جغرافیای استانی خطر زلزله

مفهوم قرارگیری ۳۵ شهر روی نوار «خطر نسبی بسیار زیاد» چیست؟

به گزارش دنیای اقتصاد، نقشه کامل «خطر زلزله در مناطق مختلف کشور»، اعلام عمومی شد. شهرهای ۳۱ استان روی این نقشه، بر حسب «میزان خطر نسبی زمین‌لرزه» با ۴ رنگ جانمایی شده است؛ به‌طوری‌که‌ ۳۵ شهر از استان‌‌های مهم، روی نوار لرزه‌ای با «خطر بسیار زیاد» قرار دارند.

علی بیت‌اللهی، زلزله‌شناس و عضو کمیته تهیه‌کننده نقشه، با تشریح محتوای «پهنه‌بندی خطر زلزله در ایران» اعلام کرد: سطوح چهارگانه خطر با برآورد شتاب ناشی از زلزله‌‌های احتمالی در نقاط مختلف تعیین شده است. به گفته او، نیروی مخرب زلزله قابل‌کنترل است.

نسخه کامل «نقشه پهنه‌بندی خطر نسبی زلزله در ایران»، با هدف تقویت آگاهی عمومی از میزان تهدید لرزه‌ای در مناطق مختلف کشور، منتشر شد.

گزارش «دنیای‌اقتصاد» از جزئیات این نقشه که توسط یک کارگروه مرکب از ۹ زلزله‌شناس و متخصص علوم زمین تهیه شده، حاکی است: در «نقشه پهنه‌بندی خطر نسبی زلزله»، میزان خطر ناشی از زمین‌لرزه‌های آتی در نقاط مختلف کشور، بر حسب تعداد و ویژگی گسل‌ها و همچنین سوابق لرزه‌ای هر منطقه، در قالب ۴ رنگ به نمایش در آمده است به‌طوری‌که شهرهای ۳۱ استان با توزیع روی ۴ پهنه خطر لرزه‌ای، در این نقشه جانمایی شده‌اند.

نقشه جغرافیای استانی خطر زمین‌لرزه، به زبان ساده، ابعاد تهدید بالقوه ناشی از فعالیت گسل‌های ایران در هر نقطه از کشور را با شاخص «شتاب ناشی از زلزله» بیان می‌کند. زمین‌لرزه‌ها بر حسب شدت و همچنین فاصله لغزندگی گسل تا سطح زمین، دارای شتاب‌های متفاوتی هستند به‌طوری‌که نیروی مخرب ناشی از زلزله به ساختمان‌ها از ترکیب جرم سازه و شتاب به‌وجود آمده، حاصل و بر سازه اعمال می‌شود. بنابراین شتاب بیشتر، باعث تخریب بیشتر می‌شود اما مشروط به رعایت یک اصل از سوی طراحان ساختمانی و سازنده‌ها، نیروی مخرب، قابل‌کنترل و کاهش است.

مطابق رنگ‌های هر پهنه‌ به نمایش گذاشته شده در نقشه، میزان خطر نسبی زلزله به ۴ سطح «بسیار زیاد»، «زیاد»، «متوسط» و «کم» طبقه‌بندی شده و وضعیت هر شهر به لحاظ قرارگیری در یکی از این سطوح، با رنگبندی خطر مشخص شده است. میزان خطر در این ۴ سطح به ترتیب از بیشترین به کمترین با رنگ‌های قرمز، نارنجی، زرد پررنگ و زردکمرنگ معین شده است. محتوای این نقشه نشان می‌دهد: بیش از دوسوم از مساحت کشور با خطر نسبی بسیار زیاد یا زیاد ناشی از زمین لرزه مواجه است. پهنه لرزه‌ای مربوط به خطر نسبی «بسیار زیاد»، ۳۵ شهر از دست‌کم ۴ استان مهم کشور را فرا گرفته است که «تهران» نیز روی نوار شمالی این پهنه قرار دارد.

علی بیت‌اللهی، عضو کارگروه تهیه‌کننده «نقشه پهنه‌بندی خطر نسبی زلزله»، در این‌باره به «دنیای‌‌اقتصاد» اعلام کرد: مفهوم قرارگیری ۳۵ شهر روی نوار لرزه‌ای دارای «خطر نسبی بسیار زیاد» قطعا به معنی عدم قابلیت سکونت در این مناطق نیست بلکه هشداری به مدیران شهری و مجموعه دولت از بابت مقاوم‌سازی ساختمان‌های فعلی و جدی گرفته شدن خطوط قرمز مربوط به آیین‌نامه ۲۸۰۰ در ساخت‌وسازهای جدید است.

