فهرست مطالب

مجله ژئوفیزیک ایران
سال شانزدهم شماره 3 (پیاپی 56، پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/01
  • تعداد عناوین: 13
|
  • ابوالقاسم غضنفری لاکه، سرمد قادر*، مجید مزرعه فراهانی صفحات 1-22

    پیش بینی دقیق و به موقع پدیده های همرفتی به عنوان یک چالش در مراکز عملیاتی پیش بینی وضع هوا محسوب می شود. با توجه به این که این پدیده ها در بیشتر موارد، به طور دقیق توسط مدل های عددی با پیکربندی مر سوم قابل پیش بینی نیستند، کنون بینی آنها با استفاده از داده های ماهواره ای از اهمیت شایانی برخوردار است. در این بین ماهواره های زمین ایستا به عنوان ابزار بسیار کارآمد برای شناسایی مناطق مستعد آغازش پدیده های همرفتی شناخته شده اند. در این مقاله تلاش شده است تا با استفاده از داده های ماهواره زمین ایستای Meteosat8، الگوریتمی ارایه شود تا مناطق مستعد آغازش همرفت از نظر زمان و محل تشکیل، شناسایی و در جهت تقویت و بهبود صدور هشدارهای بهنگام، به صورت خیلی کوتاه مدت پیش بینی شود. این کار با مطالعه بر روی رویدادهای همرفتی رخ داده در ساعات روز و شب فصل های بهار و تابستان سال 1397 در محدوده استان تهران انجام شده است. الگوریتم حاضر بر اساس انتخاب 22 میدان با استفاده از دمای درخشندگی باندهای فروسرخ، بازتاب باندهای مریی و نزدیک به فروسرخ، همراه با تفاضل و روند تغییرات 15 و 30 دقیقه ای آنها انجام شده است. این میدان ها بیانگر آهنگ رشد، شدت فراهنج ها و ضخامت نوری ابرها همراه با ارتفاع، فاز و شعاع موثر قطرک های قله آنها هستند. نتایج نشان می دهد که با به کارگیری این الگوریتم، درصد احتمال تشخیص و درصد پیش بینی های صحیح به ترتیب برابر 62 و 79 درصد بوده است.

    کلیدواژگان: کنون بینی، توفان همرفتی گردوخاک، آغازش همرفت، داده های ماهواره، درصد احتمال تشخیص
  • احسن لیثی، حسین خیرالهی، نوید شادمنامن* صفحات 23-35

    تخمین سرعت امواج فشارشی و برشی در صنعت نفت از اهمیت بیشتری برخوردار است. برخلاف سرعت موج تراکمی، سرعت موج برشی در تمامی چاه های یک میدان به دلیل تحمیل هزینه های بیشتر اندازه گیری نمی شود. بنابراین در صنعت نفت و گاز استفاده از روشی که با هزینه کمتر و دقت بیشتر سرعت موج برشی را تخمین بزند، اجتناب ناپذیر است. در این مطالعه، ابتدا برای تخمین سرعت موج برشی در یک چاه، همبستگی سایر نگاره های موجود در آن چاه (یعنی نگاره های صوتی، چگالی، تخلخل نوترون، مقاومت، پرتو گاما، حجم دولومیت، حجم کوارتز و اشباع آب) با سرعت موج برشی مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که نگاره های سرعت موج تراکمی، چگالی، حجم دولومیت و حجم کوارتز همبستگی بیشتری با سرعت موج برشی دارند و این نگاره ها به عنوان ورودی برای تخمین سرعت موج برشی با استفاده از روش های مختلف انتخاب شدند. سپس از میان روش های مختلف، روشی که بهترین تطابق را با داده های واقعی موج برشی داشته باشد، به عنوان روش بهینه انتخاب شده و از این روش برای تخمین سرعت موج برشی در سایر چاه ها که فاقد نگاره موج برشی هستند استفاده می گردد. در این مقاله از روش رگرسیون چندگانه و الگوریتم های یادگیری ماشین (رگرسیون بردار پشتیبان، شبکه عصبی فازی تطبیقی و شبکه عصبی عمیق) برای تخمین سرعت موج برشی استفاده شد. نتایج ما نشان می دهند که روش شبکه عصبی عمیق با داشتن 97 درصد همبستگی بین داده های سرعت موج برشی واقعی و تخمینی نسبت به سایر روش ها جواب بهتری ارایه داده است. بنابراین برای تخمین سرعت موج برشی در سایر چاه ها که فاقد نگاره موج برشی هستند از روش پیشنهادشده در این مطالعه (شبکه عصبی عمیق) استفاده شد. برای صحت سنجی نتایج حاصل از شبکه عصبی عمیق در چاه های فاقد سرعت موج برشی، از مدل تجربی کاستاگنا استفاده شد که نتایج نشان دهنده تطابق خوبی میان این دو مدل است.

    کلیدواژگان: سرعت موج برشی، رگرسیون چندگانه، رگرسیون بردار پشتیبان، شبکه عصبی فازی تطبیقی، شبکه عصبی عمیق
  • فرحناز تقوی*، مجتبی جلالی صفحات 37-55
    آب بارش شو (Precipitable Water) که بخش مهمی از چرخه آب در جو است، برای شناخت رفتار بخار آب جو و فرایندهای مرتبط، متغیری درخور توجه و بنیادین در مطالعات آب شناسی و هواشناسی به شمار می آید. ازآنجاکه در مناطقی که ایستگاه جو بالا ندارند، محاسبه این پارامتر به راحتی و بدون استفاده از تجهیزاتی از قبیل GPS، ماهواره و رادار امکان پذیر نیست، هدف از این پژوهش، پس پردازش برونداد مدل عددی WRF (Weather and Research Forcast) برای پارامتر آب بارش شو در نقاط بدون ایستگاه جو بالا بر اساس داده های ماهواره ای است. در ابتدا، آب بارش شو چند ایستگاه جو بالا در کشور با پارامتر نظیر آن در ماهواره های هواشناسی نسل دوم MSG1(IODC) و ماهواره چینی فنگ یون (FY-2E) در یک دوره دوساله مقایسه شد و داده های ماهواره هواشناسی با کمترین جذر میانگین مربع خطا جهت مقادیر هدف برای پس پردازش مدل WRF انتخاب شد. پس از آن، پارامتر آب بارش شو مدل WRF با پارامتر مستخرج از ماهواره انتخابی METEOSAT8 و رادیوگمانه و با استفاده از الگوریتم ژنتیک و پالایه کالمن پس پردازش شد. با اجرایی کردن این رهیافت و همگرایی زیاد مقادیر همبستگی ماهواره منتخب و مدل پس پردازش شده با مقادیر همبستگی رادیوگمانه و مدل تصحیح شده، نتایج نشان داد که با اعمال پالایه کالمن (Kalman filter)، داده های ماهواره هواشناسی نسخه 8 METEOSAT8(IODC) می تواند جایگزین داده های رادیوگمانه در نقاط بدون ایستگاه جو بالا برای آموزش مدل پیشنهادی جهت پس پردازش پارامتر آب بارش شو مدل عددی WRF باشد.
    کلیدواژگان: آب بارش شو، پس پردازش، مدل عددی WRF، داده ماهواره
  • محمدمهدی مرادی، حسین رهنما، سهراب میراثی* صفحات 57-77

    شناسایی بی هنجاری زیرسطحی مانند وجود لایه ضعیف در اعماق و ضخامت های مختلف، نقش بسزایی در طراحی های مهندسی ایفا می کند. با شناسایی لایه های ضعیف می توان از مشکلات احتمالی جلوگیری کرد؛ لذا در این مقاله با توجه به گستردگی روش های شناسایی زیرسطحی، از روش تحلیل چند ایستگاهی امواج سطحی استفاده شده است که بسیار سریع، راحت و بی نیاز از حفاری و تخریب است. در این راستا با شبیه سازی در محیط نرم افزار اجزاء محدود آباکوس (Abaqus)، تاثیر تغییرات ضخامت و عمق قرارگیری لایه ضعیف با نتایج مدل خاک سه لایه نرمال مقایسه شده است. لایه های ضعیف در ضخامت های 2، 4 و 8 متر و اعماق مدفون 2، 4 و 8 متر از سطح زمین انتخاب و ارزیابی شده اند. در ادامه، نتایج خروجی هرکدام از مدل های شبیه سازی شده در نرم افزار متلب پردازش و طیف سرعت فاز و منحنی پراکندگی نظری امواج رایلی ترسیم شده است.  نتایج نشان دادند وجود لایه ضعیف در هر عمق و ضخامتی موجب ایجاد پرش در طیف سرعت فاز امواج رایلی می شود با این تفاوت که با افزایش عمق مدفون لایه ضعیف، موقعیت پرش از فرکانس های بالاتر به فرکانس های پایین تر انتقال می یابد و تاثیر افزایش ضخامت لایه ضعیف به صورت افزایش تعداد پرش ها در طیف سرعت فاز مشاهده می شود. با انطباق طیف سرعت فاز و منحنی پراکندگی نظری امواج رایلی به وضوح مشخص شده است که طیف سرعت فاز از مد اساسی به سمت مدهای بالاتر انتقال یافته است. دلیل این رخداد، آن است که مدهای بالاتر در برخی فرکانس های خاص انرژی بیشتری دارند. درک صحیح و درنظر گرفتن این تغییرات و اعمال آنها بر داده های ورودی تحلیل برگردان موجب شده است مقاطع سرعت موج برشی و طولی پذیرفتنی تر و دقیق تری حاصل شود.

    کلیدواژگان: لایه ضعیف، موج رایلی، طیف سرعت، منحنی پراکندگی نظری، پرش، امواج سطحی
  • رضا خواجوی*، زهرا سیدی صفحات 79-87

    این پژوهش بر آن است تا با طراحی فرامادهای با ابعاد کوچک و توانایی حمل و اجرای ساده، امواج برشی مخرب را پیش از رسیدن به سازه های هدف میرا کند. فرض منطقی مطالعه حاضر این است که در زمینلرزه ها، بخش درخور توجهی از آسیب به ساختمان ناشی از تحریک مد نخست ارتعاشی است و چنانچه بسامد مد نخست ارتعاشی ساختمان از محتوای بسامدی تحریک ورودی حذف شود، پدیده تشدید در این مد رخ نخواهد داد و انتظار می رود آسیب به ساختمان کاهش چشمگیری یابد. در این پژوهش، با هدف محافظت از ساختمان های معمولی دو تا شش طبقه، بازه بسامدی مد نخست ارتعاشی بر پایه روابط تجربی ارایه شده در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان تعیین می شود سپس با بهره گیری از رابطه پیشنهادی بهبودیافته پاشیدگی برای فراماده یک بعدی، هندسه و جنس تشدیدگر پایه فراماده چنان طراحی می شود که بازه ایست فراماده ساخته شده از آرایش شبکهای این تشدیدگر منطبق بر بازه بسامدی هدف شود. برای سهولت در اجرا، کوشش شده است در طراحی فراماده، ابعاد تشدیدگر پایه بزرگ نباشد. فراماده طراحی شده برای کارگذاری در خاک رس متوسط به صورت استوانهای با قطر و درازای 5/0 متر از بتن سبک و مقاوم است که در آن، استوانهای سربی درون یک سیال پرکننده میانی قرار دارد. به کمک مدل ساده شده معادل پیوسته فراماده پیشنهادی، عملکرد آن در برابر موج برشی با بسامد واقع در نوار ایست هدف بررسی شده است. بر پایه این بررسی، فراماده پیشنهادی می تواند دامنه امواج برشی زلزله را به سرعت کاهیده کند. این فراماده می تواند جهت حفاظت از ساختمان های شهری بنا شده در نزدیکی گسل ها به کار رود.

    کلیدواژگان: زمین لرزه، فراماده، مد ارتعاشی، میرایی، نوار ایست
  • حمید خسروی، مهدیه سفری، غلام جوان دلویی، آذر افشار، خالد حسامی* صفحات 89-103

    امروزه، ثبت، پردازش و شناسایی پارامترهای زمین لرزه های مستقل بزرگ تر از 4 = Mw در گستره فلات ایران با استفاده از تجهیزات و سخت افزار های پیشرفته، نرم افزار ها و متخصصان باتجربه، در کمتر از 10 دقیقه به صورت خودکار به آسانی انجام می شود. زمین لرزه های دوگانه 23 آبان 1400، با اختلاف زمانی اندک (کمتر از 90 ثانیه) در فاصله نزدیک به هم به ترتیب با بزرگای 6/1 و 6/4 در شمال غرب بندرعباس به وقوع پیوست. پارامترهای مکان، زمان و بزرگای رویداد اول و پارامترهای سازوکار کانونی آن به کمک نرم افزار های نیمه خودکار یا خودکار امکان پذیر شد. با وجود این، تداخل فازهای لرزه ای رویداد اول و رویداد دوم در ایستگاه های دورتر، چالشی جدی برای محاسبه خودکار و نیمه خودکار موقعیت مکان، زمان، بزرگا و همچنین پارامترهای سازوکار کانونی رویداد دوم ایجاد کرده است. در این مطالعه با تلفیق لرزه نگاشت ها و شتاب نگاشت های ثبت شده در ایستگاه های لرزه نگاری و شتاب نگاری داخل کشور، پارامترهای این زمین لرزه دوگانه و دو پس لرزه اصلی آن با بزرگای 5/1 و 5/4 به دست آمده است. سازوکار کانونی این چهار رویداد نیز بر اساس روش های قطبش اولین رسید موج P، نسبت دامنه موج های P و S و مدل سازی تانسور گشتاور لرزه ای محاسبه شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد با توجه به مکان و سازوکارهای محاسبه شده برای زمین لرزه دوگانه و دو پس لرزه اصلی، فعالیت گسل پی سنگی هندون با شیب به سمت جنوب مسبب زمین لرزه های دوگانه 23 آبان 1400 و دو پس لرزه اصلی آن در شمال غرب بندرعباس است.

    کلیدواژگان: زمین لرزه دوگانه، بندرعباس، سازوکار کانونی، گسل هندون، مدل سازی شکل موج
  • مهسا کبیری، زهره سادات ریاضی راد*، بابک وکیلی صفحات 105-124

    در این مطالعه از روش وارون سازی خطی متمرکز وزن دار شده مجدد برای مدل سازی داده گرانی دو بعدی توده معدنی زیر سطحی استفاده می شود. همچنین با استفاده از داده گرادیان افقی گرانی در روش وارون سازی متمرکز وزن دار شده مجدد، مرزهای عمودی توده زیر مرزی آشکارسازی می شود. کارایی روش وارون سازی ذکرشده برای داده گرانی یک مدل مصنوعی در دو حالت نوفه دار و بدون نوفه بررسی شده است. نتایج، کارایی پذیرفتنی روش وارون سازی خطی متمرکز وزن دار شده مجدد را در تحلیل داده گرانی دوبعدی نشان می دهد. از این روش برای مدل سازی میدان گرانی باقی مانده یک گنبد نمکی در آجی-چای آذربایجان شرقی و تعیین لبه های آن استفاده شد. گنبدهای نمکی در این منطقه از نظر دخایر پتاس درخور توجه هستند. برای اعتبارسنجی عمق به دست آمده از روش وارون سازی خطی متمرکز وزن دار شده مجدد، از روش های مرسوم تخمین عمق همامیخت اویلر و طیف چگالی انرژی و برای مقایسه مرزهای آشکارشده برای چشمه زیرسطحی از فیلترهای فاز محلی سیگنال تحلیلی، زاویه تیلت، نقشه تتا، زاویه تیلت هذلولی، مشتق افقی کل و مشتق افقی کل نرمال شده استفاده می شود. بر اساس نتایج، عمق سطح بالا و پایین گنبد نمکی در مرکز به ترتیب در حدود 20 متر و 50 متر است. همچنین خطای نرم دو به دست آمده بین مقادیر گرانی اندازه گیری شده و گرانی محاسبه ای mGal 0833/0 و بیشینه تباین چگالی تخمین زده شده در حدود kg/m3  290- است.

