SİSMİK AĞ ÖLÇÜMLERİNDE AĞ PERFORMANSI, ÇEVRESEL GÜRÜLTÜ İÇERİĞİ VE KULLANILAN YÖNTEMLERİN SINIRLARI

Transkript

1 SİSMİK AĞ ÖLÇÜMLERİNDE AĞ PERFORMANSI, ÇEVRESEL GÜRÜLTÜ İÇERİĞİ VE KULLANILAN YÖNTEMLERİN SINIRLARI ÖZET: S. Tekebaş 1 ve E. Yalçınkaya 2 1 Dokt. Öğr., Jeofizik Müh. Anabilim Dalı, İstanbul Üniversitesi, İstanbul 2 Prof. Dr., Jeofizik Müh. Bölümü, İstanbul Üniversitesi, İstanbul eyalcin@istanbul.edu.tr Çevresel gürültü kayıtlarının gerek sığ, gerekse derin yer yapısı araştırmalarda kullanılması son yıllarda giderek artmaktadır. Özellikle artan istasyon sayısı ve geliştirilen analiz yöntemleri bu konuda başarılı sonuçlar üretmektedir. Sismolojik gözlem ağlarının performansı (örneğin araştırma derinliği ve çözünürlüğü), çevresel gürültünün karakteri ve kullanılan yöntemlerin sınırlılığı bu tür araştırmalarda tartışılmaya devam etmektedir. Bu çalışmada ilk olarak, farklı tipte iki boyutlu (2D) istasyon dizilim geometrilerinin tepki fonksiyonları, dizilimin araştırma derinliği ve çözünürlüğü açısından incelenmiştir. Kullanılan istasyon sayısının ve dizilim boyutlarının parametreler üzerindeki sınırlamaları tartışılmıştır. Çevresel gürültü içindeki baskın gürültü kaynakları, örneğin endüstriyel titreşimler, gürültü analizlerinde önemli problemler doğurabilmektedir. Bunların kayıtlar içinde tespiti ve analizlere olan etkileri bu çalışmanın ikinci konusunu oluşturur. Endüstriyel gürültü titreşimlerinin yer altı araştırmalarında bir sismik kaynak olarak kullanılması potansiyel bir alan olarak görülebilir. Ağ ölçümlerinden hesaplanan dispersiyon eğrilerinin ve ters çözüm yöntemlerinin yer altı yapısındaki değişimlere duyarlılığı çalışmada irdelenen bir diğer konudur. Yer altı modellerinin ters ve düz çözüm karşılaştırmaları üretilecek çözümlerin sınırlarının tartışılması bakımından son derece önemlidir. ANAHTAR KELİMELER : Sismik ağ, ağ performansı, çevresel gürültü, dispersiyon ARRAY PERFORMANCE IN SEISMIC ARRAY MEASUREMENTS, AMBIENT NOISE CONTENT AND LIMITATIONS OF USED METHODS ABSTRACT: The use of ambient noise records in shallow and deep ground survey studies has been increasing in recent years. Especially, increasing number of stations and developed analysis methods produce successful results. Performance of seismic array (e.g. investigation depth and resolution), ambient noise content and limitations of used methods continue to be discussed in such studies. In this work, firstly, the response functions of 2D station geometries, which have different types, have been investigated in terms of investigation depth and resolution of the array. The limitations on the parameters caused by the array size and the number of stations were discussed. Dominant noise sources in the ambient noise, such as industrial vibrations, can cause significant problems in noise analysis. The detection of these in the records and the effects to the analysis constitute the second theme of this work. The use of industrial vibrations as a seismic source in the underground surveys can be seen as a potential area. Another issue studied in this study is the sensitivity of dispersion curves calculated from array measurements and inversion methods to underground variations. Inversion and forward solution

