A szeizmikus kockázat-térkép létrehozása

A III.3. fejezetben ismertetett kutatás második fő célja egy speciális földrengés-kockázati térkép létrehozása volt. Egy terület kockázati értékelése során a földrengés-veszélyeztetettségen kívül — ami egy adott terület szeizmikus adottságaiból következik — a vizs-gált területen található építmények, létesítmények jellegét, állapotát is figyelembe kell venni. A kockázati térkép készítése során a III.3 fejezet bevezetőjében bemutatott képlet veszélyeztetettségi adatait a szintetikus akcelerogramokból előállított spektrális gyorsulásgörbék (SA 5 %) szolgáltat-ták, a képlet sérülékenységi részét pedig a következő egyenlet felhasználásával állapítottam meg [Csák et al. 1981]:

n

T =0.1× (III.2)

ahol T az épület sajátperiódusa s-ban, n az épület szintszáma.

A képlet szerint az épületben található szintek száma kapcsolatba hozható az épület sajátperiódus-idejével. A III.22. ábrán bemutatott rácshálózat minden pontjában képeztem a szintetikus akcelerogramok spektrális gyorsulásgörbéit. Ezen görbék közül egyet mutat be a III.24. ábra. A görbék lefutása a hely függvénye, a III.25. ábra egyes kiválasztott pontok esetében mutatja be a görbék alakját.

III.24. ábra. Debrecen egy adott pontjára vonatkozó szintetikus transzverzális akcelerogramból képzett spektrális gyor-sulásgörbe, feltüntetve a különböző szintszámú épületek sajátperiódus-időit is.

Az adott helyekre jellemző spektrális gyorsulásgörbék felhasználásával elkészítettem a különböző szintszámú épületekhez tartozó relatív spektrális gyorsulások teljes városra vonatkozó rasztertérképeit, amelyeket 9 különböző épületszintszám (1-9) esetére hoztam létre. Egy adott épületszintszám esetén a relatív spektrális gyorsulások rasztertérképe a következőképpen készült:

I. A rácsháló minden pontjába megrajzoltam az SA 5 % görbéket;

II. Minden SA görbéről leolvastam az adott szintszámú épülethez tartozó sajátperiódusnak megfelelő gyorsulásértéket;

III. A végső érték, amit a relatív spektrális gyorsulások rasztertérképén ábrázoltam a II. pont-ban leolvasott értéknek az adott rácsponthoz tartozó spektrális gyorsulásgörbe maximu-mához viszonyított %-os értéke.

Ezzel a módszerrel elkészítettem Debrecen teljes területére minden egyes (1-9) szintszámú épület sajátperiódus-idejéhez tartozóan a relatív spektrális gyorsulások rasztertérképeit. A III.27. ábra 3.

sorában látható a földszintes, az ötemeletes és a nyolcemeletes épületekre vonatkozó (ezek rendre 0.1, 0.6 s és 0.9 sajátperiódus-idővel jellemezhetők) rasztertérképek.

A földrengés-kockázati térkép elkészítésének következő lépéseként létrehoztam Debrecen épületszintszám térképét. Az épületszintszámok megállapításánál a következő munkamódszert választottam. Debrecenről készült légifotókat tájékoztam, majd interpretáltam. Az interpretáció során felhasználtam még az M = 1:10 000-es topográfiai térképek jelkulcsában megadott emelet-szám-ábrázolásokat is. A várost ábrázoló légifotók (1 m-es felbontású) és topográfiai térképek alapján elkülönítettem a város eltérő területhasznosítású, és lakóövezeti kategóriájú részeit, majd ezekhez az ott található épületek alapján azonos épületszintszámokat rendeltem. Ha szükséges volt még az azonos területhasznosításon belül is elkülönítettem kisebb területeket, például sportlétesít-ménynél a sportpályákat leválasztottam az épületektől, lakótelepeknél a zöldfelületeket a házaktól, gyáraknál a magas kéményeket az alacsonyabb épületektől stb.. A következő M = 1:10 000 méret-arányú topográfiai térképeket használtam fel az épületmagasságok, lakóövezetek térképezéséhez Debrecenben: 64-213, 64-214, 64-231, 64-232, 64-233, 64-234. Debrecen egy részletét mutatja be légifotón a III.26. ábra. Az ábrán látható, hogy milyen lakóövezeti kategóriákat különböztettem meg ugyanazon a területen. A munka eredményeképpen előállt Debrecen különböző épületszintszámú területeit bemutató térképe, amely a III.27. ábra felső sorában látható.

A különböző szintszámú épületeket tartalmazó városrészeket bemutató rasztertérkép és a különböző épületszintszámokhoz (sajátperiódus-időkhöz) tartozó relatív spektrális gyorsulások rasztertérképeinek felhasználásával a III.27. ábrán bemutatott logikai lépések során készítettem el a város földrengés-kockázati térképét. A rasztertérképek közötti műveletvégzéshez újra az ArcView Spatial Analyst szoftver nyújtotta térinformatikai lehetőségeket használtam fel. A földrengés-kockázati térkép készítésének logikai lépései a következők voltak:

I. Az épületszintszám térképből létrehoztam minden egyes épületszintszámra vonatko-zóan egy-egy térképet, amelyek csak az adott azonos épületszintszámmal rendelkező városrészeket tartalmazták (ezek közül három látható a III.27. ábra 2. sorában).

II. Ezekkel a térképekkel kimetszettem a nekik megfelelő városrészeket a relativ spektrális gyorsulástérképekből (mindegyikkel a neki megfelelő sajátperiódus-időhöz tartozót: például a város háromemeletes területeivel kivágtam a spektrális gyorsulások 0.4 s sajátperiódus-időhöz tartozó értékeiből képzett rasztertérképet).

Így keletkeztek a „hiányos” relatív spektrális gyorsulástérképek (III.27. ábra 4. sorá-nak térképei).

III. Majd az így keletkezett „hiányos” relatív spektrális gyorsulástérképeket összerakva újra előállt Debrecen teljes területére egy speciális relatív spektrális gyorsulástérkép, amely egy–egy városrészre vonatkozólag az ottani épületszintszámnak megfelelő periódusidőhöz tartozó arányértéket tartalmazza (III.27. ábra 5. sora).

IV. Majd ezt megszoroztam a maximális spektrális gyorsulástérképpel, amelyet Debre-cen teljes területére készítettem el (III.27. ábra 6. sora), és ezen művelet végeredmé-nyeképpen nyertem Debrecen speciális földrengés-kockázati térképét (legalsó kina-gyított ábra).

A kockázattérkép lépéseinek térinformatikai műveletekkel történő megvalósításáról a C. Függelék-ben számolok be.

Az eredmény kockázattérkép skálája, csak egy relatív, az épületkárok mértékét egymáshoz képest bemutató skála. Mivel részben a spektrális gyorsulásértékekből készült a térkép, így a skála nem alkalmas arra, hogy a város adott pontjára megmutassa az oda várható maximális talajgyorsu-lás-értékeket. Léteznek olyan földrengés-kockázati térképek, amelyeken a károkat gazdasági mérő-számokban fejezik ki. Az ilyen térképek létrehozásához különféle szakértőkből álló szakembercso-port közös munkájára van szükség.

Az általam előállított speciális földrengés-kockázati térkép azt mutatja, hogy a város, egy — az általam feltételezett földrengés kipattanásakor — legjobban károsodó része kb. 1.5 km-re délke-letre található a történelmi városközponttól, azonban közepesnél erősebb károkat szenvedhetne el a

városnak nemcsak a Hosszúpályi településhez közel eső déli része, de a belváros, vagy egyes észa-ki épületek — pl. nagyerdei szállodák — is.

Feltétlenül meg kell jegyezni azt, hogy az itt leírtakban bemutatott földrengés-kockázati tér-kép egy igen speciális jellemzőjét használta fel az épület-sérülékenységnek, és nem vett figyelembe számos más az épület-sérülékenységben fontos szerepet játszó tényezőt, mint amilyen például az épület szerkezeti típusa, építési módja, anyag stb.

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

0.00

0.01 0.10 1.00 10.00

III.25. ábra. Debrecen területére kiszámított szintetikus szeizmogramok spektrális gyorsulásgörbéi.

III.26. ábra. Balra légifotó, jobbra területhasználati és lakóövezeti beosztás légifotók és M = 1:10 000 méretarányú topográfiai térképek alapján (részlet Debrecenből).

Lakóövezet

III.27. ábra. A debreceni speciális földrengés-kockázattérkép létrehozásának logikai lépései.