آنلاین‌بودن تنها 50 دستگاه شتابنگارکشور/لزوم رفتارنگاری شریان‌های حیاتی و گسل‌ها با تجهیزبه‌روز

 زمین‌لرزه پدیده‌ای طبیعی است که به لرزش واقعی زمین بر اثر آزاد شدن انرژی‌های درونی ذخیره شده در پوسته جامد زمین اطلاق می‌شود. زمین‌لرزه یک پدیده جهانی است، به گونه‌ای که بر اساس برآوردهای انجام شده به طور متوسط در جهان هر سال 20 زلزله با بزرگای بیش از 7 ، 200 زلزله با بزرگای بین 6 تا 6.9 و 2 هزار زلزله با بزرگای 5 تا 5.9 به ثبت می‌رسد.

بر این اساس از اوایل سده بیستم از سوی محققان اقدام به شناخت علمی این پدیده و کاهش آثار جانی آن شد که این تلاش‌ها منجر به پیدایش علم "مهندسی زلزله" با هدف کاهش خطرات ناشی از زمین‌لرزه شد. دستگاه‌های شتابنگار در این راستا طراحی و کاربردی شد. این دستگاه‌ها در نزدیکی گسل‌های فعال و سازه‌های مهم نصب می‌شود تا شتاب‌های حاصل از زمین‌لرزه‌ها را ثبت کند.

از آنجایی که ایران بر روی کمربند لرزه خیز آلپ-هیمالیا قرار دارد، همواره تحت تاثیر این پدیده طبیعی است؛ از این رو از دهه 1350 اقدام به راه‌اندازی شبکه شتابنگاری در کشور شد که به گفته مهندس فرزانگان، رییس شبکه شتاب‌نگاری تاکنون هزار دستگاه در این شبکه نصب شده است که از این تعداد 50 دستگاه آنلاین و مابقی به صورت آفلاین اطلاعات مورد نیاز را استخراج می‌کنند.

این محقق با بیان اینکه عمر این شبکه 25 ساله است، بر ضرورت به‌روز رسانی این شبکه تاکید دارد ضمن آنکه یادآور می‌شود علاوه بر بررسی وضعیت گسل‌های کشور لازم است سازه‌های مهم و شریان‌های حیاتی کشور مانند نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها به دستگاه‌های شتابنگار مجهز شوند.

به گفته وی، نیاز کشور به 3 هزار دستگاه آنلاین شتابنگاری است.

بهره‌هایی که از دستگاه شتابنگار می‌توانیم ببریم

اسماعیل فرزانگان در گفت‌وگو با خبرنگار ایسنا، مهمترین ابزار برای ثبت و مطالعه زمین‌لرزه‌ها را شبکه‌های لرزه‌نگاری و شتابنگاری دانست و افزود: بدون داشتن یک شبکه لرزه‌نگاری و شتاب‌نگاری متراکم، امکان مطالعه زمین‌لرزه‌ها فراهم نخواهد شد؛ از این رو هر گونه اقدامی در جهت مطالعه زمین‌لرزه‌ها و طرح‌های پیشگیرانه در برابر زلزله متکی به شبکه‌های لرزه‌نگاری و شتاب‌نگاری است.

وی با تاکید بر اینکه در  ایران گسل‌های لرزه‌زا و مهمی وجود دارد، اظهار کرد: اصلی‌ترین گام برای بررسی این گسل‌ها به غیر از مطالعات زمین‌شناسی، مطالعات لرزه‌نگاری و شتابنگاری است که باید با تعداد زیادی دستگاه ‌رفتار لرزه‌ای این گسل‌ها بررسی شود.

به گفته وی، با استفاده از دستگاه‌های لرزه‌نگاری و شتاب‌نگاری، خرد لرزه‌ها  (زمین‌لرزه‌های کوچک) که در طول گسل‌ها در مدت زمان طولانی رخ می‌دهد، مورد بررسی قرار می‌گیرد تا در صورتی که تغییری در روند لرزه‌خیزی هر گسل مشاهده شد، نتیجه بگیریم که گسل فعال شده است یا خیر.

فرزانگان، با بیان اینکه اظهار نظر درباره فعال بودن گسلی تنها با داده‌های چندین زمین‌لرزه روش علمی نیست و نمی‌تواند مورد استناد قرار گیرد، ادامه داد: در حال حاضر شبکه شتابنگاری کشور عمری بالغ بر 25 سال دارد، یعنی 25 سال از عمر این دستگاه‌ها می‌گذرد، ضمن آنکه این دستگاه‌ها برخط نیستند و داده‌های آن‌ها به صورت آفلاین کنترل می‌شود.

رییس شبکه شتابنگاری کشور خاطر نشان کرد: این در حالی است که اگر بتوانیم در شهرهای بزرگ و کوچک و همچنین در روستاها ایستگاه‌های شتابنگاری برخط داشته باشیم، در هنگام رویداد زمین‌لرزه قادر خواهیم بود با سرعت بیشتری اطلاعات را از شتاب زمین‌لرزه از هر ایستگاه به دست آوریم.

وی با اشاره به اهمیت برخط بودن دستگاه‌های شتابنگاری، یادآور شد: پارامتر اصلی در تخریب ساختمان‌ها در هنگام رویداد زمین‌لرزه،‌ شتاب ناشی از رویداد آن است که توسط دستگاه‌های شتاب‌نگار ثبت می‌شود.

فرزانگان اضافه کرد: به عنوان مثال اگر زمین‌لرزه‌ای رخ دهد که ایستگاه‌های شتاب‌نگاری بزرگای آن را 7 اعلام کند، احساس عموم مردم این است که این زمین‌لرزه مخرب است، ولی اگر عمق  این رویداد در 100 کیلومتری ژرفای زمین رخ دهد، ممکن است هیچ تخریبی بر سطح زمین نداشته باشد؛ حال اگر شتاب همین زلزله بر اساس داده‌های دستگاه شتاب‌نگار در نزدیک‌ترین فاصله به کانون زمین‌لرزه، عدد بالایی باشد، حتما احتمال خرابی ناشی از این زلزله می‌رود.

رییس شبکه شتابنگاری کشور ادامه داد: در صورتی که از مجموعه‌ای از دستگاه‌های شتابنگاری در یک شهر و یا در یک ناحیه همزمان با رویداد زمین‌لرزه بزرگ باشد و بتوانیم داده‌ها را به مرکز مدیریت بحران منتقل کنیم، قادر هستیم بفهمیم که کدام بخش از ناحیه و یا شهر بر اثر این زلزله بیشترین شتاب را تحمل کرده و احتمالا بیشترین خسارت به آن وارد شده است.

به گفته وی، بر اساس این اطلاعات نیروهای امدادی که تعداد آنها هم محدود است، به مناطقی اعزام خواهند شد که بیشترین میزان خسارت به آن وارد شده است.

فرزانگان افزود: بر این اساس پیشنهاد می‌کنیم شهرهای بزرگی مانند تهران، مشهد، کرمان، کرج و قزوین و همه شهرهایی که بین 800 هزار تا یک میلیون نفر جمعیت دارند و در منطقه با خطر نسبی زیاد و بسیار زیاد قرار دارند، باید دارای شبکه‌ای از دستگاه‌های شتاب‌نگار باشند.

رییس شبکه شتابنگار خاطرنشان کرد: دستگاه‌های شتابنگار در نقاط مختلف کشور نصب خواهند شد و داده‌های آنها به صورت آنلاین به مراکز مدیریت بحران ارسال خواهد شد.

لزوم مطالعات رفتارنگاری شریان‌های حیاتی کشور

فرزانگان با تاکید بر لزوم توجه به مطالعات رفتارنگاری لرزه‌ای شریان‌های حیاتی کشور در زمان زلزله، گفت: پل‌های بزرگ، خطوط انتقال نفت و گاز، نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها هر کدام از آنها در هنگام رویداد زلزله در صورتی که تخریب شوند، می‌توانند خسارات زیادی را به بار بیاورند؛ از این رو حتما باید مجهز به دستگاه‌های شتابنگار شوند تا با استفاده از این دستگاه‌ها رفتار لرزه‌ای آنها مورد بررسی قرار گیرد و داده‌های آنها به ثبت برسد.

وی با تاکید بر اینکه این شریان‌های حیاتی باید آمادگی لازم را داشته باشند تا در زمان رویدادها و زمین‌لرزه‌های بزرگ از مدار خارج شوند، یادآور شد: علاوه بر آن ساختمان‌های بلند نیز باید به این سیستم‌ها مجهز شوند. در برخی از کشورهایی که از لحاظ مهندسی زلزله پیشرفته هستند مانند ژاپن، تایوان و آمریکا ساختمان‌هایی که دارای طبقات زیادی هستند، اجبارا مجهز به دستگاه‌های شتابنگار شدند.

فرزانگان، دلیل این امر را بررسی رفتار این سازه‌ها در زمان رخدادهای لرزه‌ای ذکر کرد و گفت: این داده‌ها می‌تواند در طرح‌های مقاوم‌سازی و ساخت و سازهای مشابه موثر باشد.

رییس شبکه شتابنگاری با بیان اینکه در حال حاضر شریان‌های حیاتی کشور به صورت سیستماتیک به دستگاه‌های شتابنگاری مجهز نیستند، افزود: اینکه بگوییم برنامه‌ای وجود دارد که این شریان‌های حیاتی مجهز به شبکه شتابنگاری مجهز شوند،‌ نداریم؛ ولی به صورت پراکنده در برخی از این سازه‌های مهم دستگاه شتابنگار وجود دارد.

وی در عین حال با تاکید بر اینکه در این زمینه برنامه‌هایی برای تجهیز پل‌ها به این دستگاه‌ها در دستور کار قرار دارد، ولی تاکنون به مرحله اجرا درنیامده است، اظهار کرد: هر ایستگاه‌  شتابنگار فارغ از اینکه در چه منطقه‌ای و با چه هدفی نصب شده است، به تنهایی می‌تواند یک ایستگاه ثبت کننده باشد که شتاب زمین‌لرزه را ثبت می‌کند و می‌تواند بانک اطلاعات زمین‌لرزه‌های کشور را غنی‌تر کند.

فرزانگان ادامه داد: این امر مستلزم آن است که عزم ملی در این زمینه باشد. بودجه‌ای که برای ایجاد و توسعه شبکه‌های شتابنگاری و لرزه‌نگاری صرف می‌شود، بودجه‌ای نیست که به هدر برود؛ بلکه این دستگاه‌ها برای این نسل و نسل‌های آتی کار برد دارد. همانطور که شبکه‌ شتابنگاری  موجود نیز از ابتدای دهه 50 شمسی تاسیس شده است و ما هنوز در برخی از پروژه‌ها از اطلاعات مربوط به سال‌های گذشته استفاده می‌کنیم.

این محقق حوزه زمین‌لرزه با تاکید بر اینکه داده‌های مربوط به زمین‌لرزه‌ها، تاریخ مصرف ندارند، تاکید کرد: یک شبکه شتابنگاری و لرزه‌نگاری مدرن و برخط برای نسل‌های آتی به عنوان سرمایه علمی تلقی می‌شود؛ جدا از فوایدی که در زمان رخدادهای لرزه‌ای دارند.

به گفته وی، با داشتن شبکه‌های شتابنگاری و لرزه‌نگاری اطلاعات دقیقی از زمین‌لرزه‌ها به دست آمده است.

اهمیت دستگاه‌های شتابنگار آنلاین

رییس شبکه شتابنگاری در خصوص تعداد دستگاه‌های آنلاین شتابنگاری در کشور، توضیح داد: همه ایستگاه‌های لرزه‌نگاری باید آنلاین باشد، ولی در مورد ایستگاه‌های شتاب‌نگاری فعلی باید گفته شود که تعداد ایستگاه‌های شتاب‌نگاری آنلاین کشور بسیار کمتر از ایستگاه‌های آفلاین است.

وی با بیان اینکه در گذشته ضرورت آنلاین بودن ایستگاه‌های شتاب‌نگاری احساس نمی‌شد و ارتباطات اینترنتی گسترده نشده بود، افزود: در حال حاضر بستر اینترنت در سراسر کشور فراهم است و بر همین بستر می‌توانیم حتی در دورترین روستاهای کشور ایستگاه‌های آنلاین راه‌اندازی کنیم.

فرزانگان تاکید کرد: اگر بتوانیم دستگاه‌های جدید را جایگزین دستگاه‌های فعلی کنیم، می‌توانیم به  اطلاعات دقیق دسترسی داشته باشیم؛ ضمن آنکه می‌توانیم به شبکه‌ لرزه‌نگاری کمک کنیم؛ چراکه اطلاعات ایستگاه شتاب‌نگاری تکمیل کننده داده‌های شبکه لرزه‌نگاری در زمینه تدقیق رومرکز و بزرگای  زمین‌لرزه‌ها است.

به گفته این محقق، در صورت آنلاین بودن دستگاه‌های شتابنگاری خط ارتباطی میان ایستگاه‌های شتابنگاری و لرزه‌نگاری برقرار خواهد شد و همزمان با دریافت اطلاعات زمین‌لرزه‌ می‌توانند رومرکز زمین‌لرزه و حتی بزرگای آن را به صورت دقیق‌تری برآورد کنند.

وی با اشاره به اهمیت دستگاه‌های شتابنگاری، توضیح داد: دستگاه‌های شتابنگار زلزله در نزدیکی کانون زمین‌لرزه از کار نمی‌افتند؛ ولی اگر زلزله بزرگی مانند زلزله سرپل ذهاب رخ دهد، ایستگاه‌های لرزه‌نگاری نزدیک به کانون زلزله به دلیل حرکت شدید زمین از کار می‌افتند و داده‌های کافی در اختیار نداریم.

فرزانگان تاکید کرد: این در حالی است که ایستگاه‌های شتابنگاری این مزیت را دارند که حتی در کانون زمین‌لرزه هم که باشند، اطلاعات دقیقی از زمین‌لرزه را ثبت می‌کنند.

وی با بیان اینکه کشورهایی مانند ژاپن، تایوان، آمریکا و مکزیک در زمینه شتابنگاری بسیار پیشرفت کردند، افزود: ترکیه همزمان با ما فعالیت در حوزه شتابنگاری خود را آغاز کرد، ولی اکثر دستگاه‌های آنها جدید و آنلاین است و درخواست من از مسوولان این حوزه آن است که یاری کنند تا دستگاه‌های شتابنگاری کشور بازسازی شوند، توسعه یابند و در عین حال اطلاعات آن به صورت برخط در اختیار مراکز مهم قرار گیرند.

به گفته رییس شبکه شتابنگار کشور از کل دستگاه‌های شتابنگار (هزار دستگاه) موجود در شبکه شتابنگاری کشور تنها 50 ایستگاه آنلاین هستند.

ضرورت توسعه GPS در رصد زمین‌لرزه‌های کشور

رییس شبکه شتابنگاری کشور، متولی شبکه GPS‌ کشور را سازمان نقشه‌برداری دانست و گفت: برای اندازه‌گیری جا به‌جایی خیلی اندک زمین باید شبکه دایمی GPS در سراسر کشور فعال شود.

فرزانگان ادامه داد: با استفاده از این داده‌ها می‌توان جا به‌جایی گسل‌ها و میزان جا به‌جایی پوسته در سطح کشور را اندازه‌گیری کرد.

به گفته وی در حال حاضر ایستگاه‌های GPS در کشور راه‌اندازی شده، ولی همانطور که تعدادی شبکه‌های لرزه‌نگاری و شتابنگاری در کشور داریم که تعداد آنها کافی نیست، تعداد ایستگاه‌های GPS نیز به اندازه کافی نیست.

پراکندگی ایستگاه‌های شتابنگاری در کشور

فرزانگان با تاکید بر اینکه توزیع شبکه‌های شتابنگاری بر اساس شرایط لرزه‌خیزی نواحی مختلف کشور بوده است، گفت: بر اساس مطالعاتی که در زمینه زمین‌لرزه‌های تاریخی و سده بیستم، گسل‌های فعال و لرزه‌زا و همچنین شرایط جمعیتی و اقتصادی صورت گرفته، اقدام به نصب دستگاه‌های شتابنگار شده است.

وی ادامه داد: به شهری مانند تهران به دلیل لرزه‌خیزی بالا و تمرکز جمعیت توجه بیشتری شده است، ولی به طور کلی دستگاه‌های شتابنگاری در سراسر کشور به گونه‌ای نصب شده است که بتوانیم همه رویدادهای لرزه‌ای که قابل حس توسط دستگاه‌های شتابنگاری است را به ثبت برسانیم.

رییس شبکه شتاب‌نگاری با تاکید بر ضرورت تجهیز ساختمان‌های بلند، آرایه‌های درون چاهی برای ‌مطالعه رفتار خاک، پل‌ها و تمام شریان‌ها به دستگاه‌های شتاب‌نگاری، گفت: در حال حاضر هزار دستگاه شتابنگار در کشور نصب شده است و حداقل نیاز کشور نصب 3 هزار دستگاه‌ آنلاین شتابنگار است.

تعریف محققان کشور از دستگاه‌های جدید شتاب‌ نگاری

این محقق با تاکید بر اینکه  دستگاه‌های شتابنگار همگی از دو قسمت اصلی تشکیل شده‌اند که شامل "سنسور"ها و "رقومی ساز" یا "دیجیتایزر" است، گفت: هر دستگاه شتابنگار دارای سه سنسور عمود بر هم هستند که جنبش زمین را در سه جهت (دو جهت افقی و یک جهت قائم) ثبت می‌کنند.

وی ادامه داد: بخش دیگری از دستگاه‌های شتابنگار "دیجیتایزر" یا "رقومی‌ساز" است که داده‌های حاصل از عملکرد سنسورها را تبدیل به عدد کرده و در حافظه دستگاه ذخیره می‌کند. این اطلاعات ذخیره شده می‌تواند به صورت برخط و یا غیر بر خط تخلیه و به سرور مرکزی شبکه منتقل شوند.

فرزانگان با بیان این‌که این دستگاه‌ها بر روی زمین نصب می‌شوند،‌ افزود: در حال حاضر یک دستگاه شتابنگار در فرمانداری "ملارد" نصب شده تا داده‌ها به صورت آنلاین دریافت شود، ضمن آنکه از 6 ایستگاه شتابنگاری که در مشهد نصب شده است، یکی از ایستگاه‌ها که در اداره مسکن و شهرسازی این شهر قرار دارد، به اینترنت متصل شد تا اطلاعات را به صورت برخط دریافت کنیم.

به گفته وی، این دستگاه‌های نصب شده دستگاه‌های موجودی هستند که نسبت به سایر دستگاه‌ها قدری جدیدترند، ولی 10 سال از عمر آنها می‌گذرد.

وی به وضعیت تجهیز کلانشهر تهران به دستگاه‌های شتابنگاری اشاره کرد و گفت: در شهر تهران 20 دستگاه آنلاین و در استان تهران 80 دستگاه نصب شده است که از این تعداد در استان 10 دستگاه برخط و مابقی آفلاین هستند.

فرزانگان در پاسخ به این سوال که شهر تهران به چند دستگاه شتاب‌نگار نیاز دارد، گفت: به عنوان مثال در شهر استانبول که حتی از تهران کوچکتر است، حدود 200 دستگاه شتاب‌نگار نصب شده است و در مقایسه 20 دستگاه نصب شده در تهران متوجه نیازهای این شهر می‌شویم.

وی با بیان اینکه در شهر دماوند و روستای مشاء دستگاه‌های برخط شتابنگاری نصب شده است، گفت: این روستا نزدیک گسل مشا است که برای ما اهمیت زیادی دارد.

به گفته وی، در فیروزکوه دستگاه برخط، همچنین در روستای "وانا" در جاده هراز و در "گزنک" نیز دستگاه‌های شتابنگاری نصب شده است.

این مقام مسوول،  دستگاه‌های جدید و آنلاین شتابنگار را سرمایه‌های کشور در زمینه مدیریت بحران توصیف کرد و ادامه داد: با استفاده از این دستگاه‌ها می‌توان اطلاعات مربوط به زمین‌لرزه‌ها را دریافت، تجزیه و تحلیل و ارزیابی کرد تا بتوان محل دقیق بیشترین خسارات وارد شده را تعیین کرد، نه اینکه تا چند ساعت درگیر این موضوع باشیم که کدام شهر متحمل بیشترین خسارات شده است و در نهایت زمان طلایی (Golden Time) امدادرسانی را از دست بدهیم.

تشخیص زمین‌لرزه‌های ناشی از انفجار یا زلزله

رییس شبکه شتابنگاری کشور با تاکید بر اینکه دستگاه‌های شتابنگار قادر به ثبت جنبش نیرومند زمین ناشی از رویدادهای مختلف هستند، ادامه داد: این رکوردها می‌تواند ناشی از انفجار، زلزله و حتی ناشی از ضربه باشد، ولی متخصصان این حوزه می‌توانند با تجزیه و تحلیل رکوردهای ثبت شده، زلزله‌های ناشی از زمین‌لرزه طبیعی و یا انفجار را تشخیص دهند.

وی با تاکید بر اینکه رکوردهای ناشی از انفجار با رکوردهای ناشی از زلزله متفاوت است، خاطر نشان کرد: یکی از روش‌های تشخیص انفجارات اتمی مطالعه داده‌های دستگاه‌های لرزه‌نگار است و به راحتی می‌توان منشا زمین‌لرزه‌ها را تشخیص داد.