امواج تولید شده به شدت به ساختمانها، بویژه دیوارهایی که به موازات آن است آسیب می رساند. این امواج دیوارها را بالا برده وبه آنها پیچ و تاب می دهد. امواجی که تحت زاویه 45 تا55 درجه به زمین می رسند خرابیهای شدیدی معمولاًبه بار می آورد.
سرعت موج در سنگهای سخت خیلی بیشتر از سنگهای سست و نرم است. امواج در طبقات ضخیم سنگهای سست و نرم مانند آبرفتهای دره ها ضعیف می گردند و حتی ممکن است از بین بروند. اما طبقه نازکی از سنگهای سست بر روی سنگهای سخت نمی تواند لرزه ها و امواج را مستهلک کند لذا طبقه مزبور از روی سنگی که بر روی آن قرار گرفته است بطور ناگهانی جستن می کند. در این صورت میزان تخریب بیشتر از ساختمانهایی است که روی طبقه سخت است. ساختمان سنگ نیز برروی موج می تواند بدینگونه تأثیر داشته باشد که امواج در جهت چین ها و طبقات سریعتر از جهت عمود بر آن انتشار می یابند. معمولاً خطرناکتر ازهمه کهریزهای سنگ، طبقات نازک آبرفتها در ته دره ها،سپس باتلاقها، توربزارها و دریاچه هایی که گیاهان آن را فرا گرفته اند می باشد. خطر زمین های خشک از زمین های اشباع شده از آب کمتر است. جنس مصالح ساختمانی نیز موثر است. ساختمانهای خشتی در مقابل ساختمانهایی که از آجر و ملات خوب ساخته شده باشند، مقاومت کمتری دارند. اسکلت بندی، نوع مصالح ساختمانی،طراحی ساختمان نیز از عوامل موثر در میزان تخریب ساختمان هستند.
معمولاً تخریب ساختمانها به صورتهای مختلف صورت می گیرد مثل فرو افتادن کتیبه ها، دود کش ها، بالکن ها، تیغه ها تغییر شکل و فروافتادن بام پوش ها، جابجایی تیرهای اصلی بام، ستونها، چدا شدن اتصالات، ترک خوردن دیوارها بصورت افقی، عمودی، قطری، فروریختن راه پله ها، بالکن ها و غیره.
تخریب ساختمانها ممکن است همراه با ایجاد حریق و آتش سوزی بر اثر انفجار لوله های گاز و اتصالات برقی باشد.
بنابراین آثار تخریبی ساختمانها در هنگام زلزله نتیجه ارتعاشات سطح زمین و مربوط به نتایج غیر مستقیم آن است. چرا که اگر مرکز زلزله در مکانهای بسیار دور از مکانهای جمعیتی اتفاق افتد هیچ تخریب و خسارتی نخواهد داشت. همه تلفات و خسارات نتیجه آثار ثانوی زلزله است یا نتیجه تخریب ساختمانها و زیر آوار ماندنها و یا حریقهای بعداز زلزله است.
صداهای زلزله : دراغلب موارد زلزله ها با صداهای خاصی همراه است که ایجاد وحشت می کند البته این صداها به غیر از صدای ناشی از زلزله است. تولید صداهای زلزله بخاطر ایجاد امواج ارتعاشی است که در اثر زلزله بوجود می آیند. صداهای زلزله در بعضی موارد شبیه رعد، صدای صفیر باد یا خمپاره، غلغل آب جوش، انفجار گلوله های بزرگ توپ، چرخهای قطار می باشد. صداهای زلزله گاهی جلوتر از موجهای زلزله است ولی ممکن است نسبت به آن تأخیر داشته باشد. ممکن است صدای شدید زیر زمین هیچ زلزله ای را در پی نداشته باشد یا همراه زلزله ای خفیف باشد.
نورهای زلزله : در هنگام وقوع بعضی زلزله ها آثار نورانی مختلفی از خود مثل نور افشانی آسمان برق، جرقه های نور و امثال ان دیده شود. اگر چه پاسخ مناسبی برای آن داده نشده و یا نیافته اند همانند نورهای که در مناطق کوهستانی و یا سطح دریا ها که جمعیت نیست مشاهده شده است ولی به عقیده دانشمندان این نورها اثرات ثانوی زلزله است به خصوص در سطح مراکز مسکونی وشهرها.
لرزش های دریا یا تسونامی : زمانی که کانون زلزله در کف دریا یا نزدیک آن باشد، امواج متعددی را در آب تولید می کند که به نام تسونامی معروف است. این امواج به بدنه کشتی ها برخورد و موجب ارتعاش آنها می گردد. اگر تکان قائم باشد، کشتی ناگهان بالا آمده و بعد پایین می رود و تحدبی در آب مشاهده می شود. اگر مرکز بیرونی نزدیک کرانه باشد، درهنگام نخستین تکان آب دریا عقب می رود و سپس با موجی قوی به ساحل می ریزد و موجب تخریب و زیانهای شدید می شود.
تغییر مشخصات آب چشمه ها : به علت وقوع زلزله معمولاً در وضع چشمه ها و چاهها تغییراتی بوجود می آید. چراکه بر اثر ارتعاش مجاری زیررمینی آب تنگ یا گشاد و یا مسدود می گردد. چرا که هنگام زلزله طبقات زمین جابجا می گردد. ممکن است چشمه های جدید ایجاد گردد یا به علت لغزش های زمین ممکن است مجاری قدیمی آب بسته شود و در جایی دیگر جاری شود یا طبقات نفوذناپذیری که طبقات آبدار روی آنها قرار دارد شکاف بردارد و آب به اعماق زمین رفته و موجب خشکیدن چشمه ها گردد. دمای آب چشمه ها ممکن است براثر مخلوط شدن با چشمه های معدنی دیگر تغییر نماید چنانکه در سوییس اتفاق افتاد.
ایجاد شکاف وگسل : هرنوع زلزله ای، هراندازه کم اهمیت باشد شکافهایی در پوسته زمین ایجادمی کند و در ناحیه مرکز زلزله بیشتر مشاهده می شود. شکافها گاهی بصورت شعاعی از یک مرکز می باشد اما بیشتر بی نظم بوده و در جهات مختلف پراکنده است. شکاف در دامنه کوهها در جهت دامنه و در کرانه و در طول آن ایجاد می شود. پهنای شکافها از 20سانتیمتر تا 10یا 15 متر هم مشاهده شده است و طول چند کیلومتر. این شکافها با نخستین تکانها بوجود می آید و ممکن است در تکانهای بعدی بیشتر شود. گاهی گسله های هم ایجاد شده است نمونه گسل سن اندریاس 1906.
اگر شکافها از آبرفتهای کف دره یا دشت عبور کند در عمقی از این آبرفت آب وجود داشته باشد با خود گل و گاهی گازهایی راکه در هوا مشتعل می گردد، خارج می شود.
زمین لغزش : این پدیده عمدتاً توسط زلزله ایجاد می شود و در اثر آن حجم بزرگی از خاک و سنگ در مناطق دارای شیب تند به سمت پایین حرکت می کند البته بعضی از آنها ناشی از اشباع منطقه از آب می باشد. این پدیده می تواند خطرات زیادی مثل مدفون نمودن روستاها یا شهرها زیر خروارها خاک وسنگ ایجاد نماید. ( زمین لغزه پورت رویال جاماییکا 1962 ) در بعضی مناطق زمین لرزه منجر به فرونشستن زمین به عمق 60 متر هم شده است در لیسبون در 1755اسکله ای با جمعیت زیاد فرو نشست. سنگریزش هم گاهی وقتها ناشی از زلزله است.
