<<ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΟΥ ΘΟΡΥΒΟΥ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΟΥ ΡΙΟΥ>>

ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΝΟΡΔΑ ΜΑΡΙΑ - ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ <<ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΟΥ ΘΟΡΥΒΟΥ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΟΥ ΡΙΟΥ>> ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΠΑΤΡΑ 2015

ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΤΣΕΛΕΝΤΗΣ Γ. ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ Ν. ΣΩΚΟΣ Ε. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (επιβλέπων) ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ 2

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα ήθελα να εκφράσω τις ευχαριστίες μου στον καθηγητή γεωφυσικής κ. Άκη Τσελέντη για την εμπιστοσύνη που έδειξε στο πρόσωπό μου και στις ικανότητες μου, αναθέτοντάς μου την εκπόνηση της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον καθηγητή και μέλος της εξεταστικής επιτροπής κ. Νικόλαο Σαμπατακάκη, όπου στα πλαίσια διαλέξεών του στα μαθήματα του μεταπτυχιακού προγράμματος, μου δόθηκε η ευκαιρία να έχω μία πρώτη επαφή με το αντικείμενο που πραγματατεύεται η διπλωματική εργασία μου. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Επίκουρο καθηγητή και μέλος της εξεταστικής επιτροπής κ. Ευθύμιο Σώκο για την ανταλλαγή απόψεων, καθώς και τις συμβουλές του στην οργάνωση της παρούσας εργασίας. Ξεχωριστά, ευχαριστώ το μέλος Ε.ΔΙ.Π Δρ.Παρασκευά Παρασκευόπουλο, που συνέβαλε στη διπλωματική μου εργασία με τις γνώσεις, την εμπειρία και την ψυχολογική υποστήριξή του. Τέλος, πρέπει να ευχαριστήσω το μέλος Ε.ΔΙ.Π Δρ. Παναγιώτη Στεφανόπουλο για τη βοήθεια του μέσω της ανταλλαγής απόψεων και την ψυχολογική υποστήριξή του. 3

φύσις κρύπτεσθαι φιλεῖ Ηράκλειτος, Ίων φιλόσοφος Περί Φύσεως 4

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 7 ABSTRACT... 8 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 9 2 ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ... 10 2.1 ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΑ ΚΑΙ ΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΗΚΑ ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΑΧΑΪΑΣ... 10 2.1.1 ΛΙΘΟΛΟΓΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΗΚΑ... 11 2.1.2 ΠΛΕΙΟΠΛΕΙΣΤΟΚΑΙΝΙΚΑ ΙΖΗΜΑΤΑ ΤΕΤΑΡΤΟΓΕΝΕΙΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ... 12 2.1.3 ΣΕΙΣΜΟΤΕΚΤΟΝΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ... 15 3 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ... 18 3.1 ΣΥΛΛΟΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ... 18 3.2 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΕΘΟΔΟΥ-ΜΕΘΟΔΟΣ NAKAMURA-ΤΕΧΝΙΚΗ ΛΟΓΟΥ Η/V... 21 3.3 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ... 27 4 ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ... 38 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ... 38 4.1 Σταθμός: Νο31... 38 4.2 Σταθμός: Νο32... 42 4.3 Σταθμός: Νο36... 46 4.4 Σταθμός: Νο43... 50 4.5 Σταθμός: Νο51... 54 4.6 Σταθμός: Νο55... 58 4.7 Σταθμός: Νο56... 62 4.8 Σταθμός: Νο57... 66 4.9 Σταθμός: Νο58... 70 4.10 Σταθμός: Νο59... 74 4.11 Σταθμός: Νο60... 78 4.12 Σχολιασμός αποτελεσμάτων... 83 5 ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ... 85 5.1 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΤΟΥ ΘΟΡΥΒΟΥ... 85 5.2 ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΤΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΒΑΘΟΥΣ ΣΕΙΣΜΙΚΟΥ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ... 86 5.2.1 Γραμμή 1... 87 5.2.2 Γραμμή 2... 90 5.3 ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΠΡΟΒΟΛΩΝ ΑΖΙΜΟΥΘΙΟΥ... 93 5.4 ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... 94 5

6 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 96 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1... 98 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2... 128 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 3... 140 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4... 147 6

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην περιοχή του Ρίου Πατρών, 8km ΒΑ της Πάτρας, πραγματοποιήθηκε γεωφυσική έρευνα με σκοπό την ανάλυση δεδομένων εδαφικού θορύβουμικροδονήσεων. Η επεξεργασία των δεδομένων πραγματοποιήθηκε με την εφαρμογή της μεθόδου Nakamura ή HVSR, η οποία εξετάζει τον φασματικό λόγο των οριζόντιων συνιστωσών προς την κατακόρυφη, εκτιμώντας την θεμελιώδη ιδιοσυχνότητα της θέσης. Εξετάζοντας τους φασματικούς λόγους, υπό των επικρατούντων γεωλογικών συνθηκών της θέσης καταγραφής (ταχύτητα δευτερευόντων σεισμικών κυμάτων S, πάχη στρωμάτων), προκύπτουν συμπεράσματα για τη συμπεριφορά των επιφανειακών σχηματισμών. Τα δεδομένα περισυλλέχθησαν από 11 θέσεις σταθμούς, που είχαν τοποθετηθεί στον χώρο του Ρίου, πλησίον της γέφυρας Ρίου-Αντιρρίου, κατά την περίοδο του Μαΐου 2004. Τα σήματα των εδαφικών θορύβων καταγράφηκαν από σεισμογράφους τριών συνιστωσών, ενώ η επεξεργασία των δεδομένων έγινε μέσω του GEOPSY και μιας σειράς προγραμμάτων σε MATLAB. Ο στόχος της παρούσας μελέτης είναι η παρακολούθηση της μεταβολής του φασματικού λόγου με τον χρόνο, ο υπολογισμός των ιδιοσυχνοτήτων για κάθε θέση και η μεταβολή του φασματικού λόγου συναρτήσει του αζιμουθίου. Τέλος, επιχειρείται να εκτιμηθεί το πάχος των υπερκείμενων στρωμάτων μέσω γνωστών ταχυτήτων εγκάρσιων κυμάτων S των σχηματισμών. Το τελικό αποτέλεσμα της επεξεργασίας είναι γραφήματα H/V-συχνότητας και αζιμουθιακές προβολές του θορύβου. 7

ABSTRACT A geophysical survey employing ambient noise-microtremors, HVSR measurements was carried out in the Rio area (Achaea, 8km North-East of Patras, Greece). Data analysis was performed by the application of Nakamura or HVSR method, which computes and examines the spectral ratio of horizontal to vertical components of ambient noise recordings, estimating the fundamental natural frequency in the position of measurement. The spectral ratios, calculated are influenced by the geophysical properties of the recording position (such as velocity of secondary seismic waves, layers thicknesses) which are depending on the prevailing geological conditions, thus providing the means for extracting some information about them. The data has been collected at 11 positions-stations which were placed in the area of Rio, near the Rio-Antirrio s bridge, for a period up to 7 days during the period of May 2004. The stations that were selected were placed along two profiles/lines. The ambient noise was recorded by three-component seismographs, while the data processing and display was conducted using the Geopsy software and a series of scripts written in matlab. The aim of this assignment is to monitor the temporal changes of the HVSR spectral ratios, as well as the special one from station to station. The resonant frequencies for each position were calculated as well as the azimuthal change of spectral ratio. The results of the processing include HVSR graphs of H/V ratio - frequency and polar diagrams of the variation of the HVSR with the azimuth. Finally using the above information an attempt is made to extract geological information from the results such as an evaluation of the thickness of the top layers based on some rough estimations of the Vs velocities of the formations. 8

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα περισσότερα σύγχρονα αστικά κέντρα έχουν οικοδομηθεί πάνω σε πρόσφατους γεωλογικούς ιζηματογενείς σχηματισμούς και γι αυτό το λόγο καθίστανται επιρρεπή σε τυχόν σεισμικές φορτίσεις. Με την καταγραφή του σεισμικού εδαφικού θορύβου λαμβάνονται οι απαραίτητες πληροφορίες για τις επικρατούσες τοπικές εδαφικές συνθήκες. Ως εδαφικός σεισμικός θόρυβος καλούνται σήματα του εδάφους με πλάτος 10-2 mm. Εξαρτάται από τη σεισμική εστία, την υπεδαφική δομή και τις τοπικές εδαφικές συνθήκες (απόκριση του εδάφους σε σεισμική κίνηση). Οι πηγές προέλευσής του ποικίλουν. Αυτές μπορεί να είναι α) πτώση μετεωριτών β) αλλαγές μετεωρολογικών παραμέτρων γ) κυματική δράση δ) παλίρροιες ε) εργοστασιακός θόρυβος στ) μέσα συγκοινωνίας η) εκρήξεις σε λατομεία. Ο εδαφικός θόρυβος μπορεί να αλλάζει συμπεριφορά από τη στιγμή που οι προαναφερθείσες πηγές του μεταβάλλονται τόσο χρονικά όσο και χωρικά. Ο σεισμικός θόρυβος χαμηλής συχνότητας (<1Hz) χαρακτηρίζεται ως μικροσεισμός με πλάτη της τάξεως των 10-2 mm, ενώ ο σεισμικός θόρυβος υψηλής συχνότητας (1Hz) χαρακτηρίζεται ως μικροθόρυβος. Το όριο μεταξύ μικροσεισμού και τεχνητού εδαφικού θορύβου είναι περίπου 1Hz. Οι Bonnefoy-Claudet(2004) κατηγοριοποίησαν τον εδαφικό θόρυβου ως εξής: 1) ο εδαφικός θόρυβος με f<0,5hz, προέρχεται από τη δράση μεγάλων μετεωρολογικών φαινομένων, 2) ο εδαφικός θόρυβος με f 1Hz, σχετίζεται με τοπικά μετεωρολογικά φαινόμενα, 3) ο εδαφικός θόρυβος με f>1hz, αποδίδεται σε ανθρώπινες δραστηριότητες. Στον αντίποδα, ο Seo(1997), προτείνει διάκριση μεταξύ μικροσεισμών και μικροδονήσεων με συνεχόμενες καταγραφές εδαφικού θορύβου. Σε περιπτώσεις όπου το πλάτος θα σημειώσει μεταβολή κατά έναν παράγοντα μεταξύ του 3 και 4 σε όλη τη διάρκεια του 24ωρου, τότε σχετίζεται με ανθρωπογενή εδαφικό θόρυβο. (Ανθυμίδης Μάριος, <<Συμβολή στη Μελέτη της Γεωφυσικής δομής και της απόκρισης των επιφανειακών στρωμάτων της Γης με τη χρήση δεδομένων δικτύων μικροθορύβου και σεισμικών καταγραφών, 2008) 9

2 ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 2.1 ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΑ ΚΑΙ ΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΗΚΑ ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΑΧΑΪΑΣ Η γεωγραφική θέση του νομού Αχαΐας είναι ΒΔ της Πελοποννήσου, καλύπτοντας μία έκταση 3.271km 2. Συνορεύει με τον νομό Κορινθίας, με τον νομό Αρκαδίας και με τον νομό Ηλείας. Κατά την αρχαιότητα περιελάμβανε και το δυτικό τμήμα της Κορίνθου, ενώ τα Καλάβρυτα ανήκαν στην αρχαΐα Αρκαδία. Πρωτεύουσα του νομού είναι η Πάτρα. Η ίδρυσή της τοποθετείται χρονολογικά είτε το 1082π.Χ είτε το 1041πΧ. Οι ορεινοί όγκοι της καλύπτουν το 65,4% του νομού, οι ημιορεινοί το 13,8%, οι πεδινοί το 20,8%. Οι ορεινοί όγκοι του Παναχαϊκού, του Ερύμανθου και των Αροανίων δημιουργήθηκαν κατά τις Αλπικές πτυχώσεις. Η λιθολογία, η τεκτονική δράση, η διάβρωση και η αποσάθρωση είναι υπεύθυνες για τη διαμόρφωση της γεωμορφολογίας του νομού. Το υδρογραφικό δίκτυο της περιοχής είναι μέτρια ανεπτυγμένο καί επηρεάζεται από κλιματικούς παράγοντες, τη λιθολογική σύσταση, το μορφολογικό ανάγλυφο και την τεκτονική της περιοχής. (Βουδούρης, 1995) Οι κυριότεροι ποταμοί του νομού, είναι ο Σελινούντας, ο Πείρος, ο Βουραϊκός, ο Γλαύκος και ο Κράθις. Το κλίμα του νομού είναι μεσογειακό: ήπιοι και βροχεροί χειμώνες, σχετικώς θερμά και ξηρά καλοκαίρια. Εξαρτάται από το υψόμετρο, από την απόσταση από τη θάλασσα και από τις επικρατούσες τοπικές εδαφικές συνθήκες. 10

2.1.1 ΛΙΘΟΛΟΓΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΗΚΑ Το γεωλογικό καθεστώς στον νομό Αχαΐας απαρτίζεται από την εμφάνιση τριών γεωτεκτονικών ζωνών: α) Ιόνιος β)γαβρόβου-τριπόλεως και γ)ωλονού-πίνδου. Εικόνα 2.1.1:Γεωτεκτονικός χάρτης της Ελλάδος (www.orykta.gr) Ιόνια ζώνη: Εμφανίζεται βορειοδυτικά του Νομού Αχαΐας σε κοντινή απόσταση από την πόλη του Αράξου. Καλύπτεται στο μεγαλύτερο τμήμα της από νεογενείς και τεταρτογενείς αποθέσεις. Στην ζώνη αυτή διακρίνεται η παρουσία των γνωστών ασβεστόλιθων Κάστρου-Ιονίου. Πρόκειται για λευκούς λεπτοστρωματώδεις ασβεστόλιθους με έντονη παρουσία από κονδύλους Sillex. Συχνά εμφανίζονται φαινόμενα διαπυρισμού, πιθανά οφειλόμενα στην παρουσία βιτουμενίου στους 11

ανυδρίτες και τη γύψο. Οι παρουσιαζόμενοι ασβεστόλιθοι εμφανίζονται να έχουν υποστεί δολομιτίωση σε μεγάλο βαθμό. Ζώνη Γαβρόβου-Τριπόλεως : Εμφανίζεται στο δυτικό τμήμα του νομού Αχαΐας, ενώ εφιππεύεται από την ζώνη Ωλονού-Πίνδου. Αποτελούσε υποθαλάσσιο ύβωμα μεταξύ της Ιόνιας και της Πινδικής αύλακας μέχρι το μέσο Ηώκαινο. Εντοπίζεται νηριτική ιζηματογένεση με έναρξη από το Ανώτερο Τριαδικό έως και το Άνω Ηώκαινο με ταυτόχρονη παρουσία μαύρων ή τεφρών ασβεστόλιθων πλούσιων σε απολιθώματα. Μεταξύ Ανώτερου Ηώκαινου Κατώτερου Μειόκαινου έως το τέλος του Ολιγόκαινου πραγματοποιήθηκε απόθεση μαργαϊκού φλύσχη. Ζώνη Ωλονού-Πίνδου : Φαίνεται να ακολουθεί την κάμψη του ορογενετικού τόξου, ενώ τμήματα των σχηματισμών της εντοπίζονται στις νήσους Κρήτη και Ρόδο. Αναφέρεται ότι αρχικά ήταν βαθιά αύλακα μεταξύ των υβωμάτων της Πελαγονικής ζώνης ή Κόζιακα- Τρίλοφου-Πενταορίων-Γερανείων-Τραπεζώντας, μέχρι το Μαιστρίχτιο ή το κατώτερο Ηώκαινο. Χαρακτηρίζεται από την παρουσία επάλληλων τεκτονικών λεπιών, λόγω έντονης τεκτονικής δράσης. Χαρακτηρίζονται από συνθήκες επώθησης με κατεύθυνση από ανατολή προς δύση. Στην ζώνη αυτή εντοπίζεται η παρουσία από εναλλαγές ψαμμιτών, μαργών, κροκαλοπαγών και ασβεστολίθων που αποτελούν τον γνωστό φλύσχη. Επίσης παρουσιάζονται αποθέσεις κερατολίθων, ραδιολαριτών, αργίλων, ψαμμιτών, πυριτικών ασβεστολίθων που αποτελούν την γνωστή σχιστοκερατολιθική διάπλαση. 2.1.2 ΠΛΕΙΟΠΛΕΙΣΤΟΚΑΙΝΙΚΑ ΙΖΗΜΑΤΑ ΤΕΤΑΡΤΟΓΕΝΕΙΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ Οι τάφροι του Κορινθιακού και ΠατραΪκού είναι ενεργοί ακόμα και σήμερα και διαμορφώθηκαν κατά τη διάρκεια του Ανώτερου Πλειόκαινου (Σταματόπουλος Λ., Κοντόπουλος Ν et al.2004). Η λεκάνη του Πατραϊκού αποτελείται κυρίως από ποτάμιες αποθέσεις, ενώ στο δυτικό τμήμα της διαπιστώνεται μετάβαση των ποτάμιων αποθέσεων προς αλλουβιακά ριπίδια (Τσώκου Θεοδώρα,2010). Οι ενότητες των Πλειοπλειστοκαινικών σχηματισμών διαχωρίζονται στις παρακάτω πέντε λιθοφάσεις, με βάση ζηματολογικά, στρωματογραφικά και παλαιοντολογικά κριτήρια: 12

1) Λιθοφάση Α. Συνίσταται από θαλάσσιες αποθέσεις χρώματος τεφρού. Το περιβάλλον σχηματισμού και απόθεσης ήταν αβαθές και η ηλικία τους είναι Άνω- Πλειοκαινική. Η συγκεκριμένη φάση δομείται από ιλυώδεις αργίλους και λεπτόκοκκες άμμους με συμπαγή δομή. 2)Λιθοφάση Β. Αποτελείται από ιλυώδεις αργίλους τεφρού χρώματος, αλλά με μεγαλύτερη συμμετοχή λεπτόκοκκης, αδρόκοκκης άμμου. Το περιβάλλον απόθεσης είναι λιμναίο, ενώ συμμετέχει και υλικό που προέρχεται από ποτάμια κανάλια. Χαρακτηρίζονται από ελασμάτωση και σκαφοειδή διασταυρούμενη στρώση. 3)Λιθοφάση C. Δομείται από ποτάμιες αποθέσεις κίτρινου κυρίως χρώματος. Χαρακτηρίζεται από λεπτόκοκκους ιλυώδεις άμμους και αργίλους που μεταβαίνουν σε κροκαλοπαγή και άμμους με φτωχή διαβάθμιση και διαφορετική ιζηματολογική δομή. Οι κατώτεροι ορίζοντες παρουσιάζονται συμπαγής με οριζόντια στρώση, ενώ οι ανώτεροι δείχνουν ελασμάτωση και σκαφοειδή διασταυρούμενη στρώση κυρίως στην άμμο. Κατά τόπους και ως επί το πλείστον στον κατώτερο ορίζοντα εντοπίζονται φυτικά απολιθώματα. 4) Λιθοφάση D. Συνίσταται από κροκαλοπαγή. Πρόκειται για αδιαβάθμητες και άστρωτες αποθέσεις αλλουβιακών ριπιδίων με συνδετικό υλικό από άμμο. Χαρακτηρίζονται από απουσία απολιθωμάτων. 5) Λιθοφάση Ε. Δομείται από αποθέσεις ποτάμιων περιβαλλόντων. Έχει χρώμα ερυθρό και οι σχηματισμοί παρουσιάζουν εναλλαγές κροκαλοπαγών, άμμων και ιλύων. Χαρακτηρίζονται από σκαφοειδή διασταυρούμενη στρώση. (Kontopoulos et. al. 1997). 13

Εικόνα 2.1.2: Τροποιημένος γεωλογικός χάρτης της περιοχής μελέτης Η περιοχή μελέτης, (Εικόνα 2.1.2), καλύπτεται από τεταρτογενείς-νεογενείς αποθέσεις, (Ρόζος, 1989) που καλύπτουν μεγάλη έκταση από την περιοχή μελέτης. Τα Νεογενή αποτελούνται από άργιλο, μάργες και άμμο. Το κλίμα της περιοχής πιθανά να διαμορφώνεται μέσω των διαδοχικών εναλλαγών θερμών και ψυχρών περιόδων. Ο προσδιορισμός της στρωματογραφίας βασίστηκε κυρίως σε μορφολογικά δεδομένα όπως: 1)ποτάμιες αναβαθμίδες, 2)επιφάνειες παγετώδους ή παγετωχειμάρριας απόθεσης, 3)θαλάσσιες αναβαθμίδες αβαθών παραλιακών επιπέδων (Κουφός Γεώργιος, 2008). Οι αλλουβιακές αποθέσεις, αντιπροσωπεύουν κυρίως τα τεταρτογενή. Για τη δημιουργία ενός αλλουβιακού ριπιδίου απαραίτητη προϋπόθεση είναι η ύπαρξη έντονου αναγλύφου καί η 14

παροχή ιζήματος. Οι αποθέσεις πάνω στα αλλουβιακά ριπίδια πιστεύεται γενικά ότι οφείλονται σε σαφή ελάττωση της κλίσης του ρευματικού καναλιού προς τα κάτω και από το σημείο, όπου το ρεύμα εγκαταλείπει μια περιοχή με έντονο ανάγλυφο. Η εξέλιξη και η γεωμετρία των αλλουβιακών ριπιδίων ρυθμίζεται από το κλίμα, τη λιθολογία και την τεκτονική της περιοχής. (Κοντόπουλος Νικόλαος, 2009) 2.1.3 ΣΕΙΣΜΟΤΕΚΤΟΝΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ Η Πάτρα βρίσκεται στο σημείο συνάντησης της τάφρου του Κορινθιακού και Πατραϊκού Κόλπου. Οι δύο αυτοί τάφροι παρότι γειτονικές και με παρόμοιο ανάγλυφο, παρουσιάζουν διαφορές ως προς τη σεισμικότητα. Ο Κορινθιακός κόλπος είναι μία ασύμμετρη νεοτεκτονική τάφρος με διευθύνσεις ΔΒΔ-ΑΝΑ, όπου συνδέεται με την τάφρο του Πατραϊκού Κόλπου (ΒΑ-ΝΔ διεύθυνση). O Κορινθιακός Κόλπος έχει μέγιστο βάθος τα 870m, ενώ το δυτικό τμήμα αυτού προσεγγίζει τα 600m βάθος. Παρουσιάζει μεγάλη σεισμικότητα, έχοντας δώσει αξιοσημείωτα μεγάλα σεισμικά μεγέθη. Από τα αρχαία κιόλας χρόνια υπάρχουν καταγραφές για καταστροφικούς σεισμούς που ελάμβαναν χώρα στην περιοχή. Ο Παυσανίας στο έργο του Αχαϊκά μας πληροφορεί ότι το 373πΧ, εξαιτίας σεισμού, καταστράφηκε η αρχαία πόλη της Ελίκης, ενώ αμέσως μετά δέχθηκε το χτύπημα μεγάλου κύματος, το οποίο και την κατεβύθησε. Ένα άλλο πιο πρόσφατο σεισμικό συμβάν, το 1995, έπληξε την περιοχή του Αιγίου, εξαιτίας του οποίου πρoκλήθησαν χερσαίες και υποθαλάσσιες κατολισθήσεις. 15

Εικόνα 2.1.3: Ενεργά ρήγματα του Κορινθιακού με διεύθυνση Α-Δ και αποτύπωση ιστορικών σεισμικών συμβάντων. (Piccardi L. 2002) Εικόνα 2.1.4: Γεωφυσικός χάρτης του Κορινθιακού Κόλπου στον οποίο αποτυπώνονται τα μεγαλύτερα σεισμικά συβάντα που έλαβαν χώρα τα τελευταία 30 χρόνια.(giannopoulos D. Personal communication) 16

Ο εφελκυσμός στη Δυτική Ελλάδα καθορίζεται από ΑΒΑ-ΔΝΔ και ΔΒΔ- ΑΝΑ διεύθυνσης ρήγματα. Η δεύτερη ομάδα ρηγμάτων αφορά ενεργά ρήγματα, τα οποία έχουν σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του αναγλύφου της περιοχής (Τριχωνίδα, Πατραϊκός). Τα δύο συστήματα ρηγμάτων, ΑΒΑ-ΔΝΔ και ΔΒΔ-ΑΝΑ, αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και ανάλογα με το ποιο επικρατεί έναντι του άλλου, ο σταθερός άξονας σ 3 μεταβάλλεται, είτε ΒΑ είτε ΒΔ. Στην περίπτωση του Πατραϊκού Κόλπου, ο σ 3 έχει διεύθυνση Β-Ν και τα δύο συστήματα ρηγμάτων είναι ενεργά. 17

3 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 3.1 ΣΥΛΛΟΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Για την καταγραφή του σεισμικού εδαφικού θορύβου χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από 11 προσωρινούς σταθμούς ενός σεισμολογικού δικτύου, το οποίο είχε εγκατασταθεί το 2004. Οι καταγραφές που χρησιμοποιήθηκαν και ήταν στην διάθεσή μας έγιναν κατά την διάρκεια 7 ημερών, τον Μάιο του 2004. Οι σταθμοί του δικτύου επιλέχθηκαν με βάση τα διαθέσιμα δεδομένα και με τέτοιο τρόπο ώστε να σχηματίζουν δύο κάθετες μεταξύ τους τραβέρσες στην περιοχή του Ρίου και καλύπτοντας έκταση ~4km 2. Οι θέσεις μέτρησης απείχαν μεταξύ τους ~500m (Εικόνα 3.1.1) εκτός από κάποιες θέσεις που λόγω της επιλογής των θέσεων των σταθμών η απόσταση ήταν μεγαλύτερη. Εικόνα 3.1.1: Οι έντεκα θέσεις καταγραφής του εδαφικού θορύβου στην περιοχή μελέτης. 18

