MUĞLA İLİ VE ÇEVRESİ İÇİN DEPREMSELLİK VE SİSMİK TEHLİKE ANALİZİ

Abstract

Bu çalışmada Batı Anadolu’nun güncel depremselliğine bağlı olarak Muğla ili ve çevresinin depremselliğinin uzaysal dağılımı, maksimum magnitüd “m_max” değeri ve yerel tasarım spektrumları belirlenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında uluslararası veri merkezlerinden (International Seismological Centre ve National Earthquake Inernatinal Centre) elde edilen veriler kullanılarak homojen bir katalog oluşturulmuştur. Depremselliğin ve “m_max” değerinin belirlenebilmesi ve haritalanabilmesi için çalışma alanı 0.25°K x 0.25°D aralıklarla gridlenmiştir. Her bir alt bölge için Gutenberg-Richter bağıntısındaki “b” değeri En Büyük Olasılık ve Kal-Tek yöntemleri kullanılarak hesaplanmıştır. Ve bölge için 0.8<b<0.84 aralığında değişim gösteren görece düşük “b” değerleri elde edilmiştir.  “m_max” değeri ise her bir alt bölgede Tate-Pisarenko, Kijko-Sellevoll (Cramer), Kijko-Sellevoll (Kesin), Tate-Pisarenko-Bayes, Kijko-Sellevoll-Bayes yöntemleri kullanılarak hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda bölgede oluşabilecek “m_max” değerinin 6.0≤Mw≤6.5 aralığında olduğu görülmüştür.  Düşük “b” değeri ve yüksek “m_max” değeri çalışma alanında geçmişte olduğu gibi gelecekte de yıkıcı depremler olabileceğini göstermektedir. Çalışmanın ikinci ve son aşamasında ise öncelikle deprem üretmesi muhtemel faylar (Karaova-Milas Fayı, Muğla-Yatağan Fayı ve Ula-Ören Fayı) ve bu faylara ait deprem parametreleri belirlenmiştir. Elde edilen “m_max” değerine bağlı olarak yerel tepki spektrumları EZ-FRISK 7.52 programı yardımıyla belirlenmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan depremler için ivme değerleri sırası ile 0.40 g, 3.64 g ve 0.92 g olarak hesaplanmıştır.

Keywords

• Depremsellik,“b” değeri,Sismik tehlike analizi,Probabilistik

SEISMICITY AND SEISMIC HAZARD ANALYSIS FOR MUĞLA CITY AND ITS VICINITY

Abstract

In this study the spatial distribution of seismicity, maximum magnitude value “m_max” and local design spectrums for the Muğla city and its vicinity depend on the current seismicity of Western Anatolia were determined.The first part of this study, homogeneous a catalog has been created using data from the international data bases (International Seismological Centre and National Earthquake International Centre).The study area was gridded at 0.25ºN x 0.25ºE for the determination and mapping of seismicity and “m_max” value. The “b” value in the Gutenberg-Richter relationship was calculated at each, respectively sub-region using conventional methods of Maximum Likelihood and Kal-Tek. A relatively low value of “b” changing in the range of 0.8<b<0.84 was obtained for the region. For each region, the values of “m_max”were obtained by Tate-Pisarenko, Kijko-Sellevoll (Cramer), Kijko-Sellevoll (Exact), Tate-Pisarenko-Bayes, Kijko-Sellevoll-Bayes, methods. As a result of calculations it was seen that the value of “m_max”, that could occur in the region is between 6.0≤Mw≤6.5. Low “b” values and high “m_max” values clearly show that destructive earthquakes occurred in the past may likely occur in the future in the study area.In the second and last part of the study, firstly the possible earthquake faults (Karaova-Milas Fault, Muğla-Yatağan Fault and Ula-Ören Fault) and the earthquake parameters belonging to these faults were determined. Local design spectrums depending on obtained “m_max” values was determined by EZ-FRISK 7.52 program Acceleration values for the earthquake which is the 10% probability exceedance in 50 years were calculated as 0.40 g, 3.4 g ve 0.92 g respectively.    

Keywords

• Seismicity,“b” value,Seismic Hazard Analysis,Probabilistic

References

1. Abercrombie, R.E., 1997. Near-surface Attenuation and Site Effects from Comparison of Surface and Deep Borehole Recordings, Bulletin of the Seismological Society of America, 87, 731-144.
2. Abrahamson, N.A. ve Silva, W.J., 1997. Empirical Response Spectral Attenuation Relations for Shallow Crustal Earthqaukes. Seismological Research Letters, 68: 94-127.
3. Abrahamson, N.A. ve Silva, W.J., 2008. Summary of the Abrahamson and Silva Ground-Motion Relations Earthquake Spectra, 24, I, 67-97.
4. Aki, K., 1965. Maximum Likelihood Estimate of b in the formula logN=a-bM and its confidence limits. Bulletin of the Earthquake Research Institute, University of Tokyo, 43, 237-239.
5. Allen, C.R., Amanp, P., Richter, C.F., Nordquist, J.M., 1965. Relation Between Seismicity and Geological Structure in the S. California Region. Bulletin of the Seismological Society of America, 55, 752-797.
6. Alptekin, Ö., 1978. Magnitude-Frequency Relationships and Deformation Release fort he Earthquakes in and around Turkey. Thesis for Prpmoting to Associate Professor Level, Karadeniz Technical University, 107s., Trabzon.
7. Ambraseys, N.N. ve Jackson, J.A., 1998. Faulting Associated with Historical and Recent Earthquakes in the Eastern Mediterranean Region, Geophysical Journal International, 133, 390-406.
8. Ambraseys, N.N., 1975. Trends in Engineering Seismology in European Conference on Earthquake Engineering, Volume 3.

9. Ambraseys, N.N., Douglas, J., Sarma, S.K., Smith, P.M., 2005. Equations for the Estimation of Strong Ground Motions from Shallow Crustal Earthquakes Using Data from Europe and the Middler East: Horizontal Peak Ground Acceleration and Spectral Acceleration. Bulletin of Earthquake Engineering, 3:1-53.
10. Ambraseys., N.N., Simpson, K.A., Bommer, J.J., 1996. Prediction of Horizontal Response in Europe. Earthquake Engineering and Structral Dynamics, 25, 371-400. Atkinson, G.M. ve Boore, D.M., 2003. Empirical Ground-Motion Relations for Subduction Zone Earthquakes and theri Application to Casadia and other Regions. Bulletin of the Geological Society of America, 93(4).
11. Aydan, Ö., 2001. İstanbul Boğazı Denizaltı Geçişi İçin Tip Tünel ile Kalkan Tünelin Uygunluğunun Karşılaştırılması. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 25(1),1-17.
12. Aydan, Ö., Sedaki, M. ve Yarar, R., 1996. The Seismic Characteristic of Turkish Earthqaukes. Eleventh World Conference on Earthquake Engineering, 23-28 June, Acapulco, Mexico.
13. Bayrak, Y., Bayrak, E., Atay, N., 2011. En Büyük Olasılık Yöntemi Kullanılarak Batı Anadolu’nun Farklı Bölgelerinde Aletsel Dönem İçin Deprem Tehlike Analizi. 1. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, 11-14 Ekim 2011, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara.
14. Beyaz, T., 2004. Zemin Etkisinden Arındırılmış Deprem Kayıtlarına Göre Türkiye İçin Yeni Bir Deprem Enerjisi Azalım Bağıntısının Geliştirilmesi. Ankara Üniversite Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, 224s., Ankara.
15. Boore, D.M. ve Atkinson, G., 2008. Ground Motion Prediction Equations fort he Average Horizontal Component of PGA, PGV, and 5%-damped PSA at Spectral Periods Between 0.01 s and 10.0 s, Earthquake Spectra, 24, 1, 99-138.
16. Boore, D.M., Joyner, W.B., Fumal, T.E., 1997. Equations for Estimating Horizontal Response Spectra and Peak Acceleration from Western North American Earthquakes. A Summary of Recent Work. Seismological Research Letters, 68(1), 128-153.
17. Burton, P. W., 1979. Seismic Risk In Southern Europe Through India Examined Gumbel’s Third Distribution of Extreme Values. Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society 59, 259-280.
18. Campbell, K. ve Bozorgnia, Y., 2008. NGA Ground Motion Model for the Geometric Mean Horizontal Component of PGA, PGV, PGD and 5%damped Linear Elastic Response Spectra for Periods ranging from 0.01 s to 10 s, , Earthquake Spectra, 24, 1, 139-171.
19. Campbell, K. ve Bozorgnia, Y., 2008. NGA Ground Motion Model fort he Geometric Mean Horizontal Component of PGA, PGV, PGD and 5%damped Linear Elastic Response Spectra for Periods ranging from 0.01 s to 10 s, , Earthquake Spectra, 24, 1, 139-171.
20. Campbell, K.W., 1989. The Dependence of Peak Horizontal Acceleration on Magnitude, Distance and Site Effects for Small-Magnitude Earthquakes in California and Eastern America. Bulletin of the Geological Society of America, 79 (5), 1311-1346.
21. Chiou, B. ve Youngs, R., 2008. An NGA Model for the Average Horizontal Component of Peak Ground Motion and Response Spectra. Earthquake Spectra, 24(1), 173-215.
22. Douglas, J., 2011. Ground-Motion Prediction Equations 1964-2010. Bureau de Recherches Géologiques et Miniéres (BRGM).
23. Emre, Ö., Özalp, S., Doğan, A., Özaksoy, V., Yıldırım, C., Göktaş, F., 2005. İzmir Yakın Çevresinin Diri Fayları ve Deprem Potansiyelleri. Maden Tetkik Arama Rapor No:10754, 80s, Ankara.
24. Eravcı, B., Yaman, M., Tepeuğur, E., Erkmen, C., Aktan, T., Albayrak, H., Demisrtaş, R., 2007. Batı Anadolu Çöküntü Bölgesi’nin Paleosismoloji Projesi. T.C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü Deprem Araştırma Dairesi Rapor No:5691-1, Devlet Planlama Teşkilatı DPT 2002 K 120050 Sonuç Raporu, 135 s, Ankara.
25. Erdik, M., Ansal, A., Aydınoğlu, N., Barka, A., Işıkara, A.M., Yüzügüllü, Ö., Avcı, J., Özel, O., Alpay, Y., Birgören, G., 2000. İzmir Deprem Senaryosu ve Deprem Master Planı, İzmir Büyükşehir Belediyesi, (http://www.izmir-bld.gov.tr/eski/izmirdeprem/izmirrapor.htm), İzmir.
26. Eren, Y. 2009. Neotektonik Ders Notları, Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 124s., Konya.
27. Frohlick, C. Ve Davis, S., 1993. Telesismic b-Values: or, Much About 1.0. Journal of Geophysical Research, 98, 631-644.
28. Fukushima, Y. ve Tanaka, T., 1990. A New Attenuation Relation for Peak Horizontal Acceleration of Strong Earthquake Ground motion in Japan. Bulletin of the Seismological Society of America, 84p., 757-783.
29. Fukushima, Y. ve Tanaka, T., 1990. A New Attenuation Relation for Peak Horizontal Acceleration of Strong Earthquake Ground motion in Japan. Bulletin of the Seismological Society of America, 84p., 757-783.
30. Gutenberg, B. ve Richter, C.F., 1944. Frequency of Earthquakes in California. Bulletin of the Seismological Society of America, 34, 185-188.
31. Gutenberg, B. ve Richter, C.F., 1954. Seismivity of the Earth. Princeton Press.
32. Gülal, E., Soycan, M., Dolmaz, N., Erdoğan, S., Kalyoncuoğlu, Y., Yılmaz, İ., Erdoğan, H., Baybura, T., Elitok, Ö., Aykut, O., Ata, E., Akpınar, B., Tiryakioğlu, İ., Gümüş, K., Anadolu, N., Öcalan, T., Telli, A. K., Taktak, F. 2011. Güneybatı Anadolu Bölgesindeki Blok Hareketleri ve Gerilim Alanlarının GNNS Ölçümleri İle Belirlenmesi. TÜBİTAK, Proje No: 108Y298.
33. Gülkan, P. ve Kalkan, E., 2002. Attenuation Modeling of Recent Earthquakes in Turkey. Journal of Seismology, 6, 397-409.
34. Hazidimitriou, P.M., Papadimitriou, E.E., Mountrakis, D.M., Papazachos, B.C., 1985. The Seismic Parameter b of the Frequency-Magnitude Relatio and its Association with the Geological Zones in te Area of Greece. Tectonophysics, 120, 141-151.
35. Idriss, I.M., 2008. A NGA Empirical Model for Estimating the Horizontal Spectral Values Generated by Shallow Crustal Earthquakes. , Earthquake Spectra, 24, 217-242.
36. Idriss, I.M., 2008. A NGA Empirical Model for Estimating the Horizontal Spectral Values Generated by Shallow Crustal Earthquakes. , Earthquake Spectra, 24, 217-242.
37. İnan, E., Çolakoğlu, Z., Koç, N., Bayülke, N. ve Çoruh, E., 1996. 1976-1996 Yılları Arası İvme Kayıtları Olan Deprem Kataloğu. T.C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü Deprem Araştırma Dairesi Başkanlığı, 98s., Ankara.
38. Kalafat, D., 2010. Türkiye Deprem Kataloğunun İstatistik Açıdan Değerkendirilmesi: Örnek Çalışma-Statisticl Evluation of Turkey Earthquake Ctalog: Case Study, Boğaziçi Üniversitesi Yayınları, 1039, 87s., İstanbul.
39. Kalkan, E. ve Gülkan, P., 2004. Site-Dependent Spectra Derived from Ground Motion Records in Turkey. Earthqauke Spectra, 20, 4.
40. Kalkan, E. ve Gülkan, P., 2004. Site-Dependent Spectra Derived from Ground Motion Records in Turkey. Earthqauke Spectra, 20, 4.
41. Kalyoncuoğlu, Ü.Y., 2007. Evaluation of Seismicity and Seismic Hazard Parameters in Turkey and Surrounding Area Using a New Approach to the Gutenberg-Richter Relation. Journal of Seismology, 11/2, 131-148.
42. Kijko, A. ve Sellevoll, M. A., 1989. Estimation of Earthquake Hazard Parameters from Incomplete Data Files, Part I, Utilization of Extreme and Complete Catalogues with Different Threshold Magnitudes. Bulletin of the Seismological Society of America, 79, 645-654.
43. Kijko, A. ve Sellevoll, M. A., 1992. Estimation of Earthquake Hazard Parameters From Incomplete Data Files, Part II, Incorporation of Magnitude Heterogeneity. Bulletin of the Seismological Society of America, 82, 120-134.
44. Koçyiğit, A., Yücemen, M.S., Ulusay, R., Yakut, A., Erdik, M., Emre, Ö., Erkmen, C., Yılmaz, N., 2010. Deprem Tehlike Analizleri ve Haritaları Çalışma Grubu Strateji Raporu, 56s.
45. Lomnitz, C., Sing, S. K. (1976) Earthquake and Earthquake Prediction in Seismic Risk and Engineering Decisions, Elsevier Scientific Pub. Co., Amsterdam, : 3-30.
46. Manakou, M.V. ve Tsapanos, T.M., 2000. Seismicty and Seismic Hazard Parameters Evaluation in the Island of Crete and Surrounding Area Inferred from Mixed Data Files. Tectonophysics, 321, 157-178.
47. McKenzie, D. P., 1972. Active tectonics of the Mediterranean region. Geophysical Journal of Royal Astronomical, 30, 109-185.
48. McKenzie, D.P., 1978. Active Tectonics of the Alphine-Himalayan Belt: The Aegean Sea and Surroundings Region. Geophysical Journal of Royal Astronomical Society, 12, 221-225.
49. Miyamura, S., 1962. Magnitude-Frequency Relations and its Bearing to Geotectonics. Proceedins of the Japan. Academy, 38, 27-30.
50. Mogi, K., 1967. Earthquakes and Fractures. Tectonophysics, 5, 35-55.
51. Olsson, R., 1999. An Estimation of Maximum b-Value in the Gutenberg-Richter Relation. Journal of Geodynamics, 27, 547-552.
52. Özbey, C., Sarı, A., Manuel, L., Erdik, M., Fahjan, Y., 2004. An Empirical Attenuation Relationship for Northwestern Turkey Ground Motion Using a Random Approach. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 24, 115-125.
53. Papazachos, B. C., 1974. Dependence of the Seismic Parameter b on the Magnitude Range. Pure and Applied Geophysics, 112, 1059-1065.
54. Papazachos, B. C., 1999. An Alternative Method for a Reliable Estimation of Seismicity with an Application In Greece And The Surrounding Area. Bulletin of Seismology Society of America 89, 111-119. Papazachos, B.C. ve C.B., Papazachou, 1997. The Earthqaukes of Greece, Ziti Publication Thessaloniki, 304p, Greece.
55. Paradisopoulou, P. M., Papadimitriou, E. E., Karakostas, V. G., Taymaz, T., Kilias, A. ve Yolsal, S., 2010. Seismic Hazard Evaluation in Western Turkey as Revealed by Stress Tarnsfer and Time-Dependent Probability Calculations. Pure and Applied Geophysics, 167, 1013-11048.
56. Pınar, N. ve Lahn, E., 1952. Türkiye Depremleri İzahlı Kataloğu. Bayındırlık Bakanlığı, Yapı ve İmar İşleri Reisliği, 6, Ankara.
57. Polat, O., Gök, E. ve Doğuser, Y., 2008. Earthquake Hazard of the Aegean Extension Region (West Turkey). Turkish Journal of Earth Science, 17, 593-614.
58. Sadigh, K., Chang, C.Y., Egan, J.A., Makdisi, F., Youngs, R.R. 1997. Attenuation Relationship for Shallow Crustal Earthquakes Based on California Strong Motion Data. Seismological Research Letters, 68 (1), 180-189.
59. Sayıl, N. ve Osmanşahin, İ., 2008. An Investigation of Seismicity for Western Anatolia. Natural Hazards, 44, 51-64.
60. Scholz, C.H., 1968. The Frequency-Magnitude Relation of Micrifracturing in Rocks and its Relation to Earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America, 58, 399-415.
61. Scordilis, E.M., 2006. Empirical Global Relations Converting Ms And Mb To Moment Magnitude. Journal of Seismology 10, 225-236.
62. Seçkin, S., Gök, E., Polat, O., 2007. Farklı Azalım İlişkisi Modellerine Göre Ege Bölgesi’nin Deprem Tehlikesi. Aktif Tektonik Araştırma Grubu 11. Çalıştayı, 8-9 Kasım, TÜBİTAK MAM Yer ve Deniz Bilimleri Enstitüsü Gebze-Kocaeli.
63. System Caused By The 1992 Magnitude=7.4 Landers Earthquake. Science 258, 1328-1332.
64. Şen, G. ve Akyol, E., 2006. Mevcut Azalım İlişkilerinin Ege Bölgesi Depremleri İçin Kullanılabilirliği. Yedinci Uluslararası İnşaat Mühendisliğinde Gelişmeler Kongresi, 13-13 Ekim, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul.
65. Şengör, A.M.C., 1980. Türkiye’nin Neotektoniğinin esasları, Türkiye Jeoloji Kurumu Konferans Serisi, 2.
66. Şengör, A.M.C., Görür, N. ve Şaroğlu, F., 1985. Strike-slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study. In: Biddle, K. T. And Christie-Blick, N. (Eds.), Strike-slip deformation, Basin Formation and Sedimentation. Society of Economic Mineralogist and Paleontologists Special Publication 37, 227-264.
67. Tabban, A. ve Gencoğlu, S., 1975. Deprem ve Parametreleri, Deprem Araştırma Bülteni, 11:7-83.
68. Tsapanos, T.M., Galanopoulos, D.G., Burton, P.W., 1994. Seismicity in the Hellenic Volcanic Arc:Relation Between Seismic Parameters and the Geophysics Fields in the Reion, Geophysical Journal International, 117, 1677-1687.
69. Ulusay, R., Tuncay, E., Sonmez, H. ve Gökceoğlu, C., 2004. An Attenuation Relationship BAsed on Turkish Strong Motion Data and Iso-Acceleration Map of Turkey. Engineering Geology, 74, 265-291.
70. Utkucu, M., Budakoğlu, E., Durmuş, H., 2011. Marmara Bölgesinde (KB Türkiye) Depremsellik ve Deprem Tehlikesi Üzerine Bir Tartışma. Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi Bülteni, 32 (3), 187-212.
71. Wang, J.H., 1988. B-Values of Shallow Earthquakes in Taiwan. Bulletin of the Seismological Society of America, 78, 1243-1254.
72. Wiemer, S. Ve Wyss, M., 1997. Mapping the Frequency-Magnitude Distribution in Asperities: An improved Technique to clculate recurennce times. Journal of Geophysical Research, 102, 15115-15128.
73. Wiemer, S., 2001. A Software Package to Analyze Seismicity: Zmap, Seismological Research Letters, 72(2),374-383.
74. www.ct.ingv.it
75. www.ethz.ch
76. www.koeri.boun.edu.tr
77. www.seismology.harvard.edu
78. Yalçın, H., Özaltan, İ., Kurnazi T.F., 2013b. Gediz Fayı ve Yakın Çevresinin Deprem Tehlike Analizi. 2. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, 25-27 Eylül, Mustafa Kemal Üniversitesi, Hatay.
79. Youngs, R.R., Chiou, S.J., Silva, W.J., Humpery, J.R., 1997. Strong Ground Motion Attenuation Relationship for Subduction Zone Earthquakes. Bulletin of the Geological Society of America 68 (1), 58-73.