PROF. DR. ŞERİF BARIŞ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

YER VE UZAY BİLİMLERİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA MERKEZİ

sbaris@kocaeli.edu.tr

DEPREM TEHLİKE HARİTALARININ

HAZIRLANMASI VE AZALIM İLİŞKİLERİ

KONUŞMA AKIŞI

• Deprem Hasarlarının Sebebi

• Tehlike Haritalarının Hazırlanmasının Amacı

• Tehlike Haritaları Nasıl Hazırlanır?

• Tehlike Haritalarının Uygulamada Kullanımı

• Deprem Senaryoları

• Tehlike Haritalarının ve Deprem Senaryolarının Kentsel

Dönüşümde Kullanımı

• Sonuçlar

http://www.seismo.ethz.ch/gshap/

Küresel Deprem Tehlikesi Değerlendirme Programı

Türkiye

DEPREM HASARLARININ SEBEBİ

I. SARSINTI

II. KALICI ZEMİN DEOFRMASYONLARI

A. SIVILAŞMA

B. HEYELANLAR

C. FAY YIRTILMALAIR

TEHLİKE HARİTALARININ AMACI

I. Tehlike haritaları olası deprem hasarlarını belirlemek için hazırlanır

II. Tehlike haritaları hazırlanırken:

A. Sarsıntı

B. Kalıcı zemin deformasyonları

1. Sarsıntı

2. Sıvılaşma

3. Heyelanlar

TEHLİKE HARİTALARI

I. Bölgesel tehlike haritaları hazırlanmalıdır

II. Tehlike haritaları hazırlanırken gerekenler:

A. CBS

B. Detaylı jeolojik haritalar

1. Jeolojik yapı

2. Fay dağılımı

3. Heyelan riski

4. Yeraltı su seviyesi

C. Fiziksel parametreler hakkında bilgi

1. Deprem: S-dalga hızı

2. Deprem Riski

3. Sismik-gravimetri ölçümleri

4. Özdirenç ölçümleri

5. Heyelan riski

D. Geoteknik Parametreler hakkında bilgi

1. CPT

2. SPT

3. Zemin cinsi

4. Sıvılaşma potansiyeli

KOCAELİ ÖRNEĞİ: ÇALIŞMA ALANI VE

UYGULANAN JEOFİZİK YÖNTEMLER

Özalaybey

vd., 2008

Özalaybey vd., 2008

GROUND MOTION

IMPORTANT FACTORS • Source effects

• Magnitude or moment

• Rupture directivity

• Path effects

• Attenuation with distance: geometric, scattering, and anelastic

• Critical reflections off Moho Discontinuity

• Site effects

• Local amplification

25 km

Bay Mud

Özalaybey vd., 2008

1989 Loma Prieta M6.9 Depremi Artçı Şoku

Yerel Jeolojik Koşullar Sarsıntıyı ve Hasarı Etkiler

0

1

2

3

4

5

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400

Mean Shear-Wave Velocity to 30 m (100 ft) (v , m/s)

Sh

ort

-Peri

od

Am

pli

ficati

on

Fa w

rt

SC

-Ib

I=0.1g; ma = 0.35

I=0.2g; ma = 0.25

I=0.3g; ma = 0.10

I=0.4g; ma = -0.05

Fa (0.1g) for Site Class Intervals

Fa for Site Classes

Soft soils

Gravelly soils and

Soft rocks

Firm to Hard rocks

F a = (v SC-Ib / v ) m a = ( 1050 m/s / v) m a

SC-IV

SC-II

SC-Ib

SC-III

Stiff clays and

Sandy soils

(a)

AMPLIFICATION VS. VS30

Am

pli

fica

tio

n F

acto

r

VS30 (m/s)

Soft soil Rock

Özalaybey vd., 2008

Özalaybey vd., 2008

Çeken, U., 2007)

Çeken, U.,

2007)

Çeken, U.,

2007)

Çeken, U.,

2007)

Çeken, U., 2007)