Εικόνα 3.1.2: Οι σταθμοί καταγραφής του εδαφικού θορύβου τοποθετημένοι σε δορυφορική φωτογραφία (Πηγή φωτογραφίας google earth). Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε για την καταγραφή περιελάμβανε τα καταγραφικά Earthdata PR24, τα οποία συνδέθηκαν με τους αισθητήρες συνιστωσών LandTech S100. Η περιοχή απόκρισης του οργάνου είναι επίπεδη από 1Hz μέχρι 70Hz. Συνοπτικά ο εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε αποτελείτο από: 1) Έναν σεισμογράφο 2) Ένα σεισμόμετρο 3) Μια μπαταρία 4) Ένα GPS 5) Καλώδια για την σύνδεση σεισμογράφου σεισμομέτρου και για την σύνδεση με την μπαταρία για την παροχή ενέργειας. 6) Σκαπτικά εργαλεία 19

Αρχικά, έγινε διάνοιξη οπής σε τέτοιο βάθος που να αντιστοιχεί στο ύψος του σεισμομέτρου ώστε να πακτωθεί στο έδαφος. Εν συνεχεία, με το γκρι καλώδιο, όπως φαίνεται στην εικόνα 3.1.3, συνδέθηκε ο σεισμογράφος με το σεισμόμετρο, ώστε να επιτευχθεί αυτόματη και ακριβής καταγραφή των σεισμικών κινήσεων. Το GPS συνδέθηκε στον σεισμογράφο με μαύρο καλώδιο. Τέλος, συνδέεται ο σεισμογράφος με την μπαταρία. (α) Εικόνα 3.1.3: α) Τριαξονικό σεισμόμετρο, β) Τοποθέτηση και πάκτωση σεισμομέτρου στο έδαφος (β) 20

Εικόνα 3.1.4: Σύνδεση σεισμογράφου με σεισμόμετρο (γκρι καλώδιο), σύνδεση GPS με σεισμογράφο (μαύρο καλώδιο) και σεισμογράφου με την πηγή τροφοδοσίας (κόκκινο και μαύρο καλώδιο). 3.2 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΕΘΟΔΟΥ-ΜΕΘΟΔΟΣ NAKAMURA-ΤΕΧΝΙΚΗ ΛΟΓΟΥ Η/V Η σεισμική απόκριση με την καταγραφή μικροθορύβων μελετήθηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1950 στην Ιαπωνία και έγινε δημοφιλής στα τέλη της δεκαετίας του 80 από τον Nakamura. Η μέθοδος Nakamura στηρίχθηκε στην εργασία των Kannai και Tanaka (1961), σχετικά με την μέθοδο των μικροδονήσεων. Το 1989, ο Yukta Nakamura, τροποποίησε την ανάλυση των μικροδονήσεων, προτείνοντας την τεχνική H/V. Με αυτό τον τρόπο ελαχιστοποίησε την επίδραση της πηγής κανονικοποιώντας το οριζόντιο και κατακόρυφο φάσμα πυκνότητας. Ο Nakamura κατέγραψε τον εδαφικό θόρυβο δυο περιοχών, λαμβάνοντας εδαφικά σήματα για πάνω από 30 ώρες. Θεώρησε ότι οι ανακλάσεις τόσο των εγκάρσιων όσο και των διαμήκων κυμάτων ήταν εκείνες που ενίσχυαν τις οριζόντιες συνιστώσες και την κατακόρυφη αντίστοιχα. Σήμερα, οι περισσότεροι ερευνήτες έχουν διαπιστώσει ότι οι μικροθόρυβοι αποτελούνται κυρίως από επιφανειακά κύματα (Rayleigh και Love). Η αναλογία μεταξύ των οριζόντιων συνιστωσών και της κάθετης συνιστώσας της κίνησης που παράγεται από τα κύματα Rayleigh σε στρωματοποιημένο μέσο (ελλειπτικότητα) ερμηνεύει καλά τη 21

θεμελιώδη συχνότητα του συντονισμού και υπολογίζεται μέσω της μεθόδου HVSR. Αυτός ο λόγος, ισοδυναμεί σχεδόν με τη συνάρτηση μεταφοράς του κύματος S ανάμεσα στην επιφάνεια και το βραχώδες υπέδαφος. Κατ αυτό τον τρόπο δύναται να εκτιμηθεί το πάχος των σχηματισμών. Η μέθοδος HVSR λειτουργεί καλά για στρώματα με μεγάλη διαφορά στη ακουστική εμπέδηση,( Z= p*v s ). (Bonnefoy-Claudet et al.,bssa 2009) Εικόνα 3.2.1: Εφαρμογή της μεθόδου στη λεκάνη απορροής του Σαντιάγο (Χιλή). (Bonnefoy-Claudet et al., BSSA 2009). Η καμπύλη HVSR εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά των γεωλογικών σχηματισμών του υπεδάφους. Όσο μεγαλύτερο είναι το Ζ, τόσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος. Όταν το Ζ είναι μικρό, τότε η καμπύλη HVSR έχει σταθερή τιμή για ένα μεγάλο εύρος συχνοτήτων. Τα πλεονεκτήματα της HVSR είναι: 1)το χαμηλό κόστος της μεθόδου, 2)δεν απαιτείται σταθμός αναφοράς, 3)υπολογίζει αξιόπιστα τη συχνότητα της θεμελιώδους ιδιοπεριόδου. 22

Τυπολόγιο: Συνάρτηση μεταφοράς επιφανειακών στρωμάτων S T :S T = s HS S HB Όπου S HS : φάσμα οριζόντιας συνιστώσας στην επιφάνεια S HB : φάσμα οριζόντιας συνιστώσας που προσπίπτει από το βραχώδες υπόβαθρο στα επιφανειακά στρώματα. Η επίδραση των Rayleigh: E S = S VS S VB Όπου S VS : φάσμα κατακόρυφης συνιστώσας στην επιφάνεια S VB : φάσμα κατακόρυφης συνιστώσας που προσπίπτει από το βραχώδες υπόβαθρο στα επιφανειακά στρώματα. (Η ενίσχυση της κατακόρυφης συνιστώσας από τις τοπικές εδαφικές συνθήκες, οφείλεται στα Rayleigh κύματα) Βάθος του υποβάθρου h: h= C b 4 A o F o Όπου C b : η ταχύτητα διάδοσης των εγκάρσιων κυμάτων στο υπόβαθρο Α ο : πλάτος ενίσχυσης F ο : θεμελιώδης συχνότητα 23

Η μέθοδος βασίζεται σε κάποια κριτήρια, τα οποία την καθιστούν περισσότερο έγκυρη. Για την ορθότητα, όσο αυτό μπορεί να είναι δυνατόν, των αποτελεσμάτων, πρέπει να ικανοποιούνται και τα τρία κριτήρια του Πίνακας 1, δηλαδή η αξιοπιστία της καμπύλης, η σαφήνεια και μοναδικότητα των μεγίστων της καμπύλης. Όταν εξασφαλιστεί η αξιοπιστία, τότε και μόνο τότε, συνεχίζουμε με τον έλεγχο της σαφήνειας, η οποία αφορά στο εμφανιζόμενο μέγιστο και εξαρτάται από την τιμή του πλάτους, την τυπική απόκλιση του πλάτους και της αντίστοιχης συχνότητας. Η μοναδικότητα επιτυγχάνεται με την ύπαρξη ενός μοναδικού μεγίστου σε μία περιοχή συχνοτήτων. Οπότε, εάν τα κριτήρια του Πίνακα 1 ικανοποιηθούν από την HVSR και το μέγιστο, τότε εξασφαλίζεται η εκτίμηση της θεμελιώδους συχνότητας. 24

ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΓΙΑ ΜΙΑ ΑΞΙΟΠΙΣΤΗ H/V ΚΑΜΠΥΛΗ i) f 0 > 10 / l w ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΓΙΑ ΜΙΑ ΣΑΦΗ H/V ΚΟΡΥΦΗ i) f - [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 /2 ii) f + [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 /2 iii) A 0 > 2 iv) fκορυφης[a H/V (f) ± A (f)] = f 0 ±5% v) f < f 0 vi) A (f 0 ) < (f 0 ) ΚΑΙ ii) n c (f 0 ) > 200 ΚΑΙ iii) A (f)<2για0.5f 0 <f<2f 0 if f0>0.5hz or A (f)<3 ΓΙΑ0.5f 0 <f<2f 0 if f0<0.5hz l w = μήκος παραθύρου n w = αριθμός παραθύρων που έχουν επιλεγεί για τον μέσο όρο της H/V καμπύλης n c = l w. n w. f 0 = αριθμός σημαντικών κύκλων f = τρέχουσα συχνότητα f sensor = κατώτερη συχνότητα αποκοπής του αισθητήρα f 0 = H/V μέγιστη συχνότητα f = τυπική απόκλιση της H/V μέγιστης συχνότητας(f 0 ± f ) (f 0 ) = οριακή τιμή για την συνθήκη σταθερότητας f < (f 0 ) A 0 = H/V πλάτος κορυφής της f 0 A H/V (f) = H/V καμπύλη πλάτους στην συχνότητα f f - = συχνότητα μεταξύ f 0 /4 και f 0 για την οποία A H/V (f - ) <A 0 /2 f + = συχνότητα μεταξύ f 0 και 4f 0 για την οποίαa H/V (f + ) <A 0 /2 A (f) = "τυπική απόκλιση" των A H/V (f), A (f) είναι ο παράγοντας για τον οποίο το βασικό A H/V (f) της καμπύλης πρέπει να πολλαπλασιαστεί ή να διαιρεθεί logh/v (f) = η τυπική απόκλιση του loga H/V (f) της καμπύλης, είναι μία απόλυτη τιμή η οποία πρέπει να προστεθεί σε αυτό ή να αφαιρεθεί από τον βασικό loga H/V (f) της καμπύλης (f ) = οριακή τιμή για τη συνθήκη σταθερότητας A (f) < (f 0 ) V s,av = μέση ταχύτητα S-κυμάτων από την ολική απόθεση V s,surf = ταχύτητα S-κυμάτων του επιφανειακού στρώματος h = βάθος στο βραχώδες υπόστρωμμα h min = κατώτατο όριο εκτίμησης του h ΑΝΩΤΕΡΕΣ ΑΠΟΔΕΚΤΕΣ ΤΙΜΕΣ ΓΙΑ f ΚΑΙ A (f 0 ) ΦΑΣΜΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ < 0.2 0.2 0.5 0.5 1.0 1.0 2.0 > 2.0 (f 0 ) [Hz] 0.25 f 0 0.20 f 0 0.15 f 0 0.10 f 0 0.05 f 0 (f ) for A (f 0 ) 3.0 2.5 2.0 1.78 1.58 log (f ) for logh/v (f 0 ) 0.48 0.40 0.30 0.25 0.20 Πίνακας 1: Πίνακας κριτηρίων αξιοπιστίας για την ερμηνεία των αποτελεσμάτων ανάλογα την περίπτωση (Από SESAME GUIDELINES). 25

ΤΥΠΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΣΤΑΣΕΙΣ Ελάχιστη Συνιστώμενη ελάχιστη αναμενόμενη f 0 διάρκεια εγγραφής [Hz] [min] 0,2 30 0,5 20 1 10 2 5 5 3 10 2 Πίνακας 2: Ελάχιστoς χρόνος καταγραφής σε σχέση με την αναμενόμενη συχνότητα για την καταγραφή (Από SESAME GUIDELINES) 26

3.3 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Η επεξεργασία των καταγεγραμμένων εδαφικών σημάτων πραγματοποιήθηκε ως επι τω πλείστω μέσω του λογισμικού προγράμματος GEOPSY.( Guidelines for the implementation of the H/V spectral ratio technique on ambient vibrations measurements, processing and interpretation, 62 pages, April 2005). Πρόκειται για ένα πρόγραμμα,το οποίο διατίθεται ελεύθερα στο διαδίκτυο και μπορεί να εγκατασταθεί πολύ εύκολα στον Η/Υ. Επιπλέον, συμπληρωματική επεξεργασία και απεικόνιση έγινε μέσω προγραμμάτων σε περιβάλλον matlab. 1. Εισαγωγή δεδομένων του εδαφικού θορύβου στο πρόγραμμα με τέτοια μορφή ώστε να μπορούν να επεξεργαστούν. Τα δεδομένα μορφοποιούνται σε αρχεία μορφής saf διάρκειας μίας ώρας το καθένα, τα οποία περιέχουν τις καταγραφές και των τριών συνιστωσών και εισάγονται στο πρόγραμμα. 27

Εικόνα 3.3.1: Ψηφιακή μορφή της καταγραφής των τριών συνιστωσών 2. Επιλογή των παραθύρων στα οποία θα γίνει ο υπολογισμός του φασματικού λόγου. Τα ωριαία αρχεία χωρίζονται σε παράθυρα διάρκειας 30sec, τα οποία είναι κοινά και για τις τρείς συνιστώσες. 28

Εικόνα 3.3.2: Παράθυρα των οποίων το μήκος ορίζεται στα 30 seconds Εικόνα 3.3.3: Ορισμός μήκους και χρονικής διάρκειας των παραθύρων. Επιλέγεται η επιλογή anti-triggering (παράθυρα χωρίς εξωτερικό θόρυβο). 29