آبگونگی یا روانگرایی : اگر در عمق کمتر از 8 متری سطح زمین خاک از ماسه های یکدست سستی که ازآب اشباع است تشکیل شده باشد، ممکن است در اثر زلزله شدید رفتار این خاک مانند رفتار یک سیال باشد. یعنی خاک بصورت فوران و جوشش گل و ماسه در سطح زمین پدیدار می گردد، در نتیجه اگر ساختمانی بر روی این زمین واقع باشد، فرو می ریزد. رویداد زلزله در شهرهای بزرگ مثل تهران می تواند یک تراژدی غم انگیز ایجادنماید که خاطره این تراژدی برای سالها دراذهان باقی بماند. زیرا زلزله می تواند تأسیسات حیاتی مهم مانند بیمارستانها مراکز آتشفشانی،امداد و غیره را به خطر اندازد و یا منجر به قطع برق،آب، تلفن، گاز و یا ویرانی ساختمانها،راهها، خیابانها و بسته شدن آنها شود. که خود این عوامل می تواند خسارات اقتصادی،اجتماعی،روانی مهلکی ایجادنماید. چند عامل وجود دارد که شهرها را در مقابل زلزله آسیب پذیر می نماید. نوع ساختمانها و مصالح و فرم و اسکلت بندی بکاررفته درآنها،نوع جنس وساختمان زمین زیر شهر،تراکم جمعیت شهر. درعوض وجود عواملی می تواندخطرات وخسارات ناشی از زلزله را کاهش دهد مثل پارکها، فضاهای باز، وجود مراکز امدادی مناسب، بیمارستانها، آتش نشانی ها، شبکه های حمل و ارتباطی مناسب، همکاری مناسب بین مردم و آموزشهای لازم قبل از زلزله. استفاده مناسب از مراکز امدادی،آموزشی، تفریحی برای اسکان زلزله زدگان.
علم و هنر کسب اطلاعات از پدیده ها یا اجسام بدون تماس فیزیکی با آنها را سنجش از دور گویند.
کاربرد های مهم سنجش از دور
سنجش از دور در بسیاری از زمینه های علمی و تحقیقاتی کاربردهای گسترده ای دارد. از جمله کاربردهای فن سنجش از دور می توان به استفاده از آن در زمین شناسی، آب شناسی، معدن، شیلات، کارتوگرافی، جغرافیا، مطالعات زیست شناسی، مطالعات زیست محیطی، سیستم های اطلاعات جغرافیایی، هواشناسی، کشاورزی، جنگلداری، توسعه اراضی و به طورکلی مدیریت منابع زمینی و غیره اشاره کرد.
سنجش از دورمی تواند تغییرات دوره ای پدیده های سطح زمین را نشان دهد و در مواردی چون بررسی تغییر مسیر رودخانه ها، تغییر حد و مرز پیکره های آبی چون دریاچه ها، دریاها و اقیانوسها، تغییر مورفولوژی سطح زمین و غیره بسیار کارساز است. افزون بر این یک سیستم سنجش از دور با توجه به این که بر اساس ثبت تغییرات واختلافهای بازتابش الکترومغناطیسی از پدیده های مختلف کار می کند، میتواند حد و مرز پدیده های
زمینی اعم از مرز انواع خاکها، سنگها، گیاهان، محصولات کشاورزی گوناگون و ... را مشخص کند. سنجش از دور در پیش بینی وضع هوا و اندازه گیری میزان خسارت ناشی ازبلایای طبیعی،کشف آلودگی آبها و لکه های نفتی در سطح دریا، اکتشافات معدنی نیز کاربرد دارد. بدون شک استفاده از این فن در مطالعات اکتشافی و منابع طبیعی و سایر موارد پیش گفته نه تنها سرعت انجام مطالعات را بیشتر می کند،بلکه از نظر دقت و هزینه و نیروی انسانی نیز بسیار با صرفه تر است.
در زمینه کاربردهای داده های ماهواره ای می توان به طور اختصار به موارد زیر اشاره کرد:
الف: مطالعه تغییرات دوره ای
برخی از پدیده ها و عوارض سطح زمین در طی دوره زمانی تغییر می یابد. علت این تغییرات می تواند عوامل طبیعی مانند سیل، آتشفشان، زلزله، تغییرات آب و هوایی، یا عوامل مصنوعی مانند دخالت انسان در محیط زیست باشد. برای مثال تغییر سطح آب دریای خزر در طی یک دوره ۱۰ تا ۲۰ ساله، تغییر میزان سطح پوشش و جنگلها درشمال کشور و تغییر پوشش گیاهی نخل در جنوب کشور و میزان آسیب آنها در دوران جنگ را می توان با استفاده از داده های ماهواره ای با دقت بسیار زیادی مطالعه کرد.
ب: مطالعات زمین شناسی
با استفاده از داده های ماهواره ای می توان مرزهای بسیاری از سازندهای زمین شناسی را از یکدیگر تفکیک کرد، گسله ها را مورد مطالعه قرار داد ونقشه های گوناگون زمین شناسی تهیه کرد. از جمله نقشه های زمین شناسی گوناگون که با استفاده از داده های ماهواره ای می توان تهیه کرد، نقشه گسله ها و شکستگی ها، نقشه سازندهای سنگی مختلف، نقشه خاکشناسی و نقشه پتانسیل ذخایر تبخیری سطحی را میتوان نام برد. افزون براین با توجه به گستره بسیار وسیع زیر پوشش هر تصویر ماهواره ای، چنین تصاویری برای مطالعات کلان منطقه ای برای زمین شناسان بسیار مفید است.
ج: مطالعات کشاورزی وجنگلی
تشخیص و تمایز گونه های گیاهی مختلف، محاسبه سطح زیر کشت محصولات کشاورزی، مطالعه مناطق آسیب دیده کشاورزی براثرکم آبی یا حمله آفتهای مختلف به آنها از جمله مهمترین کاربردهای داده های ماهواره ای است. تهیه تقشه جامع پوشش گیاهی هر منطقه، تهیه نقشه آبراهه ها و ارتباط آنها با مناطق مستعدکشت و برآورد میزان محصول زیر کشت از کاربردهای دیگر چنین اطلاعاتی است. لازم به ذکر است که وزارت بازرگانی و کشاورزی کشور ایالات متحده آمریکا از ابتدای تکوین تکنولوژی سنجش از دور همه ساله محصول کشاورزی کشور آمریکا وتمام کشورهای جهان را با استفاده ازتصاویر ماهواره ای برآورد
می کند تا برای برنامه ریزی بازار و تولید اطلاعات مفید و لازم را بدست آورد. افزون بر این مطالعه میزان انهدام جنگلها و یا میزان پیشرفت جنگل کاری از کاربردهای دیگر این تصاویر است.
د- مطالعات منابع آب
مطالعه آبهای سطحی منطقه و تهیه نقشه آبراهه ها، بررسی تغییر مسیر رودخانه ها بر اثر عوامل طبیعی یا مصنوعی، تخمین میزان آب سطحی هر منطقه از جمله جالبترین کاربرد داده های ماهواره ای است.کشور ما از جمله کشورهایی است که با وجود داشتن منابع آبهای سطحی در بسیاری مناطق از مشکل کم آبی رنج می برد، که استفاده از تکنولوژی نوین وبه دست آوردن اطلاعات دقیق می تواند راهگشای استفاده بهتر ازمنابع آب کشور باشد.
ح- مطالعات دریایی
از تکنولوژی سنجش از دور بخصوص در چند زمینه مهم کاربردهای دریایی می توان استفاده کرد که ازآن جمله مطالعات دوره های پیشروی و پسروی کرانه دریا؛ مطالعات عمومی ویژگیها و خصوصیات توده های آبی مثل نقشه دمای سطح و رنگ آب و نقشه تراکم میزان کلروفیل و پلانکتون و مطالعات مربوط به تأثیر سایر پدیده ها بر دریا، از جمله وضعیت حرکت وتندی امواج دریا و غیره هستند.
تابحال سنجنده ها و ماهواره های مخصوصی فقط برای مطالعات دریاها و اقیانوسها طراحی وساخته شده است. مهمترین این ماهواره هاعبارتند از ماهواره “ موس” ژاپن وماهواره “ سی ست” آمریکا.
برای آگاهی بیشتر از جزئیات سنجنده ها و کاربردهای آن به بخش مربوط به این ماهواره در همین گزارش رجوع کنید.
و- مطالعه بلایای طبیعی
امروزه برآورد میزان خسارت ناشی از بلایای طبیعی از قبیل سیل، زلزله، آتشفشان، طوفان وغیره با استفاده از داده های ماهواره ای بسیار متداول است. تعیین راهبرد مناسب برای جلوگیری وکاهش خسارت بلایای طبیعی از جمله دیگر کاربردهای داده های ماهواره ای است.
مهمترین قابلیتهای داده های سنجش از دور
اندازه گسل خوردگی (شکستگی) که باعث ایجاد این زمین لرزه شد، چقدر بوده است؟
رآورد اولیه ای که از اندازه شکستگی عامل زمین لرزه شد، از طول منطقه، ابعاد زمین لرزه های تاریخی و مطالعه امواج الاستیک ایجاد شده توسط زمین لرزه پس لرزه بدست آمد. پس لرزه ها اشاره به این موضوع داشتند که شکستگی زمین لرزه دارای حداکثر طول 1200 تا 1300 کیلومتر موازی با دراز گودال سوندا (Sunda Trench) و عرض بیش از 100 کیلومتر ستونی از منبع زمین لرزه بود. تمام تخمین های اولیه منتج از مطالعه امواج الاستیکی، بیانگر این مطلب بودند که لغزش اصلی در 400 کیلومتری جنوب شکستگی متمرکز شده است.
بیشترین جابجایی کف دریا در بالای منشاء زلزله جنوب شرق آسیا چقدر بوده است؟
جابجایی سطح زمین تا حدی کمتر از جابجایی روی گسله عامل زلزله در عمق است، بلوکپوسته زیر کف دریا و یا روی گسله لرزه زا تقریبا 10 متر به سمت غرب جنوب غرب حرکتداده شده و چندین متر برپایی حاصل کرده است.
چرا بزرگای اعلام شده برای این زمین لرزه تغییر کرد؟
زمانیکه مکان وقوع زمین لرزه به سرعت مشخص می گردد، تعیین بزرگای آن کمی با مشکلروبرو می شود. دلیل امر اینست که مکان وقوع زمین لرزه، براساس اندازه گیری زمانرسیدن امواج لرزه ای به یک ایستگاه مشخص می گردد. از طرف دیگر، بزرگا براساس دامنه این امواج اندازه گیری می شود. دامنه موج لرزه ای در ایستگاه های اندازه گیری حتی بیشتر از زمان رسیدن امواج متغیرند. بنابراین در اعلام بزرگترین بزرگای اندازه گیری شده، تاخیر وجود دارد. برای زمین لرزه های بزرگتر بایستی چندین ساعت کار ثبت امواج ادامه داشته باشد تا بتوان بزرگای دقیق را تعیین کرد. در رابطه با زمین لرزه 9 ریشتری سوماترا- آندامان، روشهای جدیدی تعریف و اصلاح شد. این مسئله باعث شد که اعلام بزرگای واقعی این زمین لرزه تا روز بعد به تعویق بیفتد.
چگونه وقوع زمین لرزه 9/8 ریشتری در جنوب آسیا، احتمال وقوع زمین لرزه بزرگ دیگری را بالا می برد؟
پیشامد چنین زمین لرزه ای موجبات توزیع مجدد استرس تکتونیکی را در امتداد و در نزدیکی مرز میان پلیت هند و پلیت برمه فراهم خواهد کرد. در برخی مناطق، این توزیع مجدد فشار بعنوان فاکتور کاهنده زمانی وقوع زلزله بزرگ بعدی عمل خواهد کرد.
تا کنون چند زمین لرزه با بزرگای بزرگتر از 8 ریشتر در ناحیه جنوب شرق آسیا اتفاق افتاده است؟
از سال 1900 و تا قبل از زلزله 26 دسامبر ، بزرگترین زلزله اتفاق افتاده درطول زون فرورانش ،از سوماترا تا جزایر آندومان ( Andaman) در سال 2000 اتفاق افتاده است و دارای بزرگای 7.9 و همینطور زلزله ایی با بزرگای 8.4 در سای 1797 و زلزله ایی با بزرگای 8.5 در سال 1861 و زلزله ای دیگر در 1833 با بزرگای 8.7 ریشتر . در هر سه بخش گسیخته شده زون فرو رانش که توسط زلزله های فوق ایجاد شده اند ،درجنوب زلزله کنونی اتفاق افتاده اند . و جالب اینکه اعتقاد بر اینست زلزله های سالهای 1797 و 1833 حدودا در یک محل و با فاصله زمانی فقط 36 سال بوده اند . شواهد دیرین شناسی نشانگر این مطلب است که زلزله های بزرگ حدودا هر 230 سال یکبار اتفاق می افتند.
چه مقدار انرژی در نتیجه وقوع این زمین لرزه، آزاد شد؟
انرژی آزاد شده این زمین لرزه برابر است با 20*10^17 ژول (20 ضربدر 10 به توان 17( که این میزان انرژی برابر است با انرژی آزاد شده در اثر انفجار 475000 کیلوتن (475 مگاتن( TNT که معادل انرژی آزاد شده از انفجار 23000 بمب اتمی است که در هیروشیما منفجر شد.
چه سونامی های مهم دیگری در این منطقه اتفاق افتاده است؟
1) 10/2/1797 بخش مرکزی در سوماترای غربی. بزرگترین زلزله نزدیک پادانگ و در منطقه ای در 2-/+ درجه ای پادانگ استوایی اتفاق افتاد و ساحل بوسیله امواج سهمگین مورد حجوم قرار گرفته و بیش از 300 نفر کشته شدند.
2) 24/11/1833 ساحل جنوبی سوماترای غربی. گسیختگی بزرگی از یک تا شش درجه عرض جنوبی ایجاد کرد و امواج سونامی ایجاد شده تمامی سواحل جنوبی سوماترای غربی را مورد هجوم قرار داد و تعداد کثیری را کشت.
3) 5/1/1843 زلزله نیرومند غرب سوماترای مرکزی امواج سهمگینی را از سمت جنوب شرق ایجاد کرد که تمام سواحل جزیره نیاس را مورد حجوم قرار داده و تلفات زیادی گرفت.
4) 16/2/1861 یک زلزله بزرگ و استثنایی و سونامی حاصل از آن تمامی ساحل غربی سوماترا را مورد حجوم قرار داده و چندین هزار نفر را کشت.
5) 1883 در اثر فوران آتشفشان کراکاتوا و سونامی حاصل 36 هزار نفر کشته شدند.
زمین لرزه اتفاق افتاده چه تاثیری بر چرخش زمین گذاشته است؟
نتایج تحقیقات دانشمندان نشان می دهد که در اثر زلزله 6 دی ماه 1383 تغییراتی در که نتایج آن عبارت است از : تغییرات در طول روز : 2.676 - میکرو ثانیه
تغییرمحور چرخش زمین : X = 0.670 میلی آرک ثانیه
تغییر در محور چرخش زمین : Y=0.475 میلی آرک ثانیه
برای آگاهی از میزان تاثیر هر پدیده لازم است تا بتوانیم به نحوی آن را به صورت کمی بیان کنیم. برای کمی کردن اندازه زلزله، از دو روش مختلف استفاده میشود؛ یک روش بر اساس اندازه گیری دستگاهی (بزرگای زلزله) و دیگری به واسطه تاثیر پذیری دست سازهای بشر از زلزله (شدت زلزله). شدت زلزله در هر مکان متفاوت است و با دور شدن از کانون زلزله کم می شود، در حالی که بزرگای زلزله همواره ثابت است و ربطی به دور شدن از کانون ندارد (چرا که با کل انرژی آزاد شده مربوط است).
بزرگای زلزله:
بمنظور اندازه گیری زمین لرزه و بدست آوردن معیاری برای مقایسه و سنجش زمین لرزه ها، از بزرگای زلزله استفاده میشود که میتوان آن را با در نظر گرفتن دامنه نوسانات روی نگاشت محاسبه نمود. مقیاس های متفاوتی برای اندازه گیری بزرگای زلزله وجود دارد. اولین مقیاس بزرگا، توسط چارلز ریشتر در سال 1935 برای زلزله های جنوب کالیفرنیا تعریف شد که بزرگای محلی یا ML نامیده میشود. علاوه بر مقیاس ریشتر، مقیاسهای مختلف دیگری نیز وجود دارند که هر کدام کاربردهای خاص خود را در مهندسی زلزله و زلزله شناسی ایفا میکنند. هر زلزله فقط و فقط یک بزرگا دارد و بزرگا با فاصله از محل وقوع زلزله تغییر نمی یابد.
ذکر این نکته ضروری است که بزرگای زلزله، به تنهایی نمیتواند معیاری برای سنجش میزان خرابی در زلزله باشد. همانطور که گفته شد، بزرگای زلزله فقط بر اساس میزان انرژی آزاد شده در زلزله محاسبه میگردد و عمق و یا سایر پارامترها در محاسبه آن دخیل نمیباشد. از این رو دو زلزله با بزرگا های یکسان ولی عمق های متفاوت میزان خرابی های متفاوتی را به بار میآورند. چرا که با عمیقتر شدن کانون زلزله، امواج لرزه ای فاصله بیشتری را تا سطح زمین طی میکنند که در این فاصله مقداری از انرژی آزاد شده کاهیده شده و از بین میرود. باید توجه داشت که زلزله های ایران، اغلب از نوع کم عمق میباشند، لذا انتظار میرود میزان خرابی و آسیب ناشی از این زلزلهها بیشتر باشد.
شدت زمین لرزه:
شدت یک زمین لرزه در یک مکان خاص بر مبنای اثر های قابل مشاهده زمین لرزه در آن مکان تعیین می شود. دقت در تعیین شدت زلزله به دقت مشاهده کننده وابسته است. تخمین شدت وسیله مفیدی برای تخمین اندازه زلزله های تاریخی است، بویژه در ناحیه هایی نظیر کشور ما که کشوری باستانی و با میراث تاریخی و فرهنگی کهن است و لذا اطلاعات مهمی می توان از زلزله های روی داده در زمانی که ثبت تاریخی وجود دارد به دست آورد. مقیاسهای مختلفی برای تعیین شدت زمین لرزه همانند مقیاس مرکالی اصلاح شده، MSK، EMS98 و ... ارائه شده است.
تعیین شدت زمین لرزه بدین ترتیب است که برای هر کدام از مقیاس ها جدولی تهیه شده است و بر اساس آن میزان آسیبهای ناشی از زلزله بر سازه های مختلف ارائه گردیده است و مشاهده گر با تطبیق خسارتهای به وجود آمده از زلزله با موارد ذکر شده در جدول، شدت زلزله را تعیین میکند.
رده بندی شدت مرکالی (اصلاح شده) MMI
بزرگی | شدت | تأثیرها |
1 | I | احساس نمی شود |
2 | II | توسط شخص در حال استراحت یا در طبقات بالای ساختمان احساس می شود. |
3 | III | در داخل ساختمان احساس می شود. اشیاء آویزان تکان می خورند ارتعاشی مثل گذر کامیونهای سبک دارند. مدت لرزش قابل برآورد است. ممکن است زلزله به حساب نیید. |
4 | IV | اشیاء آویزان تاب می خورند. ارتعاشی مثل گذر کامیونهای سنگین یا احساس ضربتی مثل برخورد یک توپ سنگین به دیوار دارد. ماشینهای پارک شده تکان می خورند. پنجره ها، بشقابها و درها به صدا در می آیند. شیشه ها به صدا در می آیند. ظروف سفالی به هم می خورند. در حد فوقانی IV دیوارهای چوبی و قابها ترک بر می دارند. |
5 | V | در خارج ساختمان احساس می شود. جهت آن قابل برآورد است. افراد خواب بیدار می شوند. مآیعات به حرکت در می آیند و برخی از آنها به خارج ظرف خود می ریزند. اشیاء ناپآیدار کوچک جا به جا یا واژگون می شوند. درها تکان می خورند و باز و بسته می شوند. ساعتهای آونگی متوقف شده، به حرکت آمده یا سرعتشان تغییر می کند. |
6 | VI | توسط همه احساس می شود. بسیاری متوحش شده و از ساختمانها خارج می شوند. اشخاص به طور نامتعادلی حرکت می کنند. پنجره ها، بشقابها و ظروف شیشه ای می شکنند. اشیاء، کتابها و چیزهای دیگر از قفسه ها به خارج می ریزند. عکسها از دیوارها فرو می افتند. مبلها جا به جا شده یا واژگون می شوند. گچهای ضعیف یا ساختمانهای نوع D ترک بر می دارند. زنگهای کوچک کلیساها و مدارس به صدا در می آیند. درختان و بوته ها تکان می خورند. |
7 | VII | آیستادن مشکل می شود.توسط رانندگان وسآیل نقلیه احساس می شود. اشیاء آویزان شدیداً نوسان می کنند. مبلها و وسآیل چوبی می شکنند. بناهای نوعD صدمه می بینند و ترک بر می دارند. دودکشهای ضعیف در محل اتصالشان به سقف می شکنند. قطعات گچ، آجرهای سست، سنگ و کاشی سقوط می کنند، برخی از بناهای نوع Cترک بر می دارند. امواج آب در سطح حوضها و آبگیرها گل آلود می شود. لغزشها و حفرات کوچکی در سواحل شنی و ماسه ای ایجاد می شود. زنگهای بزرگ کلیساها به صدا در می آیند.نهرهای آبیاری صدمه می بینند. |
8 | VIII | هدآیت وسآیل نقلیه مشکل می شود. بناهای نوع C صدمه می بینند و بخشی از آنها فرو می ریزند. به بناهای نوع B کمی صدمه وارد می آید بناهای نوع A بدون صدمه باقی می مانند. گچ کاریها و برخی از دیوارها فرو می ریزند. دودکشها و بناهای یادبود، برجها و مخازن مرتفع می چرخند و فرو می ریزند. دیوارهای جداکننده ای که محکم نباشد از محل خود خارج می شوند. شمعهای فرسوده شده می شکنند. شاخه های درختان می شکنند. میزان دما و جریان آب چشمه ها و چاهها تغییر می کند. در زمینهای مرطوب و دامنه های پرشیب ترکهآیی آیجاد می شود. |
9 | IX | عموم مردم احساس وحشت می کنند.بناهای نوع D کاملاً تخریب می شوند،بناهای نوع C به شدت صدمه می بینند و گاه کاملاً فرو می ریزند،بناهای نوع Bبه طور جدی صدمه می بینند.ساختمانهای پیش ساخته،اگر خوب به هم متصل نشده باشند،از محل پی جا به جا می شوند مخازن شدیداً صدمه می بینند.لوله های زیرزمینی می برند.ترکهای آشکاری در زمین ایجاد می شود.در زمینهای آبرفتی،ماسه و گل به خارج فوران می کنند. |
10 | X | پی اغلب بناهای معمولی و پیش ساخته تخریب می شود. برخی از سازه های چوبی خوب ساخته شده و پلها تخریب می شوند. سدها و خاکریزها صدمه جدی می بینند. زمین لغزه های بزرگ به وقوع می پیوندد. آب از ساحل کانالها، رودخانه ها، دریاچه ها و غیره به خارج می ریزند. ماسه و گل در سواحل و زمینهای هموار به طور افقی جا به جا می شوند. ریلهای راه آهن کمی خم می شوند. |
11 | IX | ریلها به شدت خم می شوند. خطوط لوله زیرزمینی کاملاً از سرویس خارج می شوند. |
12 | XII | خسارت تقریباً به طور کامل است. توده های سنگی بزرگ جا به جا می شوند. اشیاء به هوا پرتاب می |
اما اولین گام تحقق این رویا چند سال بعد اتفاق افتاد؛ درست زمانی که شرکت آمریکایی - انگلیسی «جنیفر» برای اولین بار از ساخت شیشه های بلندی خبر داد که در عین زیبایی و استحکام می توانستند مهمترین مشکل کشورهای اروپایی و حتی آمریکا یعنی کمبود آفتاب را نیز حل کنند.
گام های بعدی سریع تر برداشته شد. شرکت های ساختمانی، موفق به طراحی و ساخت شیشه های عریضی در طول و عرض شدند که از نظر استحکام و ایمنی به سادگی می توانستند آرزوی بلندپروازانه انسان های پست مدرن را برآورده سازند.
دیری نگذشت که ساختمان های شیشه ای در جهان معماری و ساختمان سازی رشد کردند؛ از جمله در تهران، وقتی که تکنوکرات های دوره کرباسچی، تصمیم بر بازسازی شهر و تبدیل آن به یک کلان شهر قابل سکونت گرفتند.
در این زمان، انبوه سازی، اولین وسیله هدف، مد نظر قرار گرفت که می توانست با تلفیقی از زیبایی و امکانات رفاهی، شهرنشینی ایران را دچار تحول کند. معماری روز دنیا مورد هدف انبوه سازان قرار گرفته و هر کدام سعی کردند با نزدیک شدن به طراحی های ساختمانی جدیدتر، محصول نهایی جذابتری را از بعد نما و امکانات، عرضه کنند و نماهای تمام شیشه ای با رنگ های مات و آیینه گون، خود یکی از جذابیت های غیرقابل انکار این دوره بود که بی توجه به کارکردهایش، راهی خیابان ها و ساختمان های تهران شد.
شیشه های بزرگ (رفلکس، سکوریت) برای اولین بار در اواسط دهه ۵۰ به وسیله یک آرشیتکت ناشناخته به عنوان یک طرح ابتکاری (البته در ایران)، در نمای بیرونی ساختمان یکی از شعب بانک کار در خیابان حافظ کنونی مورد استفاده قرار گرفت. نمایی که به دلیل جذابیت ذاتی شیشه و شیوه نوین استفاده از آن در معماری ایرانی و همچنین مزیت آن تا مدت زیادی، زبانزد تهران نشینان بود. جذابیتی که هم اکنون و پس از گذشت سه دهه، در عین مد بودن در تهران به یک امر عادی در نماسازی ساختمان بدل شده است. از ساختمان های یک طبقه تا برج های ۲۰ طبقه و مجتمع های ۴۰ طبقه، امروزه همه می خواهند شیشه های بزرگ تک رنگ و چند رنگ را در نمای ساختمان خود به کار ببرند حتی اگر مجبور شوند جهت کنترل نور شدید وارد شده از طریق بدنه شیشه ای ساختمان خود به داخل، هزینه ای دیگر را متحمل بشوند.
استفاده از رفلکس های تزیینی که در زادگاه اصلی خود جدا از این کارکرد فرعی، کارکرد تامین نور و گرما را هم بر عهده دارند، در تهران آنگاه زمینه ساز ایجاد نگرانی است که غیرکاربردی بودن آن با توجه به شرایط اقلیمی تهران و همچنین آبستن بودن این شهر به احتمال وقوع زلزله ای که سستی سازه های ساختمانی اش قدرت آن را چند برابر خواهد کرد، عملا استفاده ای چنین افسارگسیخته از این نوع نماسازی را با علامت سوال های بسیاری مواجه می کند. خطری که مهندس علی پورشیرازی -عضو هیات مدیره انجمن شرکت های ساختمانی- بی توجهی به آن را زمینه ساز یک فاجعه دانسته و معتقد است: «کشورهای مصرف کننده، این نماسازی ها را چنین توجیه می کنند؛
در آن کشورها کمی نور آفتاب، هرگونه اقدامی را توجیه می کند و قرارنگرفتن کشورهای پیشرو در استفاده از این نوع نماسازی در مسیر گسل های زلزله نیز توجیه دیگری است. آنها دچار بلیه توفان هستند که آن را هم به صورت دقیق در محاسبات و قاب بندی پنجره ها و استحکام شیشه ها لحاظ می کنند.»
مهندس پورشیرازی، معتقد است با وقوع یک زلزله محتمل ۴ ریشتری، تمام این نماهای شیشه ای دچار سانحه خواهند شد. وی ادامه می دهد: «متاسفانه در نماهای شیشه ای هیچ توجهی به محاسبات مقاومتی نشده و نمی شود ضمن اینکه تعداد بیشتری از آنها نیز در خطرناکترین نقطه ممکن یعنی خیابان آفریقا به عنوان یکی از مسیرهای اصلی گسل غرب به شرق واقع شده است.
بحث نظارت بر چگونگی نماسازی ساختمان های تهران، هرچند از سوی عضو هیات مدیره انجمن شرکت های ساختمانی به عنوان نقصی در عملکرد شهرداری عنوان می شود اما شهردار یکی از مناطق تهران با رد آن به ایرنا می گوید: «شهرداری نمی تواند در چگونگی نمای ساختمان های مردم دخالت کند. وگرنه خود ما نیز به خطرناک بودن اغلب نماهای کنونی از شیشه گرفته تا آلومینیوم و حتی سنگ های مرمر و گرانیت، معترف هستیم. اما هیچ قانونی به ما اجازه دخالت در این مورد را نداده است.»
اشاره شهردار منطقه ۱۴ تهران به کلی بودن تنها فصل مربوط به نماسازی ساختمان ها در قانون شهرداری ها است که قانونگذار در آن تنها مالک را ملزم به نماسازی جهات مختلف کرده و از چگونگی یا اعمال محدودیت های آن هیچگونه سخنی به میان نیاورده است.
چه در صریح ترین جملات این قانون که مربوط به ملک های دارای نماهای سنگ است، مالک ناگزیر از ایمن سازی نصب سنگ های ملک خود با پیچ یا بست آهنی ملزم به حذف کولر و لوله های تاسیساتی ساختمان از نماهای اصلی بنا در جهت بهسازی سیمای شهر شده است.
