برآورد قطعی خطر لرزه‌ای در بندر نوشهر با استفاده از سیستم فازی

علیزاده, فرشاد; افسری, نرگس; تقی زاده فرهمند, فتانه

doi:10.22111/jneh.2018.21734.1308

برآورد قطعی خطر لرزه‌ای در بندر نوشهر با استفاده از سیستم فازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نوشهر، نوشهر، ایران

² استادیار، گروه عمران، واحد نوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، نوشهر، ایران

³ استادیار، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قم، قم، ایران

10.22111/jneh.2018.21734.1308

چکیده

زمین‌‌‌‌لرزه‌‌‌‌ها جزء خطرات طبیعی هستند و گریز از آنها ممکن نیست. افزایش خسارت‌‌‌‌های ناشی از زلزله و تعداد زیاد تلفات جانی و مالی بدلیل ضعف سازه‌‌‌‌ها، بشر را وادار به مطالعاتی برای کاهش این خسارات و آسیب‌‌‌‌ها می‌‌‌‌کند. هدف از تحلیل خطرزمین‌‌‌‌لرزه، پیش‌‌‌‌بینی میزان دامنه جنبش‌‌‌‌های قوی زمین در دوره مشخصی از زمان در یک سایت مشخص است. در تمامی ورودی‌‌‌‌های آنالیز خطر که هر یک بیانگر خصوصیتی هستند عدم‌‌‌‌قطعیت وجود دارد. در نتیجه شناخت عدم‌‌‌‌قطعیت‌‌‌‌ها و چگونگی و میزان در نظر گرفتن آنها توسط روش‌‌‌‌های مختلف تحلیل خطر، می‌‌‌‌تواند نشان‌‌‌‌ دهنده میزان اعتمادپذیری آن روش‌‌‌‌ها در ارزیابی خطر لرزه‌‌‌‌ای باشد. منطق فازی ابزار مناسبی است که هم به عنوان یک روش تصمیم‌‌‌‌گیر در حل مسائل و هم اینکه عدم‌‌‌‌قطعیت‌‌‌‌ها را مدل‌‌‌‌سازی می‌‌‌‌نماید، به کار برده می‌‌‌‌شود. بندر نوشهر در ایالت لرزه‌‌‌‌ زمین‌‌‌‌ساختی البرز واقع است که یکی از مناطق لرزه‌‌‌‌خیز ایران می‌‌‌‌باشد. در این مطالعه برآورد خطر زمین‌‌‌‌لرزه برای گستره‌‌‌‌ای به شعاع 200 کیلومتر از بندر نوشهر در موقعیت عرض جغرافیایی 5/38 – 34 درجه عرض شمالی و 54-49 درجه طول شرقی قرار گرفته، انجام شده است. به همین منظور از 17 چشمه بالقوه زمین‌‌‌‌لرزه در گستره مورد مطالعه، استفاده شده است. ابتدا برآورد خطر لرزه‌‌‌‌ای به روش قطعی مرسوم و سپس برآورد قطعی با استفاده از منطق فازی انجام شد. با توجه به نتایج بدست آمده به روش قطعی مرسوم، تغییرات بیشینه شتاب افقی بین g08/0 تا g52/0 است. نتایح حاصل از برآورد خطر لرزه‌‌‌‌ای قطعی با استفاده از منطق فازی نشان دادند که تغییرات بیشینه شتاب افقی بین g01/0 تا g55/0 است. در نتیجه بیشینه شتاب افقی g55/0 می‌‌‌‌باشد که حاصل از چشمه شماره 6 با بزرگای 0/7 با سازوکار معکوس در فاصله 3/21 کیلومتری از ساختگاه بندر نوشهر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Deterministic seismic hazard in Nowshahr Port by using fuzzy system

نویسندگان [English]

Farsahad Alizadeh ¹
Narges Afsari ²
Fataneh Taghizadeh Farahmand ³

¹ MSc. Student of Geotecnic, Department of Civil Engeerning, Nowshahr Branch, Islamic Azad University, Nowshahr, Iran

² Assistant Professor, Civil engineering Department, Nowshahr Branch, Islamic Azad University, Nowshahr, Iran

