ارزیابی خطر زلزله در بنای تاریخی حمام بکان بهبهان به روش غیر افزایشی

ارزیابی خطر زلزله در آثار تاریخی، به ویژه بناهای باارزش فرهنگی و اجتماعی، نقشی اساسی در حفاظت و نگهداری این میراث ارزشمند ایفا می‌کند. در این مقاله، خطر زمین‌لرزه در اثر تاریخی حمام بکان واقع در شهر تاریخی ارجان نزدیکی بهبهان، با استفاده از روش نوین تحلیل خطر لرزه‌ای غیر افزایشی (nepsha) مورد بررسی قرار گرفته است. حمام بکان بنایی به جا مانده از دوره ساسانی است که به دلیل موقعیت جغرافیایی در مجاورت رودخانه مارون و ساختار زمین‌شناسی زاگرس جنوبی، علاوه بر اهمیت تاریخی، به شدت در معرض خطر زمین‌لرزه‌های مخرب قرار دارد. شهر ارجان که در حاشیه رود مارون و در مرزهای تاریخی و لرزه‌خیز فارس و خوزستان واقع شده، در طول تاریخ خود شاهد زلزله‌های مخرب بزرگی بوده است که مهم‌ترین آنها در سال‌های 444 و 478 قمری رخ داده و منجر به تخریب گسترده بناها و کاهش جمعیت منطقه شده‌اند. این عوامل طبیعی همراه با بحران‌های انسانی از قبیل جنگ‌ها و تغییرات سیاسی به فروپاشی و متروک شدن ارجان انجامیده‌اند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که حمام بکان نیز به علت نزدیکی به چند گسل فعال مهم، از جمله گسل بهبهان، در معرض آسیب‌های قابل توجه ناشی از زمین‌لرزه است. در این مطالعه، پس از تشریح موقعیت جغرافیایی دقیق و ویژگی‌های زمین‌شناسی محل ساختگاه و معرفی گسل‌های موثر منطقه، تحلیل خطر لرزه‌ای به دو روش تعینی (dsha) و احتمالی غیر افزایشی (nepsha) انجام شده است. روش dsha بر مبنای بزرگ‌ترین زلزله محتمل در گسل‌های اصلی بهبهان و اطراف آن و مدل‌های کاهندگی استاندارد برای تخمین شتاب اوج زمین استوار است. نتایج این روش حاکی از احتمال وقوع زلزله‌های بزرگ با بزرگی حدود mw7.7 و شتاب‌های اوج زمین نزدیک به 0.6 g در ساختگاه است که از میزان استاندارد بالاتر می‌باشد. روش nepsha به عنوان رویکرد نوین و فیزیک‌پایه‌تر تحلیل خطر لرزه‌ای، که قانون توزیع اندازه زلزله‌های کلاسیک گوتنبرگ-ریشتر را با مدل غیر افزایشی (scp) مبتنی بر آنتروپی تدریجی تسالیس جایگزین می‌کند، با دقت بالاتری تطابق داده‌های لرزه‌خیزی منطقه را مدل می‌کند. این روش با در نظر گرفتن تعاملات پیچیده و غیرخطی قطعات گسلی، برآوردهایی دقیق‌تر و محافظه‌کارانه‌تر از خطر لرزه‌ای ارائه می‌دهد. شتاب اوج زمین استخراج شده از nepsha برای دوره‌های بازگشت 10، 475 و 2475 ساله به ترتیب مقادیر 0.028 g ، 0.392 g و 0.782 g را نشان می‌دهد که در برخی موارد از مقادیر استاندارد ایران (مقدار مرجع 0.3 g برای 475 سال دوره بازگشت) فراتر رفته و ضرورت توجه ویژه به حفاظت از حمام بکان را نمایان می‌سازد. نتایج این پژوهش نه تنها اهمیت و ضرورت انجام تحلیل خطر لرزه‌ای با روش‌های نوین و دقیق برای اثرات تاریخی در مناطق فعال لرزه‌ای را تاکید می‌کند، بلکه می‌تواند مبنایی برای طراحی اقدامات حفاظتی، مرمتی و مقاوم‌سازی اصولی در حمام بکان و سایر آثار تاریخی همجوار فراهم آورد. همچنین، کاربرد موفق nepsha در این منطقه، پیشنهاد می‌شود به عنوان الگویی برای مطالعات مشابه در سایر مناطق لرزه‌خیز ایران به کار گرفته شود تا حفاظت میراث فرهنگی با درک عمیق‌تری از مخاطرات طبیعی همراه گردد.

seismic hazard assessment of the historic bokan bath using a non-extensive method

seismic hazard assessment of historical sites, particularly structures with significant culturaland social value, plays a fundamental role in the preservation and protection of these valuableheritages. this study investigates the seismic hazard at the historic bokan bath located inthe ancient city of arjan near behbahan, using the novel non-extensive probabilistic seismichazard analysis (nepsha) method. the bokan bath, a relic from the sassanian period, isnot only historically significant but also highly vulnerable to destructive earthquakes due toits geographical location adjacent to the maroon river and the geological structure of thesouthern zagros region.the city of arjan, situated along the maroon river on the historic and seismically activeborder of fars and khuzestan provinces, has historically experienced major destructiveearthquakes, notably in the years 444 and 478 ah, resulting in widespread structural damageand population decline. these natural hazards, combined with human-induced crises such aswars and political changes, led to the collapse and abandonment of arjan. studies indicatethat bokan bath is also exposed to significant seismic damage risks due to its proximity toseveral active faults, including the behbahan fault.in this research, after a detailed description of the geographical location, geologicalcharacteristics of the site, and introduction of the active faults in the region, seismic hazardanalysis was conducted using deterministic (dsha) and non-extensive probabilistic(nepsha) approaches. the dsha is based on the maximum credible earthquake in themain behbahan fault and surrounding faults, employing standard attenuation models toestimate peak ground acceleration (pga). results from dsha suggest the possibility oflarge earthquakes with magnitudes around mw7.7 and pgas near 0.6 g at the site, exceedingstandard design limits.the nepsha method, a more modern and physics-based seismic hazard approach whichreplaces the classical gutenberg-richter magnitude distribution with the gradual tsallisentropy-based non-extensive scp model, accurately models the regional seismicity data. byconsidering complex nonlinear interactions among fault segments, nepsha provides moreprecise and conservative seismic hazard estimates. the pga values derived from nepshafor return periods of 10, 475, and 2475 years are 0.028 g, 0.392 g, and 0.782 g, respectively.these values, in some cases, surpass iran’s standard reference of 0.3 g for a 475-year returnperiod, underscoring the need for focused protection efforts for bokan bath.the findings emphasize the importance and necessity of employing advanced and accurateseismic hazard analysis methods for historic monuments in seismically active regions.additionally, this study can serve as a foundation for designing conservation, restoration,and seismic retrofitting strategies for bokan bath and other neighboring historical sites. thesuccessful application of nepsha in this region is also recommended as a model for similarstudies in other seismic zones of iran, facilitating cultural heritage protection with a deeperunderstanding of natural hazards.