شبیه‌سازی زلزله احتمالی تهران

حجم گسترده تلفات جانی و مالی و تخریب ساختمان‌ها بعد از زمین لرزه مهیب اخیر در ترکیه، دو سوال مهم را ایجاد کرده است که پاسخ به این سوال ها، در تصویرسازی تهران پس از زلزله ۷ ریشتری، کمک می‌کند.

یافته‌ها برای پاسخ به دو سوال مهم درباره آسیب شناسی و علت حجم تخریب گسترده وتلفات جانی و مالی شدید ناشی از دو زمین لرزه بالای ۷ ریشتر که ۱۷ بهمن ماه امسال در ترکیه رخ داد از یکسو و وضعیت تهران در صورت تکرار تجربه زمین لرزه با مقیاس ۷ ریشتر و بالاتر، از سوی دیگر، ضمن رمزگشایی از ابعاد ریزش و تخریب گسترده بیش از ۵۰‌هزار ساختمان مسکونی در جریان وقوع زمین لرزه اخیر در ترکیه، سه درس عبرت مهم لرزه‌ای برای ایران و به‌ویژه پایتخت به همراه دارد.

«دنیای‌اقتصاد» برای پاسخ به این دو سوال و همچنین ارائه تازه‌ترین تصویر از شهر تهران در صورت وقوع زمین‌لرزه شدید، که بیش از دو دهه است نسبت به قریب الوقوع بودن آن با توجه به شرایط لرزه‌ای پایتخت و دوره‌های بازگشت زمین لرزه‌های تاریخی، هشدار داده می‌شود، با علی بیت اللهی، زلزله شناس معروف ایرانی و دو محقق و مهندس سازه، مرتضی مهدوی، عضو تخصصی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی و جعفر سرخوش، عضو نظام مهندسی استان تهران، گفتگو کرده است.

همچنین با رجوع به جامع‌ترین گزارش رسمی و تحقیقاتی درباره ابعاد فعالیت گسل‌های اصلی و فعال تهران و میزان اثرگذاری لرزه‌ای آن‌ها بر پایتخت در صورت وقوع زمین لرزه (گزارش جایکا درباره ریزپهنه بندی خطر لرزه‌ای در تهران)، به این دو سوال مهم پاسخ داده است. سوال اول آن است که چرا وقوع زمین لرز ه‌های ۷/ ۷ و ۶/ ۷ ریشتری ترکیه (که در برخی منابع بزرگای آن به ترتیب ۸/ ۷ و ۷/ ۷ ریشتر عنوان شده است)، منجر به این حجم تخریب گسترده و تلفات مالی، جانی و ساختمانی شده است؟

از سوی دیگر و در قالب سوال دوم، در صورتی که چنین زمین لرزه مهیبی در تهران رخ دهد (با توجه به وضعیت گسل‌های شهر تهران)، آیا ابعاد تلفات جانی و خسارت‌ها شبیه آنچه در زلزله‌های اخیر ترکیه منجر به تخریب کامل وآسیب دیدگی بیش از ۵۰‌هزار ساختمان در این کشور و همچنین تلفات گسترده در کشور همسایه (سوریه)، شد، می‌شود؟ در واقع ابعاد خسارت‌های مالی، جانی وساختمانی در تهران در صورت وقوع زمین لرزه با بزرگای ۷ ریشتر و بالاتر چه میزان خواهد بود؟

مهم‌ترین یافته‌های «دنیای‌اقتصاد» از این تحقیقات، سه درس عبرت برای مدیریت شهری تهران و دولت از بابت هشدار احتمال وقوع تجربه زلزله ترکیه در پایتخت، به همراه دارد. در عین حال، یافته مهم دیگر از این تحقیقات، دو تصویری است که با شبیه سازی زلزله ترکیه می‌توان برای تهران در صورت وقوع زمین لرزه مهیب، تشریح کرد.