این زلزله‌شناس با تاکید بر اینکه نسخه جدید از «نقشه پهنه‌بندی خطر نسبی زلزله در ایران» در پی ویرایش چهارم آیین‌نامه ۲۸۰۰ (آیین‌نامه مربوط به نحوه طراحی ساختمان به‌منظور ایمنی در برابر زلزله) تهیه شده است، گفت: طراحان و سازنده‌ها در شهرهای مختلف بر حسب شتاب قابل انتظار ناشی از زلزله احتمالی در ۴ پهنه خطر، لازم است به گونه‌ای در ساخت وسازهای جدید اقدام کنند که تا حد امکان از مصالح ساختمانی سبک و اتصالات توصیه شده، استفاده شود.

عضو هیات‌علمی مرکز تحقیقات مسکن تصریح کرد: محتوای «نقشه پهنه‌بندی خطر نسبی زلزله در ایران» و همچنین آیین‌نامه ۲۸۰۰، یک حکم حقوقی الزام‌آور برای مجموعه مهندسان ساختمانی است و به‌خصوص سازنده‌ها و مهندسان ناظر باید نسبت به بندبند این ضوابط لرزه‌ای، پایبند و در اجرا، حساس باشند.بر این اساس، در شهرهایی که روی نوار خطر نسبی بسیار زیاد به لحاظ شتاب ناشی از زمین‌لرزه احتمالی قرار دارند، ساخت و سازها در حریم گسل‌ها برای گروهی از کاربری‌های شهری باید محدود یا متوقف شود و در سایر نقاط این شهرها تیر و ستون‌های قوی و مستحکم در سازه اصلی و مصالح سبک در کل پروژه استفاده شود. در این صورت، نیروی مخرب ناشی از زلزله حتی در شتاب بالای زمین‌لرزه، قابل‌کنترل و کاهش می‌تواند باشد.

علی بیت‌اللهی در تحلیلی به، اهمیت این نقشه و همچنین جغرافیای استانی خطر زلزله را توضیح داده که به شرح زیر است.

بر اساس روش‌های آماری و احتمالاتی، خطر زلزله را می‌توان در یک گستره معین (محدوده شهری، استانی یا کشور)، پهنه‌بندی کرده و به‌صورت نقشه پهنه‌بندی خطر نسبی زلزله ارائه کرد. در زلزله‌شناسی مهندسی و مهندسی زلزله، این پهنه‌بندی، به روش احتمالاتی انجام می‌پذیرد و زون‌بندی خطر زلزله به‌ازای دوره بازگشت رخداد زلزله‌ها صورت می‌پذیرد.

برای ساختمان‌های مسکونی این دوره بازگشت را معمولا ۴۷۵ سال درنظر می‌گیرند که معادل احتمال وقوع ۱۰ درصد یا بیشتر از آن در ۵۰ سال است (۵۰ سال را به‌عنوان عمر مفید یک ساختمان معمولی مسکونی فرض کرده‌ایم). زون‌های مختلفی در پهنه‌بندی خطر زلزله برای یک ناحیه معین، مانند سرزمین کشورها، از هم جدا می‌شود. به‌عنوان مثال در نقشه پهنه‌بندی خطر زلزله ایران، چهار زون با خطر نسبی متفاوت وجود دارد و در سایر کشورها نیز کمابیش نظیر کشور ایران پهنه‌بندی خطر زلزله صورت می‌گیرد.

نکته مهم در پهنه‌بندی خطر زلزله این‌است که پهنه‌های خطر زلزله بر اساس میزان شتاب زلزله از هم تفکیک پیدا می‌کنند و این امر اهمیت شتاب زلزله و ایستگاه‌های شتابنگاری را روشن می‌سازد. شتاب از آن نظر مهم است که اگر در یک گستره، توزیعی از مقادیر شتاب را داشته باشیم، با معلوم بودن جرم ساختمان‌های موردنظر، نیروی وارد بر ساختمان قابل‌محاسبه خواهد بود. رابطه محاسبه نیروی زلزله مورد نظر بر یک ساختمان هرچند با شکلی متفاوت ولی به‌طور کلی مشابه رابطه معروف نیروی اعمالی بر یک جرم بر اساس قانون دوم نیوتن است که از حاصل ضرب شتاب و جرم، نیروی حاصل به‌دست می‌آید.

در آخرین ویرایش آیین‌نامه ۲۸۰۰ نقشه پهنه‌بندی خطر زلزله به‌صورت جزء لاینفک آیین‌نامه توسط زیر کمیته پهنه‌بندی خطر زلزله به سرپرستی مرحوم مهندس معین‌فر تهیه شد. در این نقشه کل سرزمین ایران به چهار زون با درجات خطر متفاوت تقسیم‌بندی شد. زون‌های با خطر کم، متوسط، زیاد و بسیار زیاد، پهنه‌های چهارگانه در نقشه پهنه‌بندی خطر زلزله ایران هستند. زون با خطر بسیار زیاد با مقدار شتاب ۳۵/ ۰ g جدا می‌شود. زون با خطر متوسط و پایین به‌ترتیب با مقادیر ۳/ ۰، ۲۵/ ۰ و ۲/ ۰ g از همدیگر تفکیک می‌یابند.