³ Associate Professor, Physics Department, Qom Branch, Islamic Azad University, Qom, Iran

چکیده [English]

The purpose of the seismic hazard analysis is to predict the extent of the strong ground movements over a certain period of time on a specific site. There are uncertainties in all the inputs of the risk analysis, each of which expresses a property. As a result, recognizing uncertainties and how they are considered by different risk analysis methods can indicate the reliability of those methods in seismic hazard assessment. Fuzzy logic is a suitable tool that is used as a decision-making method for solving problems and modeling uncertainties and ambiguities. Nowshahr Port is located in the Alborz seismic province which is one of the seismic regions in Iran. In this study, a seismic hazard estimate for a range of 200 km radius from Nowshahr port was carried out at a latitude position of 34-38 degree north latitude and 49- 54 degree east longitude. For this purpose, 16 potential seismic sources have been used in the studied area. First, seismic hazard estimation was done by the Conventional deterministic method and then using fuzzy logic. According to the results obtained in the conventional deterministic method, Peak Ground Acceleration values estimated from Conventional deterministic method 0.52g and 0.55g application fuzzy Logic System.

کلیدواژه‌ها [English]

Seismic hazard
Deterministic
Fuzzy logic
PGA
Nowshahr

مراجع

بوستان الهامِ؛ شفیعی علی (1390). برآورد خطر زمینلرزه به روش احتمالاتیـفازی برای منطقه تهران، فصلنامه زمین، سال ششم، شماره بیستم، صص45-52.

تشنهلب محمد؛ افیونی داریوش؛ صفارپور نیما (1395). سیستمهای فازی و کنترل فازی، انتشارات: دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، نوبت چاپ: 11، ص526.

خسروی، آیدین (1390). مدلسازی و پهنهبندی خطر زلزله با استفاده از منطق فازی. پایاننامه. دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی (استاد راهنما: ذوالفقاری، محمدرضا).

قدرتی امیری غلامرضا؛ اثمری سعدآباد سهیل؛ زارع حسینزاده علی (1392). تحلیل ریسک زلزله با استفاده از سیستم استنتاجگر فازی و کاربرد آن در مطالعات بهسازی لرزهای ساختمانهای موجود، مجله علمیـپژوهشی عمران مدرس، سال 13، شماره 4، صص71 -84.

موسویـبفرویی سیدحسن؛ میرزائی نوربخش؛ شعبانی الهام؛ اسکندری قادی مرتضی (1393). پهنهبندی خطر زمینلرزه در ایران و برآورد مقادیر بیشینه شتاب برای مراکز استانها، مجله فیزیک زمین و فضا، سال40، شماره4، صص 38-15.

وجودی مهدی؛ زارع مهدی؛ نورزاد اسدالله (1385). مدل استنتاج فازی برای تحلیل خطر زلزله، دومین کنفرانس بین المللی مدیریت جامع بحران در حوادث غیرمترقبه طبیعی، تهران.

Ambraseys, NN. Douglas, J. Sarma, SK. Smith, PM., (2005). "Equations for the estimation of strong ground motions from shallow crustal earthquakes using data from Europe and the Middle East: horizontal peak ground acceleration and spectral acceleration", Bull. Earthq. Eng., 3, 1-53.

Ambraseys, NN. & Melville, CP., (1982). "A History of Persian Earthquakes", Cambridge University Press, 0521021871.

Berberian, M. & Yeats, RS., (2001). "Contribution of archeological data to studies of earthquake history in the Iranian Plateau", Journal of Structural Geology, 23, 563-584.

Berberian, M. and Yeats, RS., (1999)."Patterns of historical earthquake rupture in the Iranian Plateau", Bulletin of seismological America, 89 (1), 120-139.

Berberian, M., (1983).”The southern Caspian: A compressional depression floored by a trapped, modified oceanic crust”. Can. J. Earth Sci., 20, 163– 183.

Berberian, M. Qorashi, M. Jackson, JA. Priestley, K. and Wallace, T., (1992).”The Rudbar–Tarom earthquake of 20 June 1990 in NW Persia: preliminary field and seismological observations, and its tectonic significance”, Bull. Seism. Soc. Am., 82, 1726–1755.

Boostan, E. Tahernia, N. Shafiee, A., (2015). “Fuzzy-probabilistic seismic hazard assessment case study: Tehran region”, Iran, Springer Science+Business Media Dordrecht, 77, 525-541.

Boostan, E. Mirzaei, N. Eskandari Ghadi, M. and Shafiee, A., (2011). “Seismic zoning of Tehran Region using fuzzy sets”, J. earth and Space Physics, 38 (2), 29-44.

Building research center housing., (2800) Regulations designed buildings against standard earthquake.

Chen, D. Dong, W. Shah, HC., (1988).”Earthquake recurrence relationships from fuzzy earthquake magnitudes”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 7, 136-142.

Chongfu, H., (1996). “Fuzzy risk assessment of urban natural hazards, Fuzzy Sets, and Systems”, 83, 271-282.

Deyi, F. Ichikawa, Μ., (1989). “Quantitative estimation of time-variable earthquake hazard by using fuzzy set theory”, Tectonophysics, 169, 175-196.

Djamour, Y. Vernant, P. Bayer, R. Hatam, Y. Ritz, JF. Hinderer, J. Luck, B. Nankali, H. Le, Moigne, N. and Sedighi, M., (2010). “Geodetic signatures of present-day tectonic deformation in central Alborz and Tehran region (Iran)”, Geophys. J. Int., 183, 1287–1301, doi:10.1111/j.1365- 246X.2010.04811.x.

Frangpol, Μ. Ikejima, K. Hong, K., (1988). “Seismic Hazard Prediction Using A Probabilistic-Fuzzy Approach”, Structural Safety, 5, 109-117.

Green, A. Hell, J., (1994). “In An Overview of Selected Seismic Hazard Analysis Methodologies”, Civil Engineering studies, Structural Research Series, 592.

Hamzehloo, H. Alikhanzadeh, A. Rahmani, M. Ansari A., (2012).” Seismic hazard maps of Iran”, In Proceedings of the 15th world conference on earthquake engineering, Lisbon, Portugal.

Karimiparidari, S. Zare, M. Memarian, H. Kijko, A., (2013).” Iranian Earthquakes; A Uniformed Catalog with Moment Magnitude”, Journal of Seismology, 17, 897-911.

Kim, Y. Hurlebus, S. Langari, R., (2010). “Model-Based Multi-input, Multi-output SupervisorySemi-active Nonlinear Fuzzy Controller”. J Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 25, 387-393.

Lamarre, M. Dong, W., (1986).”Evaluation of seismic hazard with fuzzy algorithm”. In: 3rd U.S. national Conference on earthquake engineering, Charleston, South Carolina. 221-231.

Masson, F. Anvari, M. Djamour, Y. Walpersdorf, A. Tavakoli, F. Daigni`eres, M. Nankali, H. and Van Gorp, S. (2007)., “Large-scale velocity field and strain tensor in Iran inferred from GPS measurements: new insight for the present-day deformation pattern within NE Iran”. FASTTRACK PAPER, Geophys. J. Int., GJI Tectonics, and geodynamics, 170, 436–440 doi: 10.1111/j.1365-246X.2007.03477.x.

Mirzaei, N. Gao, M. and Chen YT., (1998). “Seismic source regionalization for seismic zoning of Iran: major seismotectonic provinces”, J. Earthq. Pred. Res, 7, 465-495.

Moinfar, AA. Naderzadeh, A. Nabav.I, MH., (2012).”New Iranian Seismic Hazard Zoning Map for New Edition of Seismic Code and Its Compersion with Neighbor Countries,” In Proceedings of the 15th world conference on earthquake engineering, Lisbon, Portugal.

Reiter, L., (1990).” Earthquake Hazard, Analysis”. Colombia University Press, New York, 254.

Tavakoli, B. Ghafory-Ashtiany, M., (1999).” Seismic hazard assessment of Iran”, J Annali DiGeofisica, 42, 1013-1022.

Trifonov, VG. Hessami, KT., and Jamali, F., (1996). “West-Trending Oblique Sinitral–Reverse Fault system in Northern Iran”. IIEES Special Pub., 75. Tehran, Iran.