علت تخریب با زلزله کمتر از ۸

در شرایطی که بر اساس طبقه بندی‌های کارشناسی ارائه شده از سوی زلزله شناسان، زمین لرزه‌هایی واقع در بازه بزرگای ۴ تا ۱۲ ریشتر، زلزله‌هایی هستند که به واسطه شدت لرزش در سطح متوسط، بالا و بسیار شدید، در محدوده درک و احساس انسانی قرار دارند، اما بر مبنای برخی مطالعات فنی، اساسا، انتظار تخریب کامل سازه و ریزش ساختمان‌ها در زمین لرزه‌های با بزرگای کمتر از ۹ ریشتر وجود ندارد.

در واقع ساختمان‌هایی که مطابق با ضوابط فنی و مقررات و استاندارد‌های ساختمانی احداث شده باشند باید در برابر زمین لرزه‌های دست کم تا بزرگای ۹ ریشتر مقاومت کنند. البته این موضوع به این معنا نیست که هیچ‌گونه تخریبی ناشی از زمین لرزه‌های با مقیاس بیش از ۷ ریشتر، در ساختمان‌ها ایجاد نشود؛ بلکه منظور آن است که اگر ساختمان‌های طراحی شده مطابق اصول وضوابط فنی و استاندارد‌های لرزه ای، طراحی و بر اساس همان طرح دقیقا اجرا شده یا ساخته شده باشند، در زمان وقوع زمین لرزه‌های تا مقیاس ۹ ریشتر و حتی بعضا تا ۱۰ ریشتر، از حالت پایداری خارج نمی‌شوند.

یعنی سازه آن‌ها به طور کامل تخریب نشده یا به اصطلاح کلپس نمی‌کند و سطح تخریب در این ساختمان‌ها متوسط یعنی در حد ترک خوردگی، تخریب نما، ریزش دیوار‌ها و... خواهد بود.

اما شدت تخریب به حدی نیست که ساکنان آن‌ها و سایرین زیر آوار ناشی از ریزش کامل ساختمان مدفون شوند. بلکه انتظار این است که جان انسان‌ها حفظ شده و آن‌ها در اغلب موارد بعد از اتمام زمین لرزه، اگرچه دیگر ساختمان برای زندگی مناسب نبوده ونیازمند بازسازی است، اما قادر باشند، اشیای با ارزش خود را از این خانه‌ها خارج کنند.

با این حال، زمین لرزه‌های ۷/ ۷ و ۶/ ۷ ریشتری اخیر ترکیه، عملا منجر به آسیب گسترده و ریزش کامل تعداد قابل‌توجهی از ساختمان‌ها در شهر‌ها و استان‌های مختلف این کشور شد. کارشناسان سازه در پاسخ به اینکه چرا با وجود وقوع زمین لرزه کمتر از ۸ ریشتر، شدت تخریب ناشی از دو زمین لرزه رخ داده در ترکیه وپس لرزه‌های آنها، بسیار زیاد بوده است به «دنیای‌اقتصاد» اعلام کردند: در این زمینه تنها نمی‌توان به بزرگای زمین لرزه به عنوان تنها پارامتر تعیین‌کننده میزان تخریب ساختمان ها، تکیه کرد و اعلام کرد، چون زمین لرزه کمتر از ۸ ریشتر بوده بنابراین هیچ تخریبی در سازه‌ها نباید رخ می‌داده است.

نکته‌ای که در این زمینه مهم است آنکه ضمن بررسی سایر پارامتر‌های اثرگذار بر شدت و میزان تخریب، بررسی شود که آیا مجموعه این عوامل، توجیه مناسبی برای این سطح گسترده تخریب وآسیب و تلفات محسوب می‌شود یا ردپای کم فروشی در ساخت‌وساز‌ها مشاهده می‌شود؟

بر اساس اعلام کارشناسان سازه و زلزله شناسان، شدت تخریب، آسیب وتلفات زمین لرزه‌ها عمدتا به ۶ عامل مهم بستگی دارد که بزرگا یا همان چند ریشتر بودن زلزله، یکی از آنهاست. عوامل دیگری مانند عمق فعالیت گسل بر حسب کیلومتر، شعاع اثرگذاری نقطه کانونی زلزله، مدت زمان لرزش، میزان مقاومت و استحکام و جرم سازه و وضعیت طبیعی زمین مانند جنس خاکی که سازه روی آن واقع شده است از دیگر عوامل موثر در این زمینه است.

انتظار عمومی آن است که اگر ساختمانی با رعایت همه اصول فنی طراحی وساخته شده باشد، دست کم در برابر زمین‌لرزه ۹ ریشتری به طور کامل فرو نریزد؛ اما عمقی که زمین لرزه در آن رخ می‌دهد به لحاظ فاصله‌ای که محل شکست گسل‌ها تا سطح زمین دارد (دوری و نزدیکی محل شکست و جابه جایی گسل‌ها تا سطح زمین)، دوری ونزدیکی به کانون وقوع زمین لرزه، اینکه مدت زمانی که زلزله باعث لرزش زمین ودر نتیجه ساختمان‌ها می‌شود، ارتفاع وجرم ساختمان‌ها و سطح مقاومت آنها، ساختگاه زمین شناسی به لحاظ قرار داشتن روی زمین سنگی یا آبرفتی و...، همه و همه در شدت و میزان تخریب بر اثر وقوع زمین لرزه موثر است.

به این ترتیب است که حتی گاهی اگر زلزله‌ای با بزرگای ۵ ریشتر نیز رخ دهد در صورتی که در عمق کم قرار گرفته و برخی دیگر از پارامتر‌ها مانند جنس خاک در این زمینه اثرگذار باشند، می‌تواند تخریب وشدتی بالاتر از وقوع زمین‌لرزه‌ای با همین بزرگا در منطقه دیگری با شرایط متفاوت داشته باشد.

بررسی‌های کارشناسی و یافته‌های «دنیای‌اقتصاد» در ارتباط با زمین لرزه ترکیه نیز نشان می‌دهد، علاوه بر وجود ردپای کم فروشی و تخلف از ضوابط ساخت‌وساز در حجم گسترده تلفات وآسیب‌های وارده، با در نظر گرفتن حجم زیادی از ساخت‌وساز‌های قدیمی و بافت‌های فرسوده، وقوع یک پدیده نادر، منجر به تشدید تلفات و خسارت‌ها شده است.

کارشناسان در گفتگو با «دنیای‌اقتصاد» در این باره تاکید کردند که زمین لرزه‌ای که در ترکیه رخ داد گذشته از شدت، بزرگا و انرژی‌ای که بر اثر آن آزاد شد، جزو زمین لرزه‌های نادر یعنی «زلزله‌های دو گانه» بود. به این معنا که در یک فاصله زمانی و مکانی بسیار کم، دو زمین‌لرزه بزرگ رخ داد و این موضوع باعث شد، تعداد زیادی از ساختمان‌هایی که در اثر زمین لرزه اول به طور کامل تخریب نشده بود در زلزله دوم، کاملا فرو بریزند.

زمین لرزه اول با مقیاس ۷/ ۷ ریشتر، ساعت ۰۴:۱۷ به وقت محلی، به مدت ۶۵ ثانیه، ترکیه را لرزاند. در این زمین لرزه علاوه بر بزرگای بیش از ۷ ریشتری، که به لحاظ طبقه بندی‌های تخصصی، جزو زمین لرزه‌های بزرگ (۷ ریشتر به بالا) محسوب می‌شود، طول زمانی لرزش زمین بسیار زیاد بوده است.

از سوی دیگر تنها به فاصله کمتر از ۱۰ ساعت (حدود ۹ ساعت بعد) زمین لرزه بزرگ دیگری با مقیاس ۶/ ۷ ریشتر بار دیگر در فاصله‌ای کم با کانون زلزله اول، به مدت ۴۵ ثانیه، این کشور را لرزاند. (زمین‌لرزه اردیبهشت ماه ۹۹ که با بزرگای ۲/ ۵ ریشتر تهران و نواحی اطراف را تکان داد، حدود ۱۰ ثانیه طول کشید).

