ارائه سناریوهای لرزه‌ای احتمالاتی مبتنی بر بهینه‌سازی جهت تحلیل خسارت لرزه‌ای شریان‌های حیاتی شهر قم

نوع مقاله : Articles

نویسندگان

1 دانشگاه قم

2 پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله

چکیده

در این مقاله از روش سناریوی لرزه‌ای احتمالاتی مبتنی بر بهینه‌سازی1 برای تعیین تعداد حداقلی از سناریوهای مناسب که می‌تواند در تخمین خسارت منطقه‌ای شریان‌های حیاتی گستره شهر قم به‌کار گرفته شود، استفاده شده است. در روش سناریوی احتمالاتی مبتنی بر بهینه‌سازی، به‌جای میلیون‌ها یا صدها هزار سناریو، مجموعه کوچکی از سناریوهای لرزه‌ای احتمالاتی جهت نشان دادن خطر لرزه‌ای و تحلیل زیرساخت‌های با توزیع مکانی نظیر شریان‌های حیاتی، تولید می‌شود. پس از تولید مجموعه کوچک سناریوهای لرزه‌ای از پایگاه داده‌های چنین رخدادهایی، احتمالات وقوع سالانه سازگار با خطر تخمین زده می‌شود. این احتمالات به‌گونه‌ای است که اثرات ترکیبی آنها روی منطقه مورد نظر همه رخدادهای ممکن بر مبنای روابط باز رخداد مبتنی بر داده‌های زلزله‌شناسی و زمین‌شناسی را حفظ می‌کند. این روش تکرارپذیر و از نظر محاسباتی قابل مدیریت بوده و به سناریوهای زلزله قابل‌فهم منجر می‌شود. در نتیجه می‌توان سناریوهای مختلف خسارت را جهت تصمیم‌گیری و سیاست‌گذاری در خصوص شریان‌های حیاتی در نظر گرفت. معیارهای ارزیابی و نیز تطابق منحنی خطر اصلی و منحنی خطر سناریوهای کاهش‌یافته نشان می‌دهد که خطاهای سناریوهای تولیدشده برای گستره شهر قم در محدوده مناسبی بوده و انحراف ناخواسته‌ای در نتایج وجود ندارد.

کلیدواژه‌ها


Anderson, J.G. (1997) Benefits of scenario ground motion maps. Engineering Geology, 48, 43-57.
Adachi, T., Ellingwood, B.R. (2008) Serviceability of earthquake-damaged water systems: effects of electrical power availability and power backup systems on system vulnerability. Reliability Engineering and System Safety, 93, 78–88.
Çagnan, Z., Davidson, R., and Guikema, S. (2006) Post-earthquake restoration planning for Los Angeles electric power. Earthquake Spectra, 22(3), 1-20.
Dodo, A., Xu, N., Davidson, R., and Nozick, L. (2005) Optimizing regional earthquake mitigation investment strategies. Earthquake Spectra, 21(2), 305-327.
Bazzurro, P., Luco, N. (2005) Accounting for uncertainty and correlation in earthquake loss estimation. In Proceeding of the 9th International Conference on Structural Safety and Reliability, Rome, Italy.
Ebel, J., Kafka, A. (1999) A Monte Carlo approach to seismic hazard analysis. Bulletin of the Seismological Society of America, 89(4), 854-866.
Werner, S., Taylor, C., Cho, S., Lavoi, J.P., Huyck, C., Eitzel, C., Chung, H., Eguchi, R. (2006) REDARS2: Methodology and Software for Seismic Risk Analysis of Highway Systems. Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research.
Chang, S., Shinozuka, M., and Moore, J. (2000) Probabilistic earthquake scenarios: Extending risk analysis methodologies to spatially distributed systems. Earthquake Spectra, 16(3), 557-572.
Campbell, K., Seligson, H. (2003) 'Quantitative method for developing hazard-consistent earthquake scenarios'. Proc. of the Technical Council of Lifeline Earthquake Engineering. Beach, L. (Ed.), ASCE.
Lee, J., Graf, W., Somerville, P., O’Rourke, T., and Shinozuka, M. (2005) 'Developing a HazardConsistent Table of Earthquake Scenarios for Risk Analysis of the LADWP Water Systems'. In: Final Report to the Los Angeles Department of Water and Power.
Vaziri, P., Apivatanagul, P., Nozick, L. (2012) Identification of Optimization-Based Probabilistic Earthquake Scenarios for Regional Loss Estimation. Journal of Earthquake Engineering, 16(2), 296-315.
Jayaram, N., Baker, J.W. (2010a) Efficient sampling and data reduction techniques for probabilistic seismic lifeline risk assessment. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 39(10).
Legg, M., Nozick, L. and Davidson, R. (2010) Optimizing the selection of hazard-consistent probabilistic scenarios for long-term regional hurricane loss estimation. Structural Safety, 32(1), 90-100.
Apivatanagul, P., Davidson, R., Blanton, B., and Nozick, L. (2011) Long-term regional hurricane hazard analysis for wind and storm surge. Coastal Engineering, 58(6), 499-509.
Han, Y., Davidson, R. (2012) Probabilistic seismic hazard analysis for spatially distributed infrastructure. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 41(15), 2141-2158.
Bommer, J., Spence, R., Erdik, M., Tabuchi, S., Aydinoglu, N., Booth, E., Del. R.D., Peterken, O. (2002) Development of an earthquake loss model for Turkish catastrophe insurance. Journal of Seismology, 6, 431-446.
Manzour, H., Davidson, R., Horspool, N., Nozickc, L.K. (2015) Seismic Hazard and Loss Analysis for Spatially Distributed Infrastructure in Christchurch, New Zealand. Earthquake Spectra, 32(2), 697-712.
Kamalian, M., Jafari, M.K., Ghayamghamian, M.R., Shafiee, A., Hamzehloo, H., Haghshenas, E., Sohrabi-bidar, A. (2008) Site effect microzonation of Qom, Iran. Engineering Geology, 97, 63-79.
Akkar, S., Bommer, J. (2010) Empirical equations for the prediction of PGA, PGV, and spectral accelerations in Europe, the Mediterranean Region, and the Middle East. Seismological Research Letters, 81(2), 195–206.