Creating the Earthquake Risk Map of Çaldıran (Van) District Center with Geographic Information Systems and Analytical Hierarchy Process (AHP)

Year 2024, Volume: 29 Issue: 3, 967 - 984, 31.12.2024

Sacit Mutlu , Ufuk Günday

https://doi.org/10.53433/yyufbed.1541330

Abstract

The Çaldıran District, located in the northeast of Lake Van, is situated in close proximity to significant active tectonic faults. Recent destructive earthquakes have clearly highlighted the seismic hazard of the district. Notably, the 7.5 magnitude earthquake generated by the Çaldıran Fault in 1976 resulted in 3,840 fatalities, with 9,232 buildings damaged, and approximately 80% of the houses within a 2,000 km² area sustained severe damage. Furthermore, due to its historical role as a major settlement area, the study region also contains records of destructive historical earthquakes. While the Çaldıran District's primary hazard is related to seismic activity, factors such as soil properties, carbon dioxide emissions, and building stock data further exacerbate the hazard and risk levels. In the initial phase of the study, existing research on the Çaldıran District was compiled and integrated into a Geographic Information Systems (GIS) database to create a comprehensive dataset. Subsequently, fieldwork was conducted in the Çaldıran District. All collected data were analyzed using the Analytic Hierarchy Process (AHP) with six distinct data sets. As a result, approximately 77% of the structures within the Çaldıran District center are classified as high risk based on criteria such as unsuitable land, building quality, number of building floors, instrumental and historical earthquake data, and distance from fault lines.

Keywords

Çaldıran Earthquake, Disaster risk, Earthquake hazard map, Geoscientific data

Project Number

2209-A

Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) ile Çaldıran (Van) İlçe Merkezi Deprem Risk Haritasının Oluşturulması

Abstract

Van Gölü’nün kuzeydoğusunda yer alan Çaldıran ilçesi önemli aktif tektonik hatlara oldukça yakın bir konumdadır. Yakın geçmişte meydana gelen yıkıcı depremler ilçenin deprem tehlikesini açık bir şekilde ortaya koymaktadır. Özellikle ilçede Çaldıran Fayı’nın 1976 yılında ürettiği Mw:7.3 büyüklüğündeki depremde 3840 kişi hayatını kaybetmiş, 9232 bina hasar görmüş olup 2000 km2’lik bir alandaki evlerin %80’i ağır hasar görmüştür. Ayrıca çalışma alanı tarihte önemli yerleşim merkezlerine ev sahipliği yaptığı için, bölgedeki yıkıcı tarihsel deprem kayıtları da bulunmaktadır. Çaldıran ilçesinde ilk tehlike deprem olmakla birlikte, zemin özellikleri, karbondioksit gazı çıkışı ve yapı stoğu verileri de tehlike ve risk boyutunu arttırmaktadır. Çalışmanın ilk etabında Çaldıran ilçesi ile ilgili yapılan çalışmalar derlenmiş ve coğrafi bilgi sistemleri tabanına eklenerek bir veri grubu oluşturulmuştur. Sonraki süreçte Çaldıran İlçesi’nde saha çalışması gerçekleştirilmiştir. Elde edilen tüm veriler altı adet veri grubu ile Analitik Hiyerarşik Süreç (AHS) ile analize tabi tutulmuştur. Sonuç olarak Çaldıran ilçe merkezi içerisinde yer alan yapıların yaklaşık %77’si uygun olmayan alan, yapı kalitesi, yapı kat adedi, aletsel ve tarihsel deprem verileri ve faya uzaklık kriterlerine bağlı olarak yüksek risk içermektedir.

Keywords

Afet riski, Çaldıran Depremi, Deprem tehlike haritası, Yer bilimsel veri

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

2209-A

Thanks

2209-A projesi kapsamında Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından desteklenen bu çalışma sismik hareketlerin fazlaca olduğu ve 1976 yılında büyük bir yıkıcı depreme maruz kalan Van ilinin Çaldıran ilçesi merkezi üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın gerçekleştirilmesinde verdikleri desteklerden dolayı TÜBİTAK’a öncelikle teşekkür ederiz. Ayrıca araştırma süresince gösterdikleri iş birliği ve saha çalışmaları ve yerel bilgilere erişim konusunda vermiş oldukları destek için Çaldıran Belediye’sine minnettarız. Son olarak, Van İl Afet ve Acil Durum Müdürlüğü’ne minnettarlığımızı ifade etmek isteriz. Sağladıkları veri ve bilgi paylaşımları, araştırmamızın kapsamını genişletmiş ve sonuçların daha anlamlı olmasını sağlamıştır.

References

• AFAD-DDB. (2024). Van depremi hakkında. AFAD. Erişim tarihi: 19.08.2024. https://www.afad.gov.tr/van-depremi-hakkinda
• Albini, P., Demircioglu, M. B., Locati, M., Rovida, A., Sesetyan, K., Stucchi, M., & Vigano, D. (2012). In search of the predecessors of the 2011 Van (Turkey) earthquake. Seismological Research Letters, 83(5), 855–862. https://doi.org/10.1785/0220110146
• Alkan, A., & Akkaya, İ. (2021). Aktif tektonizma etkisi altındaki Çaldıran (Van) yerleşim alanının yüzey dalgası yöntemleriyle i̇ncelenmesi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 10(4), 1435–1447. https://doi.org/10.17798/bitlisfen.959503
• Alkan, A., & Akkaya, İ. (2023). Investigation of site properties of the Çaldıran (Van, Eastern Turkey) settlement area using surface wave and microtremor methods. Journal of African Earth Sciences, 197, 104737. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2022.104737
• AL-Suyutı (1974). Jalal Ed-Din, Kashf Al-Salsala an Wasf Al-Zalzala, F Cahiers du Centre Universitaire de la Recherche Scientifique, Rabat.
• AL-Suyutı (1984). Jalal Ed-Din, Kashf Al-Salsala an Wasf Al-Zalzala (Al-Dar Library). F Cahiers du Centre Universitaire de la Recherche Scientifique, Rabat.
• Ambraseys, N. (2009). Earthquakes in the Mediterranean and Middle East: A multidisciplinary study of seismicity up to 1900. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/cbo9781139195430
• Arpat, E., Şaroğlu, F., & Iz, H. B. (1977). 1976 Çaldıran depremi. Yeryuvarı ve İnsan, 2(1), 29-41.
• Barka, A. A., & Kadinsky‐Cade, K. (1988). Strike‐slip fault geometry in Turkey and its influence on earthquake activity. Tectonics, 7(3), 663–684. https://doi.org/10.1029/tc007i003p00663
• Djamour, Y., Vernant, P., Nankali, H. R., & Tavakoli, F. (2011). NW Iran-eastern Turkey present-day kinematics: Results from the Iranian permanent GPS network. Earth and Planetary Science Letters, 307(1–2), 27–34. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2011.04.029
• Emre, Ö., Duman, T. Y., Özalp, S. Elmacı, H., Olgun, S., & Şaroğlu, F. (2013). Active fault map of Turkey with an explanatory Text 1: 1.250.000 scale (Special Publication Series, 30). General Directorate of Mineral Research and Exploration.
• Emre, Ö., Duman, T. Y., Özalp, S., Elmacı, H., & Olgun, S. (2012). 1:250.000 ölçekli Türkiye diri fay haritası serisi Ağrı (NJ 38-1) paftası, Seri No: 51. MTA Yayınları. Ankara.
• Ercan, T., Fujitani, T., Matsuda, J.-I., Notsu, K., Tokel, S., & Ui, T. (1990). Dogu ve Guneydogu Anadolu Neojen-Kuvaterner volkanitlerine iliskin yeni jeokimyasal, radyometrik ve izotopik verilerin yorumu. MTA Dergisi, 110, 143–164.
• Foley, E. J. (1938). Geology of the Van area (Rapor no: 719). MTA.
• Forman, E. H., & Selly, M. A. (2002). Decision by objectives: How to convince others that you are right. World Scientific Publishing Company.
• Guidoboni, E., Comastri, A., Traina, G., Rom Istituto Nazionale di Geofisica. (1994). Catalogue of ancient earthquakes in the Mediterranean area up to the 10th century. Rome: Istituto Nazionale di Geofisica.
• Guidoboni, N. E., & Traina, N. G. (1995). A new catalogue of earthquakes in the historical Armenian area from antiquity to the 12th century. Annals of Geophysics, 38(1). https://doi.org/10.4401/ag-4134
• Gülkan, P., Gürpinar, A., Celebi, M., Arpat, E., & Gencoglu, S. (1978). Engineering report on the Muradiye-Caldiran, Turkey, earthquake of 24 November 1976. National Research Council. Washington, DC: The National Academies Press.
• Güneyli̇, H., Yaman, M., & Yildirim, V. (2020). Çaldıran Fayı’nın Çaldıran ilçesi dolayında paleosismolojik ve neotektonik özellikleri. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(2), 279–294. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.792413
• Ibn Al-Athır, Ezz Ad-Din, Al-Kamil fi Al-Tarikh (Dar Sader), voll. 8, 9, 10, 11, 12, Beirut 1982.
• Innocenti, F., Mazzuoli, R., Pasquare, G., Di Brozolo, F. R., & Villari, L. (1976). Evolution of the volcanism in the area of interaction between the arabian, anatolian and iranian plates (Lake van, Eastern Turkey). Journal of Volcanology and Geothermal Research, 1(2), 103–112. https://doi.org/10.1016/0377-0273(76)90001-9
• Karakhanyan, A., Vernant, P., Doerflinger, E., Avagyan, A., Philip, H., Aslanyan, R., Champollion, C., Arakelyan, S., Collard, P., Baghdasaryan, H., Peyret, M., Davtyan, V., Calais, E., & Masson, F. (2013). GPS constraints on continental deformation in the Armenian region and Lesser Caucasus. Tectonophysics, 592, 39–45. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2013.02.002
