Seismic hazard assessment and development of earthquake catastrophe model based on geological data and tectonic geomorphology
Authors: Δεληγιαννάκης Γεώργιος 
Published: October 2021

Οι παραδοσιακές μέθοδοι εκτίμησης σεισμικού κινδύνου βασίζονται σε σεισμικούς καταλόγους για τον υπολογισμό της ετήσιας πιθανότητας υπέρβασης καθορισμένων μεγεθών εδαφικών κινήσεων, κάτι που συνεπάγεται σημαντικούς περιορισμούς λόγω της αβεβαιότητας και της ελλειπούς πληρότητας των καταλόγων. Οι νέες μέθοδοι εκτίμησης σεισμικού κινδύνου βασίζονται στην ανάλυση ενεργών ρηγμάτων για τον καθορισμό σεισμικών πηγών, επιτυγχάνοντας την αντιμετώπιση των περιορισμών των καταλόγων, καθώς επίσης και υψηλή χωρική ανάλυση στην εκτίμηση του σεισμικού κινδύνου. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται στην Ελλάδα και παρέχει για πρώτη φορά χάρτες σεισμικού κινδύνου υψηλής χωρικής ανάλυσης με βάση τα ενεργά ρήγματα για την περιοχή της Αττικής. Επιπροσθέτως, στην παρούσα διατριβή αναπτύσσεται για πρώτη φορά μοντέλο καταστροφικού σεισμού με βάση τα ενεργά ρήγματα, στην Αττική, η οποία είναι η πιο πυκνοκατοικημένη περιοχής της Ελλάδας.Σε πρώτο στάδιο, αναπτύχθηκε βάση δεδομένων ενεργών ρηγμάτων με 24 συνολικά ρήγματα, στην οποία συμπεριλαμβάνονται πληροφορίες για χαρακτηριστικά των ρηγμάτων, όπως αναμενόμενο μέγεθος (Mw 6.1 – Mw 6.7), μήκη και ρυθμοί ολίσθησης ρηγμάτων (0.1 mm/y – 2.3 mm/y). Η βάση αποτελείται από χερσαία και υποθαλάσσια ρήγματα, τα οποία βρίσκονται εντός της Περιφέρειας Αττικής, ή σε τέτοια απόσταση από τα όριά της, ώστε σε περίπτωση ενεργοποίησής τους να προκαλέσουν ζημιές εντός της Περιφέρειας. Οι πληροφορίες για τα χαρακτηριστικά των ρηγμάτων βασίζονται στην χρήση τεκτονικής γεωμορφολογίας και γεωλογικών δεδομένων. Πολλαπλά τοπογραφικά προφίλ ευρείας ζώνης (swath profiles) τόσο παράλληλα όσο και κάθετα προς το ρήγμα, σε συνδυασμό με μορφομετρικούς δείκτες όπως ο Ενισχυμένος Δείκτης Εγκάρσιας Υψομετρίας (THi*), o Δείκτης Ασυμμετρίας (Af) και ο Δείκτης Λόγου Πλάτους Κοιλάδας προς το Ύψος Κοιλάδας (Vf), χρησιμοποιήθηκαν για την επιβεβαίωση της τεκτονικής ενεργότητας σε κάθε περιοχή. Λεπτομερή τοπογραφικά προφίλ κάθετα στους κρημνούς των ρηγμάτων, γεωλογικές τομές, παλαιοσεισμικές μέθοδοι και φωτογραμμετρικές μέθοδοι (Δομή από Κίνηση – Structure from Motion) χρησιμοποιήθηκαν για την ποσοτικοποίηση του ρυθμού ολίσθησης των ρηγμάτων και των αναμενόμενων μεγεθών. Ο χαμηλός μέσος όρος ρυθμού ολίσθησης (0.35 mm/y) συνεπάγεται μεγάλες περιόδους επαναδραστηριοποίησης των ρηγμάτων στην περιοχή της Αττικής και αναδεικνύει την σημασία της χρήσης γεωλογικών δεδομένων στην εκτίμηση σεισμικού κινδύνου.Τέσσερεις χάρτες σεισμικού κινδύνου με βάση ενεργά ρήγματα δημιουργήθηκαν για την περιοχή της Αττικής, ένας για κάθε μια από τις εντάσεις VII – X της κλίμακας Modified Mercalli (MM). Κάθε ένας από τους χάρτες αυτούς απεικονίζει σε κάθε σημείο του την επαναληψιμότητα της εκάστοτε έντασης. Οι χάρτες αυτοί είναι υψηλής χωρικής ανάλυσης, διότι λαμβάνουν υπόψη την επιφανειακή γεωλογία. Η μεγαλύτερη επαναληψιμότητα της έντασης VII (151-156 φορές σε περίοδο 15 χιλιάδων ετών, ή περίοδος επαναφοράς έως 96 έτη) παρατηρείται στις κεντρικές περιοχές του Λεκανοπεδίου Αττικής. H μέγιστη επαναληψιμότητα της έντασης VIII (115 φορές σε περίοδο 15 χιλιάδων ετών, ή περίοδος επαναφοράς έως 130 έτη) παρατηρείται στο δυτικό τμήμα της Αττικής, ενώ οι μέγιστες τιμές επαναληψιμότητας για τις εντάσεις IX (73-77 φορές σε περίοδο 15 χιλιάδων ετών, ή περίοδος επαναφοράς έως 195 έτη) και Χ (25-29 φορές, ή περίοδος επαναφοράς έως 517 έτη) παρατηρούνται κοντά στην Νότια Ρηξιγενή Ζώνη των Αλκυονίδων.Τέλος, στην παρούσα διατριβή αναπτύχθηκε μέθοδος για τον υπολογισμό των απαιτήσεων αποζημιώσεων προς την ασφαλιστική αγορά, με την χρήση των χαρτών σεισμικού κινδύνου της Αττικής βάσει ενεργών ρηγμάτων. Η μέθοδος αυτή προσφέρει τον υπολογισμό των αναμενόμενων ζημιών λόγω σεισμού σε επιθυμητές περιόδους επαναφοράς. Επιπροσθέτως, αναπτύχθηκε μοντέλο καταστροφικού σεισμού, το οποίο υπολογίζει τις κεφαλαιακές απαιτήσεις φερεγγυότητας των ασφαλιστικών επιχειρήσεων με βάση την Ευρωπαϊκή Οδηγία Solvency II. Το μοντέλο αυτό αποτελείται από επιμέρους ενότητες (modules) που σχετίζονται με την εκτίμηση κινδύνου με βάση τα ενεργά ρήγματα, την τρωτότητα των κατασκευών, την έκθεση στον κίνδυνο και τον υπολογισμό του αναμενόμενου κόστους.