İSTANBUL İÇİN 3 BOYUTLU HIZ MODELİ İLE YER HAREKETİ SİMÜLASYONU

Öz

Bu çalışmada Marmara Denizi’nde, Prens Adaları’nın güneybatısından geçen Kuzey Anadolu Fayı Kuzey SınırKolu (KAFKSK)’nun Mw7,2 büyüklüğündeki bir senaryo deprem ile kırılması sonucu İstanbul’da 82 ivmeistasyonunda oluşacak kuvvetli yer hareketleri simüle edilmiştir. Bunun için Doğu Marmara Bölgesi’nin üçboyutlu nümerik hız modeli, sonlu farklar simülasyon tekniğine entegre edilerek hız modelinin İstanbul bölgesiiçin gerçekçiliği deprem kayıtları ile araştırılmış, eldeki yüzeysel hız yapısı bilgileri ile modifiye edilmiş vedüşük frekanslı yer hareketleri hesaplanmıştır. Yüksek frekanslı yer hareketi ise stokastik teknikler ile eldeedilmiştir. Senaryo deprem yer hareketi simülasyonu melez Green’s fonksiyonları ile gerçekleştirilmiştir.Yüzeye yakın zemin katmanlarından ileri gelen lineer zemin büyütmelerini hesaba katmak için her istasyondaH/V yöntemi ile hesaplanan spektrumlar kullanılmıştır. Simülasyonlar melez Green’s fonksiyonları kullanılaraküç farklı asperite modeli ile gerçekleştirilmiştir. Buna göre yırtılma iki taraflı gerçekleştiğinde (Senaryo 1)İstanbul Avrupa yakasındaki en büyük ivme değerleri 5 m/s2 civarında kalmakta iken Asya yakasından bu değer8 m/s2’e ulaşmaktadır. Yırtılma kuzeybatıya doğru tek taraflı (Senaryo 2) gerçekleştiğinde Avrupa yakasındakien büyük ivme değerleri yönlenme etkileri dolayısıyla 7 m/s2, hız değerleri ise 1,6 m/s’ye kadar yükselmektedir.Senaryo 3 kırılmasının ise kaynak ve yerel zemin etkileri ile daha çok Asya yakasında lokal ivme yükselmelerimeydana getirdiği görülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• İstanbul deprem senaryoları, 3 boyutlu hız modeli, sonlu farklar, yer hareketi modellemesi

Kaynakça

1. Parsons, T., Toda,S., Stein,R.S. ve Barka, A.,
2. “Heightened Odds of Large Earthquakes Near
3. Istanbul: An Interaction-Based Probability
4. Calculation” Science, Cilt 288, 661-665, 2000.
5. Sekiguchi, H. ve Iwata, T., “Rupture Process of
6. the 1999 Kocaeli, Turkey, Earthquake Estimated from Strong Motion Waveforms”, Bull. Seism.
7. Soc. Am. Cilt 90, 300-311, 2002.
8. Bouchon, M., Toksöz, N., Karabulut, H., Bouin,

9. M-P., Dietrich, M., Aktar, M. ve Edie, M.,
10. “Space and Time Evolution of Rupture and
11. Faulting during the 1999 İzmit (Turkey)
12. Earthquake” Bull. Seism. Soc.Am., Cilt 92, No
13. , 256-267, 2003.
14. Birgören G., Sekiguchi H. ve Irikura, K.,
15. "Rupture Model of the 1999 Düzce, Turkey,
16. Earthquake Deduced from High and Low
17. Frequency Strong Motion Data" Geophys. Res.
18. Lett., Cilt 31, L05610,2004.
19. Birgören,G. ve Irikura, K., “Estimation of Site
20. Response in Time Domain Using Meyer-Yamada
21. Wavelet Analysis”, Bull. Seism. Soc. Am., Cilt
22. , No 4, 1447-1456, 2005.
23. Durukal, E., “Critical Evaluation of Strong
24. Motion in Kocaeli and Duzce (Turkey)
25. earthquakes”. Soil Dyn. Earthq. Eng., Cilt 22,
26. No 7, 589-609, 2002.
27. Heaton, T.H., “Overview of Seismological
28. Methods for the Synthesis of Strong Ground
29. Motion”. Modeling Earthquake Ground
30. Motion at Close Distances, Palo Alta, CA, 15-1
31. - 15-17, 1995.
32. Erdik M. ve Durukal, E. “A Hybrid Procedure for
33. the Assessment of Design Basis Earthquake
34. Ground Motions for near-fault Conditions”, Soil
35. Dyn. Earthq. Eng. Cilt 21, No 5, 431-443, 2001.
36. Pulido N., Ojeda, A., Kuvvet A. ve Kubo, T.,
37. “Strong Ground Motion Estimation in the Sea
38. Region (Turkey) Based on a Scenario
39. Earthquake”, Tectonophysics, Cilt 391, 357-374,
40. -
41. Sørensen, M.P., Pulido, N. ve Atakan, K.,
42. “Sensitivity of Ground-Motion Simulations to
43. Earthquake Source Parameters: A Case Study for
44. Istanbul, Turkey”, Bull. Seism. Soc. Am.; Cilt
45. , No. 3, 881-900, 2007.
46. Ansal, A., Akıncı, A., Cultrera,G., Erdik, M.,
47. Pessina,V., Tönük, G. ve Ameri, G., “Loss
48. Estimation in Istanbul based on Deterministic
49. Earthquake Scenarios of the Marmara Sea
50. Region, Turkey”, Soil Dyn. Earthq. Eng, Cilt
51. , No 4, 699-709, 2009.
52. Pitarka, A., “3D Elastic Finite-Different
53. Modeling of Seismic Motion Using Staggered
54. Grids with Nonuniform Spacing.” Bull. Seism.
55. Soc. Am., Cilt 89, 54 – 68, 1999.
56. Gök, R., Husen, S ve Hutchings, L., “3-D Local
57. Earthquake Tomography Within The Marmara
58. Sea Region”, AGU Fall Meeting, S11E-05,
59. -
60. Karabulut, H., Özalaybey, S., Taymaz, T., Aktar,
61. M., Selvi, O. ve Kocaoğlu, A. “A Tomographic
62. Image of the Shallow Crustal Structure in the
63. Eastern Marmara” Geophys. Res. Lett.,Cilt30,
64. No.24, 2277 10.1029/2003GL018074, 2003.
65. Birgören, G., Özel, O. ve Siyahi, B., “Bedrock
66. Depth Mapping of the Coast of Istanbul:
67. Comparison of Analytical and Experimental
68. Analyses”, Turkish Journal of Earth
69. Sciences.,Cilt18 No 2, 315-329,2009.
70. Japan International Cooperation Agency (JICA)
71. ve Istanbul Metropolitan Municipality (IMM),
72. “The Study on A Disaster Prevention / Mitigation
73. Basic Plan in Istanbul including Seismic
74. Microzonation”, Field Report, Volume2
75. Appendix1, 2002.
76. Kudo, K, Kanno, T., Okada,H., Özel,O.,
77. Erdik,M., Sasatani,T., Higashi, S., Takahashi, M.
78. ve Yoshida, K., “Site-Specific Issues for Strong
79. Ground Motions during the Kocaeli, Turkey,
80. Earthquake of 17 August 1999, as Inferred from
81. Array Observations of Microtremors and
82. Aftershocks”, Bull. Seism. Soc. Am. Cilt 92, No
83. , 448-465, 2002.
84. Özel O, Cranswick E, Meremonte M, Erdik M
85. veŞafak E., “Site effects in Avcilar, west of
86. Istanbul, Turkey, from Strong- and Weak-Motion
87. Data”. Bull Seismol Soc Am Cilt 92, No 1, 499–
88. , 2002.
89. Özel O, Sasatani,T., Kudo,K., Okada,H.,
90. Kanno,T., Tsuno,S., Yoshikawa, M., Noguchi, S.,
91. Miyahara, M. ve Goto, H.,“Estimation of S-Wave
92. Velocity Structures in Avcilar-Istanbul from
93. Array Microtremor Measurements”, Journal of
94. the Faculty of Science, Hokkaido University.
95. Seri 7, Geophysics Cilt 12 No 2 ,115-129, 2004.
96. Brocher M.T., “Empirical Relations between
97. Elastic Wavespeeds and Density in the Earth’s
98. Crust”, Bull. Seismol. Soc. Am., Cilt 95, No 6,
99. -2092, 2005.
100. Graves, R.W., “Simulating Seismic Wave
101. Propagation in 3D Elastic Media using
102. Staggered-Grid Finite Differences”, Bull. Seism.
103. Soc. Am. Cilt 86, 1091-1106, 1996.
104. Pitarka A, Graves, R. ve Somerville, P.,
105. “Validation of a 3D Velocity Model of the Puget
106. Sound Region Based on Modeling Ground
107. Motion from the 28 February 2001 Nisqually
108. Earthquake”, Bull. Seism. Soc. Am. Cilt 94,
109. -1689, 2004.
110. Boore, D.M., “Stochastic Simulation of Highfrequency
111. Ground Motions based on
112. Seismological Models of the Radiated Spectra”.
113. Bull. Seism. Soc. Am., Cilt 73, 1865-1894, 1983.
114. Gürbüz C., Aktar M., Eyidoğan H., Cisternas, A.,
115. Haessler,H., Barka A., Ergin M., Türkelli,N.,
116. Polat O., Ucer S.B., Kuleli S., Baris S., Kaypak
117. B., Bekler T., Zor, E., Biçmen, F. ve Yörük A.,
118. “The Seismotectonics of the Marmara region
119. (Turkey):Results from a Microseismic
120. Experiment”. Tectonophysics, Cilt 316, 1 – 17,
121. -
122. Pitarka A., Somerville P., Fukushima Y., Uetake
123. T., ve Irikura,K., “Simulation of Near-Fault
124. Strong-Ground Motion Using Hybrid Green's Functions” Bull. Seism. Soc. Am. Cilt 90, 566-
125. , 2000.
126. Özel O, “Istanbul Deprem Acil Müdahale ve
127. Erken Uyarı Sisteminin Kalibrasyonu ve Istasyon
128. Yerlerinin Depreme Karşı Yerel Tepkilerinin
129. Belirlenmesi”, B.U. Proje Sonuç Raporu No:
130. T102, 2006.
131. Somerville, P., Irikura, K., Graves,R., Sawada,
132. S., Wald, D., Abrahamson,N., Iwasaki,Y.,
133. Kagawa, T., Smith, N., ve Kowada, A.,
134. “Characterizing Crustal Earthquake Slip Models
135. for the Prediction of Strong Ground Motion”,
136. Seism. Res. Lett. Cilt 70, 59-80, 1999.
137. Kamae, K., Irikura, K. ve Pitarka, A., “A
138. Technique for Simulating Strong Ground Motion
139. using Hybrid Green’s Function”, Bull. Seism.
140. Soc. Am., Cilt 88, No 2, 357-367, 1998.
141. Boore D.M.ve Atkinson G.M. “Ground Motion
142. Prediction Equations for the Average Horizontal
143. Component of PGA, PGV, and 5% - damped
144. PSA at Spectral Periods between 0.01s and
145. 0s”. Earthq. Spectra Cilt 24:99 -38, 2008.
146. Akkar S, Bommer J.J, “Empirical prediction
147. equations for peak ground velocity derived from
148. strong-motion records from Europe and the
149. Middle East”. Bull. Seism. Soc. Am. Cilt 97-
150. :511–530. doi: 10.1785/0120060141, 2007.