2 comparisons of underground models are crucial in discussing the boundaries of the solutions to be produced. KEYWORDS: Seismic array, array performance, ambient noise, dispersion 1. GİRİŞ Mikrotremör olarak bilinen çevresel gürültüler (ambient vibrations) mühendislik sismolojisi çalışmalarında yaygın bir kullanım alanı bulmuştur. Yüzey dalgalarının dispersif özelliğinden yararlanarak, ters çözüm yöntemleri ile V S hızının belirlenebildiği bilinmektedir. Mikrotremörlerin dalga içeriğinin baskın olarak yüzey dalgalarından oluştuğu kabulü, çevresel gürültülerin dispersiyon analizinde kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Bu amaçla mikrotremörler sismik ağlar yardımı ile kaydedilebilir. Düzenli iki boyutlu (2D) ağlarda Uzamsal Özilişki Yöntemi (Spatial Auto Correlation Method) kullanılarak, istasyonların gelişigüzel yerleştirildiği düzensiz ağlarda ise f-k frekans-dalga sayısı yöntemleri ile Rayleigh dalgasının faz hızını belirlemek mümkündür. Eğer sismik ağın kaydettiği gürültüler baskın olarak tek kaynaktan yayılıyorsa çözüm basit olacaktır. Ancak dalga sayıları birbirine yakın birden fazla kaynaktan yayılan dalgalar analiz edilirken, bu dalgaları birbirinden ayırmak sismik ağın teorik tepkisine bağlıdır. Bir sismik ağın ayırabileceği minimum ve maksimum dalga sayısı limitlerini o ağın geometrik dizilimine bağlı teorik ağ tepki fonksiyonu belirler. Aynı zamanda bu dalga sayılarından yararlanarak, o ağın içerisine girebilecek dalga boyu limitlerini belirlemek ve buna bağlı olarak yüzey dalgası teorisine uygun araştırma derinliği ve düşey tarama hassasiyetini bilmek mümkün olacaktır. Bu konu ağ tasarımı açısından önemlidir. Bir arazi çalışmasına başlamadan problemin türüne ve arazi şartlarına uygun ağ geometrisi belirlemek ancak o ağın tepki fonksiyonunun hesaplanabilmesi ile mümkündür. Bu çalışmada farklı geometrilerdeki 2D sismik ağlar frekans-dalga boyu özelliklerine göre karşılaştırılmıştır. Teorik ağ tepki fonksiyonu ile belirlenen dalga sayısı limit değerleri kullanılarak, o ağın ne kadar derinden hangi hassasiyetle sonuç verebileceği tartışılmıştır. Çalışmanın diğer bölümünde sismik gürültü kayıtlarında baskın özellikleri ile görülen endüstriyel kaynaklı gürültülerden bahsedilmiştir. Sismik ağlarda kaydedilen mikrotremörlerin kaynağının endüstriyel gürültü olması halinde çözümlerde ne tip etkisinin olduğu tartışılmıştır Teorik Ağ Tepki Fonksiyonu Bir sismik ağın teorik frekans-dalga sayısı (frequency-wavenumber) tepkisi, düşey yönlü tek bir düzlem dalga için ((2) numaralı eşitlikte (kk xx (1), kk yy (1) ) eşittir (0,0)) elde edilen bir görünüm haritası (semblance map) şeklinde olacaktır. Ayrıca, sismik ağ çıkışı (output) dalga cephesinin ve teorik dizilim frekans-dalga sayısı tepkisinin konvolüsyonu olduğundan dizilim transfer fonksiyonu olarak da adlandırılır. Normalleştirilmiş teorik ağ tepkisi kk xx vvvv kk yy düzleminde aşağıdaki gibidir; nn RR tth kk xx, kk yy = 1 nn 2 ii=1 2 (1) ee jj kk xxxx ii +kk yy yy ii Bu formülde nn ağda bulunan sensör sayısını, xx ii vvvv yy ii sensör koordinatlarını belirtmektedir. Tek bir düzlemsel dalga SS ii (ff) = AA(ff)ee jj xx iikk xx (1) +yyii kk yy (1) 2ππππππ+ sismik ağın içerisinden kk xx (1) + kkyy (1) dalga sayıları ve ff frekansında geçip ii sensöründe, tt zamanında fazında kaydedildiğinde; nn RR kk xx, kk yy, ff = ii=1 SS ii (ff)ee jj(kk xxxx ii +kk yy yy ii 2 = nn 2 AA 2 (1) (1) (ff)rr tth kk xx kk xx, kkyy kk yy (2)