    کلیدواژگان: اکتشاف پتاس، گرانی باقی مانده، گنبد نمکی، نرم دو، وارون سازی خطی متمرکز وزن دار شده مجدد
  • علی آقایی کردشامی، علیرضا عرب امیری، ابوالقاسم کامکار روحانی، حمید بیژنی* صفحات 125-142

    در این تحقیق با برداشت داده های ژیورادار و مقاومت ویژه الکتریکی از مخزن پلی اتیلنی در حالت خالی و پر از محلول کات کبود، روش های مقاومت ویژه الکتریکی و رادار نفوذی به زمین (GPR) به صورت کنترل شده در مکان آزمایش های ژیوفیزیک دانشگاه صنعتی شاهرود مطالعه شده است. جهت بررسی چگونگی تغییرات ویژگی های الکتریکی بر اثر فرورفت جریان محلول در یک زمین آبرفتی و همچنین تغییرات ناشی از پر یا خالی بودن یک لوله پلی اتیلنی مدفون، با استفاده از دو روش ذکر شده، برداشت داده در زمین آبرفتی، قبل و بعد از نشت محلول به سطح زمین انجام شده است. لوله پلی اتیلنی مخزنی است که با یک شیر در سطح زمین آبرفتی تخلیه می شود. داده های مقاومت ویژه الکتریکی و GPR محدوده در دو زمان متفاوت (تابستان و پاییز)، برداشت، پردازش و تفسیر شده است. پردازش، مدل سازی و تفسیر داده های برداشت شده در قالب مدل های دوبعدی مقاومت ویژه الکتریکی و مقاطع عرضی GPR انجام شده است. از مهم ترین نتایج این مطالعه می توان به عملکرد خوب روش مقاومت ویژه الکتریکی در آشکارسازی جزییات، آشکار نشدن مناسب جزییات در روش GPR برای زمین های آبرفتی با رس زیاد، نامناسب بودن آنتن فرستنده با بسامد 150 مگاهرتز در روش GPR، اثر مخرب رطوبت بر عملکرد این روش و در نهایت، آشکار نکردن اهداف با روش GPR به دلیل تباین کم گذردهی نسبی الکتریکی بین اهداف و زمینه اشاره کرد. با استفاده از داده های مقاومت ویژه الکتریکی لوله پلی اتیلنی، قسمت هایی که خاک سست و متخلخل دارند، آشکارسازی و مناطق مختلف با توجه به رطوبت نسبی موجود در آنها تفکیک شده است.

    کلیدواژگان: مقاومت ویژه الکتریکی، رادار نفوذی به زمین (GPR)، لوله پلی اتیلنی، مدل سازی دوبعدی، مکان آزمایش ژئوفیزیکی دانشگاه صنعتی شاهرود
  • سید حسن موسوی بفروئی*، سید هادی دهقان منشادی صفحات 143-159
    در این پژوهش، برآورد احتمالاتی و واهم‏افزایی خطر زمین‏لرزه برای استان گلستان و نواحی پیرامون آن تا شعاع حدود 150 کیلومتری از مرزهای استان انجام گرفته است. ابتدا بررسی های زمین شناسی و لرزه زمینساختی ازجمله شناسایی گسل‏ها، ابعاد و سازوکار آنها انجام و پارامترهای لرزه خیزی منطقه بر اساس کاتالوگ یکنواختی از زمین‏لرزه های تاریخی و دستگاهی تا پایان سال 2021 با بزرگاهایی بین 5/3 تا 5/7 برآورد شده است. تعداد بیست و یک چشمه لرزه‏زا به صورت پهنه ای شناسایی و با راهکار تابع توزیع مکانی، متوسط نرخ رویداد سالانه هریک در بازه های مختلف بزرگا تعیین شده است. با استفاده از نرم افزار OpenQuake و با بهره گیری از درخت منطقی و سه رابطه از جدیدترین رابطه‏های تضعیف جنبش نیرومند زمین مختص ایران، بیشینه شتاب زمین و شتاب طیفی در دوره تناوب های 2/0، 1 و 2 ثانیه برای دوره های بازگشت 50، 475 و 2475 سال برای نقاطی به فاصله 5 کیلومتر در منطقه مورد مطالعه تعیین شده است. نتایج به صورت نقشه های پهنه بندی خطر زمین‏لرزه در استان گلستان و نمودار شتاب طیفی برای ساختگاه سنگی در شهر گرگان ارایه شده است. نتایج نشان می دهد شهرستان گرگان و مناطقی از شهرستان های آق قلا، علی آباد و کردکوی واقع در جنوب غرب استان و مناطقی از شهرستان مراوه تپه واقع در شمال شرق استان نسبت به نواحی دیگر می توانند تحت تاثیر شتاب جنبش زمین بیشتری قرار گیرند که مقدار آن برای دوره بازگشت 475 سال در این مناطق بین g21/0 و g25/0 برآورد شده است. برای تعیین موثرترین چشمه لرزه‏زا در میزان خطر برآورد شده در شهر گرگان، واهم افزایی خطر زمین‏لرزه برای پارامترهای فاصله، بزرگا، تعداد انحراف معیار و طول و عرض جغرافیایی انجام و محتمل ترین سناریوی ایجادکننده بیشینه شتاب در شهر گرگان معرفی شده است. نتایج واهم افزایی خطر زمین‏لرزه نشان می دهد گسل های خزر و شمال البرز بیشترین سهم را در میزان خطر زمین‏لرزه شهر گرگان دارند.
    کلیدواژگان: تحلیل خطر زمین‏لرزه، درخت منطقی، گلستان، لرزه خیزی، بیشینه شتاب، واهم‏افزایی
  • زهرا ضرونی زاده، خلیل متقی*، رامین موقری صفحات 161-181

    در این مطالعه سامانه سنگ کره- سست کره شرق ایران با استفاده از روش های توموگرافی با فرض دو جبهه موج تخت و توموگرافی دورلرز بررسی شده است. برای این منظور از 5862 شکل موج ریلی ثبت شده در چهل ایستگاه لرزه نگاری برای تولید نقشه های سرعت فاز در نه باند فرکانسی از 25 ثانیه تا 111 ثانیه استفاده شد. سپس با وارون سازی منحنی های پاشش محلی حاصل از نقشه های سرعت فاز در دوره تناوب های مختلف، مدل سه بعدی سرعت موج برشی از سطح تا عمق 200 کیلومتر ساخته شد. ساختار سرعت سه بعدی تعیین شده، یک کانال کم سرعت سست کره ای را مشخص می کند که زیر یک سنگ کره نازک قرار گرفته است. با رسم مقدار سرعت موج برشی به اندازه 1/4 کیلومتر بر ثانیه، نقشه ضخامت پوسته ای (عمق موهو) برای منطقه تعیین شد. نقشه موهو نشان می دهد ضخامت تقریبی بیشتر منطقه مورد مطالعه، 36 کیلومتر است که با ضخامت یک پوسته با تغییر شکل کم متناظر است. همچنین دو پوسته ضخیم، زیر کمان آتشفشانی ارومیه- دختر و در بخش شمالی منطقه مورد مطالعه وجود دارد؛ یعنی در جایی که رخنمون های افیولیتی زمین درز نیوتتیس را مشخص می کند. به احتمال زیاد این ضخیم شدگی ها به دلیل تغییر شکل در مقیاس سنگ کره ای در منطقه زمین درز نیوتتیس است.

    کلیدواژگان: توموگرافی، امواج ریلی، سرعت موج برشی، سنگ کره، شرق ایران
  • فائزه شیرمحمدی، محمدرضا حاتمی*، امین رحیمی دلخانی صفحات 183-197

    امروزه روش تداخل سنجی لرزه ای روشی کارآمد در مطالعات زلزله شناسی است و امکان استفاده از نوفه محیطی در این روش به علت تکرارپذیر بودن و محدوده فرکانسی گسترده بسیار حایز اهمیت است. یکی از کاربردهای مهم تداخل سنجی لرزه ای، توموگرافی لرزه ای و ناهمسانگردی شعاعی است. روش های معمول توموگرافی لرزه ای نیازمند تعیین ابعاد شبکه بندی یا پارامترهایی همچون هموارسازی و میرایی هستند. روش توموگرافی پیشنهادی در این مطالعه، روشی بسیار نوین است که تعداد پارامترهای نامعینی دارد و به شبکه بندی ازپیش تعریف شده یا پارامترهایی همچون هموارسازی و میرایی نیاز ندارد. منطقه مورد مطالعه در این پژوهش، محدوده البرز مرکزی در عرض جغرافیایی 0/38-5/34 درجه شمالی و طول جغرافیایی 5/54-5/48 درجه شرقی است. توموگرافی و ناهمسانگردی شعاعی در این منطقه با استفاده از داده های به دست آمده از نوفه های محیطی، اعمال تداخل سنجی لرزه ای و همچنین داده های زمین لرزه به دست آمده است. نتایج، نشان دهنده امکان تفکیک ایالت های لرزه زمین ساختی متفاوت بر اساس بی هنجاری های سرعتی و ناهمسانگردی شعاعی در منطقه است. نقشه ناهمسانگردی شعاعی نیز نشان دهنده وجود ماگمای سرد شده دماوند در عمق حدود بیست کیلومتری است.

    کلیدواژگان: تداخل سنجی لرزه ای، نوفه محیطی، امواج سطحی، توموگرافی با تعداد پارامترهای نامعین، ناهمسانگردی شعاعی
  • سام الدین اسماعیلی، علی غلامی*، حمیدرضا سیاهکوهی صفحات 199-222

    همدوسی در رویدادهای بازتابی موجود در داده های لرزه ای پیش از برانبارش، عاملی تعیین کننده در کیفیت نهایی تصویرسازی زیرسطحی با این داده ها محسوب می شود. این همدوسی به نسبت پیچیدگی محیط انتشار موج و خطاهای عملیاتی در مرحله برداشت داده های لرزه ای کاهش می یابد که در صورت جبران نشدن اثر آنها، پردازش داده های لرزه ای را با چالش جدی مواجه خواهد کرد. یکی از خطاهای رایج در برداشت داده های لرزه ای مناطق کوهستانی، جابه جایی بدون ثبت مجدد ایستگاه های چشمه لرزه ای به دلیل محدودیت های عملیاتی است. با توجه به میزان سختی عملیات برداشت، احتمال وقوع این نوع خطا در ایستگاه های گیرنده نیز وجود دارد. در صنعت، روش هایی برای افزایش همدوسی رویدادهای بازتابی وجود دارد که فرض اولیه آنها، ایستایی ناهمدوسی های موجود در بعد زمان و پیش بینی پذیری آنها در بعد دورافت و در نتیجه، توانایی جبران آنها با روش های تصحیح استاتیک و دینامیک متداول است، اما برخی خطاهای عملیاتی و پیچیدگی های محیط انتشار موج، موارد نقضی هستند که می توانند آن جابه جایی ها را از حالت پیش بینی پذیری خارج کنند. جابه جایی های بدون ثبت مجدد چشمه یا گیرنده موج لرزه ای و وجود بی هنجاری های سرعت محلی در مسیر انتشار امواج لرزه ای، که معمولا در لرزه نگاری کوهستان با هم رخ می دهند، از جمله این موارد هستند. اثر این گونه عوامل ناهمدوس ساز در داده ها و استفاده از روابط رایج تصحیح استاتیک و دینامیک برای آنها، می تواند جابه جایی های ناایستا در بعد زمان و پیش بینی ناپذیر در بعد مکان ایجاد کند. در این شرایط تصحیحات استاتیک و دینامیک متداول کارایی لازم را برای جبران ناهمدوسی های رویدادهای بازتابی ندارند. این مقاله با تحلیل برخی داده های مصنوعی و واقعی سعی در تبیین موضوع دارد و پیشنهاد می کند از یک روش تصحیح جابه جایی زمانی ناپایا در داده های لرزه ای پیش از برانبارش برای جبران این ناهمدوسی ها استفاده شود.

    کلیدواژگان: عملیات لرزه نگاری کوهستان، خطاهای عملیاتی، ناهمدوسی رویدادهای بازتابی، جابه جایی زمانی ناپایا، بی هنجاری های سرعت، استاتیک باقیمانده
  • رضا امامی*، مهدی رضاپور، محمد فرجی صفحات 223-237

    زمین لغزش ها مخاطراتی طبیعی هستند که باعث تلفات جانی و خسارات مالی شدید می شوند. برای تجزیه و تحلیل زمین لغزش ها از روش های مختلفی ازجمله روش های ژیوتکنیکی و ژیوفیزیکی به ترتیب به دلیل دقت و هزینه بسیار کم استفاده می شود. در میان روش های ژیوفیزیکی، از توموگرافی مقاومت الکتریکی به طور گسترده ای برای اکتشاف نزدیک به سطح در مناطق زمین لغزش استفاده می شود. در این مطالعه از بررسی های توموگرافی مقاومت الکتریکی دوبعدی برای بررسی ساختار زیرسطحی و پتانسیل زمین لغزش در منطقه چای باغ استفاده شده است. در مطالعات اولیه پروژه های عمرانی به ویژه سازه های خطی، بررسی مناطقی که پتانسیل لغزش دارند، از اهمیت بسزایی برخوردار است. به همین منظور پس از ایجاد شکاف بزرگ در قسمتی از جاده ساری- شیرگاه در منطقه چای باغ شهرستان سوادکوه شمالی که واژگون شدن قطار باری را در پایین دست جاده به دلیل خم شدن ریل راه آهن درپی داشت، تحقیقات توموگرافی مقاومت الکتریکی دوبعدی برای تشخیص دلیل این حادثه و احتمال وقوع زمین-لغزش گسترده در منطقه صورت گرفت تا در ساخت دوباره جاده تدابیر لازم لحاظ و از بروز خسارت بیشتر جلوگیری شود. در این تحقیق داده های حاصل از سه مقطع با آرایه های دوقطبی- دوقطبی، قطبی- قطبی و سونداژ الکتریکی (VES) با روش وارون سازی دوبعدی در نرم افزار Res2dinv تفسیر شد. نتایج مطالعه نشان داد پتانسیل لغزش در سطح وسیعی از منطقه با سطح لغزشی در عمق 30 تا 35 متری از سطح جاده وجود دارد و تجمع شار آب زیرزمینی می تواند محرک اصلی زمین لغزش احتمالی در آینده باشد. بر این اساس تمهیدات لازم ازجمله طراحی زهکش برای ساخت دوباره این قسمت از جاده برای افزایش ایمنی پیشنهاد شده است.

