Akademik Veri Yönetim Sistemi
Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, cilt.22, sa.66, ss.781-792, 2020 (Hakemli Dergi)
Doğal uçlaşma (DU) yer altındaki doğal kaynaklar tarafından üretilen bir elektrik alandan üreyen bir sinyaldir ve yeryüzündeki herhangi iki nokta arasında mesafeye ya da zamana bağlı olarak ölçülür. Son zamanlarda, DU zaman serilerinin “üssel değişim yasası” davranışının, istatistiksel öz-benzerlik kavramına dayanan prosedürlerle daha iyi belirlenebildiği gösterilmiştir. Eğilimden Arındırılmış Dalgalanma Analizi (EADA), zaman içinde durağan veya durağan olmayan stokastik ve kaotik sinyallerin istatiksel öz-benzerlik özelliklerini belirlemek için geliştirilmiş istatistiksel bir araçtır. Bu çalışmada, İzmir İli, Urla İlçesi Gülbahçe Köyü’ndeki çalışma alanında kurulan istasyonda, iki yıllık süreçte eşit zaman aralıklarıyla kaydedilen DU ve toprak altı sıcaklıkları kullanılmıştır. EADA’nın 1,5’e yakın ölçekleme katsayısı veren sayısal sonuçları, Urla istasyonunda kaydedilen DU sürecinin durağan olmayan bir süreçten kaynaklandığını göstermiştir. Ölçekleme katsayısı, güç spektrumundan elde edilen β spektral üs değeri(2,01) yardımıyla da 1,50 olarak hesaplanmıştır. Buna göre, Urla İstasyonunda kaydedilen DU süreci, bağımsız “Kahverengi gürültüler” tarafından üretilen bir rastgele yürüyüş süreci olarak tanımlanabilir ve “kesirsel Brown hareketi (fBm)” olarak modellenebilir. Ayrıca, görsel olarak, SP zaman serisi verileri ile depremlerin büyüklükleri (ML ≥3) ve MGM'den sağlanan yakındaki istasyonlardaki toplam günlük yağışlar ile Urla İstasyonunda ölçülen toprak altı sıcaklıkları arasındaki olası ilişkiler araştırılmıştır. Deprem verileri ile yapılan karşılaştırmada bariz bir ilişki kurulamamış ancak toprakaltı sıcaklıkları ve yağış verilerinin DU değişiminde etkin rol oynadığı görülmüştür. Bu sonuç, doğal uçlaşmanın mevsimsel etkilere bağımlı olduğunun bir kanıtıdır. Alanda ölçülen akma potansiyellerinin yüzey sularının yeraltına doğru süzülmesiyle olduğu ve kırıklı serbest akifer özelliğinde olan Kocadağ volkaniklerinin bu süzülmelerle beslendiğini göstermektedir.
Self-potential (SP) is a signal from an electric field produced by natural sources in the subsoil and is measured as the voltage difference between two points on the earth’s surface as function of time as well as distance. Recently, it has been shown that the “power-law” behavior of SP time series can better be determined by the procedures based on the assumption of self-affinity. Detrended Fluctuation Analysis (DFA) is a statistical tool developed to determine self-affinity properties of stochastic and chaotic signals, which are either stationary or nonstationary over time. In this work, a SP monitoring station located near Gülbahçe village of Urla town and the daily time series data of SP and sub-soil temperatures recorded for two years are described. The numerical results of DFA yielded fluctuation exponents near 1,5 indicated that the SP process recorded at Urla Station is a quite possibly from a nonstationary process. This result is also cross-validated considering the fact that estimate of spectral power β at low frequencies was nearly 2, corresponding to a fluctuation exponent α=1,5. Therefore, the SP process recorded at Urla Station is a random walk process generated by independent “Brown noise” inputs, and can be modeled as a “fractional Brownian motion(fBm)”. Furthermore, in a visual basis, the possible relations between the SP time series data and the timings of earthquakes (ML≥3), and between the total daily precipitations at nearby stations supplied from MGM and sub-soil temperatures measured at the Urla Station are investigated. When the SP data compared with the earthquake magnitudes, there is no a clear relationship between them, but it is observed that the sub-soil temperatures and precipitation data played an active role on SP anomalies. This result is evidence that SP is dependent on seasonal effects. It shows that the streaming potential measured in the area are due to infiltration and that the abundant fracture unconfined aquifer feature, Kocadağ volcanics are affected by the surface effects. It shows that Kocadağ volcanics, which featured fractured unconfined aquifer, are affected by the surface infilitrations.