Τα τμήματα της καταγραφής που παρουσιάζουν μεγάλο πλάτος και παροδικές εκδηλώσεις θορύβου (όπως π.χ μικρά σεισμικά γεγονότα, κοντινή διέλευση οχημάτων, κ.α) απορρίπτονται αυτόματα χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο STA/LTA με την επιλογή anti-triggering στο ακατέργαστο σήμα. Τέλος, ο χρήστης μπορεί να απορρίψει και χειροκίνητα κάποια επιπλέον παράθυρα. Ο υπολογισμός του φασματικού λόγου θα γίνει για κάθε ένα από αυτά τα παράθυρα και στην συνέχεια θα υπολογιστεί ο μέσος όρος τους. Εικόνα 3.3.4: Εφαρμογή του αλγορίθμου STA/LTA για όλες τις διευθύνσεις του ληφθέντος σήματος. 30

3. Το επόμενο βήμα είναι ο υπολογισμός του φάσματος για κάθε συνιστώσα και κάθε παράθυρο χωριστά. Η μέθοδος βασίζεται στον μετασχηματισμό Fourier, και υπολογίζει τα φάσματα χρησιμοποιώντας τον γρήγορο μετασχηματισμό Fourier (Fast Fourier Transform). Τα φάσματα υπολογίζονται για συχνότητες από 0,5-20Hz. 4. Έπειτα πραγματοποιείται εξομάλυνση (smoothing) του φάσματος. Γι αυτό χρησιμοποιείται η μέθοδος των Konno & Ohmachi κατά την εφαρμογή της οποίας επιλέχθηκε η παράμετρος β=40. Έτσι διατηρείται ο διαφορετικός αριθμός σημείων σε χαμηλή και υψηλή συχνότητα. Ταυτόχρονα, επιλέγεται μία συνάρτηση παραθύρου (taperbox), ώστε να αποφευχθεί η δημιουργία παρασιτικών συχνοτήτων. 31

Εικόνα 3.3.5: Aπεικόνιση του επιλεγμένου τύπου εξομάλυνσης. 5. Το επόμενο βήμα είναι ο υπολογισμός του φασματικού λόγου. Ο φασματικός λόγος HVSR(f) υπολογίζεται με την διαίρεση του ομαλοποιημένου φάσματος των οριζοντίων συνιστωσών ως προς την κατακόρυφη. HVSR(f) = H(f) V(f). Όπου V(f) είναι το ομαλοποιημένο φάσμα της κατακόρυφης συνιστώσας, ενώ H(f) είναι ο τετραγωνικός μέσος (squared average), Εικόνα 3.3.5, των δύο οριζοντίων συνιστωσών Ν(f) που είναι η συνιστώσα Βορράς-Νότος (NS) και Ε(f) η συνιστώσα Ανατολής Δύσης(EW), με βάση τον τύπο:h(f) = N2 (f)+e 2 (f). 2 32

Με αυτόν τον τρόπο υπολογίζεται ο φασματικός λόγος για κάθε παράθυρο 30 sec ξεχωριστά, από τα οποία υπολογίζεται ο συγκεντρωτικός για κάθε ωριαίο αρχείο παίρνοντας τον μέσο όρο αυτών. Οι γραφικές παραστάσεις που προκύπτουν αποθηκεύονται σε αρχεία ως αριθμοί με την κατάληξη.hv και ως αρχεία εικόνας.jpeg. Εικόνα 3.3.6: Απεικόνιση της καμπύλης του λόγου H/V συχνότητας. 33

6. Τελικά, όλοι οι ωριαίοι φασματικοί λόγοι ενοποιούνται παίρνοντας τον μέσο όρο τους για όλες τις μέρες καταγραφής υπολογίζοντας έτσι τον συγκεντρωτικό φασματικό λόγο. Εικόνα 3.3.7: Μέσος φασματικός λόγος που προέκυψε από τους ωριαίους φασματικούς λόγους. 34

7. Μια εναλλακτική δυνατότητα επεξεργασίας είναι ο υπολογισμός του φασματικού λόγου χρησιμοποιώντας τη συνιστώσα της κίνησης ανα 10 0 για μια σειρά αζιμουθίων απο 0 0-180 0. Δυνατότητα h/v rotate του προγράματος geopsy. Με βάση τις δυο οριζόντιες συνιστώσες Ν(f), Ε(f) είναι δυνατός ο υπολογισμός της συνιστώσας της καταγραφής για οποιοδήποτε αζιμούθιο Η ΑΖ. 10 0 από 0 0-180 0. Έτσι, υπολογίζοντας το φάσμα για κάθε τέτοια οριζόντια συνιστώσα είναι δυνατός ο υπολογισμός του φασματικού λόγου σε σχέση με το αζιμούθιο με βάση τον τύπο: HVSR ΑΖ (f) = H ΑΖ(f) V(f) (Ο φασματικός λόγος είναι συμμετρικός για τα αζιμούθια 180 0-360 0 ). 35

Εικόνα 3.3.8: Φασματικός λόγος των αζιμουθίων από 0 0-180 0. 8. Τελικα όλοι οι ωριαίοι φασματικοί λόγοι των αζιμουθίων ενοποιούνται παίρνοντας τον μέσο όρο τους για όλες τις μέρες καταγραφής υπολογίζοντας έτσι τον συγκεντρωτικό φασματικό λόγο για τα αζιμούθια. Η απεικόνιση είναι δυνατόν να γίνει μέσω ενός πολικού διαγράμματος στο οποίο η γωνία αντιστοιχεί στο αζιμούθιο και η συχνότητα 0,5Hz βρίσκεται στο εσωτερικό του κύκλου, ενώ η μεγαλύτερη, 20Hz, στο εξωτερικό. Η απεικόνιση αυτή, αν και είναι ισοδύναμη με το διάγραμμα συχνότητας-αζιμουθίου, είναι διαισθητικά κατανοητή. 36

Εικόνα 3.3.9: Αζιμουθιακή προβολή του μέσου εβδομαδιαίου φασματικού λόγου. 37

4 ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Όπως έχει προαναφερθεί, η καταγραφή των σημάτων του εδαφικού θορύβου έγινε από ένα σεισμόμετρο τριών συνιστωσών, μίας κατακόρυφης και δύο οριζοντίων προσανατολισμένων σε διευθύνσεις Βορρά Νότου, Ανατολής - Δύσης. Η καταγραφή για τους περισσότερους σταθμούς είχε συνολική διάρκεια περίπου μια εβδομάδα, κατά την οποία συλλέχθησαν τα σήματα 168 ωρών. Εν συνεχεία, επεξεργάστηκαν μέσω του προγράμματος Geopsy. Κατ αυτό τον τρόπο, υπολογίζεται το φάσμα της οριζόντιας και κατακόρυφης συνιστώσας του θορύβου, καθώς και ο λόγος αυτών. Από την κορυφή του φασματικού λόγου, η μέθοδος είναι ικανή να δώσει μια προσέγγιση της θεμελιώδους συχνότητας f 0. 4.1 Σταθμός: Νο31 Σταθμός: Νο31 Γεωγραφικό πλάτος: 38 0 31 38,33 Γεωγραφικό μήκος: 21 0 77 88,33 Εικόνα 4.1.1: Οι σταθμοί καταγραφής τοποθετημένοι επί χάρτου. Επισημαίνεται με σκούρο κόκκινο χρώμα ο σταθμός N 0 31. 38

Χάρην συντομίας και παρουσίασης των αποτελεσμάτων, δεν παρατίθονται όλα τα διαγράμματα για τους υπολογισμούς των λόγων HVSR για κάθε ώρα, άλλα επιλεγμένες καταγραφές. Το σύνολο των διαγραμμάτων αυτών βρίσκεται στα ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 και ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2. (α) (β) Εικόνα 4.1.2: (a)ημερήσια σειρά H/V καμπυλών που αντιστοιχούν στις 7:00πμ,15:00μμ,23:00μμ της 139 ης ημέρας του έτους (β) ημερήσιο πολικό διάγραμμα του λόγου HVSR σε σχέση με το αζιμούθιο 39

Ημερήσια μεταβολή θορύβου: Από την επεξεργασία της 24ωρης καταγραφής παρατηρείται ότι η τιμή της θεμελιώδους συχνότητας f 0 δεν είναι σταθερή. Ενδεικτικά όπως φαίνεται στην Εικόνα 4.1.2(α), στις 7:00πμ το εύρος συχνοτήτων κυμαίνεται μεταξύ του 2,5-3,5Hz, στις 15:00μμ μεταξύ του 1,5-2Hz και τέλος στις 23:00μμ η f 0 <1Ηz. Στην Εικόνα 4.1.2 (β) παρατηρείται ότι το πλάτος ενίσχυσης κυμαίνεται μεταξύ του 0,5-2. Η κορυφή του λόγου HVSR παίρνει μέγιστες τιμές σε μία διεύθυνση ΒΒΑ-ΝΝΔ και ΒΑ-ΝΔ. Επιπρόσθετα, υπάρχει και μία δευτερεύουσα κορυφή, μικρότερη της κυριάρχουσας, σε εύρος συχνοτήτων 10-15Hz. Εικόνα 4.1.3: (Άνω) Εβδομαδιαία σειρά από τις ωριαίες μεταβολές του φασματικού H/V. Στον οριζόντιο άξονα βρίσκεται ο χρόνος σε ώρα GMT. Κάθε ώρα 00:00 αντιστοιχεί σε αλλαγή ημέρας και στον κατακόρυφο η συχνότητα. (Κάτω) Τα κριτήρια για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων έχουν αποτύχει (To 1 υποδηλώνει επιτυχία των κριτηρίων αξιοπιστίας της κορυφής σύμφωνα με τα κριτήρια του SESAME Guidelines ενώ το 0 αποτυχία). 40

Εικόνα 4.1.4: Το επάνω διάγραμμα αντιστοιχεί στις μεταβολές της συχνότητας f 0 κατά τις επτά ημέρες της καταγραφής της. Το κάτω διάγραμμα αντιστοιχεί στις εβδομαδιαίες μεταβολές του πλάτους Α 0. Εβδομαδιαία μεταβολή θορύβου:κατά τη διάρκεια της επταήμερης καταγραφής, παρατηρείται ότι οι δεσπόζουσες συχνότητες κυμαίνονται από το 0,5Hz μέχρι τα 3,5Hz. Τις ημέρες Τετάρτη, Πέμπτη, Κυριακή, Δευτέρα, Τρίτη, η συχνότητα έχει τις υψηλότερες τιμές. Οι ώρες στις οποίες αντιστοιχούν οι τιμές αυτές είναι οι πρώτες πρωινές, δηλαδή από τις 3:00πμ -8:00πμ, οι απογευματινές 17:00μμ- 18:00μμ και οι βραδινές 21:00μμ-22:00μμ, 00:00μμ-1:00πμ. Το πλάτος παρουσιάζει μικρές διακυμάνσεις. 41

Εικόνα 4.1.5: Συνολικός μέσος φασματικός λόγος που προέκυψε από τους όλους τους ωριαίους φασματικούς λόγους του σταθμού 31. 4.2 Σταθμός: Νο32 Σταθμός: Νο32 Γεωγραφικό πλάτος: 38 0 30 75,00 Γεωγραφικό μήκος: 21 0 77 70,00 Εικόνα 4.2.1: Οι σταθμοί καταγραφής τοποθετημένοι επί χάρτου. Επισημαίνεται με σκούρο κόκκινο χρώμα ο σταθμός N 0 32. 42

(α) (β) Εικόνα 4.2.2:(α)Ημερήσια σειρά H/V καμπυλών που αντιστοιχούν στις 7:00πμ,15:00μμ,23:00μμ της 139 ης ημέρας του έτους (β) ημερήσιο πολικό διάγραμμα του λόγου HVSR σε σχέση με το αζιμούθιο. Ημερήσια μεταβολή θορύβου: Καθ όλη την επεξεργασία της καταγραφής παρατηρήθηκε ότι η τιμή της θεμελιώδους συχνότητας είναι f 0 =1,3Ηz. Το εύρος συχνοτήτων μεταβάλλεται κατά την εξέλιξη της ημέρας. Στην Εικόνα 4.2.4 παρατηρείται ότι η εδαφική ενίσχυση είναι Α 0 =2,2. Το πλάτος του φασματικού λόγου είναι συμμετρικό προς όλες τις διευθύνσεις, υποδηλώνοντας ότι υπάρχει συγκεκριμένος προσανατολισμός. Ταυτόχρονα, αναπτύσσονται δύο επιπλέον κορυφές μικρότερες της κύριας, στις συχνότητες από 3-6Hz και 8-10Hz, που εμφανίζονται όλες τις ώρες του 24ώρου. 43

Εικόνα 4.2.3: (Άνω) Εβδομαδιαία σειρά από τις ωριαίες μεταβολές του φασματικού H/V. Στον οριζόντιο άξονα βρίσκεται ο χρόνος σε ώρα GMT. Κάθε ώρα 00:00 αντιστοιχεί σε αλλαγή ημέρας και στον κατακόρυφο η συχνότητα. (Κάτω) Τα κριτήρια για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων έχουν αποτύχει (To 1 υποδηλώνει επιτυχία των κριτηρίων αξιοπιστίας της κορυφής του SESAME Guidelines ενώ το 0 αποτυχία). 44

Εικόνα 4.2.4: Το επάνω διάγραμμα αντιστοιχεί στις μεταβολές της συχνότητας f 0 κατά τις επτά ημέρες της καταγραφής. Το κάτω διάγραμμα αντιστοιχεί στις εβδομαδιαίες μεταβολές του πλάτους Α 0. Εβδομαδιαία μεταβολή θορύβου: κατά τη διάρκεια της επταήμερης καταγραφής, παρατηρείται ότι η συχνότητα δεν μεταβάλλεται. Μοναδική εξαίρεση αποτελούν οι ημέρες του Σαββάτου και της Δευτέρας, όπου γίνεται δεσπόζουσα η συχνότητα περί τα 4,5 Hz. Παρατηρούμε όμως ότι δεν εξαφανίζεται η προηγούμενη κορυφή των 1,3Hz αυτό που συμβαίνει είναι ότι για αυτές τις ώρες ο λόγος αποκτά μεγαλύτερες τιμές στην θέση της καινούριας κορυφής. Οι ώρες στις οποίες αντιστοιχούν οι τιμές αυτές είναι 21:00μμ-2:00πμ για την ημέρα του Σαββάτου και 7:00πμ -8:00πμ, 10:00πμ- 14:00μμ για την ημέρα της Δευτέρας. Το πλάτος παρουσιάζει μικρή διακύμανση. 45

(α) (β) Εικόνα 4.3.2: (α)ημερήσια σειρά H/V καμπυλών που αντιστοιχούν στις 7:00πμ,15:00μμ,23:00μμ της 139 ης ημέρας του έτους (β) ημερήσιο πολικό διάγραμμα του λόγου HVSR σε σχέση με το αζιμούθιο. Ημερήσια μεταβολή θορύβου: Από την επεξεργασία της καταγραφής προκύπτει ότι η τιμή της θεμελιώδους συχνότηταςείναι σχεδόν σταθερή στο f 0 =1,3Hz. Το εύρος συχνοτήτων μεταβάλλεται τις βραδινές ώρες. Στην εικόνα 4.3.2(β) παρατηρείται ότι το πλάτος ενίσχυσης κυμαίνεται μεταξύ του 0,5-2,5. Η κορυφή του λόγου HVSR παίρνει μέγιστες τιμές σε μία διεύθυνση ΒΒΑ- ΝΝΔ. Επιπλέον, αναπτύσσονται 2 δευτερεύουσες κορυφές, μικρότερες της δεσπόζουσας, στις συχνότητες 3-4,5Hz και 6-10Hz. 47

Εικόνα 4.3.3: (Άνω) Εβδομαδιαία σειρά από τις ωριαίες μεταβολές του φασματικού H/V. Στον οριζόντιο άξονα βρίσκεται ο χρόνος σε ώρα GMT. Κάθε ώρα 00:00 αντιστοιχεί σε αλλαγή ημέρας και στον κατακόρυφο η συχνότητα. (Κάτω) Τα κριτήρια για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων είναι επιτυχή.άρα έχουμε αξιόπιστη εκτίμηση της θεμελιώδους ιδιοσυχνότητας. (To 1 υποδηλώνει επιτυχία των κριτηρίων αξιοπιστίας της κορυφής του SESAME Guidelines ενώ το 0 αποτυχία). 48

Εικόνα 4.3.4:Το επάνω διάγραμμα αντιστοιχεί στις μεταβολές της συχνότητας κατά τις επτά ημέρες της καταγραφής. Το κάτω διάγραμμα αντιστοιχεί στις εβδομαδιαίες μεταβολές του πλάτους. Εβδομαδιαία μεταβολή θορύβου:κατά την εβδομαδιαία καταγραφή παρατηρείται ότι η δεσπόζουσα συχνότητα δεν παρουσιάζει αξιόλογες μεταβολές με τις τιμές να κυμαίνονται από 0,9Hz μέχρι 1,8Hz. Το πλάτος θα μπορούσε να χαρακτηριστεί σχεδόν σταθερό με ελάχιστες διακυμάνσεις. 49

Εικόνα 4.3.5: Συνολικός μέσος φασματικός λόγος που προέκυψε από όλους τους ωριαίους φασματικούς λόγους του σταθμού 36. 4.4 Σταθμός: Νο43 Σταθμός: Νο43 Γεωγραφικό πλάτος: 38 0 29 96,67 Γεωγραφικό μήκος: 21 0 78 33,33 Εικόνα 4.4.1: Οι σταθμοί καταγραφής τοποθετημένοι επί χάρτου. Επισημαίνεται με σκούρο κόκκινο χρώμα ο σταθμός N 0 43. 50

(α) (β) Εικόνα 4.4.2: (α)ημερήσια σειρά H/V καμπυλών που αντιστοιχούν στις 7:00πμ,15:00μμ,23:00μμ της 139 ης ημέρας του έτους (β) ημερήσιο πολικό διάγραμμα του λόγου HVSR σε σχέση με το αζιμούθιο. Ημερήσια μεταβολή θορύβου: έπειτα από την επεξεργασία, προέκυψε ότι οι καμπύλες του H/V είναι σταθερές πάνω από το εύρος συχνοτήτων και η κορυφή που αντιστοιχεί το πλάτος της θεμελιώδους συχνότητας είναι σταθερή με τον χρόνο (f 0 =1,5Hzκαι Α 0 =0-2). Το πλάτος του φασματικού λόγου είναι συμμετρικό προς όλες τις διευθύνσεις. 51

Εικόνα 4.4.3: (Άνω) Εβδομαδιαία σειρά από τις ωριαίες μεταβολές του φασματικού H/V. Στον οριζόντιο άξονα βρίσκεται ο χρόνος σε ώρα GMT. Κάθε ώρα 00:00 αντιστοιχεί σε αλλαγή ημέρας και στον κατακόρυφο η συχνότητα. (Κάτω) Τα κριτήρια για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων είναι επιτυχή.άρα έχουμε αξιόπιστη εκτίμηση της θεμελιώδους ιδιοσυχνότητας. (To 1 υποδηλώνει επιτυχία των κριτηρίων αξιοπιστίας της κορυφής του SESAME Guidelines ενώ το 0 αποτυχία). 52

Εικόνα 4.4.4: Το επάνω διάγραμμα αντιστοιχεί στις μεταβολές της συχνότητας f 0 κατά τις επτά ημέρες της καταγραφής. Το κάτω διάγραμμα αντιστοιχεί στις εβδομαδιαίες μεταβολές του πλάτους A 0. Εβδομαδιαία μεταβολή θορύβου: κατά τη διάρκεια της επταήμερης καταγραφής, παρατηρείται ότι η συχνότητα την ημέρα της Τετάρτης, που είναι θεωρητικά η πρώτη μέρα της καταγραφής, λαμβάνει τιμές της τάξεως των 1,3Hz-1,7Hz. Τις επόμενες ημέρες της εβδομάδος, το εύρος των συχνοτήτων μεταβάλλεται ελάχιστα. Οι τιμές που περιλαμβάνει είναι από 1,4Hz 2Hz. Το πλάτος παρουσιάζει κάποιες διακυμάνσεις, ενώ παρατηρείται ότι τις ημέρες της Τετάρτης, Δευτέρας και Τρίτης είναι σταθερό. 53

Εικόνα 4.4.5: Συνολικός μέσος φασματικός λόγος που προέκυψε από τους ωριαίους φασματικούς λόγους του σταθμού 43. 4.5 Σταθμός: Νο51 Σταθμός: Νο51 Γεωγραφικό πλάτος: 38 0 29 83,33 Γεωγραφικό μήκος: 21 0 79 13,33 Εικόνα 4.5.1: Οι σταθμοί καταγραφής τοποθετημένοι επί χάρτου. Επισημαίνεται με σκούρο κόκκινο χρώμα ο σταθμός N 0 51. 54

(α) (β) Εικόνα 4.5.2:(α) Ημερήσια σειρά H/V καμπυλών που αντιστοιχούν στις 7:00πμ,15:00μμ,23:00μμ της 139 ης ημέρας του έτους (β) ημερήσιο πολικό διάγραμμα του λόγου HVSR σε σχέση με το αζιμούθιο. Ημερήσια μεταβολή θορύβου: καθ όλη τη διάρκεια της ημέρας παρατηρείται ότι η τιμή της θεμελιώδους συχνότητας από τις 7:00-15:00μμ είναι f 0 =1,2Ηz, ενώ στις 23:00μμ η f 0 =5Hz. Το πλάτος της θεμελιώδους συχνότητας είναι σταθερό με τιμή Α 0 =1,2. Στην εικόνα 4.5.2(β), παρατηρείται ότι στο πλάτος του φασματικού λόγου δεν υπάρχει συγκεκριμένος προσανατολισμός. Τέλος, γίνεται αντιληπτή η παρουσία δύο ακόμα κορυφών, όπου η πρώτη αντιστοιχεί στα 5Hz από τις 7:00-15:00μμ και η δεύτερη σε f<1hz στις 23:00μμ. 55

Εικόνα 4.5.3: (Άνω) Εβδομαδιαία σειρά απότις ωριαίες μεταβολές του φασματικού H/V. Στον οριζόντιο άξονα βρίσκεται ο χρόνος σε ώρα GMT. Κάθε ώρα 00:00 αντιστοιχεί σε αλλαγή ημέρας και στον κατακόρυφο η συχνότητα. (Κάτω) Τα κριτήρια για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων έχουν αποτύχει (To 1 υποδηλώνει επιτυχία των κριτηρίων αξιοπιστίας της κορυφής του SESAME Guidelines ενώ το 0 αποτυχία). 56

Εικόνα 4.5.4: Το επάνω διάγραμμα αντιστοιχεί στις μεταβολές της συχνότητας f 0 κατά τις επτά ημέρες της καταγραφής. Το κάτω διάγραμμα αντιστοιχεί στις εβδομαδιαίες μεταβολές του πλάτους A 0. Εβδομαδιαία μεταβολή θορύβου: κατά τη διάρκεια της επταήμερης καταγραφής παρατηρείται ότι η συχνότητα για κάποιες ώρες της εκάστοτε ημέρας έχει ιδιαίτερα υψηλές τιμές, φθάνοντας μέχρι τα 9,5Hz. Το πλάτος δεν παρουσιάζει σημαντικές μεταβολές. 57

Εικόνα 4.5.5: Συνολικός μέσος φασματικός λόγος που προέκυψε από τους όλους ωριαίους φασματικούς λόγους του σταθμού 51. 4.6 Σταθμός: Νο55 Σταθμός: Νο55 Γεωγραφικό πλάτος: 38 0 28 70,00 Γεωγραφικό μήκος: 21 0 77 96,33 Εικόνα 4.6.1: Οι σταθμοί καταγραφής τοποθετημένοι επί χάρτου. Επισημαίνεται με σκούρο κόκκινο χρώμα ο σταθμός N 0 55. 58

(α) (β) Εικόνα 4.6.2: (α)ημερήσια σειρά H/V καμπυλών που αντιστοιχούν στις 7:00πμ,15:00μμ,23:00μμ της 139 ης ημέρας του έτους (β)ημερήσιο πολικό διάγραμμα του λόγου HVSR σε σχέση με το αζιμούθιο. Ημερήσια μεταβολή θορύβου:από την επεξεργασία της 24ωρης καταγραφής παρατηρείται ότι η τιμή της θεμελιώδους συχνότητας f 0 είναι σταθερή. Το εύρος συχνοτήτων μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Το πλάτος της ενίσχυσης (Α 0 =1,5) είναι απόλυτα σταθερό και συμμετρικό προς όλες τις διευθύνσεις. 59

Εικόνα 4.6.3: : (Άνω) Εβδομαδιαία σειρά από τις ωριαίες μεταβολές του φασματικού H/V. Στον οριζόντιο άξονα βρίσκεται ο χρόνος σε ώρα GMT. Κάθε ώρα 00:00 αντιστοιχεί σε αλλαγή ημέρας και στον κατακόρυφο η συχνότητα. (Κάτω) Τα κριτήρια για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων έχουν αποτύχει (To 1 υποδηλώνει επιτυχία των κριτηρίων αξιοπιστίας της κορυφής του SESAME Guidelines ενώ το 0 αποτυχία). 60

Εικόνα 4.6.4: Το επάνω διάγραμμα αντιστοιχεί στις μεταβολές της συχνότητας f 0 κατά τις επτά ημέρες της καταγραφής. Το κάτω διάγραμμα αντιστοιχεί στις εβδομαδιαίες μεταβολές του πλάτους A 0. Εβδομαδιαία μεταβολή θορύβου: κατά την επταήμερη καταγραφή παρατηρείται ότι κυριαρχούν υψηλές συχνότητες (4,8Hz-7,5Hz), ενώ το πλάτος κυμαίνεται από 0,2-2,5 και είναι σχεδόν αμετάβλητο. 61

Εικόνα 4.6.5: Συνολικός φασματικός λόγος που προέκυψε από τους όλους τους ωριαίους φασματικούς λόγους του σταθμού 55. 4.7 Σταθμός: Νο56 Σταθμός: Νο56 Γεωγραφικό πλάτος: 38 0 28 95,00 Γεωγραφικό μήκος: 21 0 78 45,00 Εικόνα 4.7.1: Οι σταθμοί καταγραφής τοποθετημένοι επί χάρτου. Επισημαίνεται με σκούρο κόκκινο χρώμα ο σταθμός N 0 56. 62

(α) (β) Εικόνα 4.7.2: α)ημερήσια σειρά H/V καμπυλών που αντιστοιχούν στις 7:00πμ,15:00μμ,23:00μμ της 139 ης ημέρας του έτους (β) ημερήσιο πολικό διάγραμμα του λόγου HVSR σε σχέση με το αζιμούθιο. Ημερήσια μεταβολή θορύβου: κατά την επεξεργασία της 24ωρης καταγραφής παρατηρείται ότι η τιμή της θεμελιώδους συχνότητας παραμένει σταθερή στα f 0 =4,3Ηz. To εύρος συχνοτήτων φαίνεται να αλλάζει μετά τις 12:00μμ, χωρίς αυτό να έχει αντίκτυπο στην f 0. Στις 23:00μμ, στις συχνότητες 1,5-3,5Hz, αναπτύσσεται δευτερεύουσα κορυφή. Από τις ημερήσιες αζιμουθιακές προβολές παρατηρείται ότι το πλάτος ενίσχυσης μεταβάλλεται στο ελάχιστον, ενώ τα σήματα δεν παρουσιάζουν συγκεκριμένη διεύθυνση. 63

Εικόνα 4.7.4: Το επάνω διάγραμμα αντιστοιχεί στις μεταβολές της συχνότητας f 0 κατά τις επτά ημέρες της καταγραφής. Το κάτω διάγραμμα αντιστοιχεί στις εβδομαδιαίες μεταβολές του πλάτους A 0. Εβδομαδιαία μεταβολή θορύβου: αυτό που έγινε αντιληπτό από την εβδομαδιαία καταγραφή των σημάτων είναι ότι κατά τις ημέρες Πέμπτη, Σάββατο προς ξημερώματα Κυριακής και Δευτέρα, η συχνότητα είχε ιδιαίτερα υψηλές τιμές. Συγκεκριμένα, την Πέμπτη το εύρος συχνοτήτων ήταν 4-7,5Hz, το Σάββατο προς Κυριακή 5,7-7,9Hz και τη Δευτέρα 5,7-7,8Hz. Το πλάτος παρουσιάζει περιοδική διακύμανση. 65

(α) (β) Εικόνα 4.8.2: (α)ημερήσια σειρά H/V καμπυλών που αντιστοιχούν στις 7:00πμ,15:00μμ,23:00μμ της 139 ης ημέρας του έτους (β) ημερήσιο πολικό διάγραμμα του λόγου HVSR σε σχέση με το αζιμούθιο. Ημερήσια μεταβολή θορύβου: καθ όλη τη διάρκεια της ημέρας οι καμπύλες του H/V είναι σταθερές πάνω από το εύρος συχνοτήτων 2,1-2,5Hz και η κορυφή, που αντιστοιχεί στο πλάτος της θεμελιώδους συχνότητας, είναι σταθερή με τον χρόνο. Παρατηρούμε ότι το πλάτος του λόγου για τη συγκεκριμένη συχνότητα παίρνει ελαφρώς μεγαλύτερες τιμές κατά την διάρκεια της ημέρας όπου περιμένουμε περισσότερο ανθρωπογενή θόρυβο. Στο πλάτος του φασματικού λόγου δεν υπάρχει συγκεκριμένος προσανατολισμός, καθιστώντας τα σήματα συμμετρικά προς όλες τις διευθύνσεις. 67

Εικόνα 4.8.4: Το επάνω διάγραμμα αντιστοιχεί στις μεταβολές της συχνότητας f 0 κατά τις επτά ημέρες της καταγραφής. Το κάτω διάγραμμα αντιστοιχεί στις εβδομαδιαίες μεταβολές του πλάτους A 0. Εβδομαδιαία μεταβολή θορύβου: Ενώ η συχνότητα παραμένει αμετάβλητα σταθερή, τις ημέρες Κυριακή προς ξημερώματα Δευτέρας αυξάνεται απότομα αγγίζοντας τα 20Hz. Το πλάτος παρουσιάζει μικροδιακυμάνσεις. 69

Εικόνα 4.8.5: Συνολικός μέσος φασματικός λόγος που προέκυψε από τους όλους φασματικούς λόγους του σταθμού 57. 4.9 Σταθμός: Νο58 Σταθμός: Νο58 Γεωγραφικό πλάτος: 38 0 29 43,33 Γεωγραφικό μήκος: 21 0 79 43,33 Εικόνα 4.9.1: Οι σταθμοί καταγραφής τοποθετημένοι επί χάρτου. Επισημαίνεται με σκούρο κόκκινο χρώμα ο σταθμός N 0 58. 70

(α) (β) Εικόνα 4.9.2: (α)ημερήσια σειρά H/V καμπυλών που αντιστοιχούν στις 15:00πμ,19:00μμ,23:00μμ της 140 ης ημέρας του έτους (β) ημερήσιο πολικό διάγραμμα του λόγου HVSR σε σχέση με το αζιμούθιο. Ημερήσια μεταβολή θορύβου: Από την επεξεργασία της καταγραφής παρατηρείται ότι η τιμή της θεμελιώδους συχνότητας f 0 δεν είναι σταθερή. Από την εικόνα 4.9.2(α) φαίνεται ότι από τις 15:00μμ μέχρι τις 19:00μμ η f 0 =1,4Ηz, ενώ στις 23:00μμ η f 0 =17Ηz. Η συχνότητα αυξάνει αισθητά κατά τις βραδινές ώρες. Όπως φαίνεται στην εικόνα 4.9.2(β) η εδαφική ενίσχυση κυμαίνεται μεταξύ του 0-1,5. Τα σήματα δεν έχουν συγκεκριμένη διεύθυνση και προσανατολισμό, αλλά το πλάτος παρουσιάζει σταθερότητα. 71

Εικόνα 4.9.3: : (Άνω) Εβδομαδιαία σειρά απότις ωριαίες μεταβολές του φασματικού H/V. Στον οριζόντιο άξονα βρίσκεται ο χρόνος σε ώρα GMT. Κάθε ώρα 00:00 αντιστοιχεί σε αλλαγή ημέρας και στον κατακόρυφο η συχνότητα. (Κάτω) Τα κριτήρια για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων έχουν αποτύχει (To 1 υποδηλώνει επιτυχία των κριτηρίων αξιοπιστίας της κορυφής του SESAME Guidelines ενώ το 0 αποτυχία). 72

Εικόνα 4.9.4: Το επάνω διάγραμμα αντιστοιχεί στις μεταβολές της συχνότητας f 0 κατά τις επτά ημέρες της καταγραφής. Το κάτω διάγραμμα αντιστοιχεί στις εβδομαδιαίες μεταβολές του πλάτους Α 0. Εβδομαδιαία μεταβολή θορύβου: κατά την επταήμερη καταγραφή του θορύβου, διαπιστώθηκε ότι οι τιμές της συχνότητας παρουσιάζουν μεγάλες αυξομειώσεις, πχ για την ημέρα της Παρασκευής από τις 7:00πμ-17:00μμ η συχνότητα εντοπίζεται γύρω στο 1,5Hz. Ξαφνικά και για χρονικό διάστημα δεκατεσσάρων ωρών, το εύρος συχνοτήτων μειώνεται στο ελάχιστο και η συχνότητα ενισχύεται στα 16Hz. Μετά το πέρας αυτού του χρονικού διαστήματος, η συχνότητα επανέρχεται στο 1,5Hz. Το πλάτος χαρακτηρίζεται από μικροδιακυμάνσεις. 73

Εικόνα 4.9.5: Συνολικός μέσος φασματικός λόγος που προέκυψε από τους όλους τους ωριαίους φασματικούς λόγους του σταθμού 58. 4.10 Σταθμός: Νο59 Σταθμός: Νο59 Γεωγραφικό πλάτος: 38 0 29 68,33 Γεωγραφικό μήκος: 21 0 79 93,33 Εικόνα 4.10.1:Οι σταθμοί καταγραφής τοποθετημένοι επί χάρτου. Επισημαίνεται με σκούρο κόκκινο χρώμα ο σταθμός N 0 59. 74

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ο συγκεκριμένος σταθμός είχε δεδομένα μόνο για 9 ώρες, σε αντίθεση με τους άλλους που είχαν καταγραφές για όλη την εβδομάδα. (α) (β) Εικόνα 4.10.2: (α)ημερήσια σειρά H/V καμπυλών που αντιστοιχούν στις 3:00μμ,6:00μμ,9:00μμ της 139 ης ημέρας του έτους (β) ημερήσιο πολικό διάγραμμα του λόγου HVSR σε σχέση με το αζιμούθιο. Ημερήσια μεταβολή θορύβου: καθ όλη τη διάρκεια της καταγραφής φαίνεται ότι η τιμή της θεμελιώδους συχνότητας είναι σταθερή (f 0 =9Ηz), όπως και το εύρος συχνοτήτων. Από τη εικόνα 4.10.2(β) βλέπουμε ότι υπάρχουν δύο διαφορετικά πλάτη ενίσχυσης. Το εξωτερικό αντιστοιχεί στη 75

καμπύλη H/V και δεν παρουσιάζει κάποιον προσανατολισμό, ενώ το εσωτερικό αντιστοιχεί σε δευτερεύουσες κορυφές που αντιστοιχούν σε f<2ηz. Η εδαφική ενίσχυση των τελευταίων έχει διεύθυνση ΒΒΑ-ΝΝΔ. Το πλάτος είναι σταθερό καθ όλη την επεξεργασία της καταγραφής. Εικόνα 4.10.3: : (Άνω) Εβδομαδιαία σειρά από τις ωριαίες μεταβολές του φασματικού H/V. Στον οριζόντιο άξονα βρίσκεται ο χρόνος σε ώρα GMT. Κάθε ώρα 00:00 αντιστοιχεί σε αλλαγή ημέρας και στον κατακόρυφο η συχνότητα. (Κάτω) Τα κριτήρια για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων έχουν αποτύχει (To 1 υποδηλώνει επιτυχία των κριτηρίων αξιοπιστίας της κορυφής του SESAME Guidelines ενώ το 0 αποτυχία). 76

Εικόνα 4.10.4: Το επάνω διάγραμμα αντιστοιχεί στις μεταβολές της συχνότητας f 0 κατά τις επτά ημέρες της καταγραφής. Το κάτω διάγραμμα αντιστοιχεί στις εβδομαδιαίες μεταβολές του πλάτους A 0. Εικόνα 4.10.5:Συνολικός φασματικός λόγος που προέκυψε από τους όλους τους ωριαίους φασματικούς λόγους του σταθμού 59. 77

4.11 Σταθμός: Νο60 Σταθμός: Νο60 Γεωγραφικό πλάτος: 38 0 29 91,67 Γεωγραφικό μήκος: 21 0 80 43,33 Εικόνα 4.11.1: Οι σταθμοί καταγραφής τοποθετημένοι επί χάρτου. Επισημαίνεται με σκούρο κόκκινο χρώμα ο σταθμός N 0 60. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι σε αυτόν το σταθμό υπάρχει ένα κενό καταγραφής μεταξύ 4 ης και 5 ης μέρας καταγραφής. 78

(α) (β) Εικόνα 4.11.2: (α)ημερήσια σειρά H/V καμπυλών που αντιστοιχούν στις 12:00μμ,17:00μμ,22:00μμ της 139 ης ημέρας του έτους (β) ημερήσιο πολικό διάγραμμα του λόγου HVSR σε σχέση με το αζιμούθιο. Ημερήσια μεταβολή θορύβου: από την επεξεργασία της καταγραφής προέκυψε ότι η τιμή της θεμελιώδους ιδιοσυχνότητας δεν είναι σταθερή. Συγκεκριμένα, από τις 12:00μμ-17:00μμ η f 0 =4,6Ηz, ενώ στις 22:00μμ η f 0 =3Ηz. Οι δευτερεύουσες κορυφές που αναπτύσσονται αντιστοιχούν σε f<1ηz και f=14-16hz. Ο λόγος HVSR παίρνει μεγαλύτερες τιμές σε μια διεύθυνση ΒΑ-ΝΔ. Το πλάτος παραμένει σταθερό ( Α 0 =1-1,5). 79

No data Εικόνα 4.11.3: (Άνω) Εβδομαδιαία σειρά από τις ωριαίες μεταβολές του φασματικού H/V. Στον οριζόντιο άξονα βρίσκεται ο χρόνος σε ώρα GMT. Κάθε ώρα 00:00 αντιστοιχεί σε αλλαγή ημέρας και στον κατακόρυφο η συχνότητα. (Κάτω) Τα κριτήρια για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων έχουν αποτύχει (To 1 υποδηλώνει επιτυχία των κριτηρίων αξιοπιστίας της κορυφής του SESAME Guidelines ενώ το 0 αποτυχία). Το κενό διάστημα αφορά σε έλλειψη δεδομένων υπαίθρου. 80

Εικόνα 4.11.4: Το επάνω διάγραμμα αντιστοιχεί στις μεταβολές της συχνότητας f 0 κατά τις επτά ημέρες της καταγραφής. Το κάτω διάγραμμα αντιστοιχεί στις εβδομαδιαίες μεταβολές του πλάτους A 0. Εβδομαδιαία μεταβολή θορύβου: κατά την επταήμερη καταγραφή γίνεται αντιληπτό ότι η συχνότητα είναι σχεδόν σταθερή στο 3,5Ηz-5Hz. Μοναδική εξαίρεση αποτελούν οι ημέρες Παρασκευή προς ξημερώματα Σαββάτου, όπου στη 1:00πμ η συχνότητα είναι 13Hz-15Hz και στις 7:00πμ 6Ηz-8,2Hz. Στο δίωρο 8:00πμ-10:00πμ, το εύρος συχνοτήτων κυμαίνεται μεταξύ των 4,5Hz και των 6Ηz. Τη Δευτέρα, κατά τις ώρες 6:00πμ-8:00πμ και 13:00μμ, η συχνότητα κυμαίνεται στα 4,5Hz-6Hz. Το πλάτος είναι σχεδόν σταθερό. 81

Εικόνα 4.11.5: Συνολικός μέσος φασματικός λόγος που προέκυψε από τους όλους τους ωριαίους φασματικούς λόγους του σταθμού 60. 82

4.12 Σχολιασμός αποτελεσμάτων Με βάση τα αποτελέσματα της επεξεργασίας μας μπορούμε να συμπεράνουμε τα παρακάτω αναφορικά με τη χρονική μεταβολή του θορύβου. Στις περισσότερες θέσεις μέτρησης, με σημαντική εξαίρεση τον σταθμό 43, δεν παρατηρείται μια καθαρή δεσπόζουσα κορυφή του λόγου HVSR, η οποία να θεωρείται αξιόπιστη με βάση τα κριτήρια του SESAME. Αυτό υποδηλώνει ότι δεν υπάρχει ισχυρή ακουστική εμπέδηση μεταξύ του ανώτερου στρώματος και του υποβάθρου. Σύμφωνα με τα παραπάνω στις θέσεις αυτές δεν αναμένεται σημαντική σεισμική ενίσχυση σε συγκεκριμένες συχνότητες. Στις θέσεις που δεν παρατηρείται μια καθαρή δεσπόζουσα κορυφή του λόγου HVSR υπάρχουν σε αρκετές περιπτώσεις δύο τέσσερις δεσπόζουσες συχνότητες ή περιοχές συχνοτήτων στις οποίες ο λόγος συστηματικά παίρνει υψηλότερες τιμές πλάτους σε σχέση με τις υπόλοιπες συχνότητες. Η συχνότητα f 0 (όπου το πλάτος Α 0 ) για τις θέσεις αυτές είναι δυνατό να μεταβάλλεται σε σχέση με τον χρόνο. Στην πράξη αυτό που συμβαίνει είναι ότι κάποια από τις συχνότητες αυξημένου φασματικού λόγου αποκτά για κάποιες ώρες μεγαλύτερα πλάτη, πιθανότατα λόγω μεταβολής των γενικότερων χαρακτηριστικών των αιτίων του σεισμικού θορύβου. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι οι υπόλοιπες συχνότητες αυξημένου λόγου εξαφανίζονται από την καμπύλη, απλά δεν έχουν το μεγαλύτερο πλάτος. Χαρακτηριστικά είναι τα παραδείγματα των θέσεων 51 και 58. Πάντως, θα πρέπει να σημειωθεί ότι αυτές οι περιοχές συχνοτήτων που επιμένουν καθ όλη την διάρκεια της καταγραφής αν και μπορεί να μεταβάλλεται το πλάτος τους ελαφρά λόγω του θορύβου η «μονιμότητα» της παρουσίας τους υπονοεί ότι σχετίζονται με τα γεωλογικά-γεωφυσικά χαρακτηριστικά της θέσης μέτρησης. Από αυτό μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ακόμα και αν τα κριτήρια αξιοπιστίας κορυφής του SESAME αποτυγχάνουν και δεν μπορούν να 83

χρησιμοποιηθούν σε έρευνες για τον προσδιορισμό μίας μοναδικής ιδιοσυχνότητας του εδάφους στην οποία παρατηρείται έντονη ενίσχυση, οι κορυφές αυτές είναι υπαρκτές και είναι δυνατή η αξιοποίηση τους. Εκτός από αυτές τις «μόνιμες» περιοχές αυξημένου φασματικού λόγου υπάρχουν και ορισμένες οι οποίες διαρκούν μόνο για ένα χρονικό διάστημα και μετά δεν είναι πλέον ορατές (χαρακτηριστικό παράδειγμα στη θέση 55 περί την συχνότητα των 5Hz). Τέτοιες κορυφές μάλλον σχετίζονται με τα χαρακτηριστικά του θορύβου τις ώρες εμφάνισής τους. Αν και οι κατευθυντήριες γραμμές του SESAME, σχετικά με τον επιθυμητό ελάχιστο χρόνο καταγραφής (Πίνακας 2), δεν επηρεάζονται, στην περίπτωση που απλά μας ενδιαφέρει αν υπάρχει μια αξιόπιστη δεσπόζουσα συχνότητα με μεγάλο πλάτος, στην περίπτωση που μας ενδιαφέρει ο εντοπισμός αυτών των μόνιμων περιοχών συχνοτήτων αυξημένου φασματικού λόγου σε θέσεις όπως το Ρίο, είναι εμφανές ότι απαιτείται είτε μεγαλύτερος χρόνος καταγραφής είτε επαναλαμβανόμενες μετρήσεις σε διαφορετικές ώρες. Κατά τη διάρκεια των νυχτερινών ωρών παρατηρείται ότι σε κάποιες θέσεις ενισχύονται οι υψηλές συχνότητες, με αποτέλεσμα τη μεταβολή της θεμελιώδους συχνότητας (χαρακτηριστικό παράδειγμα στη θέση 51) το πλάτος της ενίσχυσης, αν και η ακριβής τιμή του φαίνεται να εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του θορύβου (Χαρακτηριστική είναι η περιοδικότητα που παρουσιάζει το A 0 στις θέσεις 56 (Εικόνα 4.7.4) και 57(Εικόνα 4.8.4)), δεν παρουσιάζει πολύ σημαντικές αλλαγές, τυχαιότητα στις τιμές που παίρνει, αντιστοιχεί στην ίδια δεσπόζουσα συχνότητα, πράγμα που υπονοεί πιθανότατα ότι τα γεωλογικά χαρακτηριστικά της θέσης μέτρησης σχετίζονται άμεσα με αυτό και ίσως θα μπορούσαν να υπάρξουν κάποια συμπεράσματα για αυτά σε μελλοντικές μελέτες HVSR. 84

5 ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 5.1 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΤΟΥ ΘΟΡΥΒΟΥ Το δίκτυο στήθηκε στα πλαίσια μελέτης με τη μέθοδο της παθητικής σεισμικής τομογραφίας, κατά τον Μάϊο του 2004. Σκοπός της ήταν η καταγραφή μικροσεισμικών γεγονότων. Τα διαθέσιμα καταγεγραμμένα δεδομένα αξιοποιήθηκαν, ώστε να γίνει ανάλυση των συνεχών καταγραφών με τη μέθοδο του φασματικού λόγου. Εικόνα 5.1.1: απεικόνιση των θέσεων/σταθμών καταγραφής του εδαφικού θορύβου 85

5.2 ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΤΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΒΑΘΟΥΣ ΣΕΙΣΜΙΚΟΥ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ Γνωρίζοντας ότι η περιοχή μελέτης είναι αλλουβιακό ριπίδιο, λόγω των γεωλογικών χαρακτηριστικών της και μη έχοντας περισσότερα γεωλογικά στοιχεία από γεωτρήσεις, χρησιμοποιήθηκε το διάγραμμα ταχυτήτων των S κυμάτων από τη διδακτορική διατριβή του κ. Κατριβέση (<<Τεχνικογεωλογικές συνθήκες στην ευρύτερη περιοχή των Πατρών. Κωδικοποίηση και στατιστική επεξεργασία των στοιχείων. Χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών G.I.S>>, 2003), ώστε να εκτιμηθεί το πάχος των υποκείμενων στρωμάτων της περιοχής. Το ζητούμενο πάχος δίδεται από τη σχέση F 0 = u 4H, όπου f 0: η θεμελιώδης συχνότητα,hz, u: η ταχύτητα των Sκυμάτων, m/s και H: το πάχος του στρώματος, m. Για τον υπολογισμό του βάθους των σχηματισμών, χρησιμοποιήθηκε u=500m/s, μία μέση τιμή της ταχύτητας. Όλοι οι σταθμοί απέχουν μεταξύ τους απόσταση ίση με 500m. Από τη θεωρία είναι γνωστό ότι όταν προκύπτουν δύο τοπικά μέγιστα, το ένα αντιστοιχεί στο γεωλογικό υπόβαθρο, ένω το άλλο στη διεπιφάνεια των ιζηματογενών σχηματισμών. Το ποιο από τα δύο μέγιστα αντιστοιχεί σε τί, εξαρτάται από τις συχνότητες. Όταν χαμηλές συχνότητες αντιστοιχούν σε μέγιστα πλάτη ενίσχυσης, επηρεάζονται από το βάθος του γεωλογικού υποβάθρου και δίνουν πληροφορίες για την απόκριση των ιζημάτων της περιοχής. Οι υψηλές συχνότητες παρέχουν πληροφορίες που αφορούν την απόκριση του επιφανειακού Τεταρτογενούς στρώματος. 86

5.2.1 Γραμμή 1 Η γραμμή 1 αποτελείται από τους σταθμούς 31, 32, 36, 43, 51 και 58, οι οποίοι προσεγγιστικά βρίσκονται σε ευθεία. ΣΤΑΘΜΟΙ ΜΕΣΗ ΩΡΙΑΙΑ f0 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ ΜΕΣΟ ΩΡΙΑΙΟ A0 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ ΒΑΘΟΣ(m) ΤΗΣ ΩΡΙΑΙΑΣ f 0 ΤΟΥ ΩΡΙΑΙΟΥ Α 0 31 0.64849 0.045228 1.9526 0.52754 192,7554 32 1.3995 0.63684 2.1892 0.22027 89,3176 36 1.3696 0.11088 2.8592 0.2927 91,2625 43 1.6652 0.093817 2.8676 0.30809 75,0660 51 1.259 0.11778 1.2139 0.145 99,2851 58 16.2268 0.38474 1.3467 0.13269 7,70330 Πίνακας 3: Συγκεντρωτικά αποτελέσματα της γραμμής 31-58 για τη μέση ωριαία θεμελιώδη συχνότητα, το μέσο ωριαίο πλάτος, την ωριαία τυπική απόκλιση του f 0 και του Α 0, και του αντίστοιχου βάθους. Για τον υπολογισμό της f 0 από κάθε ωριαίο διάγραμμα αποσπάστηκαν τα f 0 και χωρίστηκαν σε ομάδες ωριαίων καταγραφών. Μετέπειτα, για κάθε ζώνη f 0 υπολογίστηκε ο μέσος όρος της f 0, καθώς και τα στατιστικά χαρακτηριστικά της. 87

Εικόνα 5.2.1: Οι συγκεντρωτικοί φασματικοί λόγοι (μαύρη συμπαγής γραμμή) για τους σταθμούς της τραβέρσας 2 (Σταθμοί 31-58). Οι χρωματιστές γραμμές απεικονίζουν τους ωριαίους φασματικούς λόγους και οι διακεκομένες μαύρες γραμμές την τυπική απόκλιση της τιμής του φασματικού λόγου. Στην Εικόνα 5.2.1 σημειώνεται ότι στις θέσεις 31 έως 43 υπάρχει σταδιακή αύξηση των δεσποζουσών συχνοτήτων, ενώ οι σταθμοί 36 με 43 παρουσιάζουν σχεδόν την ίδια μορφή φασματικού λόγου. Οι σταθμοί 31, 32 όπως φαίνεται και στην εικόνα 5.1.1, βρίσκονται πλησίον της θαλάσσης, οπότε οι χαμηλές συχνοτικές τιμές είναι αποτέλεσμα μικρής κυματικής δράσεως (Bonnefoy-Claudet et. al.). Παρατηρώντας προσεκτικότερα τα διαγράμματα, γίνεται αντιληπτό ότι η θέση 31 παρουσιάζει εύρος συχνοτήτων κάτω από την απόκριση του οργάνου (f 0 =0,64Hz), οπότε δε δύναται να υπάρξει ασφαλές αποτέλεσμα για το βάθος. Μεταξύ των σταθμών 32 και 36 εμφανίζεται κάποια μετάβαση, ενώ μεταξύ των θέσεων 43 και 51 κάποιας μορφής ασυνέχεια. Οι θέσεις 51 και 58 εμφανίζουν πολύ υψηλές συχνότητες έναντι των υπολοίπων της γραμμής. Ο μοναδικός σταθμός που παρουσιάζει σημαντική ενίσχυση είναι ο 43. Το βάθος του υποκείμενου στρώματος αυξάνεται όσο οι σταθμοί πλησιάζουν προς τη θάλασσα. 88

Εικόνα 5.2.2: Απεικόνιση των εκτιμηθέντων βαθών της γραμμής 31-58. Ο άξονας y αντιστοιχεί στο βάθος, ενώ ο άξονας χ στο αθροιστικό άθροισμα των αποστάσεων των σταθμών. 89

5.2.2 Γραμμή 2 ΣΤΑΘΜΟΙ ΜΕΣΗ ΩΡΙΑΙΑ f0 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ ΤΗΣ ΩΡΙΑΙΑΣ f 0 ΜΕΣΟ ΩΡΙΑΙΟ A0 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ ΤΟΥ ΩΡΙΑΙΟΥ Α 0 ΒΑΘΟΣ 55 6,3463 0.26676 1.4469 0.057963 19,6965 56 4,8334 0.49723 1.8946 0.14276 25,8617 57 2,40137 1.7768 1.7239 0.18405 52,0536 58 1,49663 0.074459 1.1516 0.060362 83,5209 59 1,6075 0 1.3891 0 77,76604 60 5,29477 0.53571 1.597 0.11699 23,6183 ΣΤΑΘΜΟΙ ΜΕΣΗ ΩΡΙΑΙΑ f0 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ ΤΗΣ ΩΡΙΑΙΑΣ f 0 ΜΕΣΟ ΩΡΙΑΙΟ A0 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ ΤΟΥ ΩΡΙΑΙΟΥ Α 0 ΒΑΘΟΣ 58 16,2268 0.38474 1.3467 0.13269 7,7033 59 8,9946 0.14219 1.4947 0.049915 13,9004 60 13,5945 0.69009 1.4495 0.074884 9,1962 Πίνακας 4: Συγκεντρωτικά αποτελέσματα της γραμμής 55-60 για τη μέση ωριαία θεμελιώδη συχνότητα, το μέσο ωριαίο πλάτος, την ωριαία τυπική απόκλιση του f 0 και του Α 0, και του αντίστοιχου βάθους. Για τον υπολογισμό της f 0 από κάθε ωριαίο διάγραμμα αποσπάστηκαν τα f 0 και χωρίστηκαν σε ομάδες ωριαίων καταγραφών. Μετέπειτα, για κάθε ζώνη f 0 υπολογίστηκε ο μέσος όρος της f 0, καθώς και τα στατιστικά χαρακτηριστικά της. 90

Εικόνα 5.2.3: Οι μέσοι όροι των φασματικών λόγων για την τραβέρσα 55-60 τοποθετημένοι στις αντίστοιχες θέσεις της τομής. Στην Εικόνα 5.2.2 σημειώνεται ότι στις θέσεις 55 έως 58 υπάρχει μείωση συχνοτήτων. Μεταξύ των θέσεων 56-57 παρατηρείται απότομη μείωση της συχνότητας, κάτι το οποίο θα μπορούσε να δικαιολογηθεί λόγω της παρουσίας ρήγματος ή ρεμάτων στην περιοχή. Ο σταθμός 59, παρότι χρησιμοποιήθηκε συμπληρωματικά, εξαιτίας των ελαχίστων ωρών καταγραφής του σεισμομέτρου του, επιδεικνύει ανάλογη συχνοτική συμπεριφορά με τους 58 και 60. Από τη θεωρία είναι γνωστό ότι οι υψηλές συχνότητες αντιστοιχούν σε μικρά βάθη, κάτι το οποίο φαίνεται να συμφωνεί και με τα αποτελέσματα του Πίνακα 4. Εξαιτίας της παρουσίας ιδιαίτερα υψηλών συχνοτήτων στις θέσεις 58 έως 60, οι οποίες είναι εμφανείς στα διαγράμματα με την ανάπτυξη δευτερευόντων καμπυλών, εικάζεται η παρουσία και δεύτερου στρώματος (Εικόνα 5.2.4) 91

Εικόνα 5.2.4: Απεικόνιση των εκτιμηθέντων βαθών της γραμμής 55-60. Ο άξονας y αντιστοιχεί στο βάθος, ενώ ο άξονας χ στο αθροιστικό άθροισμα των αποστάσεων των σταθμών. 92

5.3 ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΠΡΟΒΟΛΩΝ ΑΖΙΜΟΥΘΙΟΥ Εικόνα 5.3.1: αζιμουθιακή απεικόνιση του μέσου όρου του εβδομαδιαίου πλάτους ενίσχυσης για κάθε σταθμό. Στην εικόνα 5.3.1 έχουν τοποθετηθεί οι αζιμουθιακές προβολές του μέσου ωριαίου φασματικού πλάτους, όπως αυτές προέκυψαν για κάθε θέση. Το πλάτος ενίσχυσης για την γραμμή 31-58 παρουσιάζει συγκεκριμένο προσανατολισμό με διεύθυνση ΒΒΑ-ΝΝΔ και ΒΑ-ΝΔ, ενώ το πλάτος του φασματικού λόγου της γραμμής 55-60 έχει κυρίαρχη διεύθυνση ΝΝΑ-ΔΒΔ. Ταυτόχρονα, είναι εμφανές ότι οι σταθμοί 31, 51, 58, 59 και 60 εμφανίζουν και δεύτερο πλάτος ενίσχυσης. Έτσι, εάν ληφθή υπ όψιν το γεγονός ότι την περίοδο κατά την οποία πραγματοποιούνταν οι καταγραφές γίνονταν διάφορες διεργασίες για την υπό κατασκευή γέφυρα και μη γνωρίζοντας μέσω γεωτρήσεων την υπεδάφια γεωλογία της περιοχής μελέτης, μπορεί να συμβαίνει κάτι από τα εξής τρία: 93

1. Πιθανή διαφοροποίηση στη σύσταση του υλικού ή αλλαγών των γεωλογικών σχηματισμών και ύπαρξη περισσοτέρων του ενός στρώματος. 2. Η δεύτερη κορυφή να οφείλεται στα χαρακτηριστικά του θορύβου λόγω μιας εστίας πηγών που βρίσκεται στην συγκεκριμένη διεύθυνση. 3. Η διεύθυνση του πλάτους να επηρεάζεται από τα ρήγματα της περιοχής 5.4 ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στην περιοχή του Ρίου πραγματοποιήθηκε γεωφυσική διασκόπηση με σκοπό την καταγραφή σεισμικού εδαφικού θορύβου για εντοπισμό γεωλογικών σχηματισμών. Τα δεδομένα συλλέχθηκαν μέσω της τεχνικής HVSR. Η επεξεργασία τους πραγματοποιήθηκε με χρήση του λογισμικού GEOPSY. Κατά την ανάλυση των στοιχείων προσδιορίστηκε η μεταβολή της θεμελιώδους συχνότητας σε σχέση με τον χρόνο και εν συνεχεία συναρτήσει του αζιμουθίου. Επιπρόσθετα, μέσω εκτίμησης σεισμικών ταχυτήτων συσχετίστηκαν οι συχνότητες των κορυφών του λόγου με πιθανά βάθη που ίσως σχετίζονται με τους υπάρχοντες γεωλογικούς σχηματισμούς. Μέσω της τεχνικής HVSR εντοπίστηκαν ορισμένες θέσεις που χαρακτηρίζονται από σημαντική αύξηση της σεισμική ενίσχυση λαμβάνοντας υπόψη ότι γενικά οι θέσεις μετρήσεων στην περιοχή μελέτης δεν παρουσιάζουν συχνότητες με πολύ ισχυρές σημαντικές κορυφές. Παράλληλα αναγνωρίστηκε εύρος συχνοτήτων όπου ο φασματικός λόγος λαμβάνει τις υψηλότερες τιμές του. Κατά την διάρκεια 94

συγκεκριμένων χρονικών διαστημάτων είναι φανερή η μεγάλη ενίσχυση των προαναφερόμενων τιμών. Με έλεγχο των αζιμουθιακών προβολών, διαπιστώθηκε ότι το πλάτος ενίσχυσης σε πολλές θέσεις μέτρησης παρουσιάζει συγκεκριμένο προσανατολισμό ο οποίος λαμβανομένης υπόψη της διάρκειας των μετρήσεων φαίνεται να σχετίζεται με τις συνθήκες (γεωλογικές ή γεωφυσικές) της περιοχής και δεν είναι τυχαίο. Παρόλο που θα ήταν χρήσιμη η εφαρμογή κάποιων επιπλέον γεωφυσικών μετρήσεων στην περιοχή μελέτης με πιο συμβατικές γεωφυσικές μεθόδους όπως ηλεκτρική ή σεισμική διασκόπηση, η τεχνική HVSR επιδεικνύει αρκετές δυνατότητες ως προκαταρκτική ή συμπληρωματική μέθοδος για τον γεωφυσικό χαρακτηρισμό μίας θέσης. 95

6 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Άγαλος Απόστολος, Λέντας Κων/νος, <<Σεισμοτεκτονική μελέτη δυτικού Κορινθιακού Κόλπου και ιδιαίτερα της ευρύτερης περιοχής του Αιγίου>> Αγγελής Γεώργιος, <<Λεπτομερής Γεωφυσική διερεύνηση του ρήγματος του παν/μιου Πατρών>>, 2013 Ανθυμίδης Μάριος, <<Συμβολή στη Μελέτη της Γεωφυσικής δομής και της Απόκρισης των επιφανειακών στρωμάτων της Γης με τη χρήση δεδομένων δικτύων μικροθορύβου και σεισμικών καταγραφών>>, 2008 Κατριβέσης Νικόλαος, <<Τεχνικογεωλογικές συνθήκες στην ευρύτερη περιοχή των Πατρών. Κωδικοποίηση και στατιστική επεξεργασία των στοιχείων. Χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών G.I.S>> σελίδα 55, 2003 Κοντόπουλος Νικόλαος 2009, Σημειώσεις Ιζηματολογίας, Πάτρα 2009 Κούφος Γεώργιος,<<ΜαθήματαΣτρωματογραφίας>>, 2008 Μωυσίδη Μαργαρίτα, <<Χρήση Μεθόδου HVSR σε Χώρους Πολιτιστικής Κληρονομιάς>>, 2004 Σταματόπουλος Λ, Κοντόπουλος Ν, Voltaggio M, Bianca M,<<Χρονολόγηση με τη μέθοδο του U/Thσε θαλάσσιες /λιμνοθαλάσσιες αποθέσεις της ΒΔ/ΚΗΣ Πελοπονήσσου, Ελλάδα>> Τσώκου Θεοδώρα, πτυχιακή εργασία,<< Μελέτη κατολισθητικών φαινομένων με εκτίμηση των γεωλογικών γεωμορφολογικών συνθηκών στην περιοχή Βελβετσίου Πατρών>>, 2010 ΞΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Akis Tselentis and Paraskevas Paraskevopoulos, <<On the use of Kohonen Network for Site Effects Assessment by Means of H/V Weak-Motion Spectral Ratio: Application in Rio Antirrio (Greece), 2011 96

Bertrand Guillier, Jean-Luc Chatelain, and SylvetteBonneffoy-Claudet, EbrahimHaghshenas, << Use of Ambient Noise: Variability to H/V Stability>> Bonnefoy-Claudet S., Baize S., Bonilla, L.F, Berge-Thierry C., Camposm, J., Volant, P., and Vergo, R. <<Site effect evaluation in the basin of Santiago de Chile using ambient noise measurements>>, Geophys. J. Int, 2009 Konno K., Omachi T. <<Ground motion characteristics estimated from spectral ratio between horizontal and vertical components of microtremors>>, Bull. seism. Soc. Am., 88, 228 241., 1998 Kontopoulos Ν., A.Zelilidis,<< Depositional environments of the coarse-grained lower Pleistocene deposits>>, 1997 Piccardi Luigi, <<Active faulting at Delphi, Greece: Seismotectonic remarks and a hypothesis for the geologic environment of a myth>>, 2002 Sesame European research project, <<Guidelines for the implementation of the H/V spectral ratio technique on ambient vibrations measurements, processing and interpretation>>, 62 pages, April 2005 97

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 Hμερήσια σειρά της καμπύλης H/V για την 139 η ημέρα του έτους 98

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2 Ημερήσιες αζιμουθιακές προβολές του φασματικού πλάτους για την 139 η ημέρα του έτους 128

STATION 31 129

STATION 32 130

STATION 36 131

STATION 43 132

STATION 51 133

STATION 55 134

STATION 56 135

STATION 57 136

STATION 58 137

STATION 59 138

STATION 60 139

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 3 Εβδομαδιαίος μέσος όρος του πλάτους ενίσχυσης για κάθε θέση μέσω αζιμουθιακών προβολών 140

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 Απεικόνιση του μέσου όρου των ωριαίων λόγων των καταγραφών της εβδομάδας 147

Γραμμή 31-58 Γραμμή 55-60 148