تعیین خصوصیات چشمه، مسیر و ساختگاه در ناحیه شمال ایران مرکزی و البرز
به کمک روش معکوس‌سازی تعمیم یافته
مجری پروژه:
حمید زعفرانی
همکار:
انوشیروان انصاری
چکیده
با توجه به قرار گرفتن کشور ایران در ناحیه¬ای لرزه‌خیز و واقع شدن بسیاری از شهرهای بزرگ و سازه‌های مهم (نظیر پالایشگاهها، مخازن سوخت، شریانهای حیاتی و…) در مجاورت گسلها، لزوم شبیه‌سازی دقیق حرکات ناشی از فعال شدن گسلها اجتناب¬ناپذیر است. در این پژوهش، با رویکرد به روش معکوس‌سازی تعمیم‌یافته، پارامترهای اساسی روشهای شبیه‌سازی برای ناحیه لرزه‌خیز شمال ایران مرکزی و البرز برآورد شده است. برای انجام این کار از روش دو مرحله غیرمقید استفاده شده است.
در مرحله اول آثار مسیر، چشمه و ساختگاه با اعمال فرض یا قید اضافه آثار معلوم ساختگاه در ایستگاه مرجع به دست آمده است. در این مرحله، هیچ فرضی در مورد شکل طیف چشمه صورت نگرفته است.
در مرحله دوم، بهترین مقادیر فرکانس گوشه، سطح طیف در فرکانس پایین و مقدار شیب طیف در فرکانس¬های بالا با روش جستجوی شبکه تعیین شده است. نتایج حاصل از اعمال این روش بر روی داده‌های منتخب، ارائه شده و صحت نتایج حاصل از معکوس‌سازی (شامل طیف کاهندگی مسیر، طیف چشمه لرزه‌زا و طیف پاسخ ساختگاه)، با مقایسه و تحلیل‌های مختلف، مورد بررسی قرار گرفته است. پارامتر کیفیت امواج برشی نیز برابر به دست آمده است. برای تمامی ۲۹ زلزله موجود در بانک داده‌ها، گشتاور لرزه‌ای، فرکانس گوشه و افت تنش روی صفحه گسل به دست آمده است. با استفاده از پارامترهای به دست آمده برای هر طیف چشمه لرزه‌زا، صحت قانون تشابه بین زلزله‌های یک منطقه لرزه‌زا بررسی شده است، همچنین با استفاده از قانون مقیاس براون، افت تنش متوسط منطقه برابر با ۱۳۵ بار محاسبه شده است.
نتایج به دست آمده کاربرد زیادی در شبیه‌سازی حرکات زلزله به روش واقع‌گرایانه و فیزیکی دارد و با توجه به اهمیت تهران به عنوان پایتخت کشور و واقع‌شدن آن در این ناحیه، این نتایج در برآورد و پیش‌بینی حرکات سناریوهای محتمل زلزله‌های آینده در این شهر کاربرد بسیار زیادی دارد. با انجام این پروژه، امکان استفاده از این روش در بررسی مشخصات پس‌لرزه‌ها، زلزله اصلی و تفاوتهای احتمالی خصوصیات چشمه آنها فراهم شده است. این کار در مطالعات پیش‌بینی زلزله نقش بسزایی در تفکیک حادثه اصلی و فرعی دارد.
واژه‌های کلیدی
روشهای فیزیکی، کاهندگی، شمال ایران، اثر ساختگاه، معکوس سازی
Estimation of Earthquake Parameters in Alborz and North-Central Iran Using Generalized Inversion Method
Authors: H. Zafarani, A. Ansari
Abstract
The Iranian plateau located along the Alpine-Himalayan orogenic belt, is one of the most highly seismic regions in the word and consequently, several disastrous earthquakes have occurred in this area (e.g., Manjil, 1990, M 7.4; Tabas, 1978, M 7.4). Therefore, the necessity of having more precise seismic hazard studies in this region has become a key issue in earthquake engineering applications. Considering the limited number of studies about seismic sources, wave motion characteristics and site effects and also the lack of enough high-quality strong motion records in some parts of Iran, in this research a physical methodology is used for dealing with the issue.
In this study for estimating seismic parameters, the northern region as one of the most active seismic zones in Iran, is selected. To perform a reliable estimation of seismic hazard by using physical modeling approach, the study of region-specific source and wave propagation parameters, as well as seismic-site responses, is a priority for research. In this study, generalized inversion of the S-wave amplitude spectra from the strong-motion network data in the northern Iran region is used to estimate the above mentioned parameters.