نکته اول در ارتباط با این زمین لرزه این است همه این عوامل که جزو پدیده‌های نادر در زلزله هاست منجر به تشدید حجم تخریب و تلفات در زلزله ترکیه شده است اما، بررسی‌های «دنیای‌اقتصاد» و اظهارات کارشناسان واقعیت دیگری را نیز در ارتباط با این موضوع مشخص می‌کند و آن این است که به‌رغم همه این موارد ردپا و تاوان تخلف فروشی و عدول از ضوابط فنی در اجرا یا فرآیند ساخت ساختمان‌ها از یکسو و حجم گسترده بنا‌های فرسوده نیازمند بازسازی، نوسازی و مقاوم‌سازی از سوی دیگر، زمین لرزه ترکیه را عملا به یک فاجعه تبدیل کرد.

کارشناسان می‌گویند: علاوه بر دوگانه بودن زمین لرزه ترکیه و فاصله کم بین دو زمین لرزه بزرگ و مهیب، با توجه به اینکه آیین نامه لرزه‌ای این کشور نیز مانند آیین نامه لرزه‌ای موسوم به آیین نامه ۲۸۰۰ در کشور ما، ضوابط به‌روز شده و دقیقی در ارتباط با مقاوم سازی ساختمان‌ها و اصول فنی ساخت‌وساز برای ساخت مقاوم در برابر زلزله را در اختیار مهندسان قرار داده است، اگر ساخت‌وساز‌ها بر مبنای این ضوابط ساخته می‌شد به طور قطع، حجم ومیزان تلفات وخسارت‌ها بسیار کمتر و غیرقابل مقایسه با شرایط فعلی بود.

این در حالی است که نه تنها بسیاری از ساختمان‌ها به دلیل فرسوده بودن و عدم‌نوسازی در طول زمان، بر اساس این مقررات ساخته نشده و بنابراین آسیب پذیر بوده اند، بلکه حتی در میان ساختمان‌های جدید نیز، تخلف وعدول از ضوابط در فرآیند ساخت عامل مهمی در بروز حجم گسترده تخریب‌ها در اثر وقوع این زمین لرزه است.

نتیجه اینکه، یک زلزله ۷ ریشتری و حتی بالاتر (حتی تا مقیاس ۱۰ ریشتری)، الزاما نمی‌تواند منجر به تخریب کامل سازه و تلفات گسترده مالی وساختمانی مشابه آنچه بعد از بروز زمین لرزه‌های ۱۷ بهمن ۱۴۰۱ در ترکیه رخ داد، شود.

تصویر تهران بعد از زلزله بزرگ

اما سوال دوم درباره شرایط تهران بعد از وقوع زمین‌لرزه بزرگ است. اگر در تهران زلزله ۷ ریشتری و بالاتر رخ دهد؛ چه خواهد شد؟ زلزله شناسان و متخصصان سازه معتقدند تهران شرایط پیچیده‌ای از این نظر دارد. هم به لحاظ مشخصات سازه‌ای و هم از نظر وضعیت طبیعی زمین و ویژگی‌های زمین شناختی.

خاستگاه زمین در شمال تهران سنگی، اما در جنوب آبرفتی است؛ در جنوب تهران تراکم جمعیت و خانه‌های فرسوده و حتی خانه‌های با عمربنای کمتر، اما با مقاومت پایین‌تر در برابر زلزله، بیشتر از شمال شهر است. اما به طور کلی تهران روی پهنه‌ای گسترده از گسل‌های فعال قرار دارد که با دورتر شدن از هر کدام از این گسل ها، به گسل دیگری نزدیک می‌شویم و نواحی محل تلاقی دو گسل، جزو خطرناک‌ترین مناطق لرزه‌ای است.

با این حال، مطالعات علی بیت اللهی، زلزله شناس ایرانی نشان می‌دهد، در صورت بروز زمین لرزه‌های بزرگ با مقیاس بالاتر از ۷ ریشتر مانند آنچه در ترکیه رخ داد، حدود ۳۰۰‌هزار ساختمان در پایتخت تخریب می‌شود. تعداد پلاک‌های مسکونی در تهران حدود یک میلیون پلاک است. به طور کلی حدود ۴ میلیون نفر از جمعیت شهر تهران تحت‌تاثیر چنین زلزله‌ای قرار خواهند گرفت.

تصویر دوم، تصویری است که از تهران بعد از زمین لرزه ۷ ریشتری و بالاتر از سوی آژانس بین‌المللی همکاری‌های ژاپن موسوم به جایکا، به دنبال مطالعه‌ای که در سال‌های ۷۸ و ۷۹ در خصوص وضعیت فعالیت گسل‌های شهر تهران به درخواست مدیران شهری پایتخت انجام شد، ارائه شده است.

این تصویر در عین حال که یک مطالعه کامل ۳۰۰ صفحه‌ای است که تصویری از وضعیت تهران و فعالیت‌های گسلی آن و تخمین حجم آسیب در صورت وقوع زمین لرزه‌های بزرگ با توجه به شرایط جمعیتی، سازه‌ای و... آن نشان می‌دهد از این بابت که دو دهه از آن می‌گذرد، اما به‌روز رسانی نشده و هیچ مطالعه دیگری نیز در این سطح با این موضوع در طول این دو دهه انجام نشده است، تصویری ناقص است که لازم بوده از سال‌های قبل تاکنون، چند بار به‌روزرسانی شود.

به‌خصوص اینکه در دهه ۸۰ تا نیمه دهه ۹۰ سونامی ساخت‌وساز در تهران به وقوع پیوسته و شرایط تهران هم به لحاظ جمعیتی وهم به لحاظ ساختمانی، بسیار متفاوت شده است. در مقدمه این گزارش اعلام شده است که پهنه تهران بزرگ دارای توان لرزه‌ای بالا با گسل‌های فعال و متعدد است. تهران در دوره‌های تاریخی دچار چند زلزله شدید شده و از سال ۱۲۰۹ خورشیدی تاکنون زلزله مصیبت بار و بزرگ در پایتخت رخ نداده است.

زمین لرزه فروردین ماه ۱۲۰۹، با مقیاس ۱/ ۷ ریشتر، در کانون دماوند، منجر به تخریب کامل بخش‌هایی از تهران از جمله شمیرانات شد و بعد از این زمین لرزه، زلزله بزرگ دیگری که منشأ آن گسل‌های تهران و با فاصله نزدیک از پایتخت باشند، رخ نداده است. در حالی که تهران روی چند گسل فعال با قابلیت لرزه زایی بالا در شمال وجنوب قرار دارد. در این گزارش که بیش از دو دهه قبل تهیه شده است همچنین نسبت به توسعه سریع و بدون ایجاد سامانه‌های مناسب پیشگیری از فجایع ناشی از زلزله‌های بزرگ احتمالی، هشدار داده شده است.

۴ سناریو از تهران بعد از وقوع زمین لرزه بزرگ در این گزارش اعلام شده است؛ در سناریوی اول اعلام شده است که وقوع زمین لرزه با بزرگای ۷/ ۶ ریشتری، با منشأ گسل ری، می‌تواند منجر به تلفات ۶ درصدی جمعیت کل تهران شود و ۵۵‌درصد ساختمان‌های پایتخت را ویران کند.

در سناریوی دوم وقوع زمین‌لرزه در گسل شمال تهران با بزرگای ۲/ ۷ ریشتر، تلفات ۲ درصدی جمعیت تهران و ۳۶ درصدی ساختمان‌های پایتخت را به همراه خواهد داشت. در قالب سناریوی سوم و در صورت وقوع زمین لرزه ۲/ ۷ ریشتری با منشأ گسل مشاء، ۳‌درصد جمعیت آسیب دیده و ۱۳‌درصد ساختمان‌های تهران تخریب می‌شوند. همچنین با بروز زمین‌لرزه ۴/ ۶ ریشتری در گسل‌های پنهان تهران، معادل ۳‌درصد جمعیت و ۵۱‌درصد کل ساختمان‌های پایتخت آسیب دیده و تخریب می‌شوند.

اما آخرین زمین لرزه‌های حس شده در شهر تهران که منجر به وحشت اهالی پایتخت و خروج آن‌ها برای دست کم دو شب از منازل مسکونی شد، مربوط به سال‌های ۹۶ و ۹۹ است. آذرماه ۹۶ بعد از وقوع زمین‌لرزه مهیب با بزرگای بیش از ۷ ریشتر در کرمانشاه، یک زمین لرزه در کانون ملارد کرج، تهران را نیز با بزرگای ۲/ ۵ ریشتر لرزاند.

