‌‌شناسی طبقه‌‌بندی شده‌‌اند. دوره‌های بازگشت آخرین رویدادها به‌تفصیل وارسی نشده است و بنابراین تعیین زمان رویداد مجدد زلزله سناریو در روش قطعی مشکل خواهد بود. از این رو فرضیه‌ای بر اساس مخرب‌ترین سناریو، به‌عنوان رویکرد پایه‌‌ای و اجتناب‌‌ناپذیر برای ارزیابی مقاومت شهر در برابر زلزله در نظر گرفته می‌‌شود.

زلزله تاریخی تهران

خوشبختانه تهران طی بیش از 150 سال، خسارات شدیدی را از زلزله متحمل نشده است. از کاتالوگ زلزله‌های تاریخی، برخی زلزله‌‌هایی که تأثیراتی بر تهران داشته‌‌اند انتخاب شدند.

 

به دلیل گستردگی فضای منطقه تهران بزرگ، یک محل نمونه برای محاسبات بیشینه شتاب زمین انتخاب شد. این محل که در مرکز شهر تهران انتخاب شد که بسیار پرجمعیت است. عرض و طول جغرافیایی آن به ترتیب 70/35 و 45/51 می‌باشد. بیشینه شتاب در این منطقه برای زلزله‌‌ای از نوع شیب لغز و شرایط زمین آبرفتی، به تبعیت از کمبل و همکاران (1994) محاسبه گردید.

بزرگ‌ترین بیشینه شتاب زمین که تا کنون به‌دقت آمده مربوط به زلزله سال 855 و مقدار آن 412 گال بود. زلزله 1830 رتبه دوم و زلزله سال 958 رتبه سوم است. طبق نظر بربریان و همکاران (1378)، زلزله‌‌های 337 و 1044 و 1209 همگی در بخش‌هایی از گسل مشاء روی دادند. همچنین پیشنهاد شده است که زلزله سال 855 ممکن است در حوزه گسل جنوب یا شمال ری اتفاق افتاده باشد. فعالیت لرزه‌ای گسل شمال تهران مبهم است. بربریان و همکاران  (1361)، زلزله‌های سال‌های 958 و 1177 را به گسل شمال تهران نسبت می‌دهند.

زلزله سناریوی پیشنهادی تهران

از میان بسیاری از گسل‌‌های فعال در منطقه، محتمل‌ترین گسل‌‌های خطرناک عبارت‌اند از:

• گسل مشاء (طول: حدود 200 کیلومتر)
• گسل شمال تهران (طول: حدود 90 کیلومتر)

گسل جنوب ری (طول: حدود 20 کیلومتر)

گسل مشاء گسل عمده‌ای است با طول بیش از 200 کیلومتر که از چندین بخش‌‌ تشکیل شده است. زلزله 1830 با فعالیت بخش خاوری گسل مشاء مطابقت دارد. بنابراین، بخشی از گسل مشاء خاوری به‌عنوان یکی از چشمه‌های زلزله سناریو انتخاب گردید.

بزرگ‌ترین زلزله تاریخی در سال 958 روی‌ داد که بزرگای آن 7/7 Mw و فاصله آن تا مرکز تهران در حدود 50 کیلومتر بود. این زلزله با فعالیت بخش باختری گسل مشاء مطابقت داشت. گسل شمال تهران بین بخش باختری گسل مشاء و شهر تهران واقع شده است. اگر گسل شمال تهران فعال شود، خسارات ناشی از زلزله مشاء گرفته از آن گسل، سنگین‌‌تر از خسارات ناشی از رویداد مجدد زلزله سال 958 خواهد بود. بنابراین، برای زلزله سناریو، باید گسل شمال تهران به‌جای بخش باختری گسل مشاء در نظر گرفته شود.

گسل شمال تهران در مرز بین بخش کوهستانی شمالی و منطقه شهری قرار دارد. این گسل بیش از 90 کیلومتر امتداد دارد، اما بخش شمال باختری آن دور از شهر تهران است. از این رو، بخش خاوری آن به‌عنوان چشمه یکی از زلزله‌های سناریو انتخاب گردید.

گسل جنوب ری در جنوب شهر تهران واقع و طول آن در حدود 20 کیلومتر است که کل آن مدل شده است. گسل جنوب ری در راستای ضلع جنوبی فرونشست ری امتداد می‌یابد و تقریباً به‌موازات آن، گسل موسوم به شمال ری، در راستای ضلع شمالی فرونشست امتداد دارد. فاصله بین این دو گسل تنها 3 تا 5 کیلومتر است. به نظر می‌رسد که مشاء هر دو گسل یکی باشد و هر دو آن‌ها شاخه‌هایی از یک گسل باشند. بیان قطعی این نکته دشوار است زیرا اطلاعات کافی در مورد آن‌ها در دسترس نمی‌باشد. بنابراین، نام “مدل گسل ری” در این مطالعه به کار برده شده است. گسل جنوب ری بدین دلیل مدل شد که امتداد ردیابی سطحی آن بهتر و فعالیت خرد لرزه‌ای آن بیشتر است. اما این مدل معرف هردو گسل‌های جنوب و شمال ری می‌باشد.

باید توجه نمود که ممکن است گسل‌های پنهان در زیر لایه‌های رسوبی شهر تهران وجود داشته باشد. در چنین صورتی تعیین مکان دقیق آن‌ها دشوار و احتمال رویداد در هر جای شهر یکسان خواهد بود. برای آن‌که این مسئله در محاسبات دخالت داده شود، می‌توان مدل شناور را در نظر گرفت.

در نتیجه، چهار مدل زیر برای زلزله‌های سناریو در نظر گرفته شدند:

• مدل گسل ری
• مدل گسل شمال تهران
• مدل گسل مشاء
• مدل شناور

مدل گسل زلزله تهران

زاویه شیب گسل

برای محاسبه عددی جنبش زلزله، چندین پارامتر مدل گسل ضروری است. طول و راستای گسل‌‌ها از روی آثار سطحی و بزرگا و طول آن‌ها، از فرمول‌‌های تجربی برآورد می‌شوند. اما تخمین زاویه شیب گسل‌‌ها از اطلاعات موجود در سطح زمین غیرممکن است زیرا گسل‌‌ها گاهی در نزدیکی سطح زمین خم می‌‌شوند. از این رو، زاویه شیب گسل، برخی مواقع توسط پراکندگی فعالیت‌های خرد لرزه‌ای تعیین می‌شود.

زاویه شیب بخشی از گسل مشاء و گسل جنوب ری در حدود 75 درجه به‌طرف شمال تعیین شد. از سوی دیگر، زاویه شیب گسل شمال تهران و گسل مشاء یکسان فرض می‌شود زیرا هیچ رویدادی در راستای گسل شمال تهران وجود ندارد.

پارامترهای مدل گسل

طول، مبدأ و راستای گسل‌‌های مدل از روی آثار سطحی هر گسل تعیین گردید. طول مدل شناور به‌اندازه نصف طول مدل ری در نظر گرفته شد زیرا مدل شناور مدل“پنهان” است. پهنا و بزرگا با استفاده از رابطه تجربی مربوط به گسل معکوس که توسط ولز و کاپراسمیت (1994) ارائه شده است، از مقدار طول محاسبه گردید.

ژرفای لبه بالایی برای مدل گسل مشاء و مدل گسل شمال تهران صفر کیلومتر و برای مدل گسل ری و مدل شناور 5 کیلومتر فرض شد زیرا سنگ بستر از شمال به جنوب عمیق‌‌تر می‌شود.