نوار با خطر بسیار بالا شرق دامغان تا شمال‌غرب کشور کشیده شده و دربر گیرنده شهرهایی مانند دامغان، شهمیرزاد، دماوند، تهران، کرج، قزوین، رودبار، منجیل، میانه، بستان‌آباد، تبریز، خوی، سلماس، ماکو و کلیساکندی است. این زون با خطر بسیار زیاد زلزله همچنین به‌صورت نواری با راستای شمالغرب به جنوب‌شرق در غرب کشور گستردگی داشته و شهرهایی مانند پیرانشهر، سردشت، نهاوند، بروجرد، دورود و ناغان را دربر می‌گیرد.

در ناحیه ایران مرکز و سمت شرقی کشور، پهنه با خطر بسیار زیاد، از طبس تا نایبند و گلباف به سمت جنوب و با چرخشی به سمت شمال غرب، شهرهایی مانند ماهان، کرمان، زرند و کوهبنان را شامل می‌شود. همچنین در شرق این ناحیه زون با خطر بسیار زیاد، شهرهایی مانند قائن و فردوس را نیز در خود جای داده است.در شمال‌شرقی کشور و در گستره استان خراسان‌شمالی، شهرهای قوچان، فاروج، سبزوار و باجگیران نیز در پهنه با خطر بسیار زیاد زلزله قرار گرفته‌اند.

همان‌طور که در نقشه پهنه‌بندی خطر زلزله مشاهده می‌شود بیشتر قسمت‌های خاک ایران در پهنه با خطر نسبی زیاد زلزله قرار می‌گیرد ولی مسلما، مهم‌ترین زون لرزه‌ای ایران، پهنه با خطر بسیار زیاد واصل بین تهران و تبریز است که جمعیت بسیار بالایی در آن قرار می‌گیرند. بر اساس سطح مساحت استانی و میزان خطر بالای زلزله، استان تهران، البرز و کرج پهنه با خطر بسیار زیاد و زیاد بیشتری را نسبت به مساحت کل استان در مقایسه با سایر استان‌ها دارند.

اولین نقشه چطور تهیه شد؟

نخستین اقدام مربوط به تهیه «آیین‌نامه ایمنی ساختمان‌ها در برابر زلزله» در ایران پس از رویداد زلزله ویرانگر سال ۱۳۴۱ بویین‌زهرا (در مقیاس ۲/ ۷ ریشتر) با توصیه اولیه هیات اعزامی یونسکو به دستور رئیس وقت دفتر فنی سازمان برنامه (در زمان مدیریت عاملی صفی‌اصفیاء) صورت گرفت و در سال ۱۳۴۳ آماده و رعایت آن در سازه‌هایی که از بودجه‌های عمرانی کشور استفاده می‌کردند، اجباری شد و سپس در سال ۱۳۴۹ به‌عنوان بخشی از استاندارد «حداقل بارهای وارده به ساختمان‌ها و ابنیه فنی- استاندارد شماره ۵۱۹ ایران» درآمد.

این آیین‌نامه فاقد نقشه پهنه‌بندی خطر زلزله بود و برای منظور کردن اثر زلزله در محاسبات ساختمان‌ها به عنوان یک گام به جلو برای کلیه نقاط کشور به حداقل‌هایی اکتفا کرده و عدد یکسانی داده بود. در آن زمان آمار و اطلاعات کافی برای برآورد خطر زلزله در نقاط مختلف کشور وجود نداشت و تنها نقشه کلان موجود نقشه شادروان سدراک آبدالیان بود که پس از رویداد زلزله ۱۳۴۱ بویین‌زهرا (Ms ۷.۲) تهیه و برحسب مقیاس اصلاحی مرکالی برآوردهایی انجام داده بود.

گرچه این کار در زمان خود کوششی ارزنده به‌حساب می‌آمد ولی با توجه به اینکه برآوردها پشتوانه داده‌ای کافی نداشت و برای پاره‌ای از نقاط کشور شدت زلزله درجه دوازده مرکالی نیز تعیین شده بود که در نتیجه اعداد بزرگ شتاب زلزله را طلب می‌کرد (و در عمل ساخت و ساز را درشرایط اقتصادی زمان در آن مناطق غیرممکن می‌ساخت)، نمی‌توانست در آیین‌نامه ساختمانی کاربردی داشته باشد.