Anderson et al., 1986

Strong-motion Records from Mexico City

old lake bed

hard rock hills

Mexico City Acceleration Response Spectrum

Recorded data

Expected ground motions

Resonance Period of 10 to 14 story buildings

PGA generally a poor

measure of ground-

motion intensity. All of

these time series have

the same PGA: 0 50 100 150

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

Accele

ration

(g) Peru, 5 Jan 1974, Transverse Comp., Zarate

M = 6.6, rhyp = 118 km

0 50 100 150

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

Accele

ration

(g) Montenegro, 15 April 1979, NS Component, Ulcinj

M = 6.9, rhyp = 29 km

0 50 100 150

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2A

ccele

ration

(g)

Mexico, 19 Sept. 1985, EW Component, SCT1

M = 8.0, rhyp = 399 km

0 50 100 150

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

Time (sec)

Accele

ration

(g) Romania, 4 March 1977 EW Component, INCERC-1

M = 7.5, rhyp = 183 km

Fil

e:D

:\e

ncy

clo

pe

dia

_b

om

me

r\a

cce

l_sa

me

_p

ga

.dra

w;D

ate

:2

00

5-0

4-2

0;T

ime

:19

:44

:33

0.1 1 10

10-5

10-4

0.001

0.01

0.1

1

Period (sec)

Peru (M=6.6,r hyp=118km)

Montenegro (M=6.9,r hyp=29km)

Mexico (M=8.0,r hyp=399km)

Romania (M=7.5,r hyp=183km)

Fil

e:D

:\e

ncy

clo

pe

dia

_b

om

me

r\p

sa_

sam

e_

pg

a.d

raw

;Da

te:2

00

5-0

4-2

0;T

ime

:19

:34

:16

0 2 4 6 8 10

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Period (sec)

5%

-Dam

ped,

Pseudo-A

bsolu

teA

ccele

ration

(g)

Peru (M=6.6,r hyp=118km)

Montenegro (M=6.9,r hyp=29km)

Mexico (M=8.0,r hyp=399km)

Romania (M=7.5,r hyp=183km)

But the response spectra (and consequences for structures) are quite different

(lin-lin and log-log plots to emphasize different periods of motion):

Özalaybey

vd., 2008

Özalaybey

vd., 2008

DEPREM SENARYOLARI

GİRDİLER

• Jeolojik

• Jeofizk

• Jeoteknik

• CBS

• Tehlike Çalışmaları sonuçları

• Karakteristik veya senaryo deprem

• Yapı Bilgisi (Bina yapım yılı, tipi, vb.)

ÇIKTILAR

• Ağır Hasarlı binaların olduğu bölgeler

• Orta Hasar

• Hafif Hasar

• Hasarsız

SONUÇLAR

• Kentsel dönüşüm için tehlike haritaları gereksinimdir,

• Senaryo depremler üreterek ağır hasarlı ve yıkılacak

bölgeler belirlenebilir,

• Kentsel dönüşüm süreci öncelikli olarak bu bölge ve

binalardan başlamalıdır,

• Zemin sınıfı ve zemine ait birçok fiziksel parametreler

belirlenirken jeofizik yöntemlerin önemi çok büyüktür,

• Ülkemizin tehlike haritalarının hazırlanmasında ve

kentsel dönüşümün hızlı ve güvenli bir şekilde

yapılmasında jeoloji, jeofizik ve inşaat mühendislerinin

ortak çalışması zorunludur.

TEŞEKKÜR EDERİM…

TEHLİKE

TEHLİKE NEDİR?

İnsan toplulukları için olumsuz etkiler doğurması mümkün olan doğa, teknolojik ve insan kökenli olayların tümü tehlike olarak tanımlanabilir. Diğer bir deyişle tehlike doğa, teknolojik veya insan kökenli olan ve fiziksel, ekonomik, sosyal ve çevresel kayıplara yol açabilecek tüm olayları ifade eder.

- Doğa kaynaklı olaylar: Deprem, kuraklık, sel, çığ vb.

- Şiddete dayalı olaylar: Savaş, terör, iç çatışmalar vb.

- Bozulmaya dayalı olaylar: İklim değişimleri, erozyon, çevre kirlenmeleri, ekonomik ve sosyal bozulmalar vb.

- Eğitim eksikliği ve yetersizliklere dayalı olaylar: Teknolojik kazalar, trafik

kazaları, yangınlar vb.

YAPILMASI GEREKENLER

- Geçmişte, hangi türde ve hangi büyüklükte afetler olduğunu,

- Hangi sıklıkta meydana geldiklerini,

- Tehlikelerin nereleri ve nasıl etkilediklerini,

- Hangi türdeki ek veya zincirleme tehlikeleri meydana

getirdiklerini,

- Geçmişte yaşanan afetlerin doğurduğu sosyal, ekonomik,

psikolojik çevresel ve politik problemlerin neler olduğunu,

- Yerleşme birimi için önceden yapılmış tehlike analizleri olup

olmadığını araştırmak ve bu konularla ilgili tüm bilgileri toplamak

durumundadır.

RİSK NEDİR?

Risk sözcüğü; gelecekteki belirli bir zaman içerisinde, belirli bir tehlikenin,

bu tehlikeye maruz olan varlıklar veya tehlike altındaki unsurlara bunların

zarar görebilirliklerine bağlı olarak, verebileceği kayıpları ifade eder. Bir

olayın oluşturabileceği olumsuz sonuçların toplamı olan risk kavramı,

mühendislik ve sigortacılıkta kısaca “kayıp olasılığı” olarak

tanımlanmaktadır.

Riskten yani kayıp olasılığından bahsedebilmek için, belirli bir yerde, belirli

bir büyüklükte bir olay veya tehlikenin var olması, mevcut değerlerin bu

tehlikeden etkilenme oranlarının veya zarar görebilirliklerinin bilinmesi veya

tahmin edilebilmesi gerekmektedir.

Riski aşağıdaki matematiksel ifade ile göstermek mümkündür.

Risk = Tehlike x Tehlikeye Maruz Varlıklar x Zarar Görebilirlik

TEHLIKE, ZARAR GÖREBILIRLIK, RISK VE AFET

ARASıNDAKI İLIŞKI.

Ground-Shaking

Amplification Capability

(Site Classes, 2003 NEHRP)

High - Very High

Moderate - High

Low - Moderate

Very Low - Low

Borcherdt, et al. 2006

SARSINTI BÜYÜTMESİ SAN FRANCISCO, KALİFORNİYA

GROUND MOTION PREDICTION

• Intended to predict PGA, PGV, or spectral response at periods of engineering interest

• logY=a1+a2(M-Mr1)+a3(M-Mr2)+a4R+a5LogR+site+a6F

• Coefficients ai are determined by regression fits to ground motion data sets.

• Ground motion generally increases with M and decreases with R

• Site term mostly depends on near-surface shear-wave speed, usually expressed as Vs30

• Site effects sometimes dominate

• Response spectra much more useful than PGA for predicting structural damage

Fil

e:C

:\m

etu

_0

3\r

eg

ress

\psa

_b

jf_

m5

5_

m7

5_

cla

ss_

b_

c_d

.dra

w;D

ate

:2

00

3-0

9-0

6;T

ime

:12

:16

:49

0 0.5 1 1.5 2 2.5

0

500

1000

1500

Period (sec)

5%

-Da

mp

ed,P

seud

o-A

bso

lute

Acce

lera

tion

(cm

/se

c2)

M=7.5, NEHRP classes B, C, D

M=5.5, NEHRP classes B, C, D

Boore, Joyner, and Fumal (1997); rjb = 10 km

B

C

D

0.1 0.2 0.3 1 2

10

20

100

200

1000

2000

Period (sec)

M=7.5, NEHRP classes B, C, D

M=5.5, NEHRP classes B, C, D

Perception of results depends on type of plot (linear, log)

Site Response: 1985 Michoacan, Mexico Earthquake

Mexico City

・ 350 km from earthquake epicenter ・ 9000 deaths ・ collapse of 371 high rise structures, especially 10-14 story buildings