İSTANBUL İÇİN 3 BOYUTLU HIZ MODELİ İLE YER HAREKETİ SİMÜLASYONU

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

PDF

___

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.