סכנה סייסמית

סכנה סיסמית (באנגלית: Seismic Hazard) היא ההסתברות שתאוצת קרקע מרמה מסוימת ומעלה, כתוצאה מרעידת אדמה, תתרחש באתר נתון, בתוך פרק זמן נתון[2].
נתוני הסכנה הסייסמית, דהיינו נתוני תאוצות הקרקע המקסימלית הצפויות באתרים השונים בעת רעידת אדמה בגודל נתון, משמשים בעיקר לקביעת תקנים לבנייה עמידה כנגד רעידות אדמה[3](ראו להלן).
הסכנה הסייסמית
[עריכת קוד מקור | עריכה]כאמור לעיל, הסכנה סיסמית היא ההסתברות שתאוצת קרקע מסוימת, כתוצאה מרעידת אדמה, תתרחש באתר נתון, בתוך פרק זמן נתון. במדינות המערב, לרבות בקליפורניה[א], מקובל, שהסכנה הסייסמית שכנגדה מתכוננים היא תאוצת הקרקע שההסתברות להתרחשותה לפחות פעם אחת ב-50 שנה היא 10%[4][5]. קרי; כתוצאה מרעידת אדמה שזמן המחזור הוודאי שלה הוא 500 שנה. על כן, גם התקן הישראלי לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה מתבסס על תאוצות קרקע (מקסימליות) שיתרחשו בכל אתר במדינה, ברעידת אדמה העונה להגדרה זו, ואשר מוקדה הפוטנציאלי הוא בנקודה הקרובה ביותר האפשרית לאתר. המקור העיקרי, אם לא היחיד, לרעידות אדמה הרסניות באזורנו הוא הבקע הסורי אפריקאי/בקע ים המלח וגם "העתק יגוּר" המהווה סעיף שלו, ואשר משתרע לאורך עמק יזרעאל בואכה מפרץ חיפה וממשיך אל תוך הים התיכון. על פי חישובים גאו-סטטיסטיים המתבססים על נתונים היסטוריים של רעידות אדמה באזור ארץ ישראל, גודל או מגניטודת רעידת האדמה העונה להגדרה המוזכרת בתחילת פרק זה הוא כ־6.3 בסולם ריכטר[6]. על כן, הסכנה הסייסמית בכל אתר ואתר במדינה, מוגדרת כהסתברות לתאוצת הקרקע המקסימלית שתתרחש באתר מרעידת אדמה בגודל זה במקום הקרוב ביותר לאתר בבקע הסורי אפריקאי או בהעתק היגוּר ובתקופה של 50 שנה. הדרך לחשב את תאוצת הקרקע המקסימלית (להלן: Peak Ground Accellaration :PGA) היא באמצעות משוואת ניחות של תאוצות קרקע, המקובלת בכל העולם[7]. אלא שמשוואה שכזו תקפה רק בהנחה שהאתר ממוקם על סלע אם צפוף(אנ') שאינו גורם כלל להגברת תאוצות הקרקע באתר. על כן, ה־PGA הצפויה באתר לפי משוואה זו היא סטנדרטית, וכדי להגיע למסקנה בדבר ה־PGA האמיתית שצפויה באתר יש לחשב או למדוד (תלוי בנסיבות) את ההגברה הצפויה של תאוצות הקרקע באתר[ב].
משוואת ניחות מקובלת שעל פיה מקובל לחשב את ה-PGA הצפוי בכל ישוב במדינה היא:
[8].
כאשר: AR היא תאוצת הקרקע המקסימלית במרחק R קילומטרים מהמוקד, ו-M היא מגניטודת רעידת האדמה בסולם ריכטר. משוואת ניחות זו תקפה אך ורק לרעידות אדמה הגדולות ממגניטודה 6 בסולם ריכטר. לדוגמה: אם נניח שבעיר מסוימת המרוחקת כ־70 קילומטר ממוקד אפשרי בבקע ים המלח/הירדן, מתקבלת על פי משוואה זו PGA של 0.1g (כלומר 1 מ' לשנייה בריבוע) ועל פי החישובים או המדידות הגאולוגיות/הנדסיות, מקדם ההגברה בעיר הוא 10, אזי בעיר הזו תאוצת הקרקע המקסימלית שצפויה ברעידת אדמה בגודל של כ־6.3 בסולם ריכטר, שמוקדה במקום הקרוב ביותר האפשרי לעיר היא 1g (פי 10 מהתאוצה הסטנדרטית הצפויה, היינו כ־10 מ' לשנייה בריבוע) - תאוצת קרקע הרסנית ביותר. כלומר, הסכנה הסייסמית בעיר זו בהסתברות של 10% לתקופה של 50 שנה היא 1g.