    کلیدواژگان: پتانسیل زمین لغزش، توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی، وارون سازی، روش کمترین مربعات، سطح لغزش، چای باغ
|
  • Abolghasem Ghazanfari Lakeh, Sarmad Ghader *, Majid Mazraeh Farahani Pages 1-22

    Convective storms are the most atmospheric hazards that can cause significant dangers to sectors such as agriculture, industry, aviation industry and urban and rural facilities in different parts of the world. These storms are often accompanied by thunderstorms, hails, floods or severe winds. Severe dust from some convective phenomena has also been identified as air and environmental pollutant. Therefore, studing their various aspects has provided the basis for many atmospheric studies in different parts of the world.Accurate and timely forecasting of convective storms is still challenging in operational weather forecasting centers. Given that conventionally configured numerical models did not accurately predict this phenomenon in most cases, their nowcasting using satellite data is of great importance. Meanwhile, geostationary satellites have been recognized as a useful tool for identifying areas with potential convection. In this paper, an attempt is made to provide an algorithm using the Meteosat8 data to identify areas prone to the convection initiation and to improve the issuance of timely warnings in a very short time. This work has been done by studying the convective events during the day and night hours of spring and summer of 1397 in Tehran province. The present algorithm is based on  selecting 22 fields using the brightness temperature of infrared channels, the reflectance of visible and near-infrared channels and the differences and their 15 and 30 minute trends. The preprocessing performed on the satellite data are radiometric and geometric corrections. To do this, after calculating the radiance of individual channels from the digital counts, the brightness temperature of the infrared and reflectance of the visible and near infrared channels are calculated. Also to calculate the trend of the fields between two time steps, a spatial low-pass filter using the box-averaging method has been used. Large-Scale atmospheric pattern analysis of the ten strongest dust convective storm events in Tehran in the last decade shows that in most of them, at least five days before the storm, a ridge of geopotential height at the 500 hPa level developed on the area. On the day of the storm, the passage of the geopotential trough and the cold front of the surface destroyed the atmospheric stability and released the energy necessary for the development of the cumulonimbus cloud and the occurrence of the storm. Finally results show that using this algorithm to nowcasting the convective initiation, the probability of detection and correct alarm rate are 62 and 79 percent, respectively.

    Keywords: Nowcasting, Convective Dust Storm, Convection initiation, Satellite data, Probability of detection
  • Ahsan Leisi, Hossein Kheirollahi, Navid Shad Manaman * Pages 23-35

    Estimation of compressional and shear wave velocities is very important in the oil and gas industry. Unlike compressional wave velocity, shear wave velocity is not measured in all wells of a field due to its higher costs. Therefore, using an alternative method that estimates the shear wave velocity at a lower cost and with acceptable accuracy is inevitable. In this study, to estimate the response variable in a well, the correlation of several logs in that well (i.e., acoustic logs, density, neutron porosity, resistivity, gamma ray, dolomite volume, quartz volume, and water saturation) with target log investigated. It was found that the compressional wave velocity, density, dolomite volume, and quartz volume logs are more correlated with shear wave velocity. Therefore, these logs were selected as input features for estimating shear wave velocity using different approaches. In the next step, among the various methods, The estimated values obtained from a method that has the best match with the actual shear wave velocity is introduced as the optimal model. Afterward, it is performed to estimate the shear wave velocity in other wells that do not have a shear wave velocity log. In this paper, multiple regression methods and machine learning algorithms (support vector regression, adaptive Neuro-fuzzy inference system, and deep artificial neural network) were applied to predict the shear wave velocity. In this study, data from seven wells were used. Due to the fact that only in well #7 shear wave velocity has been measured, and in six other wells this feature has not been recorded, this field data limitation has caused the data of well #7 to be divided into training, testing, and validation data. In multiple regression methods (linear and interaction models), support vector regression, and adaptive Neuro-fuzzy inference system, Randomly, 70% of the data has been used for training and 30% for testing, but in the artificial neural network method, Randomly, 70% of the data has been used for training, 15% for validation and 15% for network testing. For all methods, the root means square error and correlation between actual and estimated data are calculated. Linear model, interaction model, support vector regression, adaptive Neuro-fuzzy inference system, and deep artificial neural network have provided 91, 92, 89, 94, and 98% correlation in training data, and 88, 89, 86, 90 and 92% in testing data, respectively. Also, the RMSE for each of the mentioned methods is 125.59, 115.86, 148.23, 84.36, and 80.49 (m/s) in the training data and 139.77, 133.44, 166.03, 126.15, and 98.04 (m/s) in the testing data, respectively. Our results show that deep artificial neural network has provided a better solution than other methods. Hence, in this study deep artificial neural network has been proposed to estimate the shear wave velocity in other blind wells. Moreover, the Castagna empirical model was used to validate the obtained results from the deep artificial neural network in these wells, which show a good fit between the two models.

    Keywords: Shear wave velocity, Multiple regression, Support vector regression, adaptive neuro-fuzzy inference system, deep artificial neural network
  • Farahnaz Taghavi *, Mojtaba Jalali Pages 37-55
    Precipitable water (PW) is an important part of the water cycle in the atmosphere. This variable plays a significant role in hydrological and meteorological studies to understand the behavior of water vapor and the involved processes. One of the management tools in this area is knowledge of the Total Precipitated Water content (TPW) in the atmosphere. This quantity can also be used as a meteorological index for accurate prediction of atmospheric parameters including rainfall and runoff estimates. PW is the amount of vertically integrated water vapor and can be expressed in g/cm2, or as the height of an equivalent column of liquid water in centimeters. The traditional technique for PW measurement is to launch radiosondes, normally twice a day. This method is not only expensive but also poor in both spatial coverage and temporal resolution. Temporal changes in atmospheric water vapor occur rapidly and water vapor measurements by radiosondes do not satisfy the needs of research for a variety of variation scales of atmospheric water vapor. In past years, the emerging ground-based Global Positioning System (GPS) has opened the possibility of improved monitoring of atmospheric humidity. Beginning from the 1990s, an observational technique based on the Global Navigation Satellite System (GNSS), which is sensitive to the spatial and temporal distribution of the water vapor content in the atmosphere, has made it possible to retrieve precise and continuous estimates of PW. In recent years, studies have been conducted on the use of satellite data and GPS data to estimate this parameter. The purpose of this research is to evaluate the post-processing of WRF model for PW using meteorological satellite data, neural network and Kalman filter. This parameter cannot be easily calculated without the use of equipment such as GPS, satellite, radiosonde station and radar. In this research, we attempt to eliminate the systematic error of a PW parameter obtained through the WRF numerical model in the absence of measurement data. In the first step, we compare the rainfall water for two stations in Iran including Mashhad and Tehran with the TPW parameter measured by MSG1(IODC) and FY-2E satellites for about two years. Then, the WRF model results are post-processed based on the observational data to educate the neural network model using the ANFIS implementation with genetic algorithm training. In second step, the Kalman filter was applied to the satellite data modified by genetic algorithm. The results were improved and the correlation coefficient was to 0.987 and the RMSE error reduced to 1.1. Results show that by implementing this approach and converging on the correlation values of the selected satellite and the post-processed model to the correlation values of the modified model, the results showed that the meteorological satellite data METEOSAT8 (IODC) can be used as an alternative of radiosonde data in places without high atmosphere station to teach the proposed model for post-processing of PWV parameter in WRF numerical model.
    Keywords: Precipitable water, METEOSAT8, WRF Model, Post-processing
  • Mohamadmehdi Moradi, Hossein Rahnema, Sohrab Mirassi * Pages 57-77

