طراحی سیستم رفتارسنجی آنی تغییرشکلهای هملرزه ناشی از زلزله

از آنجایی که پدیده طبیعی زلزله خطرات زیانباری را متوجه انسان ها می کند، از دیرباز مطالعات گسترده ای بر روی آن صورت گرفته است. چگونگی تغییرشکل پوسته زمین در اثر زلزله از جمله مسائلی می باشد که همواره مورد توجه دانشمندان و محققین زلزله بوده است. در حوادثی نظیر زلزله، به منظور مدیریت بحران و همچنین مشاهده و آنالیز هر چه سریعتر رفتار حادثه، مقوله دسترسی سریع به اطلاعات دارای اهمیت ویژه-ای می گردد. به همین دلیل در بسیاری از مراکز تحقیقاتی که بر روی زلزله مطالعه می کنند، پارامترها و ویژگی های زلزله حادث شده به سرعت در اختیار کاربران و محققان قرار می گیرد. بدیهی است به منظور تسریع دست یابی به اطلاعات، بحث اتوماسیون یا حذف عامل انسانی و خودکار کردن دریافت، محاسبه و نمایش مطرح می گردد. در این پژوهش سیستمی طراحی گردیده است، که با استفاده از آن تغییرشکل های هم لرزه ناشی از زلزله به-صورت آنی مدل سازی گردد. برای این منظور با استفاده از موقعیت کانون زمین لرزه، گسل عامل زلزله با توجه به هندسه گسلهای ایران که در پایگاه داده های سیستم موجود است، شناسایی می شود. سپس با توجه به بزرگی زلزله، میزان جداشدگی هم لرزه و ابعاد شکست گسل در اثر این زلزله با استفاده از مد ل های نیمه-تجربی و تجربی میان پارامترهای زلزله، تعیین می گردد. همچنین راستای انتشار شکست از کانون زلزله با توجه به معیارهایی از جمله الگوی انشعابات گسل، برآورد می شود. در نهایت با توجه به نوع سازوکار گسل عامل زلزله و هندسه آن، صفحه شکست تعیین گردیده، و با استفاده از مدل های تحلیلی تعیین تغییرشکل پوسته زمین در اثر حرکات تکتونیکی و به طور خاص مدل اکادا، میدان تغییرشکل محاسبه می شود و خروجی ها به صورت خودکار نمایش داده می شوند. الگوریتم سیستم کاملاً اتوماتیک انجام می گیرد، به طوری که سیستم به صورت خودکار هر پنج دقیقه یک بار اطلاعات لرزه ای را دریافت می کند، و میدان تغییرشکل پوسته زمین را در صورت وقوع زلزله به صورت آنی نمایش می دهد. از آنجایی که روش های ژئودتیکی رفتارسنجی تغییرشکل های هم لرزه، نیاز به داده های قبل از زلزله داشته، رفتارسنجی صرفاً در ایستگاه های دائمی امکان پذیر بوده و قدرت تفکیک مکانی پایینی دارند. همچنین روش-های راداری نیز نیاز به داده های پیش از زلزله داشته و با توجه محدودیت های زمانی که دارند، رفتارسنجی آنی تغییرشکل های هم لرزه با مشکل مواجه می شود. روشهای ژئودتیکی و راداری عموماً هزینه بالایی دارند. سیستم طراحی شده در این پژوهش که برپایه مدل سازی تحلیلی تغییرشکل های هم لرزه می باشد، این برتری را دارد که علاوه بر آن که دارای هزینه ناچیزی در مقایسه با روش های دیگر می باشد، قدرت تفکیک مکانی بالایی دارد. در این پژوهش به منظور رفتارسنجی میدان جابه جایی به وسیله مدل تحلیلی اکادا، ابتدا بر روی انواع گسل های شیب لغز، امتدادلغز و اریب لغز با شیب های متفاوت مدل سازی تحلیلی انجام گرفت و نتایج تفسیر گردید. همچنین از آن جایی که در زلزله های شدید، ممکن است کل صفحه گسل بشکند و شکست از نقطه انتهایی آن نیز تجاوز کند، مطالعه ای بر روی معیارهای راستای انتشار شکست از نقطه انتهایی ترک در مکانیک شکست صورت گرفت. سپس با استفاده از معیار نرخ آزاد شدن انرژی کرنش، راستای انتشار شکست از نقطه انتهایی گسلی با نام نِه غربی شبیه سازی شد و راستایی با آزیموت 203 درجه به عنوان راستای احتمالی انتشار شکست برآورد گردید. به منظور مشاهده چگونگی عملکرد سیستم طراحی شده در این پژوهش سه زلزله بر روی سه گسل نه غربی، دشت بیاض و یکی از بخش های گسل پیشانی کوهستان (mff2) شبیه سازی گردید و میدان تغییرشکل حاصل رفتارسنجی گردید. چگونگی تغییرشکل ها با نحوه گسلش هم خوانی دارد. به طوری که مثلاً در مورد زلزله با سازوکار امتدادلغز بر روی گسل نِه، در قسمت شمال غرب و جنوب شرق صفحه شکست گسل دچار انقباض و فشارش و در قسمت شمال شرق و جنوب غرب صفحه شکست گسل، پوسته زمین دچار انبساط و کشش می گردد. از آنجایی که رفتارسنجی سیستم مذکور بر پایه مدل سازی تحلیلی صفحه شکست گسل با توجه به موقعیت کانون زلزله و مدل تجربی میان پارامترهای زلزله انجام می شود، به منظور تایید فرضیات به کار رفته در سیستم با نتایج عینی از میدان جابه جایی سه بعدی حاصل از تصاویر راداری زلزله قشم استفاده گردید. ابتدا صفحه شکست گسل با استفاده از کانون لرزش اصلی زمین لرزه، امتداد و شیب گسل عامل لرزش اصلی زلزله و مدل تجربی تعیین گردید. در نهایت مدل سازی میدان جابه جایی با استفاده از مدل اکادا انجام شد. نتایج حاکی از آن بود که بیشینه جابه جایی ها در راستای محور x، y و z به ترتیب 2/5، 25 و 17 سانتی متر می باشد که عموماً با اندکی اختلاف از نتایج insar کوچک تر است. رفتارسنجی بردارها در سه جهت نیز نشان می دهد، که پوسته زمین در راستای محور x در قسمت شرقی خط عمودمنصف تصویر سطحی گسل به سمت شرق و در قسمت غربی آن به سمت غرب حرکت می کند. در راستای محور yدر محدوده گسل پوسته به سمت شمال و در قسمت شرقی گسل به سمت جنوب حرکت کرده است. همچنین پوسته زمین در ناحیه تصویر سطحی گسل دچار بالاآمدگی شده و در مناطق دیگر جزیره، دچار فرونشست گردیده است. این نتایج به میزان زیادی با نتایج insar مطابقت دارد.