Earthquake Hazard Analysis with Poisson and Gumbel Distribution Models for Afyonkarahisar Province

Abstract

In this study, earthquake hazard analysis were carried out by considering the data of earthquakes occurred in Afyonkarahisar and its around between 1900-2019. For this purpose, 404 earthquakes data of magnitude Mw ≥ 4.0 were used which were taken from the database of Boğaziçi University Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute. The data were obtained from a circular area with 130 km radius, which is centred in Afyonkarahisar (38.75⁰ North Latitude and 30.53⁰ East Longitude). In order to determine earthquake hazard, Gutenberg-Richter Magnitude-Frequency Relation that is accepted in seismology literature was used. Repetition periods of earthquakes of different magnitudes and earthquake hazard for each magnitude value were solved with Poisson and Gumbel Extreme Values distribution models. The results obtained from two distribution models based on different assumptions were compared.

Keywords

• Afyonkarahisar,Magnitude,Hazard Analysis,Gutenberg-Richter

AFYONKARAHİSAR İLİ İÇİN POİSSON VE GUMBEL DAĞILIM MODELLERİ İLE DEPREM TEHLİKE ANALİZİ

Abstract

Bu çalışmada 1900-2019 yılları arasında Afyonkarahisar ve çevresinde meydana gelen depremlere ait veriler dikkate alınarak deprem tehlike analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü veri tabanından temin edilen, büyüklüğü Mw ≥ 4.0 olan 404 adet deprem verisi kullanılmıştır. Veriler Afyonkarahisar merkezli (38.75° Kuzey Enlemi ve 30.53° Doğu Boylamı)    130 km yarıçaplı dairesel bir alanı kapsamaktadır. Deprem tehlikesinin ortaya konulması amacıyla sismoloji literatüründe kabul gören Gutenberg-Richter Büyüklük-Frekans bağıntısı kullanılmıştır. Farklı büyüklükteki depremlere ait tekrarlanma periyotları ve her büyüklük değeri için deprem tehlikesi Poisson ve Gumbel Uç Değerler dağılım modelleri ile çözümlenmiştir. Farklı kabullere dayanan iki dağılım modelinden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Keywords

• Afyonkarahisar,Magnitüd,Tehlike Analizi,Gutenberg-Richter

References

1. 1. Akol, B. and Bekler. T. (2013) Assessment of the statistical earthquake hazard parameters for NW Turkey, Nat Hazards, 68(2). https://doi.org/10.1007/s11069-013-0659-1
2. 2. Altunel, E. ve Barka, A. (1998) Eskişehir fay zonunun İnönü-Sultandere arasında neotektonik aktivitesi, Türkiye Jeoloji Bülteni, 41, 2, 41-52.
3. 3. Atalay, İ. (1975) Tektonik hareketlerin Sultandağları’nın jeomorfolojisine olan etkileri, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 18/1, 21-26.
4. 4. Barka, A., Reilinger, R., Şaroğlu, F. ve Şengör, A.M.C. (1995) The Isparta angle: its importance in the neotectonics of the eastern Mediterranean region, Pişkin, Ö., Ergün, M., Savaşçın, M.Y. ve Tarcan, G. (ed.), IESCA-1995 Proceedings, 3-17.
5. 5. Bozkurt, E. (2001) Neotectonics of Turkey-a synthesis, Geodinamica Acta, 14, 3-30. https://doi.org/10.1080/09853111.2001.11432432
6. 6. Deniz, A. (2006) Estimation of earthquake insurance premium rates for Turkey, M.Sc. Thesis, Dept. of Civil Engineering, M.E.T.U.
7. 7. Doğaner, A. ve Çalık, S. (2014) Elazığ ve çevresindeki sismik aktivitelerin deprem parametreleri ilişkisinin incelenmesi, Fırat Üniv. Fen Bilimleri Dergisi, 26(1), 73-77.
8. 8. Erguvanlı, A. ve Özaydın, K. (1978) Kuzey Anadolu fay hattının depremselliği, Türkiye İnşaat Mühendisliği 7. Teknik Kongresi, 25-27 Ekim, Ankara.

9. 9. Frohlich, C. and Davis, S. (1993) Teleseismic b-values: or much abouth 1.0, J. Geopyhys. Res., 98: 631- 644. https://doi.org/10.1029/92JB01891
10. 10. Gumbel, E.J. (1958) Statistics of extremes, Columbia University Press, N.Y., U.S.A.
11. 11. Gutenberg, B. and Richter, C.F. (1944) Frequency of earthquakes in California, Bull. Seismol.Soc.Am., 34, 185-188.
12. 12. Gutenberg, B., Richter, C.F. (1954) Seismicity of earth and related phenomna, 2nd ed. Princeton Univ. Pres, Princeton, New Jersey.
13. 13. https://www.deprem.afad.gov.tr/tarihseldepremler, Erişim tarihi: 01.06.2019, Konu: AFAD
14. 14. http://www.koeri.boun.edu.tr/sismo/veri_bank/mainw.html, Erişim tarihi: 01.06.2019, Konu: Depem kataloğu
15. 15. https://www.turkiye.gov.tr/afad-turkiye-deprem-tehlike-haritalari, Erişim tarihi: 01.06.2019, Konu: Deprem tehlike haritaları
16. 16. IBM SPSS Statistics (2019) Version 20. Armonk, NY: IBM Analytics.
17. 17. Kalyoncuoğlu, Y., Uyanık, O., Altuncu, S. ve Geçim, E. (2006) Gutenberg-Richter bağıntısındaki b değerinin tespiti için alternatif bir metot ve güneybatı Türkiye’de bir uygulaması, D.E.Ü. Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt 8, Sayı 2, S. 67-78.
18. 18. Kibici, Y., Yıldız, A. ve Bağcı, M., (2001) Afyon kuzeyinin jeolojisi ve mermer potansiyelinin araştırılması, Türkiye III. Mermer Sempozyumu, 73-84.
19. 19. Koçyiğit A., Ünay, E. ve Saraç, G. (2000) Episodic graben formation and extensional neotectonic regime in west Central Anatolia and the Isparta Angle: a key study in the Akşehir-Afyon graben, Turkey, Geological Society, London, Special Publication 173, 405-421. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.2000.173.01.19
20. 20. Koçyiğit, A. (1984) Güneybatı Türkiye ve yakın dolayında levha içi yeni tektonik gelişim, Bulletin of the Geological Society of Turkey, 27, 1-16.
21. 21. Koçyiğit, A. (2000) Güneybatı Türkiye'nin depremselliği, BADSEM 2000-Batı Anadolu'nun Depremselliği Sempozyumu, 24-27, 30-39, İzmir.
22. 22. Koçyiğit, A. ve Deveci, Ş. (2007) Çukurören- Çobanlar (Afyon) arasındaki deprem kaynaklarının (Aktif fayların) belirlenmesi, TÜBİTAK, Proje No: 106Y209, 71s., Ankara.
23. 23. Köle, M.M. (2016) Çankırı İli için Deprem Olasılık Tahmini, Çankırı Karatekin Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 7(1): 455-470.
24. 24. Miyamura, S. (1962) Magnitude-frequency relations and its bearing to geotectonics, Proc. Japan. Acad., 38, 27-30.
25. 25. Mori, J. and Abercrombie, R.E. (1997) Depth dependence of earthquake frequency-magnitude distributions in California, J. Geopyhys. Res., 102: 15081-15090. https://doi.org/10.1029/97JB01356
26. 26. Özmen, B. (2002) 3 Şubat 2002 Çay(Afyon) depreminin eşşiddet haritası ve hasar durumu (rakamsal verilerle), Afet İşleri Genel Müdürlüğü Deprem Araştırma Dairesi, Rapor No: 4083.1, Ankara.
27. 27. Poisson, S.D. (1838) Recherches Sur la Probabilitedes Jugements en Matieres Criminelles et Matiere Civile, Paris: Elibron Classic Series.
28. 28. Scholz, C.H. (1968) The frequency-magnitude relation of microfracturing in rock and its relation to earthquakes, Bull. Seismol. Soc. Am., 58, 399-415.
29. 29. 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, Biddle, K.T. ve Christie-Blick, N. (ed.). Strike-Slip Defor mation, Basin Formation and Sedimentation, Soc. of Eco. Paleo. and Min. Spec. Publ., 37, 227-264. https://doi.org/10.2110/pec.85.37.0211
30. 30. Tezcan, S.S. (1996) Probability analysis of earthquake magnitudes, Turkish Earthquake Foundation, 26.
31. 31. Tollluoğlu, Ü.A., Erkan, Y. ve Yavaş, F., (1997) Afyon metasedimenter grubunun mesozoyik öncesi metamorfik evrimi, Türkiye Jeoloji Bülteni, 40-2, 1-17.
32. 32. Topkara, N., Yücemen M.S., Yılmaz, N. ve Deniz, A. (2013) Antakya ve yakın çevresi için deprem tehlikesinin stokastik yöntemler ile tahmini, 2. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, 25-27 Eylül, Hatay.
33. 33. Türker, T. ve Bayrak, Y. (2015) Doğu Anadolu Bölgesi ve civarının poisson yöntemi ile deprem tehlike tahmini, 3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, 14-16 Ekim, İzmir.
34. 34. Yücemen, M.S. (1982) Sismik Risk Analizi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Yayınları, 160s, Ankara.
35. 35. Yüksel, F.A. (1986) Güneybatı Türkiye’nin deprem etkinliği ve deprem risk analizi, İstanbul Üniv. Müh. Fak. Yerbilimleri Dergisi, C.5 , S. 1-2, 169-184.