3 halini alır. Burada AA(ff) genlik spektrumudur. Dizilim çıktısı; kk xx (1), kk yy (2) vektörü tarafından dönüştürülen ve genliğin karesi ile çarpılmış teorik tepkiye eşittir. Sismik ağ içinden geçen SS 1 den SS mm e birden fazla düzlemsel dalga seyahat ettiğinde; nn mm RR kk xx, kk yy, ff = ii=1 ll=1 SS ll ii (ff) ee jj(kk xxxx ii +kk yy yy ii 2 nn 2 mm ll=1 RR ll (kk xx, kk yy, ff) (3) şeklinde olur. Bu formülde RR ll, (2) formülünde ifade edilen tek düzlemsel dalga için sismik ağ çıkışıdır (output) ve SS ii (ll) ii istasyonunda kaydedilen ll dalgasını ifade eder. Bu halde; sismik ağ çıkışı her zaman dönüştürülmüş teorik tepkilerin toplamından azdır, tüm dalgalar aynı fazda olduğunda maksimuma ulaşılır. Formül (1) deki RR tth daima merkezde değeri bir olan bir tepe oluşturur kk xx vvvv kk yy = 0 ve yanal katlanma (aliasing) dorukların genlik değeri daima birden küçüktür. Teorik aliasing dalga boyu olarak adlandırılan mutlak bir limit değerin ötesinde, bu kalıp (pattern) ee jjjj in periyodik olmasından dolayı sürekli tekrarlanır. Bu teorik limitin altında (2) eşitliği bize en yüksek doruğun pozisyonunun görünür hız ve yayılan dalganın azimutuna bağlı olduğunu göstermektedir. Formül (3) ile ifade edilen karmaşık bir dalga cephesi için ve tüm yayılan dalgaların aynı fazda eşitlendiği kabul edildiğinde, katlanma (aliasing) muhtemelen RR tth ların yanal piklerinin toplamından kaynaklı düşük dalga sayılarından dolayı meydana gelirler. Bu nedenle RR tth, seçilen bir geometri için potansiyel aliasing limitlerini (kk mmmmmm ) belirlemede öncelikli öneme sahiptir. Diğer bir taraftan birbirine çok yakın dalga sayısında hareket eden dalgaları ayırabilmek için merkezi pikin darlığı çok önemlidir. Çözünürlük limiti (kk mmmmmm ) merkezi pikin genişliği tarafından kontrol edilir. Basit dizilim geometrileri için; örneğin karelaj dizilim için, kk mmmmmm vvvv kk mmmmmm istasyonlar arasındaki minimum ve maksimum mesafeye bağlıdır. Genel düzensiz dizilimler için RR tth dalga sayısı limitlerini belirleme için gereklidir (Wathelet, 2005). Sismik ağın boyutları, ölçülebilecek dalga sayısı ile doğrudan ilgilidir. Özellikle lineer bir boyutlu (1D) dizilimlerde bu sınırlar (4) ve 5) formüllerle ifade edilir. kk mmmmmm = 2ππ/dd mmmmmm (4) kk mmmmmm = 2ππ/DD mmmmmm (5) Burada dd mmmmmm bir dizilimdeki minimum mesafeyi; DD mmmmmm ise maksimum açıklığı ifade etmektedir. Lineer 1D dizilimlerde kk mmmmmm vvvv kk mmmmmm yukarıdaki formüllerde ifade edilirken 2D dizilimler için dizilim tepki fonksiyonuna (array response function) ihtiyaç vardır. Bunun nedeni dalga sayısı limitleri sadece ağın boyutlarına değil, istasyonların birbiri arasındaki uzaysal ilişkiye bağlıdır ve bunu en iyi ortaya koyan da dizilim tepki fonksiyonudur. Woods ve Lintz (1973) teorik dizilim tepki fonksiyonunu kullanmayı önermişlerdir. Dizilim tepki fonksiyonu Woods ve Lintz (1973) ve Asten ve Henstridge (1984) e göre (1) numaralı formülle hesaplanmaktadır Sismik Ağ Tasarımı Bu çalışmada eşkenar üçgenden dokuzgene kadar 6 farklı sismik ağın aynı yarıçap değeri için dizilim tepki fonksiyonları hesaplanmıştır. Şekil 1-a, b ve c de sırasıyla üçgen, beşgen ve dokuzgen ağların dizilim geometrisi, d, e, f de ise aynı dizilimlere ait sırası ile hesaplanan dizilim tepki fonksiyonları gösterilmektedir. Burada ağ tepki fonksiyonları Geopsy programının bir modülü olan WaranGPS ile hesaplanmıştır.