با گذشت زمان و احساس نیاز برای به‌هنگام کردن بخش زلزله استاندارد شماره ۵۱۹ ایران (حداقل بارهای وارده به ساختمان و ابنیه فنی) تلاش‌هایی از طرف انجمن ایرانی مهندسان محاسب ساختمان به‌عمل آمد و با کوشش آرک مگردیچیان و همت چند تن از اعضای انجمن و کارشناسان خارج از انجمن در سال ۱۳۵۹ پیش‌نویسی برای تجدیدنظر در بخش بارهای مربوط به زلزله استاندارد ۵۱۹ برای تصویب موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران تهیه شد.

در جریان بازنگری که در سال ۱۳۶۶ در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در آیین‌نامه زلزله ایران صورت گرفت و منجر به تدوین آیین‌نامه جدید درسال ۱۳۶۸ شد (و به‌عنوان استاندارد ۲۸۰۰ ایران ویرایش یکم شناخته شد) احساس شد که پژوهش‌های انجام شده در ایران به حدی رسیده است که بتوان از آن در پهنه‌بندی خطر زلزله کشور استفاده کرد. این کار توسط گروه ویژه انجام شد و بدون آنکه دوره بازگشت خاصی برای نقشه پهنه‌بندی ذکر شود به‌عنوان خطر نسبی زلزله در مناطق مختلف کشور نقشه پهنه‌بندی معرفی شد.

در این پهنه‌بندی کشور ایران از نظر خطر لرزه‌خیزی به سه منطقه به ترتیب با خطر نسبی بالا، خطر نسبی متوسط و خطر نسبی پایین تقسیم شد ولی داوری از نظر مقدار شتاب قابل‌انتظار زلزله برای هر پهنه انجام نشد و در حقیقت تعیین عدد شتاب زلزله برعهده تهیه‌کنندگان آیین‌نامه گذارده شد که با داوری کارشناسی خود و منظور داشتن عامل‌های مختلفی که در برآورد شتاب حرکت زلزله موثر هستند با توجه به ارقامی که درسطح جهانی در آیین‌نامه‌های زلزله سایر کشورها گزیده شده است، برای هر پهنه عددی را اختیار کنند.

در سال ۱۳۷۱ از طرف معاونت شهرسازی و معماری، وزارت مسکن و شهرسازی در قالب «طرح کالبدی ملی» اقدام به تهیه نقشه خم‌های بیشینه شتاب افقی زلزله برای دوره‌های بازگشت ۵۰۰، ۱۰۰۰ و ۲۰۰۰ سال و «نقشه پهنه‌بندی خطر زلزله» برای ایران کرد. از این نقشه‌ها در مواردی در بازنگری‌های بعدی پهنه‌بندی در ویرایش‌های دوم و سوم بهره گرفته شد.

در ویرایش‌های دوم و سوم آیین‌نامه که درسال‌های ۱۳۷۸ و ۱۳۸۴ انجام شد کارگروه‌های مربوط به پهنه‌بندی زلزله دانسته‌های جدید را مورد استفاده قرار دادند و نقشه‌های پهنه‌بندی آیین‌نامه را به‌هنگام کردند. در این بازنگری‌ها نیز دوره بازگشت زلزله مشخص نشد. در نقشه پهنه‌بندی ویرایش دوم (سال ۱۳۷۸) ایران به سه پهنه به نام پهنه با خطر نسبی زلزله زیاد، پهنه با خطر نسبی متوسط و پهنه با خطرنسبی کم تقسیم شد و شتاب مبنا در این سه پهنه به ترتیب ۳۰/ ۰ g ،۲۵/ ۰ g و ۲۰/ ۰ g تعیین شد.

در نقشه پهنه‌بندی ویرایش سوم (سال ۱۳۸۴) که پس از رویداد زلزله ویرانگر سال ۱۳۸۲ بم تهیه شد ایران به چهار پهنه به نام پهنه با خطر زلزله خیلی زیاد، پهنه با خطر زلزله زیاد، پهنه با خطر زلزله متوسط و بالاخره پهنه با خطر نسبی کم تقسیم شد و شتاب مبنا در این چهار پهنه به ترتیب ۳۵/ ۰ g ، ۳۰/ ۰ g ، ۲۵/ ۰ g و ۲۰/ ۰ g تعیین شد. در نقشه پهنه‌بندی خطر زلزله ایران، ضمیمه ویرایش ۴ آیین‌نامه ۲۸۰۰ (آیین‌نامه ساخت و ساز مقاوم در برابر زلزله) که هم‌اکنون در دست مهندسان و کارشناسان ایرانی مورد استفاده است، نظیر ویرایش سوم، تعداد پهنه‌های خطر زلزله ۴ پهنه و البته با تغییراتی نسبت به ویراش سوم، ارائه شده است.