مدل تحلیل خسارت لرزه ای زیرساخت های حیاتی بر مبنای سیستم اطلاعات مکانی

Abstract

پدیدهزلزله،جزء سوانحطبیعیاستکههمهسالهخساراتجانی،مالیوزیستمحیطیفراوانیبرجای میگذارد. ایران به علت موقعیت لرزه خیزی و قرار گیری آن برروی کمربند زلزله، در برابر زمین لرزه بسیار آسیب پذیر می باشد. همچنین تعداد زیادی از مستحدثات قبل از تدوین معیارهای طراحی مقاوم در برابر زلزله ساخته شده اند و متأسفانه همچنان کیفیت ساخت و ساز در برخی موارد در کشور در حد مطلوب نمی‌باشد. از اینرو با توجه به رفتار مشکوک شبکه‌ها نسبت به وقوع زلزله‌های احتمالی، مباحث بررسی آسیب پذیری لرزه‌ای زیرساخت‌های حیاتی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در مقاله‌ی حاضر، مدلی ارائه شده که در آن، ابتدا تحلیل خطر منطقه مورد نظر (بر اساس 2 رابطه کاهندگی موجود برای کشور) صورت می‌گیرد، که با توجه به عدم قطعیت‌های موجود در وقوع زلزله (شامل اندازه بزرگای زلزله، عمق کانونی و موقعیت کانون زلزله)، این عملیات بصورت تصادفی در هر بار انجام تحلیل انتخاب می‌‌گردد و پس از هر بار آنالیز تحلیل خطر خروجی‌های ناشی از خطر لرزش زمین شامل مقادیر بیشینه شتاب، حداکثرسرعت و تغییرمکان زمین محاسبه می‌گردد. چنانچه منطقه دارای استعداد زمین‌لغزش یا روانگرایی باشد، می‌بایست خروجی‌های ناشی از خطر شکست زمین شامل مقادیر تغییرمکان‌های روانگرایی و زمین‌لغزش برای هر عارضه وارد مدل شوند. سپس از توابع آسیب‌پذیری لرزه‌ای که برای هر 2 خطر لرزش زمین و شکست زمین برای شریان‌ها در پایگاه داده مدل قرار داده شده، استفاده می‌گردد. در انتها براساس توابع موجود آسیب‌پذیری به تحلیل خسارت شبکه‌‌ها پرداخته می‌شود. تمامی این گام‌ها برای یکبار آنالیز می‌باشد. از این‌رو بر اساس شبیه‌سازی مونت کارلو، تمامی این عملیات بصورت 10هزار بار برای لحاظ نمودن تمامی عدم‌قطعیت‌ها و حالات خرابی تکرار می‌شوند و از خروجی‌های موجود در پایگاه داده، میانگین‌گیری انجام می‌شود تا تمامی حالات خرابی در نظر گرفته شود. به همین منظور باتوجه به حجم وسیع داده توصیفی و مکانی، از طرفی آنالیزهای مکانی زیاد بر روی داده‌ها و همچنین حجم بالای معادلات ریاضی برای تکرار عملیات، به کدنویسی در محیط Visual Studio با زبان برنامه‌نویسی C# با بهره‌گیری از کتابخانه‌های .Net Framework و Arc Engine پرداخته شد که منجر به تولید یک سامانه نرم‌افزاری با به کارگیری یک پایگاه داده و با قابلیت‌های تحلیل و استنتاج مکانی بر مبنای سیستم‌های اطلاعات مکانی (GIS) گردید که می‌تواند مقادیر احتمالی خرابی کم، متوسط، وسیع و کامل هر شریان را به تفکیک در قالب نقشه و جدول برای هر عارضه برآورد نماید. در این مقاله بمنظور نمایش بهتر این پژوهش، مدل موجود برای شهر نیشابور، پیاده‌سازی و مورد تحلیل واقع گردید.

Keywords

• سیستم اطلاعات مکانی
• تحلیل خسارت
• زیرساخت حیاتی
• زلزله
• شبیه سازی مونت کارلو