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394 Abb.5.38:Risikokurven für Hochwasser, Erdbeben und Sturm für Köln unter Berücksichtigung der Schäden an Gebäuden und in den Bereichen Privathaushalte, Handel und Industrie (Grünthal et al., 2004). Risk curves of the hazards due to windstorms, floods and earthquakes for the city of Cologne considering losses at buildings and in the sectors private housing, commerce and industry (Grünthal et al., 2004). dem eine mittlere Wiederholungsperiode T von 200 Jahren entspricht, keine Rolle. Für Laien unerwartet, dominieren für mittlere Wiederholungsperioden T von 200 Jahren und größer die Erdbeben das Risikopotential durch Naturgefahren. Zumindest scheint das Erdbebenrisiko für derartige Werte von T etwa gleich groß ausgebildet zu sein wie für Hochwasser. Die Studie zeigte, dass Multirisikoabschätzungen für städtische Räume, die große Bereiche von Eintreffenswahrscheinlichkeiten überdecken, möglich sind. Die vorgelegten Ergebnisse der Eintreffenswahrscheinlichkeiten monetärer Verluste sind ein wesentlich besserer Indikator für das Risikomanagement als die bisher üblicherweise angegebenen mittleren erwarteten jährlichen Schäden, die von häufigen Ereignissen ohne katastrophale Ausmaße domi- niert werden, während für das Risikomanagement quantifizierte vergleichende Aussagen zu Katastrophenlagen entscheidend sind. Konstante Zeitintervalle zwischen Starkbeben? – Numerische Modellrechnungen an Transform-Störungen In der Analyse der seismischen Gefährdung wird in zunehmendem Maß die Zeitabhängigkeit des Auftretens von Starkbeben berücksichtigt. In diesem Zusammenhang interessiert insbesondere die Frage, wie die Zeitintervalle zwischen diesen Starkbeben charakterisiert werden können. Basierend auf einem numerischen Modell einer nicht-planaren Transform-Störung wurden numerische Simulationen durchgeführt, die zu wiederholten Bruchprozessen unterschiedlicher Stärke auf dieser Störung führen. Die Geometrie und Belastung der Störung im Modell wurde so gewählt, dass die verschiedenen Störungssegmente entweder eine Transpressions- oder ein Transtensionsregime zeigen. Zur Beschreibung der Festigkeit der Störung wurde ein Mohr-Coulomb-Kriterium verwendet. Wesentliche Vorraussetzung für den wiederholten Bruch ist eine Heilung des Festigkeitsverlustes der Störung nach einem singulären Bruchprozess, so dass ein erneuter Bruch mit Festigkeitsverlust möglich ist. Die numerischen Simulationen wurden mit dem Distinct-Element-Programm 3DEC durchgeführt. Die Analyse der simulierten Bruchereignisse liefert folgende Ergebnisse: • Die Verteilungen der Magnitudenhäufigkeiten zeigt in einem signifikanten Magnitudenbereich ein log-line- Abb. 5.39: Magnituden Häufigkeiten für verschiedene Modellparameter in den numerischen Rechnungen (a bis e): ●-Störungssegment mit Transpression, ◆-Segment mit Transtension und ■-Häufigkeit für alle Beben (Schelle et al., 2006, submitted). Magnitude-frequency curves for different parameter sets in the numerical simulation (a-e): ●-transpressional segment, ◆-transtensional segment and ■-total number of events (Schelle et al., 2006, submitted). Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam
ares Verhalten in Übereinstimmung mit dem Gutenberg-Richter-Gesetz (logN = a – bM). • Der Abfall der Magnitudenhäufigkeit, der b-Wert, hängt stark von den verwendeten elastischen Parametern ab (Abb. 5.39). • In einem steiferen Modell sind die zugehörigen b- Werte eher klein (~ 0,5), so dass die Deformationsenergie bevorzugt durch wenige, aber starke Bruchereignisse freigesetzt wird. • Wenn die Elastizitätsparameter reduziert werden, steigt der b-Wert bis auf ca. 2 an und die Energie wird durch häufigere, aber weniger starke Ereignisse freigesetzt. • Der Einfluss des Deformationsregimes – Transpression oder Transtension – ist auf den b-Wert relativ gering im Gegensatz zu den Elastizitätsparametern. • Eine Verifizierung des seismischen Zyklus durch die Analyse der verschiedenen Zeitintervalle zwischen Abb. 5.40: Häufigkeit des Auftretens verschiedener Zeitintervalle zwischen Starkbeben: (a) extrapolierte Verteilungen für verschiedene Belastungsraten in den Modellrechnungen und (b) Vergleich der gemittelten Modellverteilung mit einer angepassten Log-Normalverteilung (Schelle et al., 2006, submitted). Temporal distributions of inter-event times for main events only: (a) extrapolated distributions for different loading rates applied in the numerical simulations and (b) comparison between the averaged inter-event time distribution with a least squares log-normal approximation (Schelle et al., 2006, submitted). starken Bruchereignissen auf einem Störungssegment zeigt, dass diese nicht konstant sind, sondern eine breite Verteilung haben (Abb. 5.40a), die mit einer Log- Normalverteilung sehr gut beschrieben werden kann (Abb. 5.40b). • Die Analyse der Korrelation zwischen starken Bruchereignissen benachbarter Segmente liefert ebenfalls keine eindeutig definierten Zeitintervalle zwischen den Beben auf verschiedenen Segmenten. Untersuchung von Strain-Textur-Wechselwirkungen an geologischen Proben mittels Neutronen-Flugzeit-Diffraktion Im Berichtszeitraum wurde die Ausstattung des Diffraktometers Epsilon-Mds am Flugzeitkanal 7A des IBR-2 (JINR Dubna) mit Detektoren weiter vervollständigt. In Abb. 5.41: Multidetektordiffraktometer Epsilon-Mds, eingeschlossen in eine Isolierkammer zur Wärmestabilisierung während Langzeitexperimenten (Foto: C. Scheffzük, GFZ). The multidetector-diffractometer Epsilon-Mds, locked into a cabin to assure continues temperature conditions, first of all for long-time experiments. Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam 395
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