Seismic Hazard Level of Settlements in the Devrez Valley (Between Tosya and Kargı)

Abstract

Faults play a significant role in the establishment of rivers and the shaping of landscapes. Rivers that develop along fault lines deposit materials through fluvial erosion, creating alluvium. Alluviums are beautiful geological units for agricultural and economic activities. Furthermore, the ease of construction on these lands allows for the establishment and eventually expansion of settlements. This study examined the seismic hazard levels of settlements in the Devrez Valley, where the North Anatolian Fault Zone (NAFZ) runs between Kargı and Tosya districts. Geological units and fault lines within the study area were obtained from geological maps provided by the General Directorate of Mineral Research and Exploration (MTA). Population and residential/commercial building data in the settlements were acquired from the Turkish Statistical Institute (TUIK) database. The Topographic Wetness Index (TWI) was used to identify areas with high humidity values; TWI values were derived from a 5-meter resolution Digital Elevation Model (DEM). The hazard levels of settlements were determined based on three fundamental natural factors: (1) proximity to the NAFZ, (2) local geological units, and (3) TWI values. For each factor, settlements were classified, scores assigned and total hazard scores were calculated. According to the results, the Kargı district center and six village settlements, located in the wet sections of the alluviums and close to the NAFZ, were found to be in the "very high hazard" class. The Tosya district center and seven villages were ranked in the "high hazard" class. Of the remaining settlements, nine villages were classified as "moderate," seven as "low," and eleven as "very low hazard."

Keywords

• Devrez Valley
• Kargi
• Tosya
• TWI
• Seismicity

Devrez Vadisi’ndeki (Tosya-Kargı Arası) Yerleşmelerin Deprem Tehlike Analizi

Abstract

Faylar, akarsuların kurulmasında ve arazi şekillenmesinde önemli rol oynar. Faylar boyunca gelişen akarsular, flüviyal aşındırma yoluyla taşıdıkları malzemeleri yatak çevresine biriktirerek alüvyonları oluşturur. Alüvyonlar, tarımsal faaliyet ve ekonomik aktiviteler için son derece çekici jeolojik birimlerdir. Ayrıca yapılaşma kolaylığı, bu alanlarda yerleşim yerlerinin kurulmasına ve zamanla genişlemesine olanak tanımaktadır. Bu çalışmada, Kuzey Anadolu Fay Zonu’nun (KAFZ) Kargı ve Tosya ilçeleri arasında uzandığı Devrez Vadisi’ndeki yerleşim yerlerinin deprem tehlike düzeyleri incelenmiştir. İnceleme alanına ait jeolojik birimler ile fay hatları, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü’nün (MTA) jeoloji haritalarından temin edilmiştir. Yerleşim yerlerine ilişkin konut/işyeri ve nüfus verileri, Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) veri tabanından sağlanmıştır. Çalışma alanındaki yüksek nemlilik değerine sahip alanların belirlenmesinde, topoğrafik nemlilik indeksi (TWI) kullanılmıştır. TWI değerleri, 5 m çözünürlüklü sayısal yükseklik modelinden (SYM) elde edilmiştir. Yerleşim yerlerinin tehlike düzeyleri; üç temel doğal faktöre dayalı olarak belirlenmiştir. Bunlar: (1) KAFZ’ye yakınlık, (2) yerel jeolojik birimler ve (3) TWI değerleridir. Bu faktörlerin her biri için yerleşim yerleri sınıflandırılmış ve her sınıfa puanlar atanarak toplam tehlike puanları hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, alüvyonların ıslak kesimlerinde ve KAFZ’ye yakın konumdaki yerleşim yerlerinden, Kargı ilçe merkezi ve 6 köy yerleşimi “çok yüksek tehlike” sınıfında bulunmuştur. Tosya ilçe merkezi ve 7 köy ise “yüksek tehlike” sınıfında yer almıştır. Çalışma alanındaki diğer yerleşim birimlerinden 9 köy “orta”, 7 köy “düşük” ve 11 köy “çok düşük” tehlike sınıfı şeklinde sıralanmıştır.

Keywords

• Devrez Vadisi
• Kargı
• Tosya
• TWI
• Depremsellik

References

1. AFAD, 2018. Türkiye Deprem Tehlike Haritaları İnteraktif Web Uygulaması (TDTH), T.C. İçişleri Bakanlığı Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı (AFAD) Ankara, Erişim adresi: https://tdth.afad.gov.tr/TDTH/main.xhtml.
2. Aliağaoğlu A., Uğur A., 2024. Şehir Coğrafyası, Nobel Akademik Yayıncılık, Ankara.
3. Altunel A.O., 2023. The effect of DEM resolution on topographic wetness index calculation and visualization: An insight to the hidden danger unraveled in Bozkurt in August 2021, International Journal of Engineering and Geosciences, 8(2), 165-172.
4. Arslan R., 2020. Ladik Depremi, Journal of Humanities and Tourism Research, 10(1), 143-160.
5. Ballerine C., 2017. Topographic wetness index urban flooding awareness act action support, Will & DuPage Counties, Illinois, Erişim adresi: https://api.semanticscholar.org/CorpusID:134597043.
6. Bathrellos G.D., Skilodimou H.D., Chousianitis K., Youssef A.M., Pradhan B., 2017. Appropriateness estimation for urban development using a multiple hazard assessment map, Total Environmental Science, 575, 119-134, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.10.025.
7. Bathrellos G.D., Skilodimou H.D., 2019. Land use planning for natural hazards, Land, 8(9), 128, https://doi.org/10.3390/land8090128.
8. Ben-Zeev S., Goren L., Toussaint R., Aharonov E., 2023. Drainage explains soil liquefaction beyond the earthquake near-field, Nature Communications, 14(1), 5791, https://doi.org/10.1038/s41467-023-41405-4.

9. Clément C., Toussaint R., Stojanova M., Aharonov E., 2018. Sinking during earthquakes: critical acceleration criteria control drained soil liquefaction, Phys. Rev., E 97, 022905.
10. Çoban Y.V., Kandemir S., 2023. Depremden zarar görebilirlik boyutunu etkileyen faktörlerin derecelendirilmesi, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 49, 61-67, https://doi.org/10.31590/ejosat.1259757.
11. Duman E.S., İkizler S.B., 2014. Assessment of liquefaction potential of Erzincan Province and its vicinity, Turkey, Nat Hazards, 73:1863-1887.
12. Duran C., Günek H., 2007. Hazar Gölü Havzası arazi kullanımındaki değişikliklerin belirlenmesi (1956-2004), Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 17(2), 31-53.
13. Duran C., İmat F., 2016. Taşköprü İçesinde (Kastamonu) Kademelendirilmiş Yükseltilere Göre Arazi Kullanımı, International Journal of Social Studies, 9(44), 648-654.
14. Emre Ö., Kondo H., Yıldırım C., Özaksoy V., 2006. Kuzey Anadolu Fayı 1943 Tosya Depremi Yüzey Kırığı, In Abstracts Book, The 59th Geological Congress of Turkey.
15. Gök S.B., Yavaş M., 2024. Kentsel Gelişme Alanlarında Deprem Riskinin Değerlendirilmesi, Doğal Afetler Ve Çevre Dergisi, 10(1), 140-154, https://doi.org/10.21324/dacd.1365928.
16. Korkmazyürek B., Kahraman S., Polat E., 2025. Earthquake-resilient housing setback distances and open road networks for sustainable urbanization: A case study in Elbistan (Türkiye), Sustainability, 17(3), 1254, https://doi.org/10.3390/su17031254.
17. MTA, 2009. 1/100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları (Kastamonu-F32 Paftası), Derleyenler: M. Fuat Uğuz, Mustafa Sevin, Maden Teknik Arama Genel Müdürlüğü, Ankara, Türkiye.
18. Özmen B., 2011. Kastamonu ve Yakın Çevresi İçin Deprem Olasılığı Tahminleri, Türkiye Jeoloji Bülteni, 54(3), 109-122.
19. Rajapakse R., 2016. Pile Design and Construction Rules of Thumb, Imprint Butterworth-Heinemann, ISBN 978-0-12-804202-1.
20. Sunkar M., 2011. 8 Mart 2010 Kovancılar-Okçular (Elazığ) Depremi; Yapı Malzemesi ve Yapı Tarzının Can ve Mal Kayıpları Üzerindeki Etkisi, Türk Coğrafya Dergisi, 56, 23-37.
21. Susam T., Oğuz İ., 2006. CBS ile Tokat İli Arazi Varlığının Eğim ve Bakı Özelliklerinin Tespiti ve Tarımsal Açıdan İrdelenmesi, GOÜ. Ziraat Fakültesi Dergisi, 23 (1) 67-74.
22. Sütgibi S., 2008. Türkiye'de Yerleşim Ekolojisi Üzerine Bazı Değerlendirmeler, Ege Coğrafya Dergisi, 61-71.
23. Tunusluoglu M.C., Karaca O., 2018. Liquefaction severity mapping based on SPT data: a case study in Canakkale city (NW Turkey), Environmental Earth Sciences, 77:422.
24. Tüysüz O., Erturaç M.K., 2005. Kuzey Anadolu fayının Devrez çayı ile Soruk çayı arasındaki kesiminin özellikleri ve fayın morfolojik gelişimdeki etkileri, Türkiye Kuvaterner Sempozyumu Bildiri Kitabı, İTÜ Yay.
25. Ulusay R., Aydan O., Kumsar H., Sonmez H., 2000. Engineering geological characteristics of the 1998 Adana-Ceyhan earthquake, with particular emphasis on liquefaction phenomena and the role of soil behaviour, Bull Eng Geol Env, 59, 99-118.
26. Ulusay R., Aydan O., Kumsar H., 2024. Ground liquefaction caused by 6 February 2023 Kahramanmaraş earthquakes of Türkiye and some assessments on its extent and impacts on built environment, Bull Eng Geol Environ, 83, 447 (2024), https://doi.org/10.1007/s10064-024-03946-w.
27. Uyanık O., Ekinci B., Uyanık A., 2013. Liquefaction analysis from seismic velocities and determination of lagoon limits Kumluca/Antalya example, Journal of Applied Geophysics, 95, 90-103.
28. Uysal A., Sunkar M., 2024. Erzincan Ovası ve Çevresinin Depremselliği ile Depremlerin Mekânsal ve Yoğunluk Analizleri, Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 34(2), 419-436.
29. Yürekli H., Karaca Ö., 2020. Liquefaction Potential Analysis and Mapping of Alluvium Soil: A Case Study in Nazilli-Aydın (West Turkey), Celal Bayar University Journal of Science, 16(1), 15-23.
30. Zhang L., Kuang B., Yang B., 2023. Sustainable land use and management, Sustainability, 15(23), 16259, https://doi.org/10.3390/su152316259.
31. Zorluer İ., Kabak S., Gücek S., 2022. Doğrusal olmayan analiz yöntemi ile belirlenen sıvılaşma riskinin coğrafi bilgi sistemleri kullanılarak haritalanması: Kütahya örneği, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22(4), 858-872. https://doi.org/10.35414/akufemubid.107643.