AFAD zayıf yer hareketi istasyonları bazlı doğal ve yapay kaynaklı sarsıntı ayrımının yapılması ve kaynak türünü belirleyen yazılım algoritmasının tasarlanması
Discrimination of natural and artificial quakes based on AFAD weak ground motion stations and designing a software algorithm for determining the source type
Yazar: EVRİM YAVUZ
Danışman: DOÇ. DR. TAHİR SERKAN IRMAK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Mikro deprem ve yapay sarsıntı aktivitelerinin gözlemlendiği bölgelerde, olayların kaynak türlerini belirlemek amacıyla çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Özellikle, sismoloji merkezlerine ait deprem kataloglarında, bu olaylar için bazen güvenilir olmayan sonuçlara rastlanılmaktadır. Genelde özel bir bölge içerisinde, sadece kısıtlı yöntemler kullanılarak doğal ve yapay sarsıntı kaynakları belirlenmiş olup, bu özel analizler, diğer çalışmalara altlık oluşturmak amacıyla gerçekleştirilmiştir. Böylece, deprem kataloglarındaki güvenilir olmayan bilgiler diğer çalışmalarda hata miktarının yükselmesine, özel olarak yapılan ayrımlaştırma analizleri de zaman kaybına yol açmaktadır. Bu çalışmada, T.C. İçişleri Bakanlığı Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı'nın (AFAD) işletmekte olduğu 247 adet zayıf yer hareketi istasyonunda, 2017-2020 yılları arasında kayıtlara geçen yerel büyüklüğü Ml≤2.5 ve dış merkez uzaklığı en fazla 60 km olan olaylara ait 12,787 dalga formu kullanılmıştır. Faz seçimlerinin güvenilir bir şekilde yapılabildiği dalga formları için öncelikle, kayıtlardaki P ve S dalga genlikleri, P dalgası ilk hareket yönü, sönümlenme vb. ölçütler ile gözlemsel olarak "ilk tahmin" belirlenmiştir. Genlik Oranı, Karmaşıklık, Kısa Zamanlı Fourier Dönüşümü (KZFD) ve Güç Spektrumu (GS) yöntemleri, kendilerine özel olarak yazılan kodlar yardımı ile uygulanmıştır. Genlik Oranı ve Karmaşıklık yöntemleri bulgularından da ilgili istasyon bazında Lineer ve Karesel Ayrımlaştırma Fonksiyonları (LAF-KAF) hesaplanmıştır. 65 adet deprem istasyonunda kayıt edilen verilere tüm yöntemler uygulanmış olup, ayrımlaştırma fonksiyonları hesaplanmıştır. 126 adet deprem istasyonunda ise ayrımlaştırma fonksiyonları elde edilemediğinden sadece KZFD ve GS yöntemleri uygulanmıştır. 56 adet deprem istasyonuna ise kuruluş tarihi, operasyonel sorunlar vb. nedenlerden dolayı herhangi bir ayrımlaştırma analizi uygulanamamıştır. Her istasyona özel analizleri yapılan olayların "ilk tahmin" ile kıyaslaması yapılarak yöntem bazlı başarı oranları hesaplanmıştır ve ağırlıklandırma tablosu oluşturulmuştur. Elde edilen bulgular, ağırlıklandırma tablosu ve yöntem bazlı kodların entegrasyonu için sözde kod (pseudocode) algoritması tasarlanmıştır. Belirlenen kriterlerde kayıt edilen olayların kaynak türlerinin belirlenmesi, bu algoritma tasarımı ile yapılabilecektir. Böylece, mevcut deprem kataloglarının güncellenmesi ve meydana gelecek olayların (kriterlere uygun) kaynak türlerinin daha güvenilir bir şekilde deprem kataloglarına işlenmesi gerektiği önerilmektedir.

Abstract:
Various studies are carried out in order to determine the source types of the events in the regions that observed artificial quakes and micro earthquake activity. Especially in the earthquake catalogues of the seismological centers, sometimes unreliable results for these events are encountered. In general, natural and artificial quake sources were determined using only limited methods in a special area, and these special analyzes were carried out to form a basis for other studies. Thus, unreliable information in the earthquake catalogues causes an increase in the amount of error in other studies and a waste of time for special discrimination analyzes. In this study, 12.787 waveforms of the events with a local magnitude Ml≤2.5 and an epicentral distance of at most 60 km, between 2017 and 2020 for 247 weak ground motion stations operated by Republic of Turkey Prime Ministry Disaster & Emergency Management Authority (AFAD). First of all, the observational "first determination" was determined due to the criteria that P and S wave amplitudes, P wave first motion polarity, attenuations etc. for the recordings have reliable phase pickings. Amplitude Ratio, Complexity, Short Time Fourier Transform (STFT) and Power Spectrum (PS) methods were performed with the help of codes written specifically written. Linear and Quadratic Discrimination Functions were calculated on the basis of the relevant station from the results of the Amplitude Ratio and Complexity methods. For 65 seismic stations, all methods have been performed and discrimination functions have been calculated. The discrimination functions could not be obtained at 126 seismic stations and only STFT and PS methods were applied for them. The discrimination analyses could not be performed for 56 seismic stations due to the opening date, operational problems etc. A method-based success rate and weighting table was created by comparing the events, for each specified station analysis with the "first determination". A pseudocode algorithm was designed for the integration of the results, weighting table and method-based codes. Determining the source type of the events recorded in the specified criteria can be determined through this algorithm design. Thus, it is suggested that the existing earthquake catalogues should be updated and the source types of the events (in accordance with the criteria) should be assessed in earthquake catalogs more reliably.