بخشی از مقاله
چكيده
در هر عمليات برداشت داده هاي ژئوفيزيكي، بررسي صحت و درستي عملكرد دستگاهي و نيز پارامترهاي ميداني جهت اطمينان از صحت و كفايت داده هاي برداشت شده ضروري مي باشد. به همين دليل در شروع عمليات پروژه برداشت داده هاي لرزه نگاري غيرعامل ناحيه دهدشت كه در سال ١٣٩٥ – ١٣٩٦ به انجام رسيد، تمامي دستگاههاي گيرنده، قبل از نصب تست دستگاهي شده و سپس در محلي مناسب در كنار يكديگر نصب شده و پس از گذشت مدت زمان لازم براي آرام گرفتن دستگاهها، برداشت داده هاي تست به مدت دو روز انجام گرديد.
آناليز و مقايسه داده هاي برداشت شده در حوزه زمان و فركانس، بررسي حركت ذره و نيز تكنيك HVSR يا نسبت طيفي مؤلفه افقي به قائم و مقايسه سطح نويز و سيگنال دريافت شده در گيرنده ها به عنوان روشي قابل اطمينان جهت تست دستگاهها و بررسي عوامل موثر در اجراي پروژه شناخته شد.
١ - مقدمه
جهت برداشت هرگونه داده ژئوفيزيكي، تست و صحت سنجي تجهيزات مورد استفاده ضروري مي باشد. در لرزه نگاري معمول، تست و صحت سنجي ابزار چشمه، گيرنده و ثبات داده ها ضروري مي باشد ولي در برداشت داده هاي لرزه نگاري غيرعامل كه در آن از زمينلرزه هاي طبيعي به عنوان چشمه انرژي استفاده مي گردد تنها دستگاههاي گيرنده و ثبات داده ها مد نظر مي باشد.
گيرنده ها در وسعت زيادي از سطح زمين پراكنده بوده و برداشت داده هاي ثبت شده در فاصله هاي زماني نسبتا طولاني، بسته به حافظه دستگاه، انجام مي گردد. براي مثال در پروژه دهدشت، برداشت يا بازخواني داده هاي ثبت شده در هر ايستگاه در فواصل زماني حدود ١٠ تا ١٤ روزه انجام مي گرفت. همچنين با توجه به اينكه تدارك و نصب تجهيزات برخط كنترل كيفي ايستگاه داراي هزينه قابل توجه مي باشد، در فواصل زماني بين بازخواني داده ها، هيچ گونه اطلاعي از عملكرد دستگاه وجود نخواهد داشت. بنابراين تست تجهيزات قبل از نصب آنها در موقعيت خود و پس از هر بار بازخواني داده ضروري خواهد بود.
٢ - تجهيزات مورد استفاده در برداشت داده هاي پروژه دهدشت
سنسورهاي مورد استفاده در اين پروژه شامل حدود ٢٠ سنسور روسي مدل CME-4211-BH15 ساخت شركت R-Sensors بر پايه تكنولوژي گيرنده هاي الكتروليتي - MET - و حدود يكصد سنسور ايتاليايي مدل SSBHV ساخت شركت SARA electronic instruments بر پايه تكنولوژي ژئوفون هاي سيمي پيچي مي باشد - شكل ١ - . در اين مقاله - و در پروژه دهدشت - ، سنسورهاي روسي بنام SR-BH01 و سنسورهاي ايتاليايي بنام SS-BH02 ناميده مي شوند. مشخصات فني و فيزيكي اين دو نوع سنسور در جدول ١ آورده شده است. همه سنسورها جهت دريافت كمترين مقدار نوفه ممكن از نوع درون چاهي انتخاب شدند.
شكل ١. سنسورهاي مورد استفاده در پروژه دهدشت جدول ١. مشخصات فيزيكي و فني سنسورهاي مورد استفاده در پروژه دهدشت
٣ - انتخاب و آماده سازي محل تست ميداني
واضح است كه محل تست تجهيزات و شرايط نصب آنها بايستي براي تمام دستگاهها از هر لحاظ يكسان باشد. در اين صورت تفاوت در داده هاي تست ثبت شده نشان دهنده اختلاف در عملكرد تجهيزات بوده و اثرات محيطي مي تواند ناچيز در نظر گرفته شود. بنابراين محل تست بايستي فضاي مناسبي جهت نصب تمامي دستگاهها در كنار يكديگر داشته و از دسترسي تغييرات محيطي به دور باشد.
با توجه به اينكه سنسورهاي مورد استفاده در اين پروژه از نوع درون چاهي مي باشند، تصميم بر آن شدكه شرايط تست نيز ، تا جاي ممكن، همانند شرايط واقعي برداشت داده ها باشد. بنابراين حفاري يك چاهك نيم متري براي نصب هر كدام از سنسورها ضروري تشخيص داده شد. طبيعي است كه محل مورد نظر بايد به دور از منابع نويزهاي محيطي بوده باشد. با بررسي هاي ميداني جهت انتخاب محل تست فواصل حداقلي مشخص از انواع مختلف منابع نوفه در نظر گرفته شد.
در محل انتخاب شده براي تست ميداني كه حداقل فواصل ذكر شده براي منابع نويز را داشت، آرايه اي از ١٠ در ١٢ چاهك - مجموع١٢٠ چاهك - نيم متري در فواصل يك متر از يكديگر حفر شد و همانند برنامه اجرايي برداشت واقعي، سنسورها درون چاهك ها در داخل لوله هاي PVC نصب شدند. با توجه زمان طولاني تر لازم براي سنسورهاي روسي جهت رسيدن به شرايط پايداري، ابتدا اين سنسورها نصب و بعد از گذشت دو روز از نصب همه ايستگاهها و رسيدن سنسورها به شرايط پايداري، برداشت داده هاي تست به مدت سه روز به طور همزمان در ١٢٠ ايستگاه تست انجام گرديد. عملكرد دستگاههاي لاگر - مبدل هاي آنالوگ به ديجيتال - نيز با انجام تست هاي دستگاهي از پيش تعيين شده شامل تست هاي نوفه درون دستگاهي، تست موجك ضربه - Impulse - ، اعوجاج - Distortion - ، و تقويت - gain - دقيقا در هنگام نصب و براي تك تك مؤلفه هاي هر سنسور انجام گرديد.
شكل ٢. نصب تجهيزات غيرعامل در محل تست ميداني
٤ تحليل داده هاي تس ت
اولين گام جهت تحليل داده ها، بررسي داده هاي ثبت شده توسط هر ايستگاه - و مقايسه آن با داده هاي ايستگاههاي ديگر - در حوزه زمان مي باشد. طبعا عواملي مانند زلزله يا تردد در نزديكي ايستگاه كه منجر به لرزش زمين شده باشد مي بايست در هر سه مؤلفه ايستگاه به صورت هم زمان و با دامنه هاي متناسب ثبت شده باشد. نويز زمينه مي بايست در ساعات روشنايي روز بيشتر از ساعات نيمه شب بوده و ساير داده هاي جانبي مانند دما نيز مي بايست از الگوي روزانه افزايش و كاهش دما پيروي كنند. در صورت عم لكرد مناسب، تريس هاي ثبت شده توسط همه ايستگاه ها - هر سه مؤلفه - مي بايست مشابه باشند.
در گام بعدي، طيف دامنه داده هاي برداشت شده در هر ايستگاه در حوزه فركانس بررسي مي گردد. انتظار مي رود دامنه فركانس هاي پايين بزرگ بوده و با افزايش فركانس، دامنه ها كوچكتر شود. همچنين اغلب در فركانس هاي بالاي ده هرتز نيز كهعمدتاً مربوط به فعالي ت هاي انساني است افزايش كوچكي در دامنه ها ديده مي شود.
طيف دامنه مؤلفه هاي مشابه همه ايستگاهها بايد بر هم منطبق بوده و الگوي مشابهي داشته باشند. در مرحله بعد مسير حركت ذره - particle motion - براي تك تك مؤلفه ها در تمامي ايستگاه ها محاسبه و ترسيم شد. بدين منظور يك پالس ركورد شده در همه ايستگاهها بررسي مي شود و انتظار مي رود مواردي نظير زمان پالس، شكل موج، دامنه، پلاريته و ساير فاكتورها در همه ايستگاهها يكسان باشد.
شكل ٣. نمايش تريس ها - سمت چپ - و نمايش طيف دامنه و نمودارهاي زمان-فركانس - سمت راس ت - براي ٣ مؤلفه داده برداشت شده در يكي از ايستگاههاي تست مطالعه نويز زمينه و لرزش طبيعي زمين ركورد شده در ايستگاه ها علاوه بر اينكه به ما اطمينان مي دهد كه شرايط نوفه هاي زمينه منطقه براي اهداف تعريف شده پروژه مناسب مي باشد، مي تواند براي بررسي ص حت تجهيزات و تطابق عملكرد آنها نيز استفاده شود.
