Seismische Mikrozonierung von Bukarest - eine GIS-gestützte statistische Analyse der Erdbebengefährdung [online]

KURZFASSUNG

Nach dem Starkbeben vom 4.März 1977 konnten in der rumänischen
Hauptstadt Bukarest deutliche Variationen hinsichtlich der
seismischen Intensitäten beobachtet werden.
Verantwortlich für diese lokalen Unterschiede sind unter anderem
Standorteffekte, die von den Eigenschaften des oberflächennahen
geologischen Untergrundes abhängen. Das Ziel der vorliegenden
Arbeit ist die Quantifizierung des Einflusses, den die
heterogenen Quartäreinheiten auf die Bodenerschütterungen in
Bukarest ausüben.
Dazu werden zunächst die Untergrundverhältnisse im Arbeitsgebiet
detailliert erkundet. Auf Basis vorhandener geotechnischer
Bohrdaten wird mit einem Geo-Informationssystem (GIS)ein
digitales Untergrundmodell erstellt, das räumliche Informationen
über die Teufen und Mächtigkeiten der oben genannten
geologischen Einheiten enthält.
Diesen Einheiten werden Scherwellengeschwindigkeiten zugeordnet.
Anschließend erfolgt die flächenhafte Berechnung
schadensrelevanter Standortparameter mit dem GIS (mittlere
Scherwellengeschwindigkeit, Eigenperioden des Untergrundes und
spektrale Verstärkungen).
Das Untergrundmodell ist auch Grundlage für die numerische
... mehrModellierung von spektralen Verstärkungen und
Bodenerschütterungen. Auf Basis eindimensionaler linearer
Analysen wird der Einfluss der Quartäreinheiten auf die
spektrale Verstärkung und Bodenerschütterung an Rasterpunkten
quantifiziert. Durch Anwendung geeigneter
Interpolationsalgorithmen können diese Parameter flächenhaft
ermittelt und dargestellt werden.
Mit bi-und multivariaten statistischen Analysen wird der Grad
der räumlichen Übereinstimmung zwischen den
Untergrundeigenschaften und den ermittelten Standortparametern
quantifiziert. Die ermittelten statistischen Beziehungen
ermöglichen eine flächenhafte Berechnung der spektralen
Verstärkungen und Bodenerschütterungen aus den
Untergrundeigenschaften. Die Prognosen werden anhand der
seismischen Intensitäten des 1977er Bebens (SANDI & VASILE,
1982) verifiziert.
Die Analysen zeigen,dass besonders die Mächtigkeiten der
unkonsolidierten anthropogenen Auffüllungen und der holozänen
Lösssedimente einen signifikanten Einfluss auf die Verstärkungen
und Bodenerschütterungen haben.

ABSTRACT

After the strong earthquake of March 4th 1977 varying seismic
intensities could be observed in the municipal area of
Bucharest/Romania. Within some hundreds of meters the degree of
building damage changed considerably.The hypocentral distance
was about 150 km so that lateral variations in ground motion
were mainly caused by local site-effects.
These depend on the geometric and dynamic properties of shallow
Quaternary units.
The first step was the preparation of a digital underground
model. Thus, available underground data of downtown Bucharest
were collected and stored in a database.This data was imported
into a GIS.The spot-information was converted into spatial
raster maps (grids)by suitable interpolation algorithms. Every
cell of the grids contains geographical coordinates,attribute
values of depth and thickness of geological layers as well as
information about seismic intensities of the 1977 earthquake
(SANDI & VASILE, 1982).
Cell-by-cell correlation analyses of geological and
seismological data shows that the thickness of shallow sand and
gravel layers has a noticeable influence on seismic intensities.
Next,a numerical analysis of site effects was performed by use
of a ground response analysis software. The result is a spatial
quantification of different amplification and shake parameters.
The spatial distribution of the above mentioned parameters is
closely correlated with the thickness of anthropogenic backfill
and unconsolidated Holocene loessoid sediments.
The result of this project is a microzoning of the work area
according to spectral amplification and shake parameters which
have a strong influence on building damage. Hence, microzoning
is an important tool for the estimation of seismic risk.
The method developed in this project is based on available
underground data so that it does not depend on expensive
instrumentation.