Çok kanallı yüzey dalgası verilerinin düşey elektrik sondajı verileri ile birleşik ters çözümü
Joint inversion of multi-channel surface wave data with vertical electrical sounding data
Yazar: MUSTAFA ŞENKAYA
Danışman: PROF. DR. HAKAN KARSLI
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Rayleigh dalgası dispersiyon eğrisi (RD) geleneksel tekil ters çözümünde, RD' nin modellenmesinde S-dalga hızından sonra ikinci önemli parametre olan tabaka kalınlığı doğru ve çözüm boyunca sabit tutulan bir giriş parametresi olarak kabul edilir. Tabaka kalınlığının kestirimi genellikle çok hassas yapılamadığından, bu bilginin çözüm boyunca sabit tutulması RD tekil çözümünü çok çözümlülük tuzağına düşürmektedir. Bu çalışmada, RD verilerinin Düşey Elektrik Sondajı (DES) verileri ile birleşik ters çözümü gerçekleştirilerek bu sorun önlenmeye çalışılmıştır. Önerilen birleşik ters çözüm akışı, iki yöntemi ortak parametre olan tabaka kalınlığı ile birbirine bağlamakta ve tek bir Jacobian matris içinde toplamaktatır. Geliştirilen birleşik ters çözüm algoritmasında doğrusal olmayan ağırlıklandırılmış-sönümlü en küçük kareler çözümü, değişken sönüm faktörü stratejisi ile beraber kullanılmıştır. Yöntemin ilk denemeleri 6 yapay yeraltı modeli üzerinde başarılı şekilde tamamlandıktan sonra, saha uygulamaları Trabzon ilinde 10 farklı profilde toplanan saha verileri ile yapılmıştır. Ayrıca saha verilerinin çözümü sırasında sismik ilk varışlar da ters çözüm sürecine dâhil edilmiştir. Yapılan çalışmalar, oluşturulan birleşik ters çözüm akışının,  RD tekil çözümlerinde kalınlık bilgisine bağlı problemleri büyük oranda indirgediğini ve çözümün başlangıç modeline olan bağımlılığını önemli derecede azalttığını göstermiştir. Sonuç olarak oluşturulan birleşik çözüm yapısı karmaşık ve zorlu durumlarda, hedef yer altı modeline ait herhangi bir önbilgi bulunmaması durumunda da güvenilir yaklaşımlar elde edilmesini sağlamıştır.

Abstract:
In the traditional inversion of the Rayleigh Dispersion Curve (RDC), layer thickness, which is the second most sensitive parameter of RDC modeling after S-wave velocity, is assumed as correct and fixed initial parameter. Because the estimation of the layer thickness is typically not precise, keeping as fixed of this information during inversion may result in the traditional RDC inversions getting trapped in non-uniqueness. In this study, we try to avoid this issue by using a joint inversion of the RDC data with Vertical Electric Sounding (VES) data. The key idea of the proposed joint inversion scheme is to link both methods with layer thickness and to combine in a single Jacobian matrix. In the proposed joint inversion algorithm, the non-linear weighted-damped least square method is used with variant damping factor strategy. After successfully tested of the proposed joint method on 6 different and characteristic synthetic models, the field field applications were done on field data from 10 different profiles around Trabzon city center and around. Moreover, on the field data inversion, first breaks of seismic data are implicated in the joint scheme. As a result of studies, the joint inversion allows to reduce the ambiguities depended on layer thickness in RD separate inversion, in this way the dependence to initial model of inversion process is significantly reduced. Consequently, the proposed joint inversion scheme allows providing reliable approximations even in complex and challenging situations and without using any a priori information.