การประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหว (seismic hazard analysis) คือ การประเมินระดับแรงสั่นสะเทือนของพื้นดินในแต่ละพื้นที่ที่มีโอกาสเกิดขึ้นในแต่ละพื้นที่ในอนาคตในรูปแบบของอัตราเร่งสูงที่สุดบนพื้นดิน โดยพิจารณาจาก 1) ตำแหน่ง รูปร่างและพฤติกรรมของแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว 2) ลักษณะการลดทอนแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวและ 3) การตอบสนองแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวในพื้นที่

ขอให้เมามันส์ไปกับแรงสั่นของแผ่นดินไหวนะครับ 😊

คำอธิบาย: ตอบคำถามต่อไปนี้โดยใช้ คำสำคัญ เป็นแนวทางประกอบในการตอบคำถาม

1) อธิบายความหมายและความแตกต่างของคำว่า ภัยพิบัติแผ่นดินไหว (seismic hazard) และ เสี่ยงภัยแผ่นดินไหว (seismic risk)

คำสำคัญ: ภัยพิบัติแผ่นดินไหว; เสี่ยงภัยแผ่นดินไหว; แรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว; ความรุนแรงแผ่นดินไหว

2) อธิบายแนวคิดและความแตกต่างระหว่างการประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวด้วยวิธีกำหนดค่า (Deterministic Seismic Hazard Analysis) และการประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวด้วยวิธีความน่าจะเป็น (Probabilistic Seismic Hazard Analysis)

คำสำคัญ: DSHA ; PSHA ; แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ (MCE); ระยะทางใกล้ที่สุดจากแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวถึงพื้นที่ศึกษา; ความน่าจะเป็นของขนาดแผ่นดินไหว ระยะทางและความไม่แน่นอนของแบบจำลองการลดทอนแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว

3) ประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวด้วยวิธีกำหนดค่า (DSHA)

คำอธิบาย: จากการประเมินแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวในพื้นที่ศึกษา พบแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว 8 แหล่งกำเนิด โดยแบ่งออกเป็นเขตกำเนิดแผ่นดินไหว (seismic source zone) (S1-S3) รอยเลื่อนตามแนวราบ (S4-S7) และภูเขาไฟซึ่งมีอัตราการเกิดแผ่นดินไหวสูง (S-8) และจากฐานข้อมูลแผ่นดินไหวที่ตรวจวัดได้จากเครื่องมือตรวจวัดแผ่นดินไหว พบว่าแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ในแต่ละแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว (MCE¹) ดังแสดงในตาราง โดยพื้นที่ศึกษามีลักษณะการลดทอนแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวตามแบบจำลองแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวในรูป 2 จงประเมินตัวแปรด้านแผ่นดินไหวที่จำเป็นต่างๆ ดังแสดงในตาราง ประเมินค่า PGA ของแต่ละแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวที่อาจส่งผลกระทบด้านแรงสั่นสะเทือนถึงพื้นที่ศึกษา และประเมิน DSHA

รูป 1 แผนที่แสดงแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวและพื้นที่ศึกษา

รูป 2 แบบจำลองการลดทอนแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวสำหรับพื้นที่ศึกษา

หมายเหตุ: 1) MCE¹ คือ แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดที่ตรวจวัดได้จากเครื่องมือตรวจวัดแผ่นดินไหว และ 2) MCE² คือ แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดซึ่งประเมินได้จากความยาวรอยเลื่อนตามตามสมการความสัมพันธ์ของ Wells และ Coppersmith (1994)

4) ประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวด้วยวิธีความน่าจะเป็น (PSHA)

คำอธิบาย: จากกราฟภัยพิบัติแผ่นดินไหว (seismic hazard curve) ของพื้นที่ศึกษาทั้ง 6 พื้นที่ ทางภาคตะวันตกของประเทศไทย ตอบคำถามต่อไปนี้

4.1) ประเมินแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว (หน่วย g) จากโอกาสเกิดแผ่นดินไหว 0.4 ครั้ง/ปี

4.2) ประเมินความถี่และคาบอุบัติซ้ำในพื้นที่ศึกษาต่างๆ มีโอกาสได้รับแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว ≥ 0.50g

4.3) ประเมินค่า PGA (หน่วย g) ที่มีโอกาส 2% POE และ 10% POE ในอีก 50 ปี

4.4) ประเมินโอกาส (หน่วย %) ในอีก 50 ปี ที่แรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว ≥ 0.40g และ 0.60g