قرارگرفتن تهران در مسیر سه گسل زلزله خیز کشور و امکان دچارشدن شهر به ۵ بلیه از مجموع ۳۲ بلیه شایع در ایران، نداشتن کاربرد شیشه های رفلکس در ساختمان های تهران و همچنین کیفیت بعضاً نامناسب شیشه های تولیدی در داخل کشور که برخلاف نمونه های اصل به هنگام سانحه همانند شیشه های معمولی خرد می شوند، جزو مهمترین دلایلی است که عملاً شیوع استفاده از شیشه های «رفلکس» در نمای ساختمان ها و برج های شهر تهران را به یک خطر بالقوه برای شهر تبدیل کرده است.
خطری که هرچند شهردار منطقه ۱۴، برطرف کردن آن را در گرو تصویب قانونی در مراجع بالا و اعطای اختیارات لازم به شهرداری جهت ممانعت و کنترل نوع نماسازی ساختمان ها می داند اما عمق فاجعه در انتظار، قطعاً آنچنان هست که ایجاد محدودیت ها یا نظارت شدید در این امر چندان مورد مخالفت مردم و مراکز قرار نگیرد.
اطرافتان را خوب نگاه کنید! چندبار انعکاس تصویر خود را در بدنه ساختمان های کوتاه و بلند شهری ببینید. اینجا تهران است یک شهر شیشه ای تمام عیار که تخریب اش در انتظار یک تلنگر است. دعا کنید اتفاقی نیفتد.
زلزله در ایران
بزرگترین زمین‌لرزه یکصد سال اخیر ایران، زلزله استان گیلان بوده که 21 ژوئن 1991 برابر با 31 خرداد 1369 روى داد و در اثر آن حدود 40 هزار نفر کشته شدند.
در زلزله بم نیز که 26 دسامبر 2003 برابر 5 دى 1382 روى داد نزدیک به 30 هزار نفر کشته شدند. در این زمین لرزه همچنین تقریبا تمام ارگ تاریخى بم ویران شد.
در زمین‌لرزه 22 فوریه 2005 برابر با 3 اسفند 1383 نیز که به بزرگى 4/6 درجه به مقیاس ریشتر در منطقه‌اى دور افتاده در نزدیکى شهر زرند در استان کرمان روى داد، صدها نفر کشته‌شدند.
در ماه مى 1997 نیز بیش از هزار و 600 نفر در بیرجند در شرق ایران در اثر وقوع زلزله اى به بزرگى 1/7 درجه در مقیاس ریشتر، کشته شدند.
زمین لرزه طبس نیز که ماه سپامبر 1978 برابر با شهریور 1356 در شمال شرق ایران روى داد، هزاران کشته بر جاى گذاشت.
زلزله سپتامبر 1962 در منطقه بوئین زهرا در نزدیکى قزوین در ایران بیش از 20 هزار کشته داشت.
زلزله در جهان:
بزرگترین زمین‌لرزه در جهان، زلزله‌اى بود که در آبهاى اقیانوس هند روى داد و سونامى یا تسونامى نام گرفت. در اثر این زمین‌لرزه که 26 دسامبر 2004 برابر با 5 دى 1383، به بزرگى 9 درجه در مقیاس ریشتر روى داد، امواجى عظیم سواحل بسیارى از کشورهاى آسیایى مجاور اقیانوس هند را درنوردید و به کشته شدن صدها هزار نفر و ناپدید شدن افراد بسیارى انجامید.
زمین‌لرزه 28 مارس 2005 که به بزرگى 7/8 درجه در مقیاس ریشتر سواحل جزیره نیاس در اندونزى واقع در غرب سوماترا را لرزاند، حدود 1300 نفر کشته شدند.
24 فوریه 2004: در اثر وقوع زمین لرزه در شهرهاى مدیترانه‌اى کشور مراکش، دست کم 500 نفر کشته شدند. الجزایر شاهد شدیدترین زلزله در بیش از دو دهه تاریخ خود بود. وقوع زلزله در 21 مه 2003 در این کشور 2000 کشته و بیش از 8000 مجروح بر جاى گذاشت. 1
مه 2003: در اثر زمین لرزه در منطقه جنوب شرق ترکیه، بیش از 160 نفر از جمله 83 کودک در یک خوابگاه کشته شدند.
24 فوریه 2003: زمین لرزه در منطقه شین جیانگ در غرب چین به کشته شدن بیش از 260 نفر و تخریب حدود 10 هزار خانه منجر شد.
31 اکتبر 2002: زلزله، تمامى شاگردان یک کلاس درس را در دهکده اى در جنوب ایتالیا به کام مرگ فرستاد. در این زمین‌لرزه ساختمان مدرسه در اثر زلزله بر سر کودکان فرو ریخت.
بزرگترین زمین‌لرزه هند نیز در 26 ژانویه 2001 روى داد. این زمین‌لرزه که به بزرگى 9/7 درجه در مقیاس ریشتر بود، بخش اعظم ایالت گوجرات در شمال غرب هند را نابود کرد و 20 هزار کشته برجاى گذاشت. در اثر این زلزله، بیش از یک میلیون نفر بى خانمان شدند. شهرهاى بوج و احمدآباد متحمل سنگین ترین خسارات ناشى از این زلزله شدند. 12
نوامبر 1999: در اثر وقوع زلزله اى به قدرت 2/7 در مقیاس ریشتر در شهر "دوچه" در شمال غربترکیه، حدود 400 نفر جان باختند.
21 سپتامبر 1999: زلزله اى به بزرگى 6/7 درجه در مقیاس ریشتر در تایوان رخ داد و حدود دوهزار و 500 نفر را به کام مرگ فرستاد. تمامى شهرهاى این جزیره در اثر زلزله خسارت دیدند.
17 اوت 1999: زلزله اى به بزرگى 4/7 درجه در مقیاس ریشتر شهرهاى "ازمیت" و "استانبول" ترکیه را به لرزه درآورد و بیش از 17 هزار کشته بر جاى گذاشت. 30
مه 1998: وقوع زمین شدید در شمال افغانستان به کشته شدن بیش از چهار هزار نفر منجر شد.
27 مه 1995: جزیره دورافتاده ساخالین در روسیه صحنه وقوع یک زلزله شدید به بزرگى 5/7 درجه در مقیاس ریشتر بود که یک هزار و 989 روس در اثر آن کشته شدند.
17 ژانویه 1995: زلزله در شهر کوبه ژاپن که کشورى زلزله‌خیز است و این امر در آنجا امرى عادىمحسوب مى‌شود به کشته شدن 6 هزار و 430 نفر منجر شد.
30 سپتامبر سال 1993 : در اثر وقوع زلزله در غرب و جنوب هند، حدود 10 هزار نفر کشته شدند.
7 دسامبر 1988: زلزله اى به بزرگى 9/6 درجه در مقیاس ریشتر مناطق شمال غرب جمهورى ارمنستان را به لزره درآورد و 25 هزار کشته بر جاى گذاشت.
سپتامبر 1985: مکزیکوسیتى، پایتخت مکزیک، شاهد زلزله اى شدیدى بود که ساختمان ها را با خاک یکسان کرد و بیش از 10 هزار کشته بر جاى گذاشت.
28 ژوئیه 1976: در شهر تانگشان چین زلزله اى رخ داد که شهر را به ویرانه اى تبدیل کرد و جان دست کم 250 هزار نفر را گرفت.
