DOĞU KARADENİZ BÖLGESİNDE SON YILLARDA YAPILAN PATLATMALARLA OLUŞAN DEPREMLERİN AYIRT EDİLMESİ Yılmaz, Ş. 1, Bayrak, Y. 2 1 Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği, TRABZON, TÜRKİYE 1 seydayilmaz@ktu.edu.tr 2 Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği, TRABZON, TÜRKİYE 2 bayrak@ktu.edu.tr Özet Son yıllarda Doğu Karadeniz Bölgesinde çok sayıda taş ocağı patlatmaları yapılmıştır ve bu sinyaller deprem istasyonlarında kaydedilmiştir. Bu çalışmada Türkiye nin Doğu Karadeniz Bölümünde (37.6 0-42 0 boylamları ve 40.2 0-41.5 0 enlemleri arasında kalan bölge) oluşan depremlerin ve taşocağı patlatmalarının ayrımı yapılmıştır. Bunun için 2002-2010 yılları arasında meydana gelen, Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsüne (BÜ-KRDAE) ait istasyonlarda kaydedilen sismik olaylar Zaman-Frekans Analizi Yöntemiyle incelenmiştir. Sonuç olarak olayların büyük çoğunluğunun taş ocağı patlatmalarından oluştuğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Doğu Karadeniz, deprem, patlatma, zaman-frekans analizi, Abstract In recent years Eastern Black Sea Region, many have been quarry blast, and these signals were recorded seismic stations. In this study, Eeastern Black SeaRegion of Turkey in (the area between longitudes 37.6 0-42 0 longitudes and latitudes 40.2 0-41.5 0 ),which discriminate between earthquakes and quarry explosions were. This occurred between the years 2002 to 2010 for the Bogazici University Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute (BU-KOERI) recorded at the station, Time-Frequency Analysis Method of seismic events are investigated. As a result, the vast majority of events were created quarry blast.. Key Words:Eastern Blacksea, Earthquake, blast, Time-Frequency Analysis, 1. GİRİŞ Doğu Karadeniz Bölgesinde son yıllarda çok sayıda patlatma yapılmış ve deprem istasyonlarında kaydedilmiştir. Bu durum kataloglarda depremlerle patlatmaların karışmasına sebep olmaktadır. Bu bölgenin depremselliğini doğru bir şekilde belirleyebilmek için kataloglardan depremlerle taş ocağı patlatmalarının ayrımının yapılması gerekmektedir. Patlatma ve depremler değişik yöntemlerle birbirlerinden ayırt edilebilir. Bu ayrımı güvenli bir şekilde yapabilmek için farklı yöntemlerin birlikte uygulanması gerekmektedir. Öncelikle olayların basit bir şekilde ayrımı yapıldıktan sonra ayrıntılı analizlere geçilir. Bunun için Spektral yöntemler patlatmaları depremlerden ayırmak için sık kullanılan yöntemlerden biridir [1]. En geçerli yöntem kayıtların zaman-frekans ortamında içeriklerinin gözlemlenmesi olarak ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada zaman-frekans analiziyle olayların ayrımı yapılmıştır.
Eğer bir verinin kısa süreli bir zaman Şekil 1. 2002-2010 yılları arasında meydana gelen depremlerin ve patlatmaların episantır dağılımları. Siyah renkli yıldızlar Md>4, kırmızı renkli altıgenler Md>3, mavi daireler Md>2, Sarı renkli kareler Md>1 büyüklüğündeki olayları temsil etmektedir. 2. YÖNTEM Deprem ve patlamalar sonucunda oluşan sismik dalgaların frekansları ve fazları birbirinden farklıdır. Depremler patlatmalara göre daha geniş bir bant aralığına sahiptir. Patlatmalarda oluşan P dalgaları depremlerde oluşan P dalgalarına göre daha yüksek frekanslı ve daha fazla impulslara sahiptir. Fourier dönüşümü (FD) ile bir zaman ortamındaki sinyalin dalga biçimlerinin genlikleri frekans ortamında incelenebilir. Fakat bu yöntem frekans ortamındaki değerlerin hangi zaman dilimlerine karşılık geldiği hakkında bilgi vermez. Hem zamanda hem de frekansta sınırlı fonksiyonlar kullanılarak sinyalin analizi yapılırsa zaman ve frekans düzlemlerinde sinyal daha iyi incelenebilir. Bu özelliklerin zaman içindeki değişimi ise zaman-frekans analizleri yardımıyla belirlenebilir. Zaman-frekans analizleri ile bir dalga grubunun hem zaman ortamında hem de frekans ortamındaki davranışları birlikte gözlenebilmektedir. aralığında Fourier Dönüşümü alınırsa sadece belirli bir pencere aralığında kalan dalga biçimlerinin frekans içeriği görüntülenmiş olur. Eğer bu pencere zamana göre kaydırılır ve pencere merkezinin bulunduğu anlık zaman değeri τ ile gösterilirse (1) deki gibi yazılır. (1) Bu dönüşüme kısa süreli Fourier dönüşümü- KSFD(Short Time Fourier Transform - STFT) denir ve Gabor tarafından önerilmiştir. x(t), orijinal işareti; w(t), pencere fonksiyonunu ve *, karmaşık eşleniği göstermektedir. f, frekans; τ ise zamanda öteleme miktarıdır. Denklemden görüldüğü gibi KSFD, bir pencere fonksiyonu ile çarpılan x(t) nin Fourier Dünüşümü dür. Pencerenin yeni bir τ zamanının kaydırılması ile iki-boyutlu zamanfrekans genlik haritası oluşturulabilir.[2] Pencere fonksiyonu KSFD hesaplamaları için önemlidir. Her τ ve f için yeni bir KSFD katsayısı hesaplanır.
FD sadece frekansın bir fonksiyonu iken, KSFD hem frekansın hem de zamanın bir fonksiyonudur ve dönüşüm bu haliyle iki boyutludur. İşaretin zaman-frekans temsili elde edilmesine rağmen, seçilen pencerenin genişliği dönüşümün etkinliğinde önemli rol oynamaktadır [3]. kataloglardan çıkartılırsa bölgenin gerçek deprem aktivitesi kolaylıkla belirlenir. 3. SONUÇLAR ve ÖNERİLER BÜ-KRDAE den alınmış olan Doğu Karadeniz Bölgesinde 2002-2010 yılları arasında meydana gelmiş olaylar Şekil 1 de gösterilmiştir. Bu olayların kayıtlarının en temiz bileşenleri seçilerek zaman ortamı, frekans ortamı ve KSFD ile zaman-frekans ortamlarında gösterimi yapılmıştır. Şekil 2 ve Şekil 3 de patlatma ve deprem kayıtları gösterilmiştir. Şekillerden de görüldüğü gibi patlatmalar ile depremler arasında zaman ortamındaki ayırımda; depremlerde zaman ortamında zayıf genliklerle başlayan dalgalar düzenli bir şekilde aratarak maksimum değere ulaşıp yine düzenli bir şekilde sönümlenmiştir. Patlatmalarda ise olay maksimum genlikle başlayıp düzensiz bir şekilde hemen sönümlenmiştir. Frekans ortamındaki ayırımda; Patlatmalar dalgalar enerjilerini çok kısa bir zaman diliminde bırakmıştır ve frekans bantları dardır. Deprem kayıtlarında ise dalga enerjileri geniş bir frekans aralığına yığılmıştır. Fakat bazı patlatma kayıtları depremmiş gibi gözlemlenir. Bunun sebebi de taşocaklarında yapılan gecikme atışlı patlatmalardır[1]. Sonuç olarak kayıtlar bu şekilde analiz edildiğinde zaman bakımından da incelendiğinde taşocaklarının bulunduğu yerlerdeki olayların büyük çoğunluğunu gündüz saatlerinde yapılan patlatmalardır. Karadeniz açıklarında kaydedilen olaylar depremdir. Ancak Giresun Gümüşhane Trabzon arasında kalan bölgede hem patlatma hem de küçük depremler kaydedilmiştir. Bunların daha net bir şekilde belirlenmesi için zaman-frekans analizinin yanında diğer ayırım yöntemlerinin de kullanılmasıyla patlatmalar belirlenip Şekil 2. 2007.05.15 tarihinde Giresun Eynesil açıklarında meydana gelen Md=3.5 büyüklüğündeki depremle (sol şekil) 2007.11.05 tarihinde Trabzon un Yomra ilçesinde yapılan Md=3.0 büyüklüğündeki patlatmanın (sağ şekil) KTUT istasyonu düşey bileşen kayıtları.
[2] Basokur, A. T., 2007, Spektral Analiz ve Sayısal Süzgeçler, TMMOB Jeofizik Mühendisleri Odası,p:448-468. [3] Altınbaş, A., 2007, Emg Sinyallerinin Kısa Zamanlı Fourier Dönüşümü ve,dalgacık Dönüşümü kullanarak analiz edilmesi. Gazi Üniversitesi Bilişim Enstitüsü,Yüksek Lisans Tezi. Şekil 3. 2009.02.02 tarihinde Rize açıklarında meydana gelen Md=3.0 büyüklüğündeki depremle(sol taraf) 2007.02.07 tarihinde Artvin Murgul da yapılmış Md=3.0 büyüklüğündeki patlatmanın (sol taraf) BCA düşey bileşen kayıtları. KAYNAKLAR [1] Horasan, G., Güney, A., Küsmezer, F., Öğütçü, Z. ve Musaoğlu, N., 2008, Contaminaiton of seismicity catalogs by quarry blasts: An example from İstanbul and its vicinity, Northwestern Turkey. Journal of Asian Earth Sciences, Volume 34, Issue 1, 5 January 2009, Pages 90-99