แนวทางการตอบคำถาม

1) อธิบายความหมายและความแตกต่างของคำว่า ภัยพิบัติแผ่นดินไหว และ เสี่ยงภัยแผ่นดินไหว

ภัยพิบัติแผ่นดินไหว (seismic hazard) (Kramer, 1996) คือ ระดับแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว (ground shaking) ที่เกิดในแต่ละพื้นที่ แสดงในรูปแบบของอัตราเร่งสูงที่สุดบนพื้นดิน (peak ground acceleration, PGA) ซึ่งแตกต่างจากคำว่า เสี่ยงภัยแผ่นดินไหว (seismic risk) ซึ่งหมายถึง ระดับความเสี่ยงภัยของชีวิตและทรัพย์สมบัติของมนุษย์ ซึ่งเป็นผลการประเมินร่วมกันระหว่างภัยพิบัติแผ่นดินไหวและมูลค่าทรัพย์สินต่างๆ ของมนุษย์ในแต่ละพื้นที่ ดังนั้นพื้นที่ภัยพิบัติแผ่นดินไหวสูงจึงอาจไม่เป็นพื้นที่เสี่ยงภัยรุนแรง เช่น 1) แหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวที่มีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวสูงมากแต่ตั้งอยู่กลางป่า แปลความว่า ภัยพิบัติแผ่นดินไหวสูงแต่เสี่ยงภัยต่ำ เนื่องจากหากเกิดแผ่นดินไหวอาจมีแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวสูง แต่เนื่องจากอยู่กลางป่าจึงไม่มีสิ่งมีค่าหรือมนุษย์อาศัยอยู่ หรือ 2) แหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวที่มีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวต่ำแต่ตั้งอยู่กลางกรุงเทพมหานคร แปลความว่า มีภัยพิบัติแผ่นดินไหวต่ำแต่เสี่ยงภัยสูง เพราะถึงแม้ว่าแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวดังกล่าวอาจสร้างแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวต่ำแต่ก็อาจสร้างความรุนแรงแผ่นดินไหวได้มาก เนื่องจากกรุงเทพมหานครมีทรัพย์สินที่มีมูลค่าสูง

คำสำคัญ: ภัยพิบัติแผ่นดินไหว; เสี่ยงภัยแผ่นดินไหว; แรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว; ความรุนแรงแผ่นดินไหว

2) อธิบายแนวคิดและความแตกต่างระหว่างการประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวด้วยวิธีกำหนดค่า (Deterministic Seismic Hazard Analysis) และการประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวด้วยวิธีความน่าจะเป็น (Probabilistic Seismic Hazard Analysis)

การประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวด้วยวิธีกำหนดค่า (Deterministic Seismic Hazard Analysis, DSHA) (Hull และคณะ, 2003) เป็นแนวคิดการประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวสูงที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ (worst-case scenario) โดยพิจารณาจาก 1) แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ (MCE) และ 2) เกิดใกล้พื้นที่ศึกษามากที่สุดเท่าที่สามารถเกิดขึ้นได้ ซึ่งแนวคิดดังกล่าวเป็นที่ยอมรับในการประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวในพื้นที่ซึ่งมีความสำคัญ เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เขื่อน โดยผลการประเมินมักจะแสดงแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวสูง ซึ่งสัมพันธ์กับการใช้งบประมาณสูงในการก่อสร้างเพื่อให้ต้านทานแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว

การประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวด้วยวิธีความน่าจะเป็น (Probabilistic Seismic Hazard Analysis, PSHA) (Cornell, 1968) เป็นการประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวโดยใช้แนวคิดของโอกาสหรือความน่าจะเป็นที่จะเกิดขึ้นช่วยในการประเมินผล เช่น 1) ความน่าจะเป็นที่จะเกิดแผ่นดินไหวในแต่ละขนาด 2) ความน่าจะเป็นของระยะทางจากแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวถึงพื้นที่ศึกษาและ 3) ความน่าจะเป็นจากความไม่แน่นอนของการลดทอนแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว โดยแนวคิดดังกล่าวนิยมประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวสำหรับสิ่งปลูกสร้างทั่วไป

คำสำคัญ: DSHA ; PSHA ; แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ (MCE); ระยะทางใกล้ที่สุดจากแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวถึงพื้นที่ศึกษา; ความน่าจะเป็นของขนาดแผ่นดินไหว ระยะทางและความไม่แน่นอนของแบบจำลองการลดทอนแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว

3) ประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวด้วยวิธีกำหนดค่า (DSHA)

คำอธิบาย: จากการประเมินแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวในพื้นที่ศึกษา พบแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว 8 แหล่งกำเนิด โดยแบ่งออกเป็นเขตกำเนิดแผ่นดินไหว (seismic source zone) (S1-S3) รอยเลื่อนตามแนวราบ (S4-S7) และภูเขาไฟซึ่งมีอัตราการเกิดแผ่นดินไหวสูง (S-8) และจากฐานข้อมูลแผ่นดินไหวที่ตรวจวัดได้จากเครื่องมือตรวจวัดแผ่นดินไหว พบว่าแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ในแต่ละแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว (MCE¹) ดังแสดงในตาราง โดยพื้นที่ศึกษามีลักษณะการลดทอนแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวตามแบบจำลองแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวในรูป 2 จงประเมินตัวแปรด้านแผ่นดินไหวที่จำเป็นต่างๆ ดังแสดงในตาราง ประเมินค่า PGA ของแต่ละแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวที่อาจส่งผลกระทบด้านแรงสั่นสะเทือนถึงพื้นที่ศึกษา และประเมิน DSHA

1) ตรวจวัดความยาวรอยเลื่อนและระยะทางที่ใกล้ที่สุดระหว่างแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวถึงพื้นที่ศึกษา โดยปรับเทียบกับมาตราส่วน 50 กิโลเมตร ดังแสดงในแผนที่ (รูป 1)

2) ในกรณีของรอยเลื่อนตามแนวราบ ประเมิน MCE² จากสมการความสัมพันธ์ของ Wells และ Coppersmith (1994) โดย M_w = 5.16+(1.12xlog(SRL)) กำหนดให้ SRL คือ ความยาวรอยเลื่อน

รูป 1 แผนที่แสดงแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวและพื้นที่ศึกษา

รูป 2 แบบจำลองการลดทอนแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวสำหรับพื้นที่ศึกษา

3) ประเมินค่า PGA (หน่วย g) จากแบบจำลองการลดทอนแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวในรูป 2 โดยในกรณีของเขตกำเนิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟ (S1-S3 และ S8) พิจารณาแผ่นดินไหวที่ขนาด MCE¹ ในขณะที่รอยเลื่อนพิจารณาแผ่นดินไหวที่ขนาด MCE²

4) ประเมิน DSHA จากค่า PGA สูงที่สุด โดยจากตารางบ่งชี้ว่าแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว S3 สามารถสร้างภัยพิบัติแผ่นดินไหวต่อพื้นที่ศึกษาสูงที่สุด (PGA = 0.14)

หมายเหตุ: 1) MCE¹ คือ แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดที่ตรวจวัดได้จากเครื่องมือตรวจวัดแผ่นดินไหว และ 2) MCE² คือ แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดซึ่งประเมินได้จากความยาวรอยเลื่อนตามตามสมการความสัมพันธ์ของ Wells และ Coppersmith (1994)

4) ประเมินภัยพิบัติแผ่นดินไหวด้วยวิธีความน่าจะเป็น (PSHA)

คำอธิบาย: จากกราฟภัยพิบัติแผ่นดินไหว (seismic hazard curve) ของพื้นที่ศึกษาทั้ง 6 พื้นที่ ทางภาคตะวันตกของประเทศไทย ตอบคำถามต่อไปนี้

กราฟภัยพิบัติแผ่นดินไหว (seismic hazard curve) จากการประเมิน PSHA ในพื้นที่ศึกษา 6 พื้นที่ ทางภาคตะวันตกของประเทศไทย

4.1) ประเมินแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว (หน่วย g) จากโอกาสเกิดแผ่นดินไหว 0.4 ครั้ง/ปี

4.2) ประเมินความถี่และคาบอุบัติซ้ำในพื้นที่ศึกษาต่างๆ มีโอกาสได้รับแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว ≥ 0.50g

4.3) ประเมินค่า PGA (หน่วย g) ที่มีโอกาส 2% POE และ 10% POE ในอีก 50 ปี

4.4) ประเมินโอกาส (หน่วย %) ในอีก 50 ปี ที่แรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว ≥ 0.40g และ 0.60g

ค้นคว้าเพิ่มเติม

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth