İSTANBUL İÇİN 3 BOYUTLU HIZ MODELİ İLE YER HAREKETİ SİMÜLASYONU

Yıl 2012, Cilt: 27 Sayı: 1, 0 - , 19.02.2013

Gülüm Tanırcan

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

• Parsons, T., Toda,S., Stein,R.S. ve Barka, A.,
• “Heightened Odds of Large Earthquakes Near
• Istanbul: An Interaction-Based Probability
• Calculation” Science, Cilt 288, 661-665, 2000.
• Sekiguchi, H. ve Iwata, T., “Rupture Process of
• the 1999 Kocaeli, Turkey, Earthquake Estimated from Strong Motion Waveforms”, Bull. Seism.
• Soc. Am. Cilt 90, 300-311, 2002.
• Bouchon, M., Toksöz, N., Karabulut, H., Bouin,
• M-P., Dietrich, M., Aktar, M. ve Edie, M.,
• “Space and Time Evolution of Rupture and
• Faulting during the 1999 İzmit (Turkey)
• Earthquake” Bull. Seism. Soc.Am., Cilt 92, No
• , 256-267, 2003.
• Birgören G., Sekiguchi H. ve Irikura, K.,
• "Rupture Model of the 1999 Düzce, Turkey,
• Earthquake Deduced from High and Low
• Frequency Strong Motion Data" Geophys. Res.
• Lett., Cilt 31, L05610,2004.
• Birgören,G. ve Irikura, K., “Estimation of Site
• Response in Time Domain Using Meyer-Yamada
• Wavelet Analysis”, Bull. Seism. Soc. Am., Cilt
• , No 4, 1447-1456, 2005.
• Durukal, E., “Critical Evaluation of Strong
• Motion in Kocaeli and Duzce (Turkey)
• earthquakes”. Soil Dyn. Earthq. Eng., Cilt 22,
• No 7, 589-609, 2002.
• Heaton, T.H., “Overview of Seismological
• Methods for the Synthesis of Strong Ground
• Motion”. Modeling Earthquake Ground
• Motion at Close Distances, Palo Alta, CA, 15-1
• - 15-17, 1995.
• Erdik M. ve Durukal, E. “A Hybrid Procedure for
• the Assessment of Design Basis Earthquake
• Ground Motions for near-fault Conditions”, Soil
• Dyn. Earthq. Eng. Cilt 21, No 5, 431-443, 2001.
• Pulido N., Ojeda, A., Kuvvet A. ve Kubo, T.,
• “Strong Ground Motion Estimation in the Sea
• Region (Turkey) Based on a Scenario
• Earthquake”, Tectonophysics, Cilt 391, 357-374,
• -
• Sørensen, M.P., Pulido, N. ve Atakan, K.,
• “Sensitivity of Ground-Motion Simulations to
• Earthquake Source Parameters: A Case Study for
• Istanbul, Turkey”, Bull. Seism. Soc. Am.; Cilt
• , No. 3, 881-900, 2007.
• Ansal, A., Akıncı, A., Cultrera,G., Erdik, M.,
• Pessina,V., Tönük, G. ve Ameri, G., “Loss
• Estimation in Istanbul based on Deterministic
• Earthquake Scenarios of the Marmara Sea
• Region, Turkey”, Soil Dyn. Earthq. Eng, Cilt
• , No 4, 699-709, 2009.
• Pitarka, A., “3D Elastic Finite-Different
• Modeling of Seismic Motion Using Staggered
• Grids with Nonuniform Spacing.” Bull. Seism.
• Soc. Am., Cilt 89, 54 – 68, 1999.
• Gök, R., Husen, S ve Hutchings, L., “3-D Local
• Earthquake Tomography Within The Marmara
• Sea Region”, AGU Fall Meeting, S11E-05,
• -
• Karabulut, H., Özalaybey, S., Taymaz, T., Aktar,
• M., Selvi, O. ve Kocaoğlu, A. “A Tomographic
• Image of the Shallow Crustal Structure in the
• Eastern Marmara” Geophys. Res. Lett.,Cilt30,
• No.24, 2277 10.1029/2003GL018074, 2003.
• Birgören, G., Özel, O. ve Siyahi, B., “Bedrock
• Depth Mapping of the Coast of Istanbul:
• Comparison of Analytical and Experimental
• Analyses”, Turkish Journal of Earth
• Sciences.,Cilt18 No 2, 315-329,2009.
• Japan International Cooperation Agency (JICA)
• ve Istanbul Metropolitan Municipality (IMM),
• “The Study on A Disaster Prevention / Mitigation
• Basic Plan in Istanbul including Seismic
• Microzonation”, Field Report, Volume2
• Appendix1, 2002.
• Kudo, K, Kanno, T., Okada,H., Özel,O.,
• Erdik,M., Sasatani,T., Higashi, S., Takahashi, M.
• ve Yoshida, K., “Site-Specific Issues for Strong
• Ground Motions during the Kocaeli, Turkey,
• Earthquake of 17 August 1999, as Inferred from
• Array Observations of Microtremors and
• Aftershocks”, Bull. Seism. Soc. Am. Cilt 92, No
• , 448-465, 2002.
• Özel O, Cranswick E, Meremonte M, Erdik M
• veŞafak E., “Site effects in Avcilar, west of
• Istanbul, Turkey, from Strong- and Weak-Motion
• Data”. Bull Seismol Soc Am Cilt 92, No 1, 499–
• , 2002.
• Özel O, Sasatani,T., Kudo,K., Okada,H.,
• Kanno,T., Tsuno,S., Yoshikawa, M., Noguchi, S.,
• Miyahara, M. ve Goto, H.,“Estimation of S-Wave
• Velocity Structures in Avcilar-Istanbul from
• Array Microtremor Measurements”, Journal of
• the Faculty of Science, Hokkaido University.
• Seri 7, Geophysics Cilt 12 No 2 ,115-129, 2004.
• Brocher M.T., “Empirical Relations between
• Elastic Wavespeeds and Density in the Earth’s
• Crust”, Bull. Seismol. Soc. Am., Cilt 95, No 6,
• -2092, 2005.
• Graves, R.W., “Simulating Seismic Wave
• Propagation in 3D Elastic Media using
• Staggered-Grid Finite Differences”, Bull. Seism.
• Soc. Am. Cilt 86, 1091-1106, 1996.
• Pitarka A, Graves, R. ve Somerville, P.,
• “Validation of a 3D Velocity Model of the Puget
• Sound Region Based on Modeling Ground
• Motion from the 28 February 2001 Nisqually
• Earthquake”, Bull. Seism. Soc. Am. Cilt 94,
• -1689, 2004.
• Boore, D.M., “Stochastic Simulation of Highfrequency
• Ground Motions based on
• Seismological Models of the Radiated Spectra”.
• Bull. Seism. Soc. Am., Cilt 73, 1865-1894, 1983.
• Gürbüz C., Aktar M., Eyidoğan H., Cisternas, A.,
• Haessler,H., Barka A., Ergin M., Türkelli,N.,
• Polat O., Ucer S.B., Kuleli S., Baris S., Kaypak
• B., Bekler T., Zor, E., Biçmen, F. ve Yörük A.,
• “The Seismotectonics of the Marmara region
• (Turkey):Results from a Microseismic
• Experiment”. Tectonophysics, Cilt 316, 1 – 17,
• -
• Pitarka A., Somerville P., Fukushima Y., Uetake
• T., ve Irikura,K., “Simulation of Near-Fault
• Strong-Ground Motion Using Hybrid Green's Functions” Bull. Seism. Soc. Am. Cilt 90, 566-
• , 2000.
• Özel O, “Istanbul Deprem Acil Müdahale ve
• Erken Uyarı Sisteminin Kalibrasyonu ve Istasyon
• Yerlerinin Depreme Karşı Yerel Tepkilerinin
• Belirlenmesi”, B.U. Proje Sonuç Raporu No:
• T102, 2006.
• Somerville, P., Irikura, K., Graves,R., Sawada,
• S., Wald, D., Abrahamson,N., Iwasaki,Y.,
• Kagawa, T., Smith, N., ve Kowada, A.,
• “Characterizing Crustal Earthquake Slip Models
• for the Prediction of Strong Ground Motion”,
• Seism. Res. Lett. Cilt 70, 59-80, 1999.
• Kamae, K., Irikura, K. ve Pitarka, A., “A
• Technique for Simulating Strong Ground Motion
• using Hybrid Green’s Function”, Bull. Seism.
• Soc. Am., Cilt 88, No 2, 357-367, 1998.
• Boore D.M.ve Atkinson G.M. “Ground Motion
• Prediction Equations for the Average Horizontal
• Component of PGA, PGV, and 5% - damped
• PSA at Spectral Periods between 0.01s and
• 0s”. Earthq. Spectra Cilt 24:99 -38, 2008.
• Akkar S, Bommer J.J, “Empirical prediction
• equations for peak ground velocity derived from
• strong-motion records from Europe and the
• Middle East”. Bull. Seism. Soc. Am. Cilt 97-
• :511–530. doi: 10.1785/0120060141, 2007.