By gathering events from 1990 to 2009, almost all of significant earthquakes were selected. These earthquakes were recorded in different stations, which are located in a vast area in the northern Iranian region and cover a wide range of hypocentral distances. This study is one of the first attempts to evaluate region-specific seismic parameters in the Iranian plateau. The results contain seismic source parameters, S-wave attenuation and site responses from analysis of strong motion data and are verified with similar studies which have been done for the region.
Keywords:
General Inversion, Strong Ground Motion, Q Factor, Stress Drop, Iran
تعیین خصوصیات چشمه، مسیر و ساختگاه در ناحیه شمال ایران مرکزی و البرز به کمک روش معکوس‌سازی تعمیم یافته
/در نشریات /توسط adminبه کمک روش معکوس‌سازی تعمیم یافته
حمید زعفرانی
چکیده
با توجه به قرار گرفتن کشور ایران در ناحیه¬ای لرزه‌خیز و واقع شدن بسیاری از شهرهای بزرگ و سازه‌های مهم (نظیر پالایشگاهها، مخازن سوخت، شریانهای حیاتی و…) در مجاورت گسلها، لزوم شبیه‌سازی دقیق حرکات ناشی از فعال شدن گسلها اجتناب¬ناپذیر است. در این پژوهش، با رویکرد به روش معکوس‌سازی تعمیم‌یافته، پارامترهای اساسی روشهای شبیه‌سازی برای ناحیه لرزه‌خیز شمال ایران مرکزی و البرز برآورد شده است. برای انجام این کار از روش دو مرحله غیرمقید استفاده شده است.
در مرحله اول آثار مسیر، چشمه و ساختگاه با اعمال فرض یا قید اضافه آثار معلوم ساختگاه در ایستگاه مرجع به دست آمده است. در این مرحله، هیچ فرضی در مورد شکل طیف چشمه صورت نگرفته است.
در مرحله دوم، بهترین مقادیر فرکانس گوشه، سطح طیف در فرکانس پایین و مقدار شیب طیف در فرکانس¬های بالا با روش جستجوی شبکه تعیین شده است. نتایج حاصل از اعمال این روش بر روی داده‌های منتخب، ارائه شده و صحت نتایج حاصل از معکوس‌سازی (شامل طیف کاهندگی مسیر، طیف چشمه لرزه‌زا و طیف پاسخ ساختگاه)، با مقایسه و تحلیل‌های مختلف، مورد بررسی قرار گرفته است. پارامتر کیفیت امواج برشی نیز برابر به دست آمده است. برای تمامی ۲۹ زلزله موجود در بانک داده‌ها، گشتاور لرزه‌ای، فرکانس گوشه و افت تنش روی صفحه گسل به دست آمده است. با استفاده از پارامترهای به دست آمده برای هر طیف چشمه لرزه‌زا، صحت قانون تشابه بین زلزله‌های یک منطقه لرزه‌زا بررسی شده است، همچنین با استفاده از قانون مقیاس براون، افت تنش متوسط منطقه برابر با ۱۳۵ بار محاسبه شده است.
نتایج به دست آمده کاربرد زیادی در شبیه‌سازی حرکات زلزله به روش واقع‌گرایانه و فیزیکی دارد و با توجه به اهمیت تهران به عنوان پایتخت کشور و واقع‌شدن آن در این ناحیه، این نتایج در برآورد و پیش‌بینی حرکات سناریوهای محتمل زلزله‌های آینده در این شهر کاربرد بسیار زیادی دارد. با انجام این پروژه، امکان استفاده از این روش در بررسی مشخصات پس‌لرزه‌ها، زلزله اصلی و تفاوتهای احتمالی خصوصیات چشمه آنها فراهم شده است. این کار در مطالعات پیش‌بینی زلزله نقش بسزایی در تفکیک حادثه اصلی و فرعی دارد.
واژه‌های کلیدی
روشهای فیزیکی، کاهندگی، شمال ایران، اثر ساختگاه، معکوس سازی
Authors: H. Zafarani, A. Ansari
Abstract
In this study for estimating seismic parameters, the northern region as one of the most active seismic zones in Iran, is selected. To perform a reliable estimation of seismic hazard by using physical modeling approach, the study of region-specific source and wave propagation parameters, as well as seismic-site responses, is a priority for research. In this study, generalized inversion of the S-wave amplitude spectra from the strong-motion network data in the northern Iran region is used to estimate the above mentioned parameters.
By gathering events from 1990 to 2009, almost all of significant earthquakes were selected. These earthquakes were recorded in different stations, which are located in a vast area in the northern Iranian region and cover a wide range of hypocentral distances. This study is one of the first attempts to evaluate region-specific seismic parameters in the Iranian plateau. The results contain seismic source parameters, S-wave attenuation and site responses from analysis of strong motion data and are verified with similar studies which have been done for the region.
Keywords: