Multi-Criteria Seismic Vulnerability Assessment of Healthcare Facilities using Fuzzy C- Means Clustering in Cox's Bazar

In den Küstendistrikten Südasiens ist der Boden unter der Erde nicht immer ruhig. Tektonische Platten drücken gegeneinander und speichern Energie, die sich plötzlich als Erdbeben entladen kann. Wenn dies geschieht, besteht die Gefahr nicht nur im Erbeben selbst, sondern darin, was mit den Gebäuden und Systemen geschieht, auf die Menschen angewiesen sind, wenn der Boden aufhört zu beben. Krankenhäuser sind die kritischsten dieser Systeme. Wenn ein Krankenhaus einstürzt oder unzugänglich wird, können die Menschen, die die meiste Hilfe benötigen, diese nicht erhalten, was eine Naturkatastrophe in eine menschliche Katastrophe verwandelt. Jahrzehntelang haben Ingenieure und Planer versucht vorherzusagen, welche Gebäude am ehesten versagen könnten. Sie untersuchen, wie stabil eine Struktur ist und wie stark der Boden beben könnte. Doch dieser Ansatz übersieht oft einen entscheidenden Teil des Bildes: Ein Krankenhaus mag zwar gebaut sein, um einem Beben standzuhalten, aber wenn es zu weit entfernt ist, um erreicht werden zu können, oder wenn es bereits durch die Anzahl der Menschen, die es versorgt, überfordert ist, bleibt es dennoch verwundbar.

Ein Forschungsteam setzte sich zum Ziel, diese komplexe Realität in Cox's Bazar zu verstehen, einem Distrikt im Südosten Bangladeschs. Diese Region ist nicht nur seismisch aktiv, da sie nahe der Grenze liegt, an der massive tektonische Platten aufeinandertreffen, sondern sie beherbergt auch das weltweit größte Flüchtlingslager. Die Region umfasst 184 Gesundheitseinrichtungen, die von kleinen Gemeindekliniken bis hin zu großen staatlichen Krankenhäusern reichen und eine Bevölkerung von über zwei Millionen Einwohnern sowie fast einer Million Flüchtlinge versorgen. Die Forscher wollten wissen, welche dieser Einrichtungen am stärksten gefährdet sind – nicht nur durch das Beben der Erde, sondern durch die Kombination aus Erschütterung, Distanz und der schieren Anzahl der Menschen, die auf Hilfe warten. Sie verwendeten eine Methode, die Risiko als ein Spektrum betrachtet und nicht als eine einfache Liste von „sicher“ oder „unsicher“, was es ihnen ermöglichte zu sehen, wie verschiedene Faktoren miteinander verschmelzen, um spezifische Arten der Gefahr zu erzeugen.

Die Studie begann mit der Erhebung von Informationen über jede einzelne Gesundheitseinrichtung im Distrikt. Das Team kartierte deren Standorte und berechnete, wie lange es unter Normalbedingungen dauern würde, sie auf dem Landweg zu erreichen. Sie schätzten zudem, wie viele Menschen in einem Radius von fünf Kilometern um jede Einrichtung lebten – ein Maß dafür, wie viele Leben von diesem spezifischen Gebäude abhängen. Entscheidend war auch, dass sie die strukturelle Bedeutung jedes Gebäudes berücksichtigten, wobei sie notierten, dass große Krankenhäuser für das Überleben der Gemeinschaft kritischer sind als kleine Kliniken. Schließlich simulierten sie drei verschiedene Erdbebenszenarien: ein moderates Ereignis, ein starkes Ereignis, das etwa alle 475 Jahre auftreten könnte, und ein massives, seltenes Ereignis, das alle 975 Jahre vorkommen könnte. Für jedes Szenario berechneten sie, wie stark der Boden an jedem Standort der Einrichtung beben würde.

Anstatt die Krankenhäuser einfach von den gefährlichsten zu den am wenigsten gefährlichen zu ordnen, nutzten die Forscher eine Computermethode, die ähnliche Einrichtungen basierend auf all diesen Faktoren gleichzeitig gruppiert. Diese Methode erlaubte es ihnen, vier unterschiedliche Muster der Verwundbarkeit zu identifizieren, die unabhängig vom simulierten Erdbebenszenario konsistent auftraten. Die erste Gruppe bestand aus großen Krankenhäusern im küstennahen Stadtkern. Diese Einrichtungen waren einer doppelten Bedrohung ausgesetzt: Sie befanden sich in Gebieten, in denen die Erdbewegungen am intensivsten wären, und sie waren die primären Ziele für die Notfallversorgung. Sollten diese Gebäude beschädigt werden, würde die gesamte Fähigkeit des Distrikts zur Krisenbewältigung zusammenbrechen. Die zweite Gruppe umfasste staatliche Krankenhäuser und größere Kliniken, die riesige Bevölkerungsgruppen versorgten. Obwohl sie sich nicht in den gefährlichsten Bebenzonen befanden, waren sie durch die schiere Anzahl der Menschen, die Pflege benötigten, gefährdet – ein Problem, das als Kapazitätsüberlastung (Demand Overload) bekannt ist.

Die dritte und vierte Gruppe offenbarten eine subtilere Art der Gefahr. Eine Gruppe von Einrichtungen, hauptsächlich kleine Kliniken im Landesinneren und auf Inseln, sah sich dem Risiko der Isolation gegenüber. Diese Gebäude lagen oft fernab der Hauptstraßen, was bedeutete, dass selbst wenn die Struktur stehen blieb, die Wege zu ihnen nach einem Erdbeben blockiert oder zu mühsam zu befahren sein könnten. Die letzte Gruppe, die sich als die überraschendste herausstellte, bestand aus Einrichtungen, die die massiven Flüchtlingslager im südlichen Teil des Distrikts versorgten. Diese Kliniken befanden sich in Gebieten mit dem geringsten Risiko für Erdbewegungen im gesamten Distrikt. Dennoch versorgten sie die höchste Anzahl an Menschen, und die Distanz zur Erreichung war erheblich. In einer traditionellen Analyse, die nur die Intensität des Erdbebens betrachtete, wären diese Einrichtungen als die sichersten eingestuft worden. Doch als die Forscher die Anzahl der Menschen und die Reisezeit in die Gleichung einbezogen, zeigten sich diese Einrichtungen als die mit dem höchsten Risiko einer Kapazitätsdiskrepanz. Sie waren am wahrscheinlichsten daran gescheitert, weil die Nachfrage nach medizinischer Versorgung die Kapazität zur Bereitstellung weit überstieg, selbst wenn das Gebäude selbst keine Risse bekam.

Die Forscher fanden heraus, dass dieses Muster der Verwundbarkeit bemerkenswert stabil war. Selbst als sie die Größe des simulierten Erdbebens von einem moderaten Beben zu einem massiven, seltenen Ereignis änderten, änderte sich die Gruppierung der Einrichtungen kaum. Nur zwei von 184 Einrichtungen wechselten zwischen dem kleinsten und dem größten Erdbebenszenario die Gruppe. Diese Beständigkeit deutet darauf hin, dass die Risiken nicht nur davon abhängen, wie stark die Erde bebt, sondern tief in der Geografie und der Bevölkerungsverteilung des Distrikts verwurzelt sind. Die Studie verdeutlichte einen kritischen Fehler in der gängigen Katastrophenplanung: die Konzentration auf die Stärke des Gebäudes oder die Intensität des Bebens allein. Indem Planer die Anzahl der Menschen, die eine Einrichtung versorgt, und die Zeit, die man zu ihr benötigt, ignorieren, könnten sie die falschen Gebäude schützen.

Die Ergebnisse bieten einen klaren Weg für die Notfallplanung in Cox's Bazar und ähnlichen Regionen. Die großen Krankenhäuser im Stadtzentrum müssen verstärkt werden, um auch bei den stärksten Erschütterungen zu überstehen, da ihr Ausfall katastrophale Folgen hätte. Die Einrichtungen in den Flüchtlingslagern benötigen trotz ihrer Lage in einer seismisch sichereren Zone dringende Aufmerksamkeit hinsichtlich ihres Zugangs und ihrer Kapazität – etwa durch bessere Straßennetze oder vorab positionierte medizinische Vorräte –, da sie am wahrscheinlichsten überfordert sein werden. Die isolierten Kliniken auf den Inseln und in den Hügeln benötigen andere Lösungen, wie etwa Hubschrauberlandeplätze oder maritime Evakuierungspläne, da ihr größtes Risiko nicht das Beben ist, sondern die Unfähigkeit, sie zu erreichen. Diese Studie beweist, dass man, um ein Gesundheitssystem wirklich zu schützen, das gesamte Bild betrachten muss: den Boden, die Straßen, die Gebäude und die Menschen. Nur durch das Verständnis der Wechselwirkungen dieser Elemente können Gemeinschaften sich auf den Tag vorbereiten, an dem die Erde sich bewegt.