Menu

تدقیق نقشه گسل های شهر تهران

عنوان پروژه :

 تدقیق نقشه گسل های شهر تهران و تهیه نقشه پهنه های گسلی شهر تهران  

 

معرفی پروژه و اقدامات صورت گرفته :

 ايران در بخش مياني کمربند کوهزايي آلپ-هيماليا جا گرفته است و رشته‌كو‌ه‌هاي کنوني آن در پي همين کوهزايي‌ها، به ويژه آلپ مياني، پديد‌آمده است. اين جنبش‌ها هنوز پايان نيافته و تعادل نهايي پابرجا نشده است. ايران میان دو ورقه زمین‌ساختی، اوراسيا در شمال (صلب و ثابت) و عربستان در جنوب به صورت ورقه‌اي با ترکیبی از دگرشکلی های شكننده و شکل پذیر قرار گرفته است. با قرار‌گیری پهنه ایران میان دو ورقه یاد شده و در اثر حرکت رو به شمال ورقه عربستان پهنه ایران به صورت مداوم در حال کوتاه شدن است. این کوتاه‌ شدگی به صورت تقریبی شامل یک سانتی‌متر در سال در رشته کوه‌های زاگرس، یک سانتی‌متر در سال در ایران مرکزی و یک سانتی‌متر در سال در البرز جذب می‌شود ‌و به همين دليل سرزمين ايران از ديدگاه زمين‌ساختي فعال بوده و کوتاه شدگی‌های یاد شده به همراه زمين‌لرزه در سراسر ایران روی مي‌دهد. با توجه به شرایط ژئودینامیک ایران و نیز سایر ویژگی­های زمین­شناسی و ژئومورفولوژی خاص، كشور پهناور جمهوري اسلامي ايران همواره دستخوش حوادث طبيعي و سوانح غير مترقبه بوده و متحمل خسارات و زيان‌هاي فراوان ناشي از آنها گرديده است.

گستره شهر تهران در دامنه جنوبي رشته کوه البرز مرکزي و بر روي رسوبات آبرفتي كواترنری كه از فرسايش شديد البرز بالا رونده در راستاي گسل‌هاي گوناگون تشكيل شده قرار گرفته است.  شهر تهران از دو بخش كوهپايه‌ای و دشت تشکیل شده است. بخش کوهپایه‌ای در شمال شهر با بالاآمدگي تند سازندهای سنگی ائوسن به راندگی میان سنگ و آبرفت محدود می‌شود و در جنوب به صورت حدودی به خیابان انقلاب منتهي مي‌شود. بخش کوهپایه‌ای با شیب توپوگرافی نزدیک به 10 درجه به سوی جنوب شامل تپه‌های لویزان و شیان، قیطریه، امانیه، عباس‌آباد و چیتگر می‌شود.

شکل1- نمایی از شهر تهران و رشته کوه البرز در شمال آن در شرایط نادر هوای سالم که موجب وضح و دید خوب در عکس شده است، دید رو به شمال.

بخش دشت تهران از جنوب خیابان انقلاب تا شهر ری با شیب حدودی کمتر از 5 درجه ادامه دارد. در این بخش که شیب کمتر است آبهای سطحی پس از گذشتن از کوهپایه‌ به سمت دشت امکان کشت و پیدایش هسته اولیه تهران را فراهم کرده است. از این رو بخش‌های قدیمی شهر تهران با دستکاری گسترده انسانی باعث پوشش زمین توسط بافت شهری و کشاورزی شده است که امکان شناسایی خصوصیات زمین شناسی را در این بخش از شهر مشکل نموده است. مناطق جنوبی شهر بيشتر پوشيده از زمين‌هاي کشاورزي است؛ به‌گونه‌اي که سازند‌هاي زمين‌شناسي سطحي، بسيار کم به چشم مي‌خورد. دشت تهران از سه سو به بلندي‌ها محدود مي‌شود، از سمت شمال به کوه های البرز مرکزي، از جنوب شرق به کوه بي‌بي شهربانو امين‌آباد و از شرق به کوه های سه‌پايه.

از ديد توپوگرافي، بلندي ميانگين تهران، 1300 متر و اختلاف بلندي ناگهاني ميان شهر تهران و نزديک‌ترين ستيغ کوه به آن در يک مسافت کمتر از 10 کيلومتر (ستيغ توچال، با بلندي 3933 متر) است.

 نتایج مطالعات لرزه ‌خیزی محدوده تهران از طریق ثبت دستگاهی و استفاده از اطلاعات زلزله­ های تاریخی در گستره 150 کیلومتری تهران و نیز شرایط ساختاری آن، نشان می‌دهد محدوده تهران به لحاظ لرزه­ خیزی فعال بوده و زلزله­های بزرگی تهران و اطراف را تحت تاثیر قرار داده است. تهران داراي گسل‌هاي شناخته شده مهمي است كه در زير به تعدادي از آنها اشاره مي‌شود.

گسل مشا: این گسل به عنوان یکی از مهمترین چشمه های لرزه ای در مجاورت شهر تهران در نظر گرفته می شود و با توجه به طول و خصوصیات آن توانایی تولید زمین لرزه ها شدید و مخرب را دارد. مطالعات متعددی از سوی متخصصین داخلی و تیم های خارجی بر روی گسل مشا انجام شده است. طول تقريبي آن پيرامون150 كيلومتر است، از جنوب خاوری دماوند در شرق، تا خاورگسل طالقان به سوی باختر ادامه می یابد. گسل مشا با توجه به ثبت دستگاهی، شواهد زمين‌شناسي و مطالعات دیرینه لرزه شناسی فعال است.

گسل شمال تهران: گسل شمال تهران یا به عبارت بهتر مجموعه گسلهای شمال تهران بیشترین مطالعات زمین شناسی و مباحث مرتبط با خطر زمین لرزه تهران را از دهه 50 میلادی به خود اختصاص داده است. براساس مطالعات چالنکو و همکاران (1974و75) و عباسی و همکاران (2009) به طور کلی پهنه شمالی شهر تهران تحت تاثیر دو سامانه ساختاری اصلی راستالغر و فشاری بوده و این پژوهشگران سامانه راستالغز را جوان تر و کاملاً فعال می دانند. با این وجود سازوکار فشاری در پهنه گسلی شمال تهران را نمی توان غیر فعال دانست و شواهد موفولوژیکی و استراتیگرافی حاکی از فعالیت بخشهایی از گسل با سازوکار فشاری است. (مختاری، 2018 در دست چاپ). اگر بنا به نظر چالنکو و همکاران (1975) با ساده انگاری کل پهنه شمالی تهران را محدوده تاثیر راندگی شمال تهران در نظر بگیریم، طول آن حدود 50 کیلومتر است. مطالعات انجام شده (عباسی و فربد، 2009؛ ریتز و همکاران، 2012) بخش باختری این گسل را کاملاً فعال می داند.

گسل نياوران: در دهه های گذشته این گسل با طول حدود 13 كيلومتر معرفی شد و حدوداً در يك كيلومتري جنوب گسل شمال تهران قرار دارد. گسل نیاوران مناطق 1 و 2 شهرداری تهران را متاثر نموده است و بخشی از توپوگرافی کنونی این مناطق در نتیجه فعالیت این گسل در گذشته می باشد.  برخی از متخصصین معتقد هستند که این گسل به سوی خاور تا گسل مشا ادامه می یابد و برخی آنرا شاخه ای از گسل مشا در نظر گرفته اند که با تغییر روند به داخل شهر تهران می آید و طول آن به حدود 40 کیلومتر می رسد.

گسل پارچين: این گسل به طول حدود 70 کیلومتر از حدود 8 کیلومتری شرق ایوانک تا خاور تهران ادامه دارد و آثار آن در زیر نهشته های آبرفتی جنوب تهران قابل پی گیری نیست. گسل پارچین به عنوان یکی از گزینه ها برای برخی از زمین لرز های تاریخی که موجب تخریب شهر باستانی ری شد، در نظر گرفته می شود.

گسل­هاي جنوب و شمال ري: این گسلها توسط بربریان و همکاران (1983) با توجه به عوارض مورفولوژیکی معرفی شد و سالها به عنوان یکی از سرچشمه های زمین لرزه های تاریخی جنوب تهران و گزینه ای برای زمین لرزه آینده تهران در نظر گرفته می شد. در سال 2009 سازمان زمین شناسی با انجام مطالعات، اسکارپهای این دو گسل و گسل کهریزک را غیر گسلی در نظر گرفت. لازم به ذکر است پیش از این مطالعات انجام شده ی اسکارپ کهریزک را گسلی در نظر گرفته است (دمارتنی و خالد حسامی، 1998) همچنین یکسال پس از نظر سازمان زمین شناسی در ارتباط با گسل کهریزک مطالعات پژوهشگاه زلزله شناسی مجدداً این اسکارپ را ناشی از گسلش دانست (آزادی و همکاران، 2010). مطالعات انجام شده در این سازمان بیانگر شواهد وجود گسل در محدوده های جنوبی تهران می باشد (مختاری، 1396)، بنابراین در مباحث مهم و حساسی مانند زمین لرزه تهران برای حذف گسلی از نقشه ها می بایست شواهد و مدارک کافی و قطعی وجود داشته باشد لذا این گسلها در نقشه های گسل و پهنه های گسلی منتشر شده در این سازمان وجود دارند و مطالعات بیشتر در این زمینه در حال انجام است. برای گسلهای شمال و جنوب ری براساس مطالعات بربریان و همکاران (1983) به ترتیب طول 5/16 و 5/18 در نظر گفته شد که نیاز به تصحیحات دارد و در نسخه بعدی نقشه ها معکس خواهد شد. در سال 855 ميلادي (241 ق) زمين‌لرزه‌اي در ري خانه‌هاي بسياري را ويران كرد و شمار زيادي تلفات به بار آورد. در قم و كاشان، لرزه به شدت حس شده و شايد هم قدري آسيب رسانده باشد. پس‌لرزه‌ها به مدت يك ماه ادامه داشت. زلزله ژانويه 864 ميلادي (ذيحجه 249) به ري خسارات زیادی وارد کرده، خانه‌هاي بسیاری را ويران و تلفات زیادی در بر داشته است. بازماندگان شهر را ترك كرده و در دشت‌هاي پيرامون اقامت گزيدند. با توجه به توضیحات فوق پدیده زمین لرزه در محدوده شهر تهران سابقه تاریخی داشته و در آینده نیز رخ خواهد داد بنابراین انجام اقدامات پیشگیرانه و رعایت تمهیدات لازم در این خصوص و انجام مطالعات به منظور شناسایی خصوصیات رفتاری گسلها، تدوین آیین نامه های لازم،  بررسی مقاومت ساختمانها و سایر سازه ها و سایر اقدامات لازم برای کاهش مخاطرات لرزه ای در شهر تهران از سوی سازمان های مسئول لازم است بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد

تعاريف (تخصصي و عملياتي)

گسل (Fault): شكستگي يا پهنه اي از شكستگي‌هاي مرتبط با هم كه در اثر نيروهاي تكتونيكي طرفين آن به موازات سطوح شكستگي نسبت به يكديگر جابجايي نسبي قابل اندازه گيري داشته باشند.

گسلش سطحي (Surface Fault Rupture): جابجايي يا گسيختگي گسلها که به سطح زمين می رسد که به طور معمول بویژه در کشور ایران و البرز منشا زمین لرزه دارند.

گسل فعال (Active Fault): گسلی به عنوان فعال در نظر گرفته می شود كه در هولوسن (از حدود 11,000 سال پيش تاكنون) حداقل يك یکبار فعالیت لرزه ای آن شناسایی شده باشد و یا حرکت و ثبت لرزه ای داشته باشد. گسل‌هاي بدون فعالیت در زمان هولوسن، لزوماً غيرفعال نيستند. بدست آوردن شواهد لازم جهت اثبات فعال بودن گسل در برخي موارد مشكل بوده و بايد با مطالعات کامل فعال بودن و نبودن آن اثبات شود.

پهنه گسلي (Fault Zone): به محدوده‌اي در اطراف گسل كه تحت تاثير جنبش گسل دچار خردشدگي، شكستگي و ساير اثرات گسلش مي‌باشد، گفته مي‌شود. از ديدگاه مكانيكي اين پهنه سست‌تر از اطراف آن است و در جنبش‌هاي احتمالي كه در اثر زمين‌لرزه مي‌تواند صورت بگيرد با خطر گسلش و ناپايداري بيشتري نسبت به اطراف خود روبروست.

شکل2- محدوده قرمز رنگ موقعیت پهنه گسلی در اطراف اثر سطحی گسل، در سه گروه کلی گسل کششی، فشاری و راستالغز نشان می دهد

نمونه اقدامات جهانی

در ارتباط با اقدامات انجام شده در ساير كشورها، به اختصار به دو نمونه از مطالعات انجام شده در كشورهاي نيوزلند و كاليفرنيا اشاره مي‌شود:

در اين مطالعات بعد از شناسايي گسل‌ها در محدوده مورد بررسي، با در نظرگيري باندي در اطراف اثر گسل كه براساس وسعت پهنه گسلي مشخص مي‌شود، محدوده مطالعاتي ويژه و يا محدوده‌هاي داراي ممنوعيت و يا محدوديت ساخت تعيين شده است.

كاليفرنيا

محدوده‌اي به عرض 150 متر از طرفين گسل بر روي نقشه‌هاي 1:24000 مشخص گرديده‌است و هر ملكي كه در آن قرار گيرد، مي‌بايست قبل از احداث ساختمان مطالعات مربوط به گسل را انجام دهد و در صورت عدم مشاهده گسل در ترانشه حفر شده بدين منظور و با توجه به تاييد بلامانع بودن ساخت توسط زمين‌شناس، ساخت ساختمان انجام مي‌شود و در صورت مشاهده گسل محدوديت‌هاي ساخت اعمال مي‌شود (شكل‌هاي 1و2).

شکل3-نقشه گسل‌هاي مطالعات كاليفرنيا

شکل4- نقشه حريم‌هاي گسلي تعيين شده در مطالعات كاليفرنيا

نيوزلند

شكل3 نقشه گسل‌هاي فعال كشور نيوزلند را نشان مي‌دهد. در اين مطالعات كه ظاهراً موقعيت گسل با دقت بيشتري تعيين شده‌، در اطراف اثر گسل پهنه‌هايي تعيين شده‌است (شكل‌هاي4و5). گسل‌ها براساس ماهيتشان در سه گروه well defined ، distributed و uncertain تفكيك مي‌شوند. گسل well defined، به صورت گسل متمركز و مشخص با پهنه گسلي نه چندان زياد تعريف مي‌شود. گسل distributed يا توزيع شده، به صورت گسل پخش و داراي پهنه گسلي قابل توجه تعريف شده و گسل uncertain به صورت گسل نامشخص و محتمل تعريف شده است. در مطالعات نيوزلند كمترين پهنه لحاظ شده مربوط به گسل‌هاي well defined مي‌باشد و بيشترين حريم مربط به گسل‌ distributed است. براساس آيين نامه نيوزلند در حالي كه گسل well defined تشخيص داده شود، در فاصله 20 متر از طرفين گسل محدوديت ساخت اعمال مي‌شود.

شکل 5- نقشه گسل‌هاي فعال كشور نيوزلند

شکل 6- نقشه پهنه‌هاي گسلي تهيه شده در مطالعات نيوزلند

شکل 7- نمونه‌اي از نقشه محدوديت ساخت مطالعات نيوزلند در فاصله 20 متر از طرفين گسل

خطر زمین لرزه در شهر تهران با توجه به واقع شدن در کمربند لرزه خیز البرز و سابقه تاریخی رخداد زمین لرزه های شدید در محدوده شهر باستاني ري و نواحي شمالي آن (موقعيت فعلي شهر تهران) (Amberaseyas and Melville, 1982; Berberian, 1995) همواره وجود دارد. اين بخش از البرز در گذشته داراي سابقه زمين لرزه‌هاي مخرب بوده و محدوده شهر تهران بعد از زمين لرزه مخرب سال 1177 ميلادي كه شهر باستاني ري را بطور كامل نابود كرد، شكل گرفت (Berrberian and Yeat,2001). ثبت دستگاهی زمین لرزه ها و مطالعات ژئودتیک بیانگر فعال بودن لرزه ای این پهنه می باشد. بررسي‌هاي زمين ‌شناسي مشخص نموده كه شهر تهران بر روي گسل‌هاي متعدد اصلي و فرعي بنا شده و پيرامون آنرا نيز گسل‌هاي مهمي مانند مشا و پارچين احاطه نموده است‌ كه شواهد فعاليت برخي از آنها بر پايه مطالعات زمين شناسي و ثبت دستگاهي زمين لرزه‌ وجود دارد.

موضوع فعاليت پروژه سازمان پيشگيري و مديريت بحران شهر تهران به کمک مشاوران صاحب صلاحیت و کارشناسان مربوطه اقدام به تهیه نقشه تدقيق شده موقعيت گسل‌هاي شهر تهران با استفاده از شناسايي و تفسير گسل‌ها بر روي عكس‌هاي هوايي انطباق يافته با نقشه‌هاي شهري و نيز پيمايش در راستاي گسل‌ها نمود. در اين مطالعات از مشاهده رخنمون‌هاي قابل بازديد در برش‌‌هاي طبيعي و مصنوعي، گودبرداري‌ها و بررسی عوارض ژئومورفيك استفاده شده‌است. براي استفاده عملي از اطلاعات اين نقشه در موارد شهرسازي و اعمال تمهيدات و محدوديت‌هاي لازم در ساخت، نياز به تعيين پهنه‌هاي گسلي در اطراف خطوط تدقيق شده موقعيت گسل‌ها وجود‌ دارد تا در ساخت ساختمان و سایر سازه ها فاصله مناسب از گسل و يا  محدوده‌هاي داراي خطر گسلش سطحي[1] واقع در این پهنه‌ها رعايت گردد. براي تعيين پهنه‌هاي گسلي به دليل محدوديت‌هاي اجرايي موجود در لحاظ نمودن پهنه‌هاي گسلي وسيع سعي شد، با توجه به اطلاعات بدست آمده فعلي حداقل پهنه گسلي براي گسل‌هاي شهر تهران در نظرگرفته ‌شود. بديهي است با انجام مطالعات تكميلي در اين زمينه و تهيه بانك اطلاعات گودبرداري‌هاي ساختماني شهر تهران و همچنين بررسي مطالعات قبل از ساخت ساختمان در پهنه‌هاي گسلي، اطلاعات اين نقشه دقيق‌تر خواهد شد. براساس ضوابط تهيه شده در صورت واقع شدن ملك در پهنه‌هاي گسلي مشخص شده در نقشه ها، با انجام مطالعات لازم در موقعيت ساختگاه مي‌توان گسل‌ يا گسل‌هاي موقعيت ساختگاه را شناسايي نمود و علاوه بر آن با انجام تمهيدات لازم مهندسي در ساخت از آسيب به ساختمان و تخريب در صورت رخداد گسیختگی سطحی گسل، پیشگیری نمود.



-Surface Fault rupture 1