• King, G., & Nábělek, J. (1985). Role of fault bends in the initiation and termination of earthquake rupture. Science, 228(4702), 984–987. https://doi.org/10.1126/science.228.4702.984
• Kondorskaya, N. V., & Shebalin, N. V. (1982). New Catalogue of the Strong Earthquakes of the USSR from Ancient Times through 1977. World Data Center A for Solid Earth Geophysics, Report SE-31. 2nd edition, Boulder, Colorado. https://www.emidius.eu/AHEAD/study/KOSH982
• KRDAE. (2024). Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü (KRDAE). Erişim tarihi: 19.08.2024. http://koeri.boun.edu.tr.
• Lebedev, V. A., Chugaev, A. V., Ünal, E., Sharkov, E. V., & Keskin, M. (2016). Late pleistocene Tendürek volcano (Eastern Anatolia, Turkey). II. Geochemistry and petrogenesis of the rocks. Petrology, 24(3), 234–270. https://doi.org/10.1134/s0869591116030048
• Mutlu, S. (2022). Balık gölü fay zonu'nun paleosismolojik özellikleri ve segmentasyonu. Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Van.
• Parin, S. (2020). Sosyal bilimler perspektifinden deprem fragmanları Van'dan örnekler. Hiperlink Eğit. İlet. Yay.
• Pearce, J., Bender, J., De Long, S., Kidd, W., Low, P., Güner, Y., Saroglu, F., Yilmaz, Y., Moorbath, S., & Mitchell, J. (1990). Genesis of collision volcanism in Eastern Anatolia, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 44(1–2), 189–229. https://doi.org/10.1016/0377-0273(90)90018-b
• Reilinger, R., McClusky, S., Vernant, P., Lawrence, S., Ergintav, S., Cakmak, R., Ozener, H., Kadirov, F., Guliev, I., Stepanyan, R., Nadariya, M., Hahubia, G., Mahmoud, S., Sakr, K., ArRajehi, A., Paradissis, D., Al‐Aydrus, A., Prilepin, M., Guseva, T., . . . Karam, G. (2006). GPS constraints on continental deformation in the Africa‐Arabia‐Eurasia continental collision zone and implications for the dynamics of plate interactions. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 111(B5). https://doi.org/10.1029/2005jb004051
• Saaty, T. L. (1979). Applications of analytical hierarchies. Mathematics and Computers in Simulation, 21(1), 1–20. https://doi.org/10.1016/0378-4754(79)90101-0
• Saaty, T. L. (1990). How to make a decision: The analytic hierarchy process. European Journal of Operational Research, 48(1), 9–26. https://doi.org/10.1016/0377-2217(90)90057-i
• Saaty, T. L. (2004). Decision making — the analytic hierarchy and network processes (AHP/ANP). Journal of Systems Science and Systems Engineering, 13(1), 1–35. https://doi.org/10.1007/s11518-006-0151-5
• Saglam-Selçuk, A., Erturaç, M. K., & Nomade, S. (2016). Geology of the Çaldıran Fault, Eastern Turkey: Age, slip rate and implications on the characteristic slip behaviour. Tectonophysics, 680, 155–173. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2016.05.019
• Step’anian, V. (1964). Earthquakes in the Armenian upland and adjacent areas. Publishing House Hayastan: Yerevan, Armenia.
• Şaroğlu, F. (1985). Doğu Anadolu’nun neotektonik dönemde jeolojik ve yapısal evrimi. İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı, İstanbul
• Şaroğlu, F., & Erdoğan, R. (1983). Çaldıran Fayı'nın deprem sonrası hareketi ile ilgili gözlemler. Yeryuvarı ve İnsan, 8, 10-11.
• Şaroğlu, F., Güner, Y. (1979). Tutak diri fayı, özellikleri ve Çaldıran fayı ile ilişkisi. Yeryuvarı ve İnsan, 4(1), 11–14.
• Şengör, A. M. C., & Yazıcı, M. (2020). The aetiology of the neotectonic evolution of Turkey. Mediterranean Geoscience Reviews, 2(3), 327–339. https://doi.org/10.1007/s42990-020-00039-0
• Şengör, A. M. C., & Zabcı, C. (2019). The North Anatolian fault and the North Anatolian shear zone. In World geomorphological landscapes (pp. 481–494). https://doi.org/10.1007/978-3-030-03515-0_27
• Toksöz, M. N., Arpat, E., & Şaroğlu, F. (1977). East Anatolian earthquake of 24 November 1976. Nature, 270(5636), 423–425. https://doi.org/10.1038/270423b0
• Utkucu, M., Pınar, A., Alptekin, Ö. (2002). 24 Kasım 1976 Çaldıran depremi (Ms= 7.3) için telesismik P dalga şekillerinin ters çözümünden elde edilen kırılma modeli. İstanbul Yerbilimleri Dergisi, 15(2), 25-36.
• Yılmaz, H., & Açıkgöz, S. (1990). Van ili Çaldıran ilçesinde çıkan karbondioksit gazının arındırılması projesinin değerlendirme raporu. MTA Genel Müd./Enerji Hammadde Etüt Ve Arama Dairesi Başkanlığı.