    The presence of subsurface anomalies such as cavities, sinkholes, weak subsurface layers, faults, or tunnels that are man-made or natural can pose serious risks to the environment or engineering project. One of the anomalies is weak or loose layer between two hard layers which increases the settlement potential, so detecting the subsurface anomalies such as void and weak layer at different depths and thicknesses plays an important role in engineering designs. In this paper, the multi-channel analysis of surface waves (MASW) is used. It is fast and comfortable among the various methods for identifying subsurface anomalies. In this regards, the effect of weak layer between hard soil layers is evaluated by using the finite element method in Abaqus and MATLAB software. The effect of depth and thickness of weak layer on the phase velocity spectrum and theoretical dispersion curve of Rayleigh (R) wave is compared. Different thicknesses (2, 4 & 8 meters) and depths (2, 4 & 8 meters) for weak layers are considered. In the following, the output results of each simulation are processed in MATLAB software by using the MASW method.The results showed that the presence of jumps in phase velocity spectrum in high and low frequencies are related to the existence of weak layer. The location of the jump is moved to the low frequencies of the phase velocity spectrum and also shifted to higher modes of theoretical dispersion curve of R-wave due to the increasing depth of weak layer. For example, the jumps are accrued at the frequencies of 37, 27 and 17 Hz in the phase velocity spectrum due to the presence of the weak layer at depths of 2, 4 and 8 meters, respectively. This event is caused by the more energy of the higher modes at special frequencies related to the depth of the weak layer. By increasing the thickness of the weak layer, the number of jumps is increased in the phase velocity spectrum and the phase velocity spectrum is shifted from fundamental mode to the first, second and other modes at the location of each jump. The number of jumps for a weak layer with a thickness of 8, 4 and 2 meters is equal to 6, 2 and 1, respectively, which indicates a higher number of jumps for a thickness of 8 meters. Considering these changes in inversion analysis gives rise to more acceptable S and P wave velocity profiles.

    Keywords: MASW, phase velocity spectrum, weak layer depth, higher mode, Rayleigh waves, Jump
  • Reza Khajavi *, Zahra Seyyedi Pages 79-87

    In the recent decade, some effort is expended in deviating and attenuating seismic waves, following the sophisticated electromagnetic-wave (photon) control by a well-known synthetic-material technology: metamaterial. There are many reports in the literature on successful control of mechanical waves (phonons) in acoustic and thermal frequency ranges by phononic crystals and metamaterials; however, they fail to efficiently control waves over low-frequency ranges, like seismic and earthquake waves. The bottleneck is the very long wavelengths of the earthquake waves which inevitably necessitates large-scale structures for seismic metamaterials. This research intends to dampen destructive shear waves before reaching the target structures by designing metamaterials with small dimensions and easy portability and execution. The rationale of this study is that in earthquakes, a significant part of the damage to the building is caused by the excitation of the first vibrational mode, and if the waves with frequencies near to the frequency of the first vibration of the building are filtered out or damped from the frequency content of the input excitation, the resonance phenomenon may not occur, and damage to the building is expected to be significantly reduced. In this study, with the aim of protecting typical two- to six-story buildings, the frequency range of the first vibrating mode is determined based on the experimental relationships presented in Section 6 of the Iran National Building Code. Then, utilizing the proposed dispersion relation for the one-dimensional metamaterial, the geometry and material of the metamaterial base resonator are designed so that the metamaterial stop-band corresponds to the target frequency range which is supposed to be filtered out. In order to facilitate the implementation, efforts have been made so that the dimensions of the base resonator are not large. The metamaterial designed for placement in medium clay, is a cylinder with a diameter and a length of 0.5 m of lightweight and high-strength concrete in which the interior lead cylinders are located in an intermediate filling fluid. Using the simplified continuous model of the proposed metamaterial, its performance against the shear wave with the frequency located in the target stop-band has been investigated. Based on this study, the proposed metamaterial is able to quickly reduce the amplitude of shear waves of an earthquake. This metamaterial can be used to protect urban buildings built near faults. It might also be used for cases where earthquake-resistant systems cannot be installed in the body of structures or foundations (e.g. historical and sensitive buildings, rural or old urban areas, etc.).

    Keywords: damping, earthquake, metamaterial, Stop band, Vibrational mode
  • Hamid Khosravi, Mahdieh Safari, Gholam Javan Doloei, Azar Afshar, Khaled Hessami * Pages 89-103

    Recording, processing and identifying the parameters of independent earthquakes larger than Mw = 4 using advanced equipment, software and professional experts, can be calculated nowadays in less than 10 minutes automatically in the Iranian plateau. Double earthquake of November 14, 2021 with a small time difference (less than 90 seconds) occurred at a very close distance with magnitudes of 6.1 and 6.4, respectively. The calculation of the parameters of location, time and magnitude of the first event, in addition to the calculation of its focal mechanism parameters, was made possible with the help of semi-automatic or automatic software. However, the interference of the seismic phases of the first event with the second one in farther stations poses a serious challenge to the automatic and semi-automatic calculation of location, origin time, magnitude, as well as the parameters of the focal mechanism of the second event. In this study, by merging recorded seismograms and accelerograms in seismic stations within the country, the parameters of this double earthquake and their two main aftershocks with magnitudes of 5.1 and 5.4 have been calculated. In addition, the calculation of the focal mechanism of these four events is carried out based on the polarization method of the first P-wave polarity, the amplitude ratio of P and S waves and the modeling of seismic moment tensor. The results of this study show that according to the locations and focal mechanisms calculated for the double earthquake and both major aftershocks, the activity of the Handun basement fault, which is probably related to the formation of the Handun salt dome, caused double earthquakes of November 14, 2021 and its two main aftershocks in the northwest of Bandar-Abbas, south of Iran.

    Keywords: Bandar-Abbas, double earthquake, Handun fault, Source Mechanism, waveform modeling
  • Mahsa Kabiri, Zohreh Sadat Riazi Rad *, Babak Vakili Pages 105-124

    The inversion of gravity data is one of the most important topics in the quantitative interpretation of practical data, since construction of density contrast models could increase the amount of information that can be achieved from the gravity data.     This study shows the gravity response to the assumed model. In this model, , where tthe sub-surface ground has been partitioned into 15×10 prisms ands the dimension of each prism is 20 m × 5 m. As is shown, the 2D model includes 9 prisms whose density contrast is 1000 kg/cm3. The inverted gravity correspondings to the resulted causative body from inverting the observed gravity. This inverted model that is corresponding to the exactly similar of to the original causative body, achieved at 4th iteration, where the L2 norm as the stopping criterion attained the smallest amount. We have used the reweighting focusing inversion method for inverting the gravity horizontal gradient data. The computed density distributions are located on the vertical borders of the sub- surface mass. The gravity horizontal gradient related to the assumed model. The inversion response to the gravity horizontal gradient related to the assumed model is demonstrated, asshows the estimated densitiesy are situated on the vertical edges of the model. The L2 norm of the as shows gravity horizontal gradient is 0.0036 mGal/m. We have applied the reweighting focusing inversion algorithm to invert the 2D gravity and its horizontal gradient data related to a salt dome situated in the Aji Chay, East Azerbaijan Province, Iran.from Iran.The calculated gravity horizontal gradient has been shown, where the L2 norm is 0.0833 mGal. The real gravity is related to a salt dome, situated in the Aji Chay, East AzerbaijanProvince, Iran. Salt domes in this region in terms of potash reserves are significant in terms of potash reserves. The inverted density contrasts for the sub- surface salt dome. We have applied the reweighting focusing inversion algorithm to invert the 2D gravity and its horizontal gradient data related to a salt dome from Iran. The method has been tested for a theoretical gravity set data, with and without added random noise random. The results demonstrate the ability of the reweighting focusing inversion method in recovering subsurface density contrast distribution and detecting the vertical border.

    Keywords: Potash exprolation, Residual gravity, Salt dome, L2-norm, Reweighting focusing inversion method
  • Ali Aghaei Kordeshami, AliReza Arab-Amiri, Abolghasem Kamkar-Rouhani, Hamid Bizhani * Pages 125-142

    This study investigates the efficiency of different geophysical methods for detecting contaminated zones as well as hidden pipes. There are a number of geophysical techniques that can be useful and beneficial for achieving these purposes. Ground penetrating radar (GPR) and electrical resistivity methods are the most useful approaches for identifying polluted areas and buried features, causing us to utilize such methods in the area. Although GPR and electrical resistivity methods are solely effective for mapping subsurface targets, the integration of these methods might provide us valuable information and valid outcomes. In this paper, electrical resistivity and GPR surveys are conducted and acquired data are modelled to investigate the pollution leakage in the ground. To achieve this aim, a polyethylene pipe with inlet and outlet valves is considered as a tank buried underground in the geophysical test site of Shahrood University of Technology. In the first step of the study, the electrical properties of the empty pipe were measured and modelled using electrical resistivity and GPR methods. In the next step, the pipe was filled by the cupric sulfate solution and electrical measurements were performed again. In addition, the electrical properties were investigated by means of electrical resistivity and GPR methods in another area, sitting on alluvial soil, after and before injecting the cupric sulfate solution. It is worth mentioning that the measurements were performed after drying the surface which was humid due to the injection of cupric sulfate to avoid false conductivity on the ground. The designed profiles include four lines on a buried reservoir and five profiles on alluvial soil. However, the 2D modeling results and interpretation of the acquired data along with two (on the buried target) and three (on alluvial soil) survey lines are just presented in this paper. After collecting and interpreting the electrical resistivity and GPR data in the study area, the results are in the form of two-dimensional models of electrical resistivity and GPR cross sections, which have been obtained by use of RES2DINV and Prism2 softwares, respectively. The obtained results revealed that the electrical resistivity method enjoys a relatively good performance in detailed detection. It is also shown that the GPR method is not able to work properly in alluvial soils with high clay and it suffers from the unsuitability of the transmitter antenna with a frequency of 150 MHz and the destructive effect of moisture on the performance. Regarding the obtained outcomes and using electrical resistivity data, ground details such as polyethylene reservoir, loose and porous soil parts and separation of different areas according to the relative humidity in them have been revealed.

    Keywords: Electrical resistivity, Ground penetrating radar (GPR), Polyethylene Pipe, Two-dimensional modelling, Geophysical test site of Shahrood University of Technology
  • Seyed Hasan Mousavi-Bafrouei *, Seyed Hadi Dehghan Manshadi Pages 143-159
    In the present study, probabilistic seismic hazard assessment (PSHA) and disaggregation of seismic hazard in Golestan and adjacent areas have been conducted. The study area includes Golestan province and surrounding areas to about 150 km away from the geographical borders of the province. For this purpose, at the first stage, geological and seismotectonic studies, including the tectonic features, faults dimensions, and faults mechanism in the study area have been studied. The seismicity parameters including b-value, annual mean occurrence rate (λ) and maximum possible magnitude (Mmax) of the study area are evaluated based on the uniform catalog containing historical and instrumental earthquakes from 400 BC to the end of 2021 AD with magnitudes ranging from 3.5 to 7.5 on the Mw scale. Based on the geological and seismological information of the study area, 21 areal seismic source zones have been identified. Using the spatial distribution function, the annual mean occurrence rate of earthquakes of each seismic source has been determined in different magnitude intervals. The latest three local ground motion prediction equation models of the Iranian plateau, have been employed to assess the peak ground acceleration (PGA) and spectral acceleration (SA) in periods of 0.2, 1, and 2 seconds for return periods of 50, 475 and 2475 years. A three branches logic tree with the same weight has been used to apply the GMPEs. The GMPEs are specific to Iran and used for the first time in the study area. The entire study area is divided into points that are 5 km apart. Subsequently, the PGA and SA have been calculated for each point with the OpenQuake software package. The results are presented in the form of seismic hazard zoning maps in Golestan province and spectral acceleration curves for Gorgan city. The calculations are on the bedrock site condition according to the Iranian code of practice for seismic resistant design on building (Standard No. 2800 4th edition). In order to determine the most effective seismic source in the PGA of the Gorgan, the disaggregation of PSHA has been conducted on the parameters of distance, magnitude, the number of standard deviations (ε), and latitude and longitude. The most probable scenario of maximum acceleration in Gorgan has been introduced. The results show that some areas of the Gorgan, Kord-Kouy, Agh-Ghala and Ali-Abad in southwest and Maraveh-Tapeh in northeast of the province can be affected by more ground acceleration than other areas so that the maximum ground acceleration in these areas for the return period of 475 years is 0.21g to 0.25g. The disaggregation of PSHA for Gorgan city shows that the Caspian and North Alborz faults have the most substantial contribution in the PGAs of Gorgan.
    Keywords: Seismic hazard assessment, Logic tree, Golestan, Seismicity, Peak Ground Acceleration, disaggregation
  • Zahra Zarunizadeh, Khalil Motaghi *, Ramin Movaghari Pages 161-181

    The Iranian Plateau is a part of the Alpine–Himalayan orogenic belt located in the western part of Asia. Convergence of the Arabian Plate and Eurasia from the late Cretaceous to the present has generated significant lithospheric deformations such as crustal shortening and thickening in the Plateau and surrounding mountain ranges including the Zagros Fold–Thrust Belt, Alborz and Kopeh Dagh. The convergence across Zagros is accommodated through different mechanisms of diffused shortening and/or thrusting of the Arabian lithosphere beneath Central Iran. This study focuses on the velocity structure of the eastern part of the Iranian Plateau which has not been studied well yet. Our study region also contains Binalud and Kopeh-Dagh deformation domains which were built up by the north-eastern collisional boundary between the Plateau and Eurasia and a small part of the Urumieh-Dokhtar magmatic arc which was the volcanic arc of the past Neotethyan subduction. The lithosphere-asthenosphere system beneath east of Iran is investigated by employing earthquake surface wave tomography. A total of 5862 teleseismic Rayleigh waveforms from 368 events recorded at three permanent networks during a period of three years were used to produce 2-D high-resolution phase velocity maps. We employed a two-plane wave tomography approach to generate phase velocity maps at period ranges of 25–111 s. From a published study of ambient noise tomography, we extracted Rayleigh wave dispersion data at 8–20 s periods to improve resolution in the crust and then inverted them for a 3-D S-wave velocity model. A 3-D velocity model was then constructed by a nonlinear Bayesian Markov chain Monte-Carlo algorithm of local node-wise dispersion data into S-wave velocity models down to a depth of 200 km. The most prominent resolved feature by our 3-D velocity model is a low-velocity asthenospheric channel at 70 and 150 km depths overlaid by a thin lithosphere. We believe that in the lack of an isostatic compensated crustal root in the Iranian Plateau, this feature is supporting high elevation (~1000 m) topography covering the Iranian Plateau. A Moho map for the study region is obtained by mapping the geometry of 4.0 km/s S-wave velocity contour in the 3-D velocity model. It shows that most of the study region is covered by a less deformed crust with a thickness of ~36 km. Two crustal roots are observed, one beneath the Urumieh-Dokhtar magmatic arc and the other beneath the north-eastern part of the study region where an array of the Neotethys suture zones is marked by ophiolite outcrops. Lithospheric scale deformation in a sequence of Neotethys suture zones is high probably responsible for the crustal thickening in NE Iran.

