Kredit:CC0 Public Domain
Forskare vid Oregon State University har utvecklat en beräkningsmodell för att förutsäga motståndskraften hos lokala och regionala infrastrukturnätverk och återhämtningstiden för drabbade samhällen efter en massiv jordbävning och tsunami i Cascadia Subduction Zone.
Arbetet är viktigt, konstaterar forskarna, eftersom vissa studier förutspår en sannolikhet på 7 % till 11 % för ett stort skalv – ett "brist med full marginal" – som inträffar under de kommande 50 åren längs offshoreförkastningen, som sträcker sig från British Columbia till norra Kalifornien.
Den nya forskningen, ledd av College of Engineering doktorand Dylan Sanderson, involverade transportnätverk men modellen är utformad som ett ramverk för användning i andra typer av nätverk också, såsom vatten- och elnät. Studien fokuserade på 18 samhällen längs Oregons kust, från Astoria-Warrenton till Brookings.
"Vårt arbete tittar på anslutningsmöjligheterna för Oregon-samhällen efter "den riktigt stora" och hur lång tid det kan ta transportnätverket att återhämta sig från skadorna på grund av en jordbävning av magnituden 9 och tsunamin, säger medförfattaren Dan Cox, professor i civil- och byggnadsteknik vid Oregon State. "Vi tittar på anslutning ur två perspektiv:ett lokalt index relaterat till att ta sig runt inom ett samhälle, och ett regionalt index relaterat till att gå från samhället till andra platser. Vi visar att utan regionala hänsyn kan återhämtningstiden vara allvarligt underförutspådd."
Resultaten av studien publicerades i Journal of Infrastructure Systems .
"Vårt arbete pågår fortfarande, så vi har inte tagit våra resultat till gemenskaperna än, men vi planerar att träffa dem som ett nästa steg," sa Cox.
Cascadia-subduktionszonen var platsen för en jordbävning med en uppskattningsvis magnitud 9 år 1700 och bygger upp stress där Juan de Fuca-plattan glider under den nordamerikanska plattan.
Jordbävningens magnitud mäts på en logaritmisk skala från 1 till 10 – varje heltal representerar en 10-faldig ökning av uppmätt amplitud och en 31-faldig ökning av frigjord energi.
Den största registrerade jordbävningen var en 1960-templor i Chile som mätte 9,5. Skalvet 2011 som ledde till betydande skador och radioaktivt utsläpp vid kärnkraftverket Fukushima i Japan uppmättes till 9,0.
Sanderson, Cox, Andre Barbosa från College of Engineering och John Bolte från College of Agricultural Sciences analyserade de 18 Oregon-samhällena individuellt och tillsammans som ett regionalt nätverk som sträcker sig cirka 60 miles österut, med hänsyn till faktorer som jordbävningsskakningar, tsunamiöversvämning djup och närhet både till flygplatser och till anläggningar för underhåll av motorvägar och broar.
"När vi väl etablerade de regionala och lokala anslutningsindexen undersökte vi nätverksstatus i flera skalor," sa Sanderson. "I vissa fall sker regional återhämtning snabbare än lokal återhämtning, som North Bend och Coos Bay, medan den lokala återhämtningen i andra samhällen, som Toledo, är snabbare än den regionala."
För vissa samhällen, som Rockaway Beach och Lincoln City, förutspås de regionala och lokala återhämtningarna ske i ungefär samma takt, tillade han.
"Genom att jämföra våra resultat med annat arbete där det regionala nätverket inte övervägdes, visade sig tiden att återhämta sig för en enskild gemenskap vara fyra gånger längre än tidigare uppskattat," sa Sanderson.
Samhällen med snabb regional återhämtning hade tillgång till vägar som identifierades som högre prioritet för restaurering och även tillgång till vägar i områden med mindre riskintensitetsåtgärder, sa forskarna. Samhällen som snabbt återhämtade sig lokalt gjorde det på grund av deras tillgång till underhållsanläggningar.
"Vi visade att det hjälpte vissa samhällen att lägga till ytterligare underhållsanläggningar, men andra såg liten eller ingen förbättring av den lokala återhämtningstiden," sa Sanderson. "Gemenskaper som är mer lantliga såg förbättringar i tid för att återhämta sig när ytterligare en underhållsanläggning lades till i regionen, men samhällen närmare storstadsområdena upplevde endast minimala förbättringar."
Studien belyser några av skillnaderna i återhämtningshastigheten för kustsamhällen efter stora katastrofer och visar att det krävs mer arbete för att lösa dessa problem, sa författarna.
"På kort sikt kan ramverket användas för att stödja beslutsfattande av olika statliga eller federala myndigheter, både på lokal och regional skala, särskilt när man studerar effekterna av olika policyer för att förbättra samhällets motståndskraft," sa Barbosa. + Utforska vidare