بعد از آن در اردیبهشت ماه ۹۹ نیز زمین‌لرزه دیگری در کانون دماوند با بزرگای ۱/ ۵ ریشتر، تهران را لرزاند. اما از سال ۱۲۰۹ خورشیدی یعنی از دو قرن قبل، زمین لرزه مهیب و ویران گر با منشأ گسل‌های درون شهر تهران رخ نداده است. علی بیت اللهی با بیان اینکه نوعی سکون قابل‌توجه به لحاظ لرزه‌ای در گسل‌های شهر تهران مشاهده می‌شود، گفت می‌توان به این سکون لرزه‌ای با دید مثبت یا منفی نگریست.

دیدگاه مثبت آن است که بگوییم گسل‌های تهران هر چند گسل‌هایی فعال شناخته می‌شوند، اما فعلا شرایط آرامی دارند و در سکون لرزه‌ای به سر می‌برند. اما یک دیدگاه منفی، می‌تواند این باشد که این گسل‌ها دچار وضعیت قفل شدگی هستند و این موضوع یعنی تجمع انرژی لرزه‌ای در سطح بالا در این گسل‌ها که در صورت آزاد شدن می‌تواند منجر به بروز زلزله‌های مهیب، بزرگ و ویران گر شود؛ بنابراین بهتر است فرضیه دوم را در نظر گرفته و نسبت به ایمن سازی، افزایش تاب آوری سازه ها، زیرساخت و روبنا‌ها و مجموعه شهر، تدابیر لازم برای مدیریت بحران برای بعد از وقوع زمین لرزه‌های احتمالی و... اقدام شود.

در واقع بروز زمین لرزه فاجعه بار در ترکیه دست کم سه درس عبرت برای ما به همراه دارد. یک درس مربوط به احتمال وقوع زمین لرزه‌های نادر و دوگانه است که حتی می‌تواند در مقیاس‌های نه چندان بزرگ به بروز فجایع بسیار زیاد وتلفات بالا بینجامد.

درس دیگر مربوط به تاوان تخلف فروشی در شهرهاست که آن هم منجر به بروز فاجعه‌های غیرقابل جبران در زمان بروز زمین لرزه می‌شود. درس سوم نیز با الهام از دو درس اول، مربوط به انجام همه اقدامات لازم برای افزایش تاب آوری شهر و کاهش ریسک‌های لرزه‌ای در همه زمینه هاست تا بتوان با اتکا به این اقدامات، حتی در صورت وقوع زمین لرزه‌های بزرگ، تلفات وآسیب‌ها را به حداقل رساند.

از سوی دیگر لازم است مطالعات رسمی و جامع مانند آنچه در اواخر دهه ۷۰ از سوی محققان ژاپنی با عنوان گزارش جایکا درباره شرایط لرزه‌ای تهران و برآورد حجم تخریب وخسارت در صورت وقوع زمین لرزه در پایتخت صورت گرفت، انجام شود. این مطالعه زمانی انجام شد که تهران کمتر از ۷ میلیون نفر جمعیت داشت. جمعیت تهران هم اکنون به حدود ۱۰ میلیون نفر رسیده است.

در صورتی که به طور میانگین حداقل سالانه ۶۰‌هزار واحد مسکونی در تهران ساخته شده باشد، در طول این دو دهه دست کم یک میلیون و ۲۰۰‌هزار واحد مسکونی جدید به پایتخت اضافه شده است. به طور متوسط نیز به ازای هر ۵ واحد جدید حدود ۲ تا ۳ واحد مسکونی تخریب شده است؛ بنابراین موضوع تهران و مساله لرزه خیزی آن موضوع ساده‌ای نیست و بسیار پیچیده و نیازمند توجه فوری و ضروری برای کاهش ریسک‌های لرزه‌ای در همه ابعاد مربوط به آن است.

منبع: دنیای اقتصاد