Avtoreferatlar

Ssenar zəlzələlərinin məlumatlar toplumuna əsasən Şəmkir su anbarı ərazisində sintezlənmiş seysmik təsirin modelləri

İxtisas: 2507.01 – “Geofizika, faydalı qazıntıların geofiziki axtarış üsulları”
Elm sahəsi: Yer elmləri
İddiaçı: Tural Hikmət oğlu Babayev

Mövzunun aktuallığı və işlənmə dərəcəsi.

Seysmologiya elminin inkişafı son illərdə böyük yollar qət etmişdir. Onun bir şaxəsi kimi, seysmik təhlükənin qiymətləndirilməsi də təkmilləşdirilmiş metodların tətbiqi ilə perspektivli elm sahəsinə çevrilmişdir.

Yerin litosfer qatının tərkib hissəsi olan tektonik plitələrin qarşılıqlı hərəkətləri zəlzələlərə təkan verməklə seysmik aktivlik yaradır. Azərbaycan ərazisində Qusar-Şabran, Böyük Qafqazın cənub-şərq yamacı, Kür çökəkliyi, Kiçik Qafqazın şimal-şərq yamacı, Talış dağları kimi seysmik aktiv zonaların olduğu aşkar edilmişdir.

Azərbaycan ərazisində mövcud seysmik aktiv zonalarda infrastrukturların olması seysmik təhlükənin qiymətləndirilməsi tədqiqatlarını zəruri edir. Bu nöqteyi-nəzərdən Azərbaycan ərazisindəki hidrotexniki qurğuların yerləşdiyi ərazilərdə seysmikliyin öyrənilməsi və seysmik təhlükənin qiymətləndirilməsi günümüzün aktual məsələlərindən biridir. Bu cəhətdən, Böyük və Kiçik Qafqaz dağ-qırışıqlıq sistemlərinin arasında qalan Kür dağarası meqaçökəkliyi üzərindəki Şəmkir su anbarı ərazisində seysmik təhlükənin müasir məlumatlar və imkanlar əsasında qiymətləndirilməsi böyük əhəmiyyət daşıyır.

Bundan başqa, tədqiqat sahəsindən keçən çayların ərazidəki suvarma və digər təsərrüfat işlərində istifadə olunması, böyük su anbarları və su-elektrik stansiyalarının aktiv fəaliyyətdə olması nəticəsində texnogen zəlzələlərin yaranma ehtimalı olduğundan ərazidə seysmik təhlükə tədqiqatlarının aparılması vacibdir. Hidrotexniki qurğuların yerləşdirildiyi ərazilərdə Q.R.Babayev, F.Ə.Qədirov, Q.C.Yetirmişli, L.Telesca, P.Talwani, O.Mikhailov, K.Malik, S.Liu kimi alimlərin işləri mövcuddur. Bir sıra tədqiqatlar göstərir ki, Şəmkir su anbarı ərazisində səviyyə dəyişmələrindən törəmiş daimi təkanlar müşahidə olunur. Bu, ərazidə seysmik təhlükə səviyyəsinin tədqiq edilməsinin günümüz üçün aktual və perspektivli məsələ olduğunu göstərir.

Tədqiqatın obyekti və predmeti.

Tədqiqatın obyekti olaraq Azərbaycan Respublikasının Şəmkir rayonunda yerləşən Şəmkir su anbarı və yaxın ətrafı seçilmişdir. Tədqiqat sahəsi Şəmkir, Gəncə, Samux və Tovuz inzibati rayonlarını əhatə etməklə, ümumilikdə, 2608.674 (iki min altı yüz səkkiz tam mində altı yüz yetmiş dörd) km² sahəni tutur. Tədqiqat sahəsinə Şəmkir su anbarı, Şəmkir su-elektrik stansiyası (SES), Yenikənd su anbarı, Yenikənd SES, Gəncə beynəlxalq hava limanı (BHL) kimi strateji əhəmiyyətli obyektlər daxildir.

Tədqiqatın predmeti Şəmkir su anbarı və yaxın ətraf ərazilərin timsalında seysmik təhlükənin qiymətləndirilməsində yeni yanaşmalar əsasında təkmilləşdirilmiş müasir metodologiyanın təklif, təqdim və tətbiq edilməsidir.

Tədqiqatın məqsəd və vəzifələri.

Dissertasiya işinin məqsədi seysmik təhlükənin deterministik qiymətləndirilməsi əsasında Şəmkir su anbarı ərazisində müasir seysmik təhlükə xəritəsinin tərtib edilməsindən ibarətdir. Bu məqsədlə, tədqiqat çərçivəsində aşağıda sayılan vəzifələr ardıcıllıqla yerinə yetirilir:

1. Tədqiqat sahəsində seysmik təhlükənin proqnozlaşdırılmasında mürəkkəb geoloji şəraitin təsirinin nəzərə alınması məqsədilə geoloji-geofiziki təhlillərin aparılması, qrunt effektinin öyrənilməsi. Bu məqsədlə, eninə dalğanın 30 metr dərinlik müstəvisində orta sürətinin (VS30) paylanma xəritəsi tərtib edilməsi və ərazidəki qrunt təsnifatının aparılması üçün kompüter alqoritmlərinin yazılması və müasir məlumatların istifadə edilməsi;

2. Tədqiqat sahəsi üzrə yaxın tarixdə seysmiklik analizinin aparılması, seysmik monitorinqin əhatəli icrasında rəqəmsal seysmik stansiyaların istifadəsi. Yaxın keçmişdəki zəlzələ akseleroqramlarının alınması və müasir rəqəmsal məlumat bazasının tərtib olunması metodologiyasının təşkili və tətbiqi üçün kompüter alqoritmlərinin yazılması və istifadəsi;

3. Ədəbiyyat məlumatları, həmçinin seysmiklik kataloqlarının statistik tədqiqatı əsasında tədqiqat sahəsində seysmik rejimin analizi, maksimal maqnitudanın, potensial zəlzələ ocaqlarının müəyyənləşdirilməsi, zəlzələ və qrunt parametrlərinin müasir proqram təminatına inteqrasiyası ilə süni akseleroqramların generasiya edilməsi və sintetik verilənlər bazasının qurulması metodologiyasının təklif, təqdim və tətbiq olunması;

4. Ənənəvi qrunt hərəkətinin proqnozlaşdırılması tənliklərini əvəzləmək, ssenar zəlzələ ocağında qruntun maksimal təcilini (QMT, ing., PGA – peak ground acceleration) dolğun şəkildə proqnozlaşdırmaq üçün tərtib olunmuş real və sintetik verilənlər bazalarını öyrənərək real şəraiti əks etdirən lokal qrunt hərəkəti modellərinin tərtib olunmasında maşın öyrənmə alqoritmlərindən istifadəyə əsaslanan metodologiyanın təklif, təqdim və tətbiq olunması;

5. Tədqiqat sahəsi üzrə deterministik seysmik təhlükə qiymətləndirilməsi metodunun tətbiq edilməsi, “ən pis ssenari”nin (ing., the worst-case scenario) müəyyənləşdirilərək QMT-nin proqnozlaşdırılması. Proqnozlaşdırılan QMT-nin sönmə qrafikinin və məkan-paylanma xəritəsinin tərtib olunması;

6. Tədqiqat sahəsi üzrə seysmik rayonlaşdırılmanın aparılması məqsədilə QMT-intensivlik çevirmələrindən istifadə etməklə, MSK-64 şkalası üzrə intensivlik vahidlərində seysmik təhlükə xəritəsinin tərtib olunması.

Tədqiqat metodları.

Seysmik təhlükənin qiymətləndirilməsində deterministik metod süni intellekt üsullarından istifadə edilməklə tətbiq olunur. Tədqiqat ərazisi üzrə seysmik təhlükənin qiymətləndirilməsi aşağıdakı ardıcıllıqda aparılır:

1. Tədqiqat sahəsində geoloji-geofiziki məlumatlar əsasında potensial zəlzələ ocaqlarının (aktiv tektonik qırılmaların) müəyyənləşdirilməsi;

2. Tədqiqat sahəsində seysmik rejiminin analizi və maksimal maqnitudanın müəyyənləşdirilməsi;

3. Ən aktiv zəlzələ ocağının (Kür aktiv tektonik qırılmasının) ssenar zəlzələ ocağı kimi seçilməsi və “ən pis ssenari” üçün ssenar zəlzələ və maqnitudanın təyin edilməsi;

4. Ssenar zəlzələnin Kür aktiv tektonik qırılmasının 170 km-lik hissəsi boyunca hər 10 km-də yerləşdirilməsi və fokal dərinliklərin kataloq təhlilləri əsasında müəyyənləşdirilməsi;

5. Tədqiqat sahəsinin seqmentləşdirilməsi: tədqiqat sahəsi 10 km * 10 km ölçüdə kvadrat xanalardan ibarət tor şəbəkəyə bölünür, xanaların düyün nöqtələrinin koordinatları qeydə alınır. Seqmentlərin qrunt xarakteristikasının VS30 paylanma xəritəsi və qrunt sinifləri timsalında müəyyən edilməsi üçün kompüter alqoritmlərinin yazılması;

6. Ssenar zəlzələdən tor şəbəkənin düyün nöqtələrinə qədər olan episentral və hiposentral məsafələrin ölçülməsi və hesablanması;

7. Ssenar maqnitudanın, hiposentral məsafə, VS30 və qrunt sinfi məlumatlarının əsasında tərtib olunmuş modellərlə QMT-lərin proqnozlaşdırılması (qal vahidlərində).

Müdafiəyə çıxarılan əsas müddəalar.

Dissertasiya işi üzrə aşağıdakı müddəalar müdafiəyə çıxarılır:

1. Müasir verilənlər bazalarının maşın öyrənmə (ing., ML – Machine Learning) alqoritmlərinə inteqrasiyası əsasında, zəlzələ parametrlərini və ərazi xüsusiyyətlərini nəzərə almaqla tədqiqat sahəsində qrunt hərəkətinin modelləşdirilməsi (ing., GMM – Ground Motion Modeling);

2. Qrunt hərəkəti modelləri əsasında ssenar zəlzələ üçün qruntun maksimal təcilinin (ing., PGA – Peak Ground Acceleration) məkan üzrə proqnozlaşdırılması və ərazi üzrə seysmik təhlükə xəritəsinin tərtib olunması.

Tədqiqatın elmi yeniliyi.

Aparılmış tədqiqat nəticəsində aşağıdakı yeniliklər əldə edilmişdir:

1. Kompüter alqoritmlərinin yazılması və müasir məlumatların inteqrə edilməsilə ərazi üzrə VS30 paylanma xəritəsi tərtib olunmuşdur. VS30 səciyyələndirməsi ərazidə qruntun təsnif edilməsinə, qrunt effektinin öyrənilməsinə və seysmik təhlükənin proqnozlaşdırılmasında mürəkkəb geoloji şəraitin təsirinin nəzərə alınmasına imkan verir;

2. Tədqiqat ərazisi üzrə qrunt hərəkətinin modelləşdirilməsi məqsədilə ilk dəfə olaraq, Python proqramlaşdırma dilindən istifadə etməklə müasir rəqəmsal məlumat bazalarının tərtib olunması və emalı metodologiyaları təklif edilmişdir;

3. Ərazidəki seysmiklik təhlilləri əsasında müəyyən olunmuş maksimal maqnituda çoxluğu, eləcə də digər zəlzələ və qrunt parametrlərini daxil etməklə müasir proqram təminatının inteqrasiyasına əsaslanan metodun tətbiqi ilə süni akseleroqramlar generasiya edilmiş və tədqiqat ərazisi üçün sintetik verilənlər bazası tərtib olunmuşdur;

4. Tədqiqat sahəsində tərtib olunmuş real və sintetik verilənlər bazalarının inteqrasiyası əsasında, ilk dəfə olaraq, maşın öyrənmə alqoritmləri istifadə edilmiş və lokal qrunt hərəkəti modelləri (QHM, ing., GMM – ground motion model) qurulmuşdur. Maşın öyrənmə əsaslı modellərin müqayisəli təhlilləri aparılaraq ən effektiv modellər seçilmiş və seysmik təhlükənin qiymətləndirilməsində istifadə olunmuşdur;

5. Tədqiqat sahəsində deterministik yanaşma çərçivəsində “ən pis ssenari” konsepsiyası tətbiq edilmişdir. Tərtib olunmuş lokal QHM-lərdən istifadə etməklə, müəyyən edilmiş ssenari üzrə QMT proqnozlaşdırılmış və yekunda QMT sönmə qrafiki və məkan-paylanma xəritəsi alınmışdır (qal vahidlərində);

6. Proqnozlaşdırılan QMT qiymətləri MSK-64 şkalası üzrə intensivlik vahidlərinə korrelyasiya edilmiş və tədqiqat sahəsi üzrə seysmik təhlükə xəritəsi (intensivlik vahidlərində) təqdim edilmişdir.

Tədqiqatın nəzəri və praktiki əhəmiyyəti.

Tədqiqat Azərbaycanın böyük su anbarlarından biri olan Şəmkir su anbarı ərazisində seysmik təhlükənin qiymətləndirilməsinə həsr olunmuşdur. Nəzəri olaraq seysmik təhlükənin qiymətləndirilməsi tədqiqatlarının dünya miqyasında olduqca aktual olması baxımından, dissertasiya işi üzrə aparılan tədqiqat dünya elminin praktikasında mövcud olan maşın öyrənmə alqoritmlərinin istifadəsi, QHM-lərin qurulması, sintetik verilənlər toplularının generasiya edilməsi kimi metodları inteqrasiya etməklə Azərbaycan elmində müasir yanaşmaların tətbiqinə töhfə vermək məqsədi daşıyır.

Praktiki baxımdan dissertasiya işi strateji əhəmiyyətli obyektlərin gələcəkdə üzləşə biləcəyi zəlzələ təhlükəsinin dərəcəsini və zəlzələ zamanı məruz qalacaqları seysmik təsiri ssenar zəlzələlər timsalında müəyyən etməklə tam təhlükəsiz şəraitin təmin edilməsinə töhfə verir.

Beləliklə, dissertasiya işində Şəmkir su anbarı ərazisi timsalında seysmik təhlükənin qiymətləndirilməsində və seysmik rayonlaşdırmada müasir yanaşmaların inteqrasiyası ilə təkmilləşdirilmiş kompleks metodologiyanın təklif, təqdim, təsdiq və tətbiq edilməsi aparılan tədqiqatın metodoloji-tətbiqi mahiyyətini və elmi-praktiki əhəmiyyətini nümayiş etdirir.

Avtoreferatı yüklə