23 دسامبر 1972: در شهر "ماناگوآ"، پایتخت نیکاراگوئه زلزله اى به بزرگى 5/6 درجه در مقیاس ریشتر رخ داد و تا 10 هزار نفر را به کام مرگ فرستاد. ساختمان هاى بلندى که بدون رعایت اصول ایمنى ساخته شده و به راحتى فروریختند، عامل فاجعه اى خوانده شد که آغازگر آن زلزله بود.
31 مه 1970: زمین‌لرزه رشته‌کوه‌هاى "آند" در کشور پرو، باعث رانش زمین شد، شهر یونگى را مدفون کرد و 66 هزار را به کام مرگ فرستاد.
26 ژوئیه 1963: زلزله اى به بزرگى 9/6 درجه در مقیاس ریشتر شهر "اسکوپیه"، مرکز مقدونیه را به لرزه درآورد و یک هزار نفر را کشت.
22 مه 1960: شدیدترین زلزله اى که تاکنون در جهان ثبت شده به بزرگى 5/9 درجه در مقیاس ریشتر کشور شیلى را ویران کرد.
بزرگترین زمین‌لرزه یکصد سال اخیر ژاپن نیز اول سپتامبر 1923 در توکیو روى داد و به کشته شدن 142 هزار و 800 نفر منجر شد.
18 آوریل 1906: در سانفرانسیسکو، یک رشته زمین‌لرزه‌هاى شدید به وقوع پیوست که تا یک دقیقه ادامه یافت. در پى وقوع این زمین لرزه، بین 700 تا 3000 نفر یا در اثر فرو ریختن ساختمان ها و یا بروز حریق کشته شدند.
سدها سازه‌های هیدرولیکی هستند که عمود بر مسیر جریان آب احداث می‌شوند. هدفهای متعددی با احداث یک سد برآورده می‌شوند که میتوان به موارد زیر اشاره کرد :
- تأمین آب آشامیدنی شهرها، آبیاری دشت های کشاورزی و تأمین آب واحدهای صنعتی.
- مهار سیلابهای فصلی و کاهش خطر تخریبی آنها.
- تولید برق با احداث نیروگاههای آبی در محدوده سدها
هرچند در پروژه‌های سد سازی پایه تمام محاسبات بر تضمین موفقیت اجرای سد قرار دارد اما با وجود این مطلب تعدادی از سدها با مشکلاتی در زمان اجرا و بهره‌برداری مواجه می‌شوند. در ایران نیز عدم موفقیت برخی از سدها کاملاً مشهود است که بارزترین آنها سد لار (واقع در شمال شرق تهران) می‌باشد. هرچند ظرفیت مخزن سد تقریباً یک میلیارد متر مکعب می‌باشد ولی از زمان بهره‌برداری در سال 1359 تاکنون کمتر از 3/1 مخزن پر شده است و روزانه در حدود یک میلیون مترمکعب فرار آب وجود دارد. سدهای دیگر کشور از جمله سد لتیان، 15 خرداد، مارون، جیرفت و سفید رود نیز با مشکلاتی مواجه هستند که مهمترین آنها فرار آب و یا پر شدن مخزن به وسیله رسوبات می‌باشد.
عوامل مؤثر در انتخاب ساخت گاه سد
موفقیت یک سد در درجه اول به انتخاب صحیح ساخت گاه آن بستگی دارد. در انتخاب محل یک سد لازم است که دو شاخص اصلی در نظر گرفته شود،
1- تأمین پایداری بدنه و مخزن
2- آب‌بندی محدوده احداث سد.
عوامل متعددی در انتخاب ساخت گاه یک سد مؤثر میباشند که مهمترین آنها عبارتند از : شرایط توپوگرافی، ساختارهای زمین‌شناسی و وضعیت حوضه آبریز. تأثیر هر کدام از این عوامل در انتخاب ساخت گاه سد به شرح زیر می‌باشد.
شرایط توپوگرافی
ناهمواری های سطح زمین و مورفولوژی آن معمولاً توسط نقشه‌های توپوگرافی نشان داده می‌شوند. بهترین موقعیت برای احداث سد معمولاً جایی انتخاب میشود که یک دره تنگ به وسیله یک دره باز در سمت بالادست دنبال شود. دره تنگ معرف استقامت بالای سنگ می‌باشد که در مقابل جریان آب رودخانه مقاومت بیشتری را نشان داده و دره باز محل مناسبی جهت مخزن می‌باشد که ظرفیت ذخیره‌سازی آب را بالا می‌برد.
تأثیر شرایط توپوگرافی در انتخاب ساخت گاه سد
ساختار زمین‌شناسی
ساختار زمین‌شناسی یک محل به وسیله عواملی همچون امتداد و شیب لایه‌ها، ساختمانهای چین‌خورده، گسلها و درزه‌ها کنترل میشود که به شرح زیر مورد بررسی قرار می‌گیرند:
امتداد لایه‌ها
در محل هایی که لایه‌بندی سنگ مشخص باشد بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که محور سد موازی با امتداد لایه‌ها و یا دارای زاویه کمتری با امتداد لایه‌ها باشد.
<!--[if !vml]--><!--[endif]-->
امتداد لایه‌ها در انتخاب ساخت گاه سد
علت این انتخاب را میتوان در موارد زیر توجیه کرد:
الف) در صورتی که محور سد دارای زاویه کمتری با امتداد لایه‌ها باشد امکان دور ماندن از نقاط ضعف بیشتر است.
لازم به ذکر است که نقاط ضعف مورد بحث را میتوان به شرح زیر بیان داشت.:
- لایه‌های سنگی سست و ضعیف مانند سنگهای شیلی و مارنی
- لایه‌های سنگی دربر گیرنده حفرات و دیگر پدیده‌های کارستی حاصل از انحلال توده سنگ
- لایه‌های سنگی کاملاً خرد شده و یا کاملاً هوا زده شده.
- گسلها و مناطق گسله که عموماً با خردشدگی و شکستگی های زیاد همراه می‌باشد.
ب) در صورتی که محور سد موازی با امتداد لایه‌ها باشد سنگهایی با شرایط و خصوصیات یکسان در محدوده تکیه‌گاهها و پی سد قرار می‌گیرند. بنابراین سنگها رفتار مشابهی در طول محل بار گذاری خواهند داشت و پایداری سد بیشتر خواهد بود. در چنین شرایطی طراحی سد نیز ساده‌تر خواهد بود.
ج) در صورتی که محور سد موازی با امتداد لایه‌ها باشد امکان فرار آب کمتر است. دلیل آن به این صورت است که لایه‌ها در جهت عمود بر مسیر جریان آب قرار داشته و نفوذ پذیری در آن جهت کاهش می‌یابد.
شیب لایه‌ها
به طور کلی بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که جهت شیب لایه‌ها به سمت بالا دست باشد یا به عبارت دیگر جهت شیب لایه‌ها در جهت عکس جریان آب باشد. شکل (الف) ساخت گاه سدی را نشان می‌دهد که جهت شیب لایه‌ها در آن به سمت پائین دست است در حالی که جهت شیب لایه‌ها در شکل ( ب) به سمت بالا دست است.
<!--[if !vml]--><!--[endif]-->
تأثیر جهت شیب لایه‌ها در انتخاب ساخت گاه سد
برای توصیه این انتخاب میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
الف- از آنجا که معمولاً تراوش آب در جهت سطوح لایه‌بندی صورت می‌گیرد بنابراین در صورتی که جهت شیب سطوح لایه‌بندی به سمت بالا دست باشد امکان فرار آب کمتر است و محل احداث سد از شرایط آب‌بندی بهتری برخوردار می‌باشد.
ب- پایداری پی و تکیه‌گاههای سد ببیشتر است زیرا که قسمت اعظم بارهای وارده بر سطوح لایه‌بندی به سمت بالادست منتقل میشود.
در صورتی که شیب لایه‌ها به سمت پائین دست باشد امکان فرار آب بیشتر و ناپایداری سطوح لایه‌بندی بیشتر خواهد بود و در نهایت پایداری بدنه سد نیز در معرض خطر قرار می‌گیرد.
چین خوردگی
نقش ساختمانهای چین‌خورده در انتخاب محل احداث یک سد را میتوان با توجه به موارد زیر بیان داشت.
الف- بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که محور سد موازی با محور چین باشد و ساختمان چین‌خورده از نوع طاقدیس باشد. <!--[if !vml]--><!--[endif]-->
تأثیر چین خوردگی در ساخت گاه سد
ب- در صورتی که محور سد عمود بر محور طاقدیس و یا ناودیس باشد لازم است که جهت شیب لایه‌ها در محل احداث سد در نظر گرفته شود. در هر دو حالت جهت شیب لایه‌ها به سمت بالادست است. اگر سنگهای تشکیل دهنده اینگونه ساختمانهای چین‌خورده از شرایط خوبی با توجه به استقامت و آب‌بندی برخوردار باشند می‌توانند ساخت گاه مناسبی برای احداث یک سد در نظر گرفته شوند.
محور سد عمود بر محور چین خوردگی
وضعیت حوضه آبریز:
محل احداث سدها معمولاً در قسمت انتهایی یک حوضه آبریز انتخاب می‌شوند بدین ترتیب حجم بیشتری از آب ذخیره و یا کنترل میشود.. در جایی که رودخانه‌ها جریان فصلی دارند و سدهای ساخته شده اغلب از نوع مخزنی، تنظیمی و یا حفاظتی میباشند. به عنوان مثال میتوان به سدهای کرج، جیرفت، ساوه، علویان و درود زن اشاره نمود.
در جایی که رودخانه‌ها جریان دائمی داشته باشند احداث سد در قسمتهای مختلف مسیر رودخانه وجود دارد و سدهای احداث شده اغلب از نوع سدهای نیروگاهی و یا مخزنی هستند به عنوان مثال میتوان از سدهای کارون 1، کارون 3، کارون 4، سد کرخه، سد استور و سد منجیل نام برد.
عوامل مؤثر در انتخاب نوع سد
سدها با توجه به نوع مصالح مورد استفاده و شکل ساختمان آنها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. انتخاب نوع سد معمولاً طوری صورت می‌گیرد که بیشترین سازگاری را با محیط اطراف خود به وجود می‌آورد و در این شرایط است که موفقیت سد تضمین میگردد.
دره‌ها معمولاً در اثر عملکرد پدیده‌های مختلف زمین‌شناسی شکل می‌گیرند. شکل یک دره میتواند در انتخاب نوع سد نقش عمده‌ای داشته باشد در طرحهای مهندسی سد دره‌ها با در نظر گرفتن دو شاخص زیر معرفی می‌شوند:
الف- پهنای دره در محل تاج سد (B)
ب- عمق دره در محل احداث سد (H)
یکی از روشهای ساده برای طبقه‌بندی دره‌ها با توجه به شکل، طبقه‌بندی آنها با توجه به روش توماس B/H می‌باشد. دره‌ها از نظر شکل به سه مجموعه زیر تقسیم می‌شوند:
1- دره عمیق Gorge Valley دره‌ای است که در آن B/H کمتر از 3 می‌باشد.
2- دره تنگ Narrow Valley دره‌ای است که در آن B/H بین 3 تا 6 می‌باشد.
3- دره باز Wide Valley دره‌ای است که در آن B/H بیش از 6 می‌باشد.
استقامت زمین
یکی از عوامل مؤثر در استقامت زمین محل اجرای پروژه، خواص مهندسی سنگها و خاکهای منطقه احداث سد است. ظرفیت باربری یکی از شاخصهایی است که به این عوامل بستگی دارد و میتوان به وسیله آن استقامت زمین را مورد سنجش قرار داد. جدول زیر الگویی مناسب برای احداث یک سد با در نظر گرفتن ظرفیت باربری مجاز زمین می‌باشد:
با بررسی جدول فوق به تفاوت ظرفیت باربری در مورد انواع سدها آشنا می‌شویم. سدهای خاکی با داشتن سطح قاعده وسیعتر سبب پراکنده شدن بار سد در گستره وسیع‌تری می‌شوند و در نتیجه واحد سطح کمتری خواهیم داشت.
و در مقابل سدهای بتونی قوس مضاعف به صورت بالعکس عمل میکنند. بنابراین خواص باربری زمین در انتخاب نوع سد با توجه به شکل ساختمانی آن و کوه انتقال نیرو نقش عمده‌ای پیدا میکنند.
علاوه بر موارد مذکور شاخصهای دیگر مهندسی سنگها و خاکها از قبیل مقاومت‌های ترا کمی، برشی و کششی، مدول الاستیسیته، ضریب پواسیون و همچنین عوامل مختلفی نظیر میزان هوا زدگی، درصد اشباع شد گی و موارد دیگری که در جداول زیر طبقه‌بندی شده‌اند می‌توانند نقش اساسی در روند اجرای پروژه ایفا کنند.
در پایان میتوان به موارد دیگری نیز اشاره کرد که نقش مهمی در تصمیم‌گیری‌های اولیه مبنی بر آغاز پروژه ایفا میکنند از این قبیل موارد میتوان به انتخاب نوع سد و موقعیت جغرافیایی آن و نکات دیگری اشاره کرد که از نقطه نظر فراوانی، مصالح مورد بررسی‌های اولیه قرار می‌گیرند که چه بسا همین بررسی‌ها نیز پروژه‌ای را صرفاً به علت مناسب نبودن بازدهی به طور کامل متوقف کند.
برای تفهیم بهتر این موضوع در جدول زیر به یکی از شاخه‌های عوامل یاد شده اشاره شده است. به این صورت که به مقایسه حجم مصالح مصرفی سدهای بتونی قوسی و سدهای خاکی پرداخته شده است.
با ذکر عوامل یاد شده مشاهده میشود که حتی اگر جزئی‌ترین موارد در هر کدام از این زیرشاخه‌ها با بی‌تفاوتی و یا کمرنگ جلوه دادن آن مواجه شود چه بسا خسارات فراوانی را در پروژه‌های گوناگون باید متحمل شویم. با طبقه‌بندی این عوامل میتوان آنها را به صورت کلی به چند بخش تقسیم کرد تا یک نمای کلی از عوامل مؤثر در مطالعات زمین‌شناسی ساخت. سد در ذهن ایجاد شود.
- محوریت بررسی‌های زمین‌شناسی در آغاز پروژه
- نقش زمین‌شناسی مهندسی در انتخاب ساخت گاه و نوع سد
- مطالعات مناسب در طراحی پرده آب‌بند و انتخاب روش صحیح جهت مهار تراوش آب در محدوده سد
- ارزیابی پایداری دامنه‌ها در محدوده سد و مخزن سد با استفاده از ویژگی‌های زمین‌شناسی
همچنین در پایان پیشنهاد میشود که با توجه به تجارب به دست آمده در پرداخت هزینه‌های هنگفت و روشن‌شدن اهمیت مطالعات زمین‌شناسی قبل از اجرای پروژه‌ها به این مسئله بهای بیشتری داده شود. تا حداقل، شرایط اولیه برای اجرای یک پروژه که همانا ایجاد امنیت اقتصادی در اجرای آن می‌باشد به صورت نسبی تأمین شود.