BİLDİRİ DETAY

Ali SİLAHTAR, Emrah BUDAKOĞLU, Mehmet Zakir KANBUR, Günay BEYHAN
DEPREM TEHLİKE ŞİDDET HARİTALARINA ZEMİN PARAMETRELERİNİN ETKİSİ
 
Giriş: Yerküre yapısı ve deprem mekanizmalarına göre dalga yayılımını anlamak ve orta-büyük dereceli depremler için nicel sismik tehlike değerlendirmesinde kuvvetli yer hareketinin şiddetinin öngörülmesi sismolojinin ana hedeflerinden birisidir. Yeryüzünde dalga yayılımı ise ortamdaki elastik kuvvetler neticesinde gerçekleşen bir durumdur. Teorisi 20. yüzyıldan önceye dayanan elastisite teoremi kuvvet altındaki maddenin gerilme ve yamulma davranışının irdelenmesidir. Elastik (bazen anelastik) ortamdaki dalga yayılım problemini çözmek için sonlu fark yöntemi, basit formülasyonu ve büyük hesaplamalardaki kolay ölçeklenebilirliği nedeniyle 1970’lerden bu yana diğer sayısal yöntemlerden daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Deprem zararlarının önceden kestiriminde elastik dalga yayılımını kullanan bir çok farklı simülasyon tekniği geliştirilmiştir. Elastik dalga yayılımı temelli bu senaryo deprem simülasyonlarında öncelikli hedef deprem dalgalarının zeminleri nasıl etkileyeceğinin öngörülmesidir. Bu neticede hazırlanacak güvenlikli yapı tasarımı maliyeti azaltılabileceği gibi mevcut yapıların olası bir depremden nasıl etkileneceği kolaylıkla ortaya çıkarılabilir. Böylelikle deprem sırasında meydana gelecek can ve mal kaybı en aza indirgenebilir. Bu doğrultuda Wald vd., (1999) tarafından geliştirilen ShakeMap programı jeofizik ve jeolojik veri kullanmaksızın istatiksel olarak deprem şiddetini tahmin etmede USGS (United States Geological Survey) tarafından yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Ancak Savran vd., (2011) ve Louie vd., (2011) tarafından da ifade edildiği gibi zemin özellikleri olmaksızın istatiksel olarak hazırlanan şiddet haritalarının doğruluğu tartışmaya açıktır. Amaç: Bu çalışmada sonlu fark elastik dalga yayılımı simülasyonu ile zemin parametrelerinin deprem tehlike şiddet haritalarındaki etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Kapsam: Bu amaç doğrultusunda Dinar Çivril fayı üzerinde meydana gelen 1 Ekim 1995 Dinar depremi (Mw:6.2) farklı zemin parametreleri ile simüle edilmiştir. Sınırlıklar: Simülasyon için kullanılacak jeolojik ve jeofizik parametrenin Dinar-Isparta arasında yoğunlaşması nedeni ile simülasyon Güneybatı yönlü tek bir yırtılma modelinde farklı parametre değişkenleri ile gerçekleştirilmiştir. Yöntem: Araştırma kapsamında Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarında Larsen ve Grieger, (1998) ve Larsen vd., (2001) tarafından geliştirilen ve 3D jeolojik modellerde elastik dalgaları gerçekçi bir şekilde simüle edebilen sonlu fark dalga yayılımı kodu kullanımıştır. E3D olarak bilinen bu kod üç boyutlu elastik ve viskoelastik modellemeyi ve yüzey topografyasını sismik enerji üzerindeki etkilerini dahil etmede fizik tabanlı hesaplamaları ve gelişmeleri içerir. Bu gelişmeler büyük ölçekli problemlerin daha verimli bir şekilde simüle edilmesine olanak sağlamıştır. E3D ile Mw:6.2 Dinar depremi simülasyon modelinde, deprem kaynak parametreleri Utkucu vd., (2002)’den (odak mekanizması: 309/51/-102, kırılma alanı: 24x20, kırılma hızı: 2.8 km/s, sismik moment: 2,8x1025 dyn/cm), hız ve soğrulma değerleri ise Anderson vd., (2001)’den alınarak simülasyona entegre edilmiştir. Kaynak zaman fonksiyonu olarak ise 0.5 Hz köşe frekanslı Gaussian fonksiyonu kullanılmıştır. Zemin parametrelerinin etkisini gözlemleyebilmek için simülasyon, zemin sınıflamasında kullanılan Vs30 ve basen derinliği bilgisi olmaksızın ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Bulgular: Zemin parametrelerinin simülasyon modeline dahil edildiği modelde en büyük yer hareketi hızı (PGV) 1,39 m/s’ye kadar ulaşabilmektedir. Fayın üzerinde yakınında elde edilen bu değer yaklaşık 40 km uzaklıktaki Isparta baseninde 7 cm/s’lere düşmektedir. Vs30 verisi olmaksızın gerçekleştirilen simülasyonda maksimum PGV hızı 1,24 m/s civarında kalmakta iken basen derinlik modeli tanımlanmayan (ortamın ana kaya olduğu varsayımı) modelde PGV değerleri dramatik bir düşüşle 30 cm/s seviyesine inmiştir. Sonuç: Wald vd., (1999) tarafından şiddet skalası kullanılarak senaryo deprem sismik tehlike şiddet haritaları hazırlandığında zemin parametrelerinin ve sadece basen derinlik bilgisinin tanımlandığı modellemelerde sonuçlar arasında %10-15’lik bir değişimin söz konusu olduğu ve bu durumun şiddeti kuvvetli bir şekilde etkilemediği anlaşılmıştır. Buna karşılık basen kalınlığı verisi olmaksızın gerçekleştirilen simülasyon modelinde %80’e civarında bir değişimin söz konusu olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen bu sonuçlar neticesinde zemin parametrelerinden basen kalınlığı bilgisinin deprem tehlike şiddet tahmininde kritik öneme sahip bir değişken olduğu görülmüştür. Bununla birlikte zemin sınıflamasında kullanılan Vs30 parametresinin deprem tehlike şiddet kestiriminde düşük seviyede etken bir parametre olduğu anlaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Isparta, PGV, Simülasyon, Deprem Tehlike, Vs30



 


Keywords: