بیشینه شتاب زمین

اندازه گیری و یا محاسبه بیشینه شتاب ناشی از زمین لرزه (Peak Ground acceleration, PGA) به عنوان یکی از پارامترهای اساسی جنبش نیرومند زمین، از دغدغه های مهم محققین علوم زمین است. کمیت مذکور از روشهای مبتنی بر داده های میرایی و زلزله های رخ داده در محل تهیه شده و در محاسبات تحلیل خطر زمین لرزه مورد استفاده واقع می شود. در پهنه های وسیع جغرافیایی و یا در شرایطی که تاسیس ایستگاههای دائمی یا موقت شبکه میسر نباشد، رویکردهای مبتنی بر یادگیری ماشین به عنوان یک راه حل جایگزین مورد استفاده قرار می گیرند. در راستای افزایش دقت شبکه عصبی در مسئله پیش بینی بیشینه شتاب زمین، با استفاده از تحلیل شناسایی داده های پرت یا نامتجانس، داده های ورودی شبکه یادگیرنده تفکیک شده و سپس فرآیند آموزش و تعمیم شبکه انجام شده است. این رویکرد باعث کاهش خطای شبکه انفیس شده، چنانچه خطای جذر میانگین مربعات 36 درصد بهبود داشته است. با استناد به نتیجه مذکور، داده های طول و عرض جغرافیاییِ رومرکز، عمق و بزرگای مربوط به 1571 رکورد ثبت شده در شبکه شتاب نگاری کشوری به همراه داده های مربوط به میانگین سرعت موج مورد استفاده قرار گرفت تا شبکه انفیس آموزش داده شود. سپس، شبکه آموزش دیده، جهت ارزیابی کارآیی روش، بر روی داده های زلزله مورموی، 1393، در استان ایلام تعمیم داده شد تا نقشه پهنه بندی مقادیر بیشبینه شتاب، در پیرامون رومرکز زلزله محاسبه گردد. بررسی خروجی ها نشان می دهد که نقشه بدست آمده با گزارش رسمی پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله تطابق داشته و از روش ارائه شده می توان به عنوان یک روش جایگزین در پیش بینی بیشینه شتاب ناشی از زلزله اقدام نمود.

با وجود رخدادهای ویرانگری همچون زمین لرزه سال 2003 بم ( )، تدوین نقشه های خطر زمین لرزه به روز برای طراحی سازه ها در این گستره بسیار ضروری است. در این بررسی که یک پژوهش با نتایج کاربردی در زمینه مهندسی زمین لرزه است، یک کاتالوگ لرزه ای شامل رخدادهای تاریخی و دستگاهی تدوین شده و سپس 21 منبع لرزه زا در گستره شهرهای استان کرمان و اطراف آن شناسایی شد. پارامترهای لرزه خیزی برای تمامی 21 چشمه تخمین زده شده و یک مدل پیوند کاهیدگی مناسب برای این گستره برای به دست آوردن نقشه های خطر زمین لرزه با در نظرگیری اثرات ساختگاهی گزینش شد. در پایان، نقشه های خطر زمین لرزه که یکی از اساسی ترین نیازهای طراحی لرزه ای و آیین نامه های لرزه ای است، در قالب پارامتر بیشینه شتاب زمین برای دوره بازگشت های 475 و 2475 سال ارائه شده و گستره های پرخطر لرزه ای در استان کرمان معرفی شدند. این گستره ها شامل نوار کوهبنان-گلباف-بم و گستره جیرفت-کهنوج است.

One of the main issues in drainage watersheds is erosion and sediment yield. Lack of proper management in this field can be environmental hazards and even a threat to human life. The purpose of this study is fingerprinting the sources of sediment yield in sub-basins 1 and 2 of Talar drainage basin in Mazandaran province.140 soil samples in first approach and 80 samples in second approach collected respectively sub-basin 1 (77) and (47), sub-basin 2 (63) and (33) of lithological units and range of peak ground acceleration and 20 drape sediment samples at the outlet sub-basins and 28 geochemical elements measured as tracers in the samples. Using the Kruskal-Wallis test and discriminant function analysis, the composite fingerprints was determined. The largest relative contribution of sediment yield based on the Bayesian un-mixing model is in the first approach (sub-basin 1 unit sandstone and conglomerate with 59.1%, sub-basin 2 unit marl and shale with 47.2%), in the second approach (sub-basin 1 unit the range of peak ground acceleration at the level (0.51-0.6) g with 50.3%, and sub basin 2 units channel bank with 64.6%). The results of this study showed that the range of peak ground acceleration have a direct effect on control of sediment yield and erosion processes. Also, division of lithological groups as sources sediment yield based on range of peak ground acceleration, which have a great impact on sediment yield, as a new approach, can be of great help in understanding sediment yield processes.

فرسایش خاک یکی از مهم ترین پدیده های طبیعی در حوضه های آبخیز است. شاخص های بسیاری مانند شیب، بارش، زمین شناسی و سازندها بر تخریب ساختمان خاک و تولید فرسایش نقش دارند. هدف از این مطالعه پهنه بندی فرسایش و بررسی شاخص بیشینه شتاب زمین در کنار شاخص های معرف در فرسایش در حوضه آبخیز تالار است. بدین منظور شاخص های فرسایندگی، فرسایش پذیری، طول شیب، مدیریت پوشش گیاهی و شاخص بیشینه شتاب زمین برای حوضه آبخیز تالار محاسبه گردید. سپس لایه های تولید شده به عنوان لایه های پایه در مدل های پهنه بندی منطق فازی و آنتروپی شانون قرار گرفتند. نتایج مدل فازی با توجه به عامل مهم بیشینه شتاب زمین پهنه بندی دقیقی از فرسایش را ارائه نکرد اما در مدل آنتروپی به دلیل استفاده از نقاط نمونه از زمین و با بررسی شاخص ها مشخص گردید که بیشترین خطر وقوع فرسایش در مکان هایی است که منحنی های شتاب ضرایب بالاتری از شتاب زمین را به خود اختصاص داده اند. نتایج نشان داد محدوده خطر بسیار زیاد در مدل آنتروپی با 5/13درصد از مساحت حوضه شامل رخساره های فرسایشی اعم از سطحی، شیاری، خندقی و کنار رودخانه ای است و به لحاظ بیشینه شتاب زمین نیز در محدوده منحنی های شتاب بالا در سطوحg (6/0- 5/0) قرار دارد. قرارگیری بیشینه شتاب زمین در سطوح بالای خطر g (6/0- 5/0) و وجود گسل های فعال و لرزه خیزی بیشتر در زیرحوضه 1 سبب تخمین بیشتر پهنه های خطر در طبقات زیاد و خیلی زیاد شده است. علاوه بر این شاخص مهم بیشینه شتاب زمین نیز از طریق خردشدن و تضغیف سنگ ها در دامنه ها به صورت غیر مستقیم بر دیگر شاخص ها مانند فرسایش پذیری و طول شیب تاثیر می گذارد و سبب افزایش عوامل فرسایشی و فرسایش پذیری می گردد. این نتایج با ایجاد یک مبنای علمی برای هدف گیری سیاست های کاهش فرسایش و رسوب مهم است.