مطالعه جنبش شدید زمین در زلزله بم، با بررسی عدم قطعیت در برآورد خطر

با وجود تلاش گسترده دانشمندان علم زلزله شناسی و مهندسی زلزله، که با هدف ارائه راهکارهای عملی در جهت کاهش خسارتهای ناشی از زلزله و نیز شناخت این پدیده انجام پذیرفته و میپذیرد، ولی هنوز ناشناخته های بسیاری در مورد زلزله برای بشر باقی مانده است. و این عدم شناخت از چنین پدیدهای، باعث گردیده تا همواره محاسبات و اندازه گیریها با خطاهای بیشماری همراه باشند. از سوی دیگر به دلیل حضور پارامترهای بسیار زیاد در تحلیلهای مهندسی، شاهدیم که هنوز مدل سازیهای شایسته ای که بتواند به صورت دقیق رفتار زلزله را مدل سازی و پیش بینی نماید تولید و توسعه نیافته اند. ولی باید در نظر گرفت که اصولا وجود عدم قطعیت در پدیده های فیزیکی یک احتمال یا بر اثر وجود اشتباه نیست، بلکه یک قانون است. با در کنار هم قرار دادن مطالب فوق و اینکه برآورد جنبش شدید زمین در زندگی ما انسانها نقش بسیار زیادی دارد، تعیین دقیق اینکه چه مقدار عدم قطعیت در محاسبات ما وارد بوده است امری است بسیار مهم. هدف اصلی مطالعه حاضر، بررسی نقش عدم قطعیتها در نتایج حاصل از تحلیل خطر میباشد که به منظور استفاده از مثالهای عینی و مقایسه نتایج با واقعیت، زمین لرزه ۵ دی ماه ۱۳۸۲ شهر بم به عنوان مبنای کار قرار گرفته است. لذا ابتدا به صورت اجمالی روشهای متفاوت تخمین جنبش شدید زمین را مورد مطالعه قرار میدهیم و سپس به معرفی عدم قطعیتها پرداخته و زمینه های ورود آنها را در محاسبات جنبش شدید زمین بررسی میکنیم. عدم قطعیتهایی که مربوط به مدل انتخابی و ناقص بودن دانش بشری هستند (Epistemic) و نیز عدم قطعیتهای وابسته به طبیعت تصادفی پدیده زلزله (Aleatory) شناخته می شود و تاثیر آنها در نتیجه نهایی برآورد خطر به تفکیک پارامترهای مختلف مورد بررسی قرار میگیرد. به منظور شناخت هر پدیده و کاربردی کردن نتایج حاصل از محاسبات انجام شده باید دقت نتایج کاملا مشخص گردد. در پدیده هایی که پارامترها و عوامل مختلفی در آنها دخالت دارند، بدلیل خطایی که در پارامترهای ورودی و نیز مدلهای ساخته شده برای پیش بینی نتایج پیشنهاد گردیده است، همواره شاهد خطای زیادی در نتایج هستیم. هر کدام از پارامترهای ورودی ذاتا دارای عدم قطعیت هایی هستند که این عدم قطعیتها با عدم قطعیتهای ناشی از دانش ناقص ما ترکیب میشوند و در نهایت در پاسخهای نهایی شاهد مقادیری پیچیده و ناقص از عدم قطعیتها هستیم. شناخت عدم قطعیتها شامل شناخت منابع ورودی و تاثیر آنها در پاسخ نهایی است بدین ترتیب خواهیم توانست بازه نهایی از جوابهای ممکن و احتمال یا ضریب مربوط به هرکدام از آنها را تعیین نماییم. بدین ترتیب حاشیه اطمینان دقیق برای پاسخ انتخابی برای ادامه روند طراحی و تحلیل و یا تصمیم گیری خواهیم داشت. فصل دوم شامل مطالعه بر روی تحلیل خطر زلزله بوده و روشهای مختلف و مرسوم تحلیل خطر معرفی میگردند. در فصل سوم تحلیل خطر کلی و معمول شهر بم با استفاده از روش تعیینی و احتمالاتی بر اساس داده های قبل از زلزله انجام پذیرفته است تا بتوانیم بر اساس نتایج حاصل از آن در فصل بعدی با مقایسه انتخاب پارامترهای مختلف تاثیر هرکدام را در پاسخ نهایی بدست آوریم. در واقعنتایج فصل سوم برای در دست داشتن چهارچوبی برای مقایسه میباشد. در فصل چهارم مقدمات مطالعات عدم قطعیت با استفاده از روش درخت منطقی و نیز منطق فازی را فراهم میگردد و بحثهایی پیرامون نتایج حاصل از این دو روش انجام میپذیرد. فصل پنجم ماحصل مطالعات انجام گرفته است که علاوه بر جمع بندی و نتیجه گیری از مباحث مطرح شده در چهار فصل قبلی به معرفی دو روش جدید میپردازد. روش اول ترکیبی ارائه میدهد از درخت منطقی و منطق فازی تحت عنوان "درخت منطقی فازی" که امکان اصتفاده همزمان از این دو روش را با تکیه بر سرعتهای بالای رایانهها فراهم میآورد. روش دوم به عنوان روش ابتکاری در تحلیل خطر زلزله میباشد که با بهره گیری از عدم قطعیت موجود در پارامترهای زلزله متغیرهای زبانی منطق فازی برای تعیین سطح خطر زلزله استفاده میکند. این روش تحت عنوان "روش ساده شده زبانی تحلیل خطر" معرفی میگردد که با توجه به مطالعات انجام شده معلوم گردید که این روش میتواند به نتایج خوبی برای تحلیل خطر زلزله و با جمع بندی تمام نظرات افراد خبره بیانجامد. در پایان داده های مورد استفاده، متن نرم افزارهای نوشته شده و خلاصه ای از مبحث "سامانه اطلاعات مکانی" به پیوست ارائه گردیده است

کلیدواژه ها:

جنبش شدید زمین ، زلزله بم ، برآورد خطر زلزله ، عدم قطعیت ، مهندسی زلزله