4 2D bir sismik ağ için kk mmmmmm vvvv kk mmmmmm dalga sayıları bize o ağın hakim olduğu güvenilir bölgeyi göstermektedir. Buna ağ kapasitesi veya ağ performansı da denilmektedir. 2D bir sismik ağın ölçebileceği dalga boyu veya frekans aralığı; enerjinin kaynağı ve sismik dalgaların seyahat ettiği ortama bağlı olduğu kadar, o ağın kapasitesine de bağlıdır. Bu nedenle arazi çalışmalarından önce sahadaki probleme bağlı ağ tasarımı yapmak faydalı olacaktır. Teorik dizilim tepki fonksiyonu ile hesaplanabilen dalga sayısı limitlerinden kk mmmmmm değeri çözünürlük sınırlarını belirlerken, kk mmmmmm değeri bize aliasing bölgesi nin sınırlarını belirtir. Şekil 1-d de örnek olarak ağ tepki fonksiyonu üzerinde bu bölgeler gösterilmiştir. Özellikle yöntemin tekil çözümsüz (non-uique) olması göz önünde bulundurulduğunda, bu limitler S dalga hızını doğru ve güvenilir belirlemede oldukça önemlidir Ağ Kapasitesi Bir sismik ağ içerisindeki istasyonların birbirine olan uzaklığı, o ağ ile ölçülebilecek dalga boyları ile doğrudan alakalıdır. Birçok araştırmacı dalga boyu (λλ) ve dizilim boyutları arasında farklı ilişkiler ortaya koymuştur. Asten ve Henstridge (1984) dizilimin maksimum açıklığının ölçülmek istenen maksimum dalga boyu ile aynı olmasını tavsiye ederken, istasyonlar arasındaki en kısa mesafenin de katlanma (aliasing) etkisinden korunmak için ölçülmesi hedeflenen minimum dalga boyunun yarısından az olmasını önermektedir. Tokimatsu (1997) ise, sağlıklı sonuçlara ulaşabilmek için minimum ve maksimum sensör mesafesi ile (dd mmmmmm vvvv DD mmmmmm ) minimum ve maksimum dalga boyları (λλ mmmmmm vvvv λλ mmmmmm ) arasında aşağıdaki ilişkiyi ortaya koymuştur; λλ mmmmmm < 3DD mmmmmm (4) R λλ mmmmmm > 2dd mmmmmm (5) R Asten ve Henstridge (1984) ifade ettiği ilişki lineer dizilimli aktif kaynaklı yöntemlerden gelmekte ve gürültü kaydeden sismik dizilimler için de kullanılabilmektedir (Tokimatsu, 1997). Formül (4) ve (5) ise Nyquist dalga sayısından teorik olarak türetilmiştir (Wathelet ve diğ., 2008). 2-D dizilime sahip sismik ağların ölçebileceği dalga boylarını teorik olarak hesaplamak mümkündür. Dalga sayısı ile dalga boyu arasındaki ilişkiyi ortaya koyan formülle (6) bir ağın kapasitesini saptamak mümkündür. Teorik ağ tepki fonksiyonundan tespit edilen k-dalga sayısı limitlerini kullanarak λλ mmmmmm vvvv λλ mmmmmm değerlerini hesaplayabiliriz. Bu şekilde, tasarladığımız ağ geometrisinin kapasitesini arazi ölçümlerinden önce belirleyebiliriz. kk = 2ππ λλ (6) Bu çalışmada yarıçap değeri aynı olan farklı geometrik dizilimlere sahip 2D sismik ağların ağ performansları incelenmiştir. Bu amaçla 6 farklı ağın geometrik dizilim koordinatları belirlenmiş ve WaranGPS ile teorik ağ tepki fonksiyonları hesaplanmıştır. Şekil 1 de d-e-f grafikleri sırası ile eşkenar üçgen beşgen ve dokuzgen dizilimlere ait ağ tepki fonksiyonlarını göstermektedir. Ağ tepki fonksiyonuna bağlı kalarak ister otomatik ister manuel olarak kk mmmmmm vvvv kk mmmmmm limitlerini belirlemek mümkündür. Bu çalışmada dalga sayısı limitleri manuel seçilmiştir. Her bir ağ için tespit edilen k limit değerleri, dalga boyu limitleri ve istasyon mesafeleri aralığı Tablo 1 de verilmiştir. Yarıçapları 10m olan sismik ağlarda dd mmmmmm değeri en düşük olan dokuzgen dizilimdir. İstasyon sayısı arttıkça dd mmmmmm mesafesi de azalmaktadır. DD mmmmmm değeri altıgen ve sekizgen dizilimde birbirinin aynı ve diğer ağlara göre de en yüksek değere sahiptir. Aynı zamanda altıgen ve sekizgen dizilimin kk mmmmmm vvvv kk mmmmmm değerlerinin de aynı olduğu görülmektedir. Buradan anlaşılan bu 2 ağ performans açısından teorik olarak birbirinin aynısıdır. Dalga sayısı limitleri aynı olan diğer 2 ağ ise yedigen ve dokuzgen ağlardır ancak bu ağlarda dd mmmmmm vvvv DD mmmmmm değerleri birbirinden farklıdır. Bu da 2D ağlar için ölçülebilen dalga boyu hesabının istasyonlar arasındaki mesafeleri kullanarak değil, ağ tepki fonksiyonunu kullanarak yapılmasının gerekliliğini ortaya koymaktadır.

5 Tablo 1 e göre r=10m olan eşkenar üçgen dışında beşgen, altıgen, yedigen, sekizgen veya dokuzgen olarak kurulan herhangi bir sismik ağ ile ölçülebilecek minimum ve maksimum dalga boyları birbirine çok yakındır. Sadece eşkenar üçgenin köşelerine ve merkezine denk gelecek şekilde minimum 4 istasyon ile kurulabilecek bir sismik ağın ölçebileceği maksimum dalga boyu diğer dizilimlere göre yaklaşık %10 daha azdır. Buna karşılık aynı ağ minimum dalga boyunu diğerlerine göre %50-60 düşük hassasiyetle ölçmektedir. Buradan anlaşılabileceği gibi teorik olarak minimum 6 istasyon ile beşgen şeklinde kurulan bir ağ optimum ölçüm hassasiyetine sahip olacaktır. a-) Alliasing Bölgesi-kmax d-) Çözünürlük-kmin kmax kmin b-) e-) c-) f-) Şekil 1: a, b, c de sırası ile yarıçapı 10m olan üçgen, beşgen ve dokuzgen ağların geometrik dizilimleri yer almaktadır. Yine sırası ile d, e, f ise her bir geometriye ait teorik ağ tepki fonksiyonlarını göstermektedir. Sismik

6 ağ tepki fonksiyon şeklinde sol üstte yer alan tepki fonksiyonu, onun hemen altında genliğin maksimum 1 olduğu transfer fonksiyonu ve onun sağında da k-dalga sayısı limitleri grafiği yer almaktadır. Tablo 1: Yarıçapın 10m olduğu 6 farklı geometriye sahip 2-D ağların k-dalga sayısı ve buna bağlı hesaplanan dalga boyu limitleri. Dizilim dd mmmmmm DD mmmmmm kk mmmmmm kk mmmmmm kk mmmmmm /22 λλ mmmmmm (mm) = 22ππ/kk mmmmmm λλ mmmmmm (mm) = 22ππ/(kk mmmmmm /22) Adı Eşkenar Üçgen Beşgen Altıgen Yedigen Sekizgen Dokuzgen ENDÜSTRİYEL KAYNAKLI GÜRÜLTÜLER Daha çok kentsel alanlarda, H/V eğrilerinde bazen dar doruklar veya çukurlar görülür. Bu doruklar veya çukurlar çoğunlukla jeneratör, türbin, pompa gibi makinelerden üretilen endüstriyel kaynaklı etkilerdir. Bu etkiler iki belirgin karakteristik özellikleriyle tanınırlar (SESAME, 2004); Belirli bir alana etki ederler (kaynağından birkaç kilometre uzaklıklara kadar etki edebilirler). Özellikle mesai saatleri içerisinde kaynak süreklidir ve alınan kayıtların spektrum eğrileri (yuvarlatmasız) keskin bir doruğa sahiptir. Aşağıda belirtilen aşamalar takip edilerek bir doruğun endüstriyel kaynaklı olup olmadığı kontrol edilebilir: Ham (filtre, yuvarlatma v.s yapılmamış) spektrumun her bir penceresine bakılır. Eğer herbir pencere, genellikle 3 bileşende de keskin bir doruk gösteriyorsa, %95 olasılıkla bu doruk endüstriyel kaynaklıdır. Diğer bir kontrol spektrumların yuvarlatma değerleri değiştirilerek yapılır. Endüstriyel kaynak durumunda H/V eğrisinde görülen doruk, yuvarlatma değeri küçüldükçe sivrileşir. Eğer aynı noktaya yakın birden fazla kayıt varsa, aynı frekansda bir doruğun olup olmadığına, genlikleri karşılaştırarak bakılır (ilgili doruğun genliği, değişmeyen yuvarlatma parametresi kullanılsa da, noktadan noktaya değişkenlik gösterebilir, hatta doruklar çukurluklara da dönüşebilirler). Diğer bir etkin kontrol yöntemi, doruğa neden olan frekanstaki titreşimin zaman içinde sönümlenip sönümlenmediğidir (Dunand ve diğ., 2002). Eğer sönüm değeri çok küçük ise, örneğin %5 in altında çıkıyorsa doruğun endüstriyel kaynaklı olduğu düşünülür. Tüm bu testlerden açık bir sonuça ulaşmak mümkün olmuyorsa, son olarak şu yapılabilir: Çalışma saatleri dışında veya tatil günlerinde bu dorukların görünüp görünmediğini kontrol etmek amacıyla sürekli ölçümler yapmak (24 saat boyunca veya 1 hafta süresince) bize daha fazla bilgi sunar. Fakat bir çok endüstriyel kaynağın 24 saat, 7 gün aralıksız çalıştığı unutulmamalıdır. Örnek olarak 7 istasyonlu altıgen şeklinde dizilmiş bir sismik ağ ile Beylikdüzü nde yapılan ölçümlerde sismik gürültü kayıtlarının spektrum eğrilerinde dar doruklar gözlenmiştir. Bu 7 istasyonun kayıtlarının spektrum eğrileri incelendiğinde K-G bileşende yaklaşık 1.38Hz civarında dar doruk olduğu tespit edilmiştir. Aynı bölgede yapılan 4 istasyonlu eşkenar üçgen şeklinde farklı zamanda yapılan ölçümde yine 1.38Hz civarında dar doruk spektrum grafiklerinde göze çarpmaktadır (Şekil 2). Bu da bize bölgeye yakın endüstriyel bir gürültü kaynağının varlığını göstermektedir. Ancak, kurulan ağın boyutlarına bağlı olarak 1.38 Hz frekansındaki bir

7 sinyalin o ağ tarafından yakalanabilmesi cc = λλλλ bağıntısına göre ortamın faz hızına ve dalga boyuna bağlıdır. Dolayısı ile ağ tepki fonksiyonuna bağlı λλ mmaaxx hesaplanıp ortamın faz hızı da bilinirse, bu frekansdaki bir gürültünün sismik ağın kapsama alanına girip girmeyeceği irdelenebilir. Başka bir bakış açısı ile; 1.38 Hz frekansa duyarlı ağ tasarımları yapmak, bu gürültüleri kaynak olarak kullanıp derinlere ilişkin hızların belirlenebilmesini mümkün kılabilir Hz 1.38 Hz Şekil 2: Farklı zamanlarda alınmış, eşkenar üçgen (solda) ve altıgen (sağda) şeklindeki sismik ağlarda kaydedilmiş çevresel gürültü kayıtlarının merkez istasyonlarının K-G bileşenine ait spektrum grafikleri. Her iki spektrum eğrisinde 1.38 Hz de dar ve sivri uçlu doruklar görülmektedir. 3. SONUÇLAR Bu çalışmada teorik hesaplamalar ile sismik ağların kapasiteleri incelenmiştir. Teorik ağ tepki spektrumları ile belirlenebilen, bir ağın en iyi ayrıma sahip olduğu minimum ve maksimum dalga sayıları bize o ağın ölçebileceği en yüksek ve en düşük dalga boylarını hesaplayabilme imkânı sunmaktadır. Bu çalışmaların yapılabilmesi için araziye gidilip veri toplanmasına da gerek yoktur. Yalnızca istasyonların lokasyon haritası oluşturularak teorik ağ tepki fonksiyonu elde etmek mümkündür. Bu çalışmada yarıçapı aynı eşkenar üçgen, beşgen, altıgen, yedigen, sekizgen ve dokuzgen şeklinde dizayn edilen 2D sismik ağlar araştırma derinliği, çözünürlük kriterleri baz alınarak karşılaştırılmıştır. Öncelikle ağ tepki fonksiyonlarından manuel seçim ile kk mmmmmm vvvv kk mmmmmm değerleri belirlenmiş, kk = 2ππ/λ bağıntısına göre de λλ mmmmmm vvvv λλ mmmmmm değerleri her bir ağ için hesaplanmıştır. Hesaplanan bu değerlere bakıldığında bu ağlar içerisinde beşgen dizilim hem çözünürlük hem de araştırma derinliği açısından en optimum değerlere sahip dizilim olduğu görülmektedir. Buna karşın eşkenar üçgen dizilim sadece %10 daha az araştırma derinliğine sahip olup, cihaz adedi az olması durumlarında uygulanabilir bir dizilim olarak karşımıza çıkmaktadır. Ancak düşey tarama hassasiyeti baz alındığında eşkenar üçgen diğer ağlara göre en düşük hassasiyete sahip dizilimdir. Dolayısı ile cihaz sayısının sınırlı olduğu durumlarda minimum 4 istasyon kullanılarak kurulacak bir sismik ağ ile, 10 istasyonlu bir ağ kadar derinden bilgi edinmek mümkün olacaktır. Tabi burada dd mmmmmm vvvv DD mmmmmm değerlerine bakıldığında, istasyon sayısının artması dd mmmmmm değerini azaltmakta ve dolayısı ile çözünürlük artmaktadır. Ancak dalga sayılarına bakıldığında yedigen ve dokuzgen dizilimlerin aynı çözünürlük hassasiyetine sahip olduğu görülmektedir. Bu da 2D ağlarda λλ mmmmmm vvvv λλ mmmmmm değerlerinin dd mmmmmm vvvv DD mmmmmm a göre değil, ağ tepki fonksiyonuna bağlı değiştiği açıkça görülmektedir. Beylikdüzü nde yapılan farklı zamanlardaki sismik ağ ölçümleri incelendiğinde spektrum eğrilerinde 1.38Hz civarında dar doruk tespit edilmiştir. Endüstriyel gürültü olarak tanımlanan bu sinyal örneğin H/V eğrileri için

8 yanıltıcı olsa da sismik ağ ölçümleri için kullanılabilecek bir kaynak olabilir. Özellikle böyle düşük frekanslı bir sinyal bize daha derinlerden de bilgi taşıyacaktır. Ancak ağ tasarımında da bahsedildiği gibi, daha derinlerden bilgi edinmek aynı zamanda daha uzun dalga boylarının ölçülebilmesi ile mümkün olacaktır. Dolayısı ile uygun ağ tasarımları ile ölçüm yapılması bu gürültüleri kaynak olarak kullanıp derinlere ilişkin hızların belirlenebilmesini mümkün kılabilir. KAYNAKLAR Asten, M.W., Henstridge, J.D. (1984). Array estimators and use of microseisms for reconnaissance of sedimentary basins, Geophysics 49: Park, C.B., Miller, R.D., Xia, J. (1999). Multichannel analysis of surface waves, Geophysics, 64: Reynolds, J.M. (1997). An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, John Wiley and Sons, England. Satoh, T., Kawase, H., Matsushima, S.I. (2001b). Estimation of S-wave velocity structures in and around the Sendai Basin Japan using array records of microtremors, Bull Seismol Soc Am 91: Tokimatsu, K. (1997). Geotechnical site characterization using surface waves, In: Ishihara (ed). Proc. 1st Intl. Conf. Earthquake Geotechnical Engineering vol 3. Balkema, syf Wathelet, M. (2005). Array recordings of ambient vibrations: surface-wave inversion, Ph.D. thesis, Universite de Liege, Belgium. Wathelet, M., Jongmans, D., Ohrnberger, M., Bonnefoy-Claudet, S. (2008). Array Performance for Ambient Vibrations on a Shallow Structure and Consequences Over Vs Inversion. J. Seismol (2008) 12:1-19. Woods, J.W., Lintz, P.L. (1973). Plane waves at small arrays, Geophysics, 38: