Deprem Kaynaklarının ve Saha Koşullarının Tanımlanması

Deprem Kaynaklarının ve Saha Koşullarının Tanımlanması
Dr. Mustafa Tolga Yılmaz
Deprem Tehlikesi Hesabında Kaynak Tanımları
•
Haritalanmış diri faylar üzerinde beklenen depremler çizgisel kaynak olarak modellenir. Bu faylar için
–
–
–
–
•
fayın geometrik özellikleri
minimum ve maksimum karakteristik deprem büyüklüğü ve yıllık kayma hızı
tarihsel depremsellik
veya, magnitüd‐tekerrür ilişkisinin oluşturulabilmesi için alan kaynaklar için belirtilen parametreler
belirlenmelidir.
Konumları ve geometrik özellikleri hakkında önemli belirsizlik bulunan faylarda gerçekleşmesi beklenen depremler alan ve arkaplan sismik kaynakları ile modellenir. Bu kaynaklarda magnitüd‐tekerrür ilişkisinin tanımlanabilmesi için:
– minimum ve maksimum magnitüd (Mmin, Mmaks) değerleri,
– minimum magnitüd değerinden daha büyük depremlerin birim zamanda aşılma oranı (Mmin)
– büyük ve küçük depremlerin sayısal oranları arasındaki bağıntıyı gösteren  parametreleri
belirlenmelidir.
Kaynak Tanımları için Kullanışlı Veriler
•
•
•
•
Sismolojik veriler (deprem kataloğu)
Tarihsel deprem kayıtları
Jeolojik bulgular
Uzaktan algılama
«Sorunsuz» Kuzey Anadolu Fay Hattı
(Şaroğlu vd., 1992)
«Sorunsuz» Kuzey Anadolu Fay Hattı
(UDİM, 2010)
(Reilinger vd, 2006)
(Barka, 1996)
«Sorunsuz» Kuzey Anadolu Fay Hattı
Kaya Zemin
1.8
TR = 2475 yıl (2%/50yıl)
1.6
TR = 475 yıl (10%/50yıl)
Spektral İvme (g)
1.4
TR = 144 yıl (30%/50yıl)
1.2
TR= 72 yıl (50%/50yıl)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
Periyot (s)
Kaynak
KAFZ: Orta Anadolu
Tip*
β
Fay (doğrultu atım) 2.1
Arkaplan Deprem Kaynağı Alan
1.6
s (mm/yıl)** Mmin Mmax
20.0
4.0
7.6
-
4.1
6.1
Olasılıksal deprem tehlikesi Hesabı Türk Deprem Yönetmeliğinde
tarif edilen spektrumlar ile oldukça tutarlı sonuçlar vermektedir.
Deliler Fayı Büyük Deprem Üretebilir mi?
(Şaroğlu vd., 1992)
Orta Anadolu Diri Fay Zonu
(Koçyiğit ve Beyhan, 1998)
Aksi Görüşler ve Uzaktan Algılama Sonuçları
(Reilinger vd, 2006)
Birçok araştırmacıya göre Sivas‐Kayseri arasında kabaca KD‐GB atımlı, atım hızı 2‐3 mm/yıl olan doğrultu‐atım fayların oluşturduğu bir zon yoktur (örn. Westaway 1999; Reilinger vd., 2006) Katalog ve Tarihsel Depremler Ne Anlatıyor?
(Katalog: UDİM, 2012)
Deterministik ve Olasılısal Analiz Sonuçları
Mudarasın
Deliler - Deterministik - 84%
2.4
Erciyeş - Deterministik - 84%
TR = 2475 yıl
Kaynak
Deliler Fayı
Erciyes Fayı
s (mm/yıl)
2.0
2.0
Koçyiğit ve Beyhan,
1998
Mmin
6.9
6.8
Mmax
7.3
7.3
Wells ve Coppersmith,
1994
Spektral ivme, g
2.0
1.6
1.2
0.8
0.4
0.0
0
0.5
1
Periyot (s)
1.5
2
Literatür Taramasının Önemi: Adana‐Ceyhan
(Diri faylar: Şaroğlu vd., 1992)
(Westaway, 2004)
Literatür Taramasının Önemi: Adana‐Ceyhan
(Gürsoy vd., 2003)
(Holosen faylar: MTA, 2012)
Antalya Çevresindeki Belirsizlikler ve Farklılıklar
(Şaroğlu vd., 1992)
(UDIM, 2012)
Antalya Çevresindeki Belirsizlikler ve Farklılıklar
(Barka ve Reilinger., 1997)
(Reilinger vd., 2006)
Literatür: Isparta Açısı için Bir Açıklama
(Glover ve Robertson, 1992)
Diri Fayların Tanımlanmasında Belirsizlik: Doğu Anadolu Bölgesi
Barka ve Reilinger, 1994
Diri Fayların Tanımlanmasında Belirsizlik: Doğu Anadolu Bölgesi
(Barka ve Reilinger, 1994)
(Şaroğlu vd., 1992)
Deprem‐Fay Eşleştirmesi Ne Kadar Mümkün?
Katalog: UDIM (2010)
Diri Fayların Tanımlanmasında Belirsizlik: Fethiye Burdur Fay Zonu
(Şaroğlu vd., 1992)
(Kırmızı: Holosen faylar, MTA, 2012)
Deprem Kataloğu Eksikliği
UDİM, 2012
Deprem Magnitüdlerinin Eksiksiz Olduğu Zaman Dilimlerinin Yakalanması
350
Toplam Deprem Sayısı
300
250
200
4.2-4.6
4.7-5.1
5.2-5.6
5.7-6.9
150
100
50
0
1900
1920
1940
1960
Yıllar
1980
2000
Deprem Derinliklerinin Önemi
Batma Zonu için: Zitter vd. (2003) ; Kalyoncuoğlu vd., (2011)
Deprem Kataloğu Eksikliğinin Hesapta Giderilmesi
10
10
1
Model
Yıllık Aşılma Frekansı
Yıllık Aşılma Frekansı
1904+
0.1
0.01
0.1
0.01
0.001
4
5
6
7
Magnitüd, Mw
0.001
8
4
10
1
1
Yıllık Aşılma Frekansı
10
0.1
0.01
4.5
5
5.5
6
6.5
Magnitüd, Mw
Fethiye‐Burdur Fay Zonu
Yıllık Aşılma Frekansı
1
Arkaplan Depremleri
0.1
0.01
0.001
0.001
4
5
6
Magnitüd, Mw
7
4
5
6
Magnitüd, Mw
Batma zonunda: 50‐80 km 80‐140 km arasında gerçekleşen depremler
7
Arkaplanda Oluşabilecek Küçük Magnitüdlü Depremler Dikkate Alınmalı mı?
Sürgü Barajı (Özkan vd., 1990)
Ms=5.8, Malatya, 05.05.1986
Saha Sınıflaması: S‐dalgası Hızı Tahmin Edilebilir mi?
Jeolojik Tanım
Örneklem Büyüklüğü
Ortalama
Vs30 (m/s)
St.Sapma Vs30 (m/s)
İnce daneli çökeller
79
301
59
İri‐çok iri daneli çökeller
21
451
104
Zemin‐Kaya geçişleri
15
366
72
Sedimenter kayaçlar
32
534
150
5
622
180
Volkanik ve metamorfik kayaçlar
Yer Hareketi Genliklerinin Yüksekliği Sismik Emniyeti İmkansız Kılar mı?
Hynes‐Griffin and Franklin
(1984)
Makdisi and Seed
(1977, 1978)
Sonuçlar
• Yerbilimleri zordur: Deprem kaynaklarının tanımında tek kaynaktan yararlanmak yerine, bilimsel nitelikteki yayınlarda sunulmuş çalışmalar ve tartışmalar incelenmelidir. Öznel kararlar bu çerçevede ele alınmalıdır.
• Veri tabanlarındaki eksikler dikkate alınmalıdır.
• Arkaplan ve alan kaynaklarda daha küçük magnitüdlü depremleri yakın mesafede yaratabilecek kaynaklar dikkate alınmalıdır.
• Sismik saha koşulları sismik (jeofizik) deneylerle belirlenmelidir.
• Yer hareketi genliklerinden daha önemlisi, barajın yeterli sünekliğe sahip olmasıdır. Tasarımcılar ile bilgi alışverişi çok verimlidir.
• Hazırlanan kılavuz, gelişmeye açık olmak üzere, bu süreçlere genel bir çerçeve getirilmesini amaçlamaktadır.