Classification of Quarry Blasts and Tectonic Events with Time and Frequency Domain Methods in Gaziantep-Kahramanmaras Region, Turkey

Abstract

Gaziantep-Kahramanmaras region is located on the tectonically active area and the southeastern part of Turkey . In this region, mining and quarry companies are widely scattered and the explosives are being used for material supply. Therefore not only the tectonic events but also the artificial explosions have been recorded by the seismic stations in the region. The complexity of the catalogues through the recordings of artificial and natural seismic events is a major problem for the seismological studies. The aim of this study is to distinguish between natural and artificial sources in the study area and to provide a clear definition in catalogs. The recorded signals were provided from the earthquake station GAZ, operating by Bogazici University Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute Regional Earthquake-Tsunami Monitoring Center (KOERI-RETMC). Only the vertical components of the seismograms of 95 seismic events with up to 3.0 local magnitude in between 2013-2016 were used. The analyses were done with amplitude ratio, complexity and Continuous Wavelet Transform methods. The statistical approaches that the linear and quadratic discriminant functions (LDF-QDF) were used for classification of the events. About an amplitude ratio method, 69 and 70 earthquakes were determined with LDF and QDF, respectively. On the complexity method, 24 quarry blasts were discriminated with the same functions. According to the Continuous Wavelet Transform analysis, all events were categorized. As the results, QDF could classify the events better than LDF and these functions are more successful in the amplitude ratio method rather than complexity through the comparison with first visual inspection. In addition, all events were discriminated through the Continuous Wavelet Transform analysis with a success rate as 100%.

Keywords

• Discrimination,earthquake,statistical approaches,Continuous Wavelet Transform,quarry blast

Gaziantep-Kahramanmaraş Bölgesinde Meydana Gelen Deprem ve Taş Ocağı Patlatmalarının Zaman ve Frekans Ortamı Yöntemleri ile Sınıflandırılması

Abstract

Gaziantep-Kahramanmaraş bölgesi, Türkiye'nin güneydoğusunda tektonik yönden aktif bir alanda yer almaktadır. Bölgede, maden ve taş ocakları yaygın bir şekilde bulunmaktadır. Bunlara ait işletmelerde malzeme temini için patlayıcılar kullanılmaktadır. Dolayısıyla bölgede sadece tektonik olaylar değil yapay kaynaklı patlatmalar da sismik istasyonlar tarafından kayıt edilmektedir. Yapay ve doğal kaynaklı sarsıntı kayıtlarının sismik kataloglarda meydana getirdiği karmaşıklık, sismoloji çalışmaları için büyük sorun teşkil etmektedir. Bu çalışmanın amacı, çalışma alanında doğal ve yapay kaynaklı olayların ayırt edilerek kataloglardaki tanımlamanın net olarak ortaya konulmasıdır. Bu çalışmada, Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi Deprem Araştırma Enstitüsü Bölgesel Deprem-Tsunami İzleme Merkezi (KRDAE-BDTİM) tarafından işletilen GAZ sismik istasyonunun kayıtları kullanılmıştır. Büyüklüğü en fazla 3.0 olan ve 2013-2016 yılları arasında meydana gelen 95 adet sismik olay kayıtlarının sadece yatay bileşenleri kullanılmıştır. Genlik oranı, karmaşıklık ve Sürekli Dalgacık Dönüşümü yöntemleri ile analizler yapılmıştır. Sınıflandırmada istatistiksel yaklaşım olarak lineer ve karesel ayrımlaştırma fonksiyonları (LAF-KAF) kullanılmıştır. Genlik oranı yöntemine göre, LAF sonucunda 69 adet ve KAF sonucunda 70 adet deprem ayrımlaştırılmıştır. Karmaşıklık yöntemine göre ise tüm olaylar arasında 24 patlatma kaydı yine aynı fonksiyonlar ile kategorize edilmiştir. Sürekli Dalgacık Dönüşümü analizine göre ise tüm olaylar kategorize edilmiştir. Sonuçlar, ilk gözlem ile kıyaslandığında KAF'ın LAF'a ve genlik oranı yönteminin karmaşıklık yöntemine göre daha iyi bir sınıflandırma sunduğu şeklinde yorumlanmıştır. Ayrıca, Sürekli Dalgacık Dönüşümü analizi ile de olaylar %100 başarı ile sınıflandırılmıştır.

Keywords

• Ayrımlaştırma,deprem,istatistiksel yaklaşımlar,Sürekli Dalgacık Dönüşümü,taş ocağı patlatması

References

1. Su F., Aki K., Biswas N.N. 1991. Discriminating quarry blasts from earthquakes using coda waves. Bull Seism Soc Am 81: 162-178