Anahtar Kelimeler: Gerilme düşümü, ivme spektrumu, Kuzey Anadolu Fayı, yer değiştirme.

Transkript

1 BYTNET AĞINDA KAYDEDİLEN DEPREMLERİN KAYNAK PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİ THE DETERMINATION OF THE SOURCE PARAMETERS FROM THE EARTHQUAKES RECORDED BY BYTNET NETWORK ŞAHİN Ş. 1., KALYONCUOĞLU Ü. Y. 1, ARI B. 1, GÜRBÜZ M. 2, BENİTO B. Psta Adresi: 1 SDÜ, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Jefizik Mühendisliği Bölümü, Isparta, TÜRKİYE, 2 Bayındırlık Bakanlığı, Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Anakara, TÜRKİYE, E.U.I.T. Tpgráfica, Universidad Plitécnica de Madrid, 2801 Madrid, İSPANYA E-psta: sakir@mmf.sdu.edu.tr Anahtar Kelimeler: Gerilme düşümü, ivme spektrumu, Kuzey Anadlu Fayı, yer değiştirme. ÖZ: Kuzey Anadlu fayının Dğu Marmara yer alan kısmında Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü Deprem Araştırma Dairesi bünyesinde faaliyet gösteren, BYTNet ağında çalıştırılan 14 adet strng-mtin (güçlü yer hareketi) kayıt istasynlarınca kaydedilen büyüklükleri.7 ila 5.2 aralığında değişen 16 adet deprem verisi kullanılarak kaynak parametreleri hesaplanmıştır. Bu amaçla km episantr uzaklıkları arasındaki deprem verileri kullanılarak, kaynak byutu, sismik mment ve gerilme düşümü gibi kaynak parametrelerinin belirlenmesi için ivme ve yer değiştirme spektrumları incelenmiştir. İncelenen sismgramların spektrum hesabı için FFT uygulanmıştır. İvme ve yer değiştirme spektrumlarından elde edilen sismik mment değerleri 1.125*10 21 ile 4.192*10 22 dyne.cm arasında değişmektedir. İvme ve yer değiştirme spektrumlarından elde edilen kaynak byutu değerleri birbirleri ile uyumludur. Gerilme düşümü değerlerinin 9 ila 120 bar aralığında değiştiği, ancak bar aralığında kