بخشی از مقاله
چكيده
روش B- براي تخمين سريع بزرگي و فاصله روي مركزي زلزله با استفاده از اطلاعات يك ايستگاه براساس ثانيه هاي ابتدايي موج - P٣ ثانيه - براي كاربرد درسيستمهاي هشدار سريع زلزله مورد بررسي قرار گرفته است. با برازش تابع ساده اي به صورت y - t - = bt*e^ - -At - به بخش ابتدايي پوش نگاشت لرزهاي، ضرايب A وB توسط كمترين مربعات بدست ميآيند. نتايج نشان ميدهند كه logB و log∆ رابطه معكوس نشان داده و ∆فاصله روي مركزي ميباشد.
با استفاده از ٢٦ نگاشت مولفه قائم شتابنگاشتهاي زلزله قشم كه داراي بزرگيهاي ٣/٥ و ٥/٥ در فاصله كمتر از ١٦ و ٤٣ كيلومتر ثبت شده است - ايستگاه سوزا و تنبان - . مقادير ضريب B محاسبه شده اند و رابطه log = -0.2logB+1.75±0.5براي منطقه بدست آمده است. براي برآورد بزرگي زلزله رابطه Mest=0.92logPmax-1.22logB+5.43±0.5 بر اساس بزرگترين دامنه مشاهده شده در ثانيه هاي ابتدايي موج P و فاصله روي مركزي حاصل شده است.بزرگترين مزيت اين روش سرعت و سادگي محاسبات آن مي باشد.
١ - مقدمه
يكي از پارامترهاي تكتونيكي مهم در بحث زلزله شناسي بزرگي و موقعيت زلزله است. اين پارامتر يك مساله مهم از بيان خصوصيات زلزله هاي محتمل درآينده است. يك تعريف مهم كه بزرگي زلزله براي ما ارائه مي كند بيان ميزان انرژي آزاد شده كه مرتبط با ميزان گسيختگي و لغزش گسل است. يكي از اهداف مهم براي به دست آوردن ميزان بزرگي و مكان زلزله كه يكي از اهداف مهم در اين نوشته است به كاهش خسارت ناشي از زلزله كمك به سزايي مي كند.
يكي از روش هاي تخمين سريع بزرگي و فاصله روي مركزي با استفاده از اطلاعات تك ايستگاه و مدت زمان كوتاهي پس از ثبت امواج p توسط اوداكا و همكاران - ٢٠٠٣ - ارائه شده است. روش ذكر شده به روش B- معروف است و سيستم هشدار سريع زلزله شينكانسن ژاپن از اين روش براي تخمين بزرگي و فاصله استفاده مي كند - نودا و همكاران،٢٠١٢ - . در اين تحقيق بر اساس زلزله هاي منطقه جزيره قشم استان هرمزگان و مركز استان هرمزگان ، بندرعباس جنوب ايران بزرگي و فاصله به روش تخمين سريع تك ايستگاه برآورد شده است.
٢ روش تحقيق
شكل پوش نگاشتهاي لرزه اي با توجه به بزرگي زلزله ،عمق كانوني و فاصله رومركزي متفاوت مي باشد .با نمايش جنبش زمين در مقياس لگاريتمي اين تفاوت ها بهتر نشان داده مي شود - اوداكا و همكاران،٢٠٠٣ - . در اين نوع شكلها ، سطح نويز محيط كه با دامنه كم قبل از شروغ موجp موجود است و فاز هاي بعدي كه داراي دامنه هاي بزرگتري هستند به راحتي قابل تشخيص بوده و خصوصيات متفاوت بخشهاي مختلف نگاشت قابل فهم مي باشد - شكل١ - .نتايج تحقيقات نشان مي دهند كه شكل پوشهاي بخش ابتدايي نگاشتهاي مختلف براساس بزرگي و فاصله رومركزي متفاوت است . با استفاده از تابع زير مي توان تفاوتهاي نگاشتهاي مختلف را از نظر كمي بررسي كرد:
y - t - = bt*e^ - -At -
كه y - t - پوش نگاشت مشاهده شده و t از زمان رسيدن موج p در نظر گرفته مي شود . ضرايب A و B با برازش تابع بالا به قدر مطلق و ماكزيمم دامنه هاي y - t - كه مي تواند هر ٠/١ ثانيه از بخش ٣ ثانيه ابتدايي موج pدر نظر گرفته شود .به دست مي آيند .ضريب B از شيب برازش تابع به بخش ابتدايي موج Pبه دست آمده و ضريب A متاثر از تغييرات دامنه در طول زمان مي باشد .برازش تابع بالا همانند اعمال فيلتر پايين گذرهموارسازي مي كند و نويزهاي فركانس بالا تاثيري در نتايج به دست آمده نخواهند داشت
در شكل١ الف - ، مولفه عمودي شتابنگاشت ثبت شده يكي از پسلرزه هاي زلزله قشم- سوزا با بزرگي ٥/٥ در فاصله ٣٠كيلومتري و نيز شروع موج p مشخص شده است.در شكل پايين لگاريتم قدرمطلق دامنه پنجره زماني سه ثانيه انتخاب شده است به همراه منحني برازش شده با رابطه bt*exp - -At - به نمايش در آمده است در شكل ١ ب - مولفه عمودي شتابنگاشت ثبت شده يكي از پسلرزه هاي زلزله قشم- تنبان با بزرگي٣/٥ در فاصله ١٦كيلومتري و نيز شروع موج p مشخص شده است.در شكل پايين لگاريتم قدرمطلق دامنه پنجره زماني سه ثانيه انتخاب شده است به همراه منحني برازش شده با رابطه y - t - = bt*e^ - -At - به نمايش داده شده است.بايد توجه داشت كه انتخاب نادرست زمان شروع موج pبرآورد نادرست ضرايبA و Bرا به دنبال دارد.
در اين پژوهش از٢٦ نگاشت مولفه قائم شتابنگاشتهاي ثبت شده از دو زلزله با بزرگيهاي ٥/٥ و ٣/٥ و پسلرزه هاي زلزله قشم كه توسط مركز تحقيقات راه، مسكن و شهرسازي - BHRC - ثبت شده، استفاده شده است. شكل - ٢ - رابطه خطي بين logB - ضريب B شيب بخش ابتدايي پوش امواج - P و - log∆فاصله رومركزي - نمايش داده شده است.همانطور كه در شكل مشاهده مي شود ضريب B رابطه معكوس با فاصله رومركزي دارد و با افزايش فاصله B كاهش مي¬يابد .لازم به ذكر است كه اين رابطه خطي مستقل از بزرگي زلزله مي¬باشد و به كمك ضريبB مي¬توان فاصله رومركزي زلزله را تخمين زد - اوداكا و همكاران٢٠٠٣ - در اين مقاله رابطه زير را براي فاصله رومركزي به دست آمده است:
ضريبBكه با شيب پوش بخش ابتدايي موجPدر ارتباط است ،مستقل از بزرگي مي باشد و نسبت به فاصله رومركزي متغير است .براي محاسبه رابطه تخمين بزرگي از Pmax بيشترين دامنه موج pدر بخش ابتدايي اين موج استفاده مي شود . و در اين مقاله رابطه تخمين بزرگي به صورت زير حاصل شده است :
با توجه به خصوصيات تكتونيكي و فعاليت لرزه خيزي مناطق مختلف ،روابط تجربي مختلفي به دست خواهد آمد .در شكل - ٣ - مقايسه روابط به دست آمده در اين مقاله ،با روابط تهران - حيدري ،٢٠١٦ - و ژاپن - اوداكا و همكاران ،٢٠٠٣ - و اهر ورزقان - معهود،١٣٩٥ - نيز نمايش داده شده است .
اوداكا و همكاران - ٢٠٠٣ - پنجره هاي زماني ٢ يا ٣ ثانيه را براي تخمين بزرگي و فاصله مناسب تشخيص دادند . نوادا و همكاران - ٢٠١٢ - براي بهبود نتايج در ژاپن، روش موجود را براي پنجره هاي متغير زماني به جاي پنجره هاي ثابت مرسوم بررسي نمودند. بررسيهاي انجام شده نشان مي دهد كه تخمين بزرگيهاي زلزله هاي بزرگ - مثلا با بزرگي ٨ - صحيح و به هنگام در بازه زماني كوتاهي پس از امواج P بسيار مشكل مي باشد ،زيرا مدت زمان شكست و گسيختگي براي زلزله هاي بزرگ طولاني تر بوده و به پنجره زماني بيشتر از ٢ يا ٣ ثانيه نياز مي باشد.
براي غلبه بر اين بر اين مشكل مي توان به روش تكرار براي پنجر ه هاي زماني ٢ و ٣ و غيره، اقدام به محاسبه بزرگي نمود و فقط به يك پنجره ثابت اكتفا ننمود .هنگاميكه دامنه امواج P با زمان در حال افزايش باشد ، بزرگي زلزله نيز به طبع آن مي تواند افزايش يابد بايد توجه كه در سيستم هاي هشدار سريع هدف تخمين بزرگي زلزله هاي بزرگ مي باشدو در صورت مشاهده زلزله بزرگ و اعلام هشدار مقدار واقعي بزرگي زلزله آنچنان مهم نمي باشد و مساله مهم اعلام هشدار مي باشد.
شكل ١ الف - نگاشت ثبت شده از زلزله در ايستگاه سوزا قشم با بزرگي ٥.٥ در فاصله ٣٠ كيلومتري، با بزرگي ٤.٥ و در فاصله ٣٣ كيلومتري تخمين زده شده است.
شكل ١ ب- نگاشت ثبت شده از زلزله در ايستگاه تنبان قشم با بزرگي ٣.٥ در فاصله ١٦ كيلومتري، با بزرگي ٠.٥ و در فاصله ٢٢ كيلومتري تخمين زده شده است.
شكل ٢-رابطه خطي بين ضريب B - شيب بخش ابتدايي پوش امواج - P و فاصله رومركزي . براي زمين لرزه هاي با بزرگاي مختلف.شكل ارتباط خطي خوبي بين اين دو مقادير را نشان مي دهد.
شكل٣-مقايسه روابط مختلف باا مطالعه انجام شده - حيدري٢٠١٦ - و ژاپن - اوداكا . همكاران ٢٠٠٣ - و شمال غرب ايران