בהקשר זה של סכנה סייסמית, קיימת בציבוריות הישראלית אמירה, שאחת ל-100 שנים בממוצע, מתרחשת רעידת אדמה הרסנית באזור ארץ ישראל[9]. ההסבר לכך הוא, שראשית מדובר בממוצע גס מאד; כי למשל, מבט על 500 השנים האחרונות, מציג 4 רעידות אדמה הרסניות באזור, בשנים: 1927[10], 1837[11], 1759[12], והרביעית בשנת 1546[13]. בנוסף, מאמר מדעי משנת 1983 מציג עקומת שכיחות של רעידות אדמה בעמק הירדן, שבה, על פי המחקר, רעידת אדמה בגודל +M=6 מתרחשת לפחות אחת ל-100 שנים[14][ג].
ערכי תאוצות הקרקע המקסימלית בישראל והתקן לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה
[עריכת קוד מקור | עריכה]ערכים אלה מחושבים לגבי כל ישוב במדינה, ומהווים חלק בלתי נפרד מתקן 413 לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה[15]. ערכים אלה מפורסמים בתקן, המהווה חוק[16][ד], המחייב את המהנדסים והיזמים, לבנות את המבנים כך שיעמדו נגד תאוצות הקרקע המקסימליות המפורסמות בתקן. התקן מתייחס לשלושה סוגים של מבנים על פי רגישויותיהם המבניות ו/או פוטנציאל הנזק הסביבתי שבהם[17]: א. מבנים רגילים (לרבות מבני מגורים) שחייבים להיבנות על פי תאוצת הקרקע המקסימלית הצפויה באתרם ברעידת אדמה שההסתברות להתרחשותה לפחות פעם אחת ב-50 שנה היא 10% (רעידת אדמה שזמן החזרה התאורטי שלה הוא 475 שנים)[ה]; ב. מבנים מיוחדים שחייבים להיבנות על פי תאוצת הקרקע המקסימלית הצפויה באתרם ברעידת אדמה שההסתברות להתרחשותה לפחות פעם אחת ב-50 שנה היא 5% (רע"א שזמן החזרה התאורטי שלה הוא 975 שנים)[ו]; ג. מבנים מיוחדים ורגישים במיוחד שחייבים להיבנות על פי תאוצת הקרקע המקסימלית הצפויה באתרם ברעידת אדמה שההסתברות להתרחשותה לפחות פעם אחת ב-50 שנה היא 2% (רע"א שזמן החזרה התאורטי שלה הוא 2475 שנים)[ז][ח].
סיווגים ב ו-ג המוזכרים בפסקה הקודמת מתייחסים למתחמים/מתקנים בסיכון גבוה, הנקבעים על ידי הרגולטור, כגון: תעשיות כימיה, גז ודלק, מתקנים צבאיים, סכרים, תעשייה המשתמשת בחומרים נפיצים, רעלנים, רדיואקטיביים, ומתקנים נוספים המהווים סיכון לאוכלוסייה ולסביבה, וקובעים דרישות ואמות מידה מחמירות יותר מאשר למתקנים בסיכון "רגיל" (סיווג א בפסקה הנ"ל)[18].
בעולם
[עריכת קוד מקור | עריכה]

בארצות הברית קיימות מפות הדומות למפות שקיימות בישראל עבור התקן לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה, ואשר הוזכרו והוצגו בקישורים שבביאורים בפרק הקודם. קיימת אף מפה "עולמית"[19][י] לעניין זה (ראו גם פריט רלוונטי בפרק "קישורים חיצוניים" להלן):
המפה עבור רעידת האדמה ההיפוטית במגניטודה 7.1 (מימין) היא אמנם מפת עוצמות סייסמיות, אך קיים מתאם בין העוצמה הסייסמית שנצפתה באתר לבין תאוצות הקרקע המקסימלית שהתרחשה בו[20][י"א]. על כן ניתן להתייחס למפה זו כאל מפת תאוצות קרקע מקסימליות. מפת תאוצות הקרקע המקסימליות החזויות של ארצות הברית (משמאל) שיתרחשו בהסתברות של 2% לפחות פעם אחת ב-50 שנה, היא עבור מבנים מיוחדים ורגישים במיוחד, שהוראת החוק היא לבנות אותם כך שיעמדו בתאוצות קרקע של רעידת אדמה גדולה במיוחד[25].