    Keywords: Tomography, Rayleigh waves, Shear wave velocity, Lithosphere, East Of Iran
  • Faezeh Shirmohammadi, MohammadReza Hatami *, Amin Rahimi Dalkhani Pages 183-197

    Seismic interferometry is a method that allows the retrieval of the seismic response at one receiver from a virtual source at the position of another receiver. In recent years, seismic interferometry has become a common tool in seismological studies. With continuous recording data in seismic stations, new opportunities are available to seismologists to present new hypotheses and studies. Continuous data contains ambient noise which has random amplitudes and phases and can propagate in all possible directions, so by using ambient noise, it is possible to retrieve responses between two seismic stations. In most applications, long-duration vertical and horizontal components of continuous time series recorded at two stations are cross-correlated to approximate the Green’s function between the two stations. After stacking all available data for each station’s pairs, group velocity dispersion curves are measured using multiple-filter analysis for each EGF signal. In our research, group velocity dispersion measurements are used for tomography. The radial anisotropy can be inferred from the Love–Rayleigh (L–R) discrepancy, that is, from the difference between the travelling speeds of horizontally and vertically polarized surface waves. Seismic anisotropy in the Earth’s crust is the signature of past and ongoing crustal deformation. Thus, observation of this anisotropy reflects the nature and distribution of the deformation bearing on the crustal rock. In conventional seismic tomography techniques, it is necessary to determine the dimensions of grids or other parameters such as smoothing and damping. A two-step inversion algorithm is employed to solve the tomographic inverse problem. In this study, transdimensional tomography is applied, which adapts to a non-uniform data coverage without requiring any arbitrary regularization such as damping or smoothing. It is a one-step non-linear tomographic algorithm. The algorithm is rooted in a Bayesian framework using Markov chains with reversible jumps. The study area in this research is the Central Alborz area (latitude 34.5-38 N degrees and longitude 48.5-54.5 E degrees). We process all available contentious vertical and horizontal seismic data from the Iranian Seismological Center (IRSC) and the International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES) in this region for the three years from 2013 through 2016. Also, we use data from earthquakes with magnitude above 3.5, which were recorded on these stations between 2006 and 2016.The results obtained from seismic tomography and radial anisotropy show the possibility of separation between different tectonic seismic regions based on the velocity anomalies and radial anisotropy. Moreover, radial anisotropy shows the cooled Damavand magma at a depth of about 20 km.

    Keywords: Seismic interferometry, Ambient Noise, Surface waves, Transdimensional tomography, Radial anisotropy
  • Sameddin Esmaeili, Ali Gholami *, HamidReza Siahkoohi Pages 199-222

    A determinant factor in generating qualified seismic images of subsurface layers is the coherency of reflection events in pre-stack seismic data. Accordingly, this level of coherency could be reduced due to the complexity of propagation media or operational errors during seismic acquisition. It will be challenging to process acquired data if these incoherencies are not compensated for. In mountainous seismic acquisition projects, displacement of the source is one of the more common causes of errors. Such displacement could be happened for receiver points as well, due to the access or operational difficulties in seismic acquisition. In the processing stage, there are some methods for improving coherency based on the assumption that incoherencies are stationary both in time and offset. In particular, it is assumed that all reflection events shifts are static in the time domain and predictable in the offset domain. Thus, they can be compensated by conventional static and dynamic corrections. Nevertheless, there are some violent circumstances where the shifts will no longer be predictable. The displacement of source or receiver stations without resurveying of them and the presence of velocity anomalies in wave propagation media are some examples. These often occur simultaneously in mountainous seismic terrain. Conventional static and dynamic corrections cannot properly rectify such non-stationary inconsistencies in the mentioned circumstances. Although applying the residual static correction to compensate for such incoherencies can improve coherency for some reflector’s events, especially those with good amplitude and frequency content, for the others it can actually make it worse, especially for deep reflectors. For precise seismic reflection imaging, the magnitude of non-stationary shifts plays a key role. Small shifts will result in a reduction of the frequency content of the final stack section. For bigger size of these shifts, the quality of stacked reflections will be reduced and then can be eliminated, consequently. As a well-known fact, in seismic operations, logically increasing frequency content in order to get a better resolution usually involves spending significant time and money. However, with the mentioned operational errors, this is essentially wasteful. To avoid such operational errors, the activities of different crews of the seismic project should be thoroughly checked, in particular, the survey and drilling crews for the accuracy of elevation and coordinates of the shot points. Using both synthetic and real data, this paper attempted to explain how reflection event incoherencies frequently occur during mountainous seismic acquisition, and then proposed an algorithm for compensating those incoherencies with a non-stationary time shift correction in pre-stack seismic data.

    Keywords: mountainous seismic operation, operational errors, incoherency of reflection events, non-stationary time shifts, velocity anomalies, residual static
  • Reza Emami *, Mehdi Rezapour, Mohammad Faraji Pages 223-237

    Landslides are natural hazards that cause severe fatalities and financial losses. Various methods are used to analyze landslides. Among those, geotechnical and geophysical methods are used due to their accuracy and low cost, respectively. In geophysical methods, electrical resistivity tomography (ERT) is widely used for near-surface exploration of landslide areas characterized by a complex geological environment. In this study, two-dimensional electrical resistivity tomography (ERT) studies have been used to define the subsurface structure and landslide geometry of Chaybagh. Over the past decade, technological advances in field data acquisition systems and the development of new algorithms for tomographic inversion have made this technique more suitable for studying landslide areas. In order to reduce the possible damages in the preliminary studies of construction projects, especially linear structures, it is very important to study the areas with slip potential.Following the widening the road in a part of Sari-Shirgah road in the Chaybagh area of North Savadkuh County, which overturned a freight train downstream due to bending of railway tracks, a large gap was created. In order to determine the cause of this accident and the possibility of landslides in the area, 2D geoelectric tomography was performed and necessary considerations were taken into account for reconstruction of the new road to prevent further damages.According to the geological map of Ghaemshahr 1/100000, the study area includes conglomerate, silty marl, sandstone and siltstone. At the bottom of the landslide area is the Talar River bed, which includes alluvial fans, floodplains, old and young rivers and streams, alluvial floodplains, older coastline deposits, and non-hardened alluvium of the present age in the bed of rivers. In this study, the data obtained from the profiles with Dipole-Dipole and Pole-Pole arrays and geoelectric sounding were interpreted by two-dimensional inversion method in Res2dinv software.The results of the study show that on the upper slope of the road, a small landslide surface is observed at a depth of 4 to 5 meters. This landslide occurred at a small level and has nothing to do with landslides and road gaps, but there is a large-scale landslide potential in the area with landslides at a depth of 30 to 35 meters above the road surface in the future so that groundwater flux accumulation can trigger landslides. Therefore, designing of drainage for engineering structures in this part of the road is essential to prevent road collapse, accidents and possible losses. Moreover, the possibility of landslides in the designs should be considered.

    Keywords: Landslide Potential, electrical resistivity tomography (ERT), Inversion, Least Squares Method, landslide surface, Chaybagh