מפות סכנה סייסמית אינטראקטיביות מיוחדות הקיימות בישראל
[עריכת קוד מקור | עריכה]
באתר המכון הגיאולוגי לישראל קיים פרק שנקרא מפות סיכוני רעידות אדמה[26][י"ג]. בפרק זה מוצגות מפות שניתן למצוא כמותן גם במדינות רבות אחרות בעולם המערבי. ביניהם: מפות העתקים פעילים, מפות אזורי סכנות לגלישת מדרונות, סכנות להתנזלות ולהצפה מצונמי וסכנות להגברות שָתִית חריגות[י"ד].
מייחד את המפות בפרק זה, משאר המפות המוצגות במדינות השונות, הן המפות האינטראקטיביות שלהלן:
בפרקים הללו, מוצגות מפות אינטראקטיביות של אזורים ואתרים שצפויה בהם תגובת אתר סייסמית. המעיין במפה יכול להתמקד באזור/אתר כלשהו, ו"להקליק עליו, ואז לקבל ב"חלון" נפרד את עקומת התאוצה הספקטראלית של אותו אתר, על רקע עקומת התקן לבנייה עמידה בפני רעידת אדמה. ככל שעקומת התאוצה הספקטראלית של האתר היא מעל לעקומת התקן, הרי שבתחום התדרים שבהם עקומת האתר היא מעל לעקומת התקן, אזי מבנה באתר זה, אף שבנוי על פי התקינה, יסבול מנזקים חריגים. מובאת בזאת משמאל, עקומת תאוצה ספקטראלית היפותטית, על רקע עקומת תאוצת התקן, שממחישה הסבר זה.
רכיבים אינטראקטיביים קיימים גם בחלק מהמפות האחרות:
- במפת הרגישות להַגְבָּרוֹת בתאוצת הקרקע, הקלקה על אזור כלשהו, פותחת חלונית עם נתון הגברה/ללא הגברה, וכשההגברה הצפויה היא כתוצאה מיחידת סלע בלתי צפופה המונחת על יחידת סלע צפופה, הדבר מצוין בחלונית; כך גם כשההגברה מוגברת במיוחד עקב היות האזור בתוך אגן צר; במקרים שאין הגברה כי האזור "יושב" על סלע צפוף, הדבר מצוין בחלונית[29].
- במפת הסכנות להתנזלות, "הקלקה" על אזור רלוונטי במפה, פותחת חלונית עם נתון על עומק מי התהום שם, וסוג הסלע בתת-הקרקע (בדרך כלל חול)[30][ט"ו].
- במפת סכנה להצפה מצונמי, הקלקה על האזור המסוכן, פותח חלונית עם שם האזור, וציון שהמקום מוגדר ככזה בהתחשב באפשרות הגרועה ביותר[31].
בכל המפות קיימת אפשרות להתמקד (Zoom in) באזור/באתר הרצוי.
סיכון סייסמי
[עריכת קוד מקור | עריכה]הקוראים מופנים לאזהרה בראש ערך זה, שאין לבלבל את הסכנה הסייסמית עם סיכון סייסמי (Seismic risk). אודות סיכון סייסמי ראו בקישור זה.
ראו גם
[עריכת קוד מקור | עריכה]קישורים חיצוניים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- התוכנית העולמית להערכת סיכונים סיסמיים
- פרויקט מחקר סיכוני תשתית באוניברסיטת קולומביה הבריטית, ונקובר, קנדה
ביאורים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- ^ קליפורניה מהווה דוגמה לכל העולם בכל הקשור להיערכותה כנגד רעידות אדמה.
- ^ הגברה של תאוצות הקרקע באתר עלולה להתרחש בדר"כ ובעיקר עקב הרכב מסוים של תצורות הסלע במקום. הגברה כזו קרויה תגובת אתר סייסמית.
- ^ לצפייה בעקומת השכיחות ראו, כאן בעמ' 83 - יש לגלגל למטה.
- ^ בחוק התכנון והבניה בסעיף 70א מופיעה הגדרה לתקן לעמידות מבנים בפני רעידות אדמה - הרי הוא ת"י 413.
- ^ לצפייה במפה הרלוונטית לקבוצה זו, ראו כאן.
- ^ לצפייה במפה הרלוונטית לקבוצה זו, ראו כאן.
- ^ לצפייה במפה הרלוונטית לקבוצה זו, ראו כאן.
- ^ קיים יחס הפוך, בין ההסתברות להתרחשות תאוצת קרקע נתונה מרע"א בגודל נתון, לבין עוצמת התאוצה הזו. ככל שההסתברות להתרחשות רע"א קטנה יותר (מדובר ברע"א גדולה יותר) ואז תאוצת הקרקע המקסימלית הצפויה בה, גדולה יותר.
- ^ העתק רודג'רס קריק הוא למעשה ההמשך הצפוני של העתק הייוורד. לצפייה במפת ההעתקים הללו, ראו כאן.
- ^ הרפרנס למפה זו הוא: Johnson, K., et al., 2023. Global Earthquake Model (GEM) Seismic Hazard Map (version 2023.1 - June 2023). ניתן להוריד אותה בקישור שצמוד לביאור זה.
- ^ הידע אודות מיתאם זה אף שופר מאד מאז באמצעות ידע אמפירי שהצטבר באזורים השונים בעולם, עד כדי ניסוח משוואות אמפיריות שמציגות את המתאם לכל אזור סייסמי בנפרד[21][22][23][24].
- ^ "עקומת האתר" היא מעל ל"עקומת התקן" בתחום שבין זמני המחזור 1.75 שניות ל-3.1 שניות. התדר הרלוונטי הוא המנה מ-1 חלקי זמן המחזור.
- ^ למעשה מדובר במפות סכנה מרעידות אדמה ולא מפות סיכונים, מכיוון שמדובר בהן בהסתברויות, בין אם ידועות ובין אם לאו, להתרחשות אירועים ממקור סייסמי. אפילו בכתובת ה-URL של הפרק, מופיע המונח Hazard ולא Risk.
- ^ שתית על פי מונחי האקדמיה ללשון העברית היא קרקע שמתחת לקרקע העלית, ובדר"כ הכוונה לסלע שמתחת לאדמה/חול וכיוצא בזה שמכסות את יחידת הסלע העליונה של הקרום באתר.
- ^ הסכנה להתנזלות תלויה בסוג הסלע (צריך להיות גרגרי/גרנולרי) ועומק רדוד של מי התהום המציפים את המרווח בין הגרגרים המרכיבים את הסלע, אשר מופרדים כתוצאה מרעידת הסלע.
הערות שוליים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- ^ The GSHAP Global Seismic Hazard Map, USGS
- ^ Tesfamariam, S., Goda, K., 2013 (Eds.). Handbook of Seismic Risk Analysis and Management of Civil Infrastructure Systems. Woodhead & Elsevier (from now on Tesfamariam & Goda, 2013), p. 307
- ^ Klar, A., Meirova, T., Zaslavsky, Y., and Shapira , A., 2011, Spectral Acceleration Maps for Use in SI 413 Amendment No. 5, The Geophysical Institute of Israel and The Technion – Israel Institute of Technology - The National Building Research Institute: Appendix A
- ^ Petersen, M.D., et al., Peak ground acceleration with a 10% probability of exceedance in 50 years., U.S.G.S., 2018
- ^ תקינה לתכן מבנים בעלי סיכון גבוה לסביבה ולאוכלוסייה לרעידת אדמה - סקר ספרות יולי 2015 עמ' 31, באתר המשרד לאיכות הסביבה
- ^ Ari Ben-Menahem, 1991, Four thousand years of seismicity along the Dead Sea Rift, JGR - Sold Earth 96: pp. 20195-20216
- ^ עמוס שירן וחבריו, 2021, אנליזה הסתברותית להערכת הסיכון הסיסמי (PSHA (המבוססת על משוואת ניחות פיסיקלית הניתנת להתאמה לתנאים המקומיים בישראל, באתר משרד הבינוי והשיכון וועדת ההיגוי הבין-משרדית להיערכות לרעידות אדמה.
- ^ Joyner, W., B., Boor, D., M., 1988, Measurment, Characterization, and Prediction of Strong Ground Motion. pp. 16-18., Proceedings of Earthquake Engineering & Soil Dynamics II GT Div/ASCE, Park City, Utah.
- ^ אטילה שומפלבי ואלכסנדרה לוקש, "רעידת אדמה הרסנית בארץ בכל 100 שנה, האחרונה ב-1927", באתר ynet, 3 בנובמבר 2019
- ^ Avni, R., et al., 2002, Erroneous Interpretation of Historical Documents Related to the Epicenter of the 1927 Jericho Earthquake in the Holy Land, Journal of Seismology 6: pp. 469-476
- ^ Ambraseys, N.N., 1997. The Earthquake of 1 January 1837 in Southern Lebanon and Northern Israel. Annali di Geofisica XL, 923–935
- ^ N. N. Ambraseys, Muawia Barazangi, The 1759 Earthquake in the Bekaa Valley: Implications for Earthquake Hazard Assessment in the Eastern Mediterranean Region, JGR - Solid Earth 94: pp. 4007-4013
- ^ N. Ambraseys, Iaakov Karcz, 2007., The earthquake of 1546 in the Holy Landz, Terra Nova 4: pp. 254 - 263
- ^ Shapira, A., 1983, [https://www-sciencedirect-com.bengurionu.idm.oclc.org/science/article/pii/0040195183902603 Potential Earthquake Risk Estimations by Application of a Simulation Process], Tectonophysics 95: p. 83
- ^ ת"י 413, תכן עמידות מבנים ברעידות אדמה: כללים כלליים - עומסים סייסמיים ודרישות תכן לבניינים, באתר מתי - מכון התקנים הישראלי
- ^ עמידות מבנים ברעידות אדמה - כולל קישור לאתר מכון התקנים הישראלי, באתר ממשלת ישראל מינהל התכנון
- ^ Klar, A., Meirova, T., Zaslavsky, Y., and Shapira , A., 2011, Spectral Acceleration Maps for Use in SI 413 Amendment No. 5, The Geophysical Institute of Israel and The Technion – Israel Institute of Technology - The National Building Research Institute: 74p.
- ^ תקינה לתכן מבנים בעלי סיכון גבוה לסביבה ולאוכלוסייה לרעידת אדמה - סקר ספרות יולי 2015 עמ' 4, באתר המשרד לאיכות הסביבה.
- ^ Global Seismic Hazard Map, GEM: Global Earthquake Model, 2023
- ^ Gutenberg, B. & Richter, C. F., Earthquake Magnitude, Intensity, Energy, and Acceleration, Bulletin of the Seismological Society of America 32, 1942, עמ' p. 171
- ^ J. R. Murphy & L. J. O'Brien, The Correlation of Peak ground Acceleration Amplitude with Seismic Intensity and other Physical Parameters, Bulletin of the Seismological Society of America. 67, 1977: pp. 877–915
- ^ Relationships Between Peak Ground Acceleration, Peak Ground Velocity, and Modified Mercalli Intensity in California, U.S.G.S.
- ^ Y. M. Wu, et al., 2003, Relationship between Peak Ground Acceleration, Peak Ground Velocity, and Intensity in Taiwan, Bulletin of the Seismological Society of America: 93 p.p. 386-396.
- ^ M., Trifunac & A., G., Brady. 1975, On the Correlation of Seismic Intensity Scale with the Peaks of Recorded Strong Ground Motion, Bulletin of the Seismological Society of America : 65: pp. 139-162
- ^ Petersen, M.D., Harmsen, S.C., Jaiswal, K., Rukstales, K.S., Luco, N., Haller, K.M., Mueller, C.S., and Shumway, A.M., 2018, Peak ground acceleration with a 2% probability of exceedance in 50 years: U.S. Geological Survey data release
- ^ מפות סיכוני רעידות אדמה, באתר המכון הגיאולוגי לישראל
- ^ מיפוי ברזולוציה גבוהה של סיכוני רעידות אדמה, באתר המכון הגיאולוגי לישראל, 05.09.2022
- ^ מפות סיכונים אינטראקטיביות, באתר המכון הגיאולוגי לישראל, 20.06.2021
- ^ Ground Condition Amplification, המכון הגיאולוגי לישראל, 20.06.2021
- ^ Liquefaction Susceptibility, המכון הגיאולוגי לישראל, 20.06.2021
- ^ Tsunami exposure, המכון הגיאולוגי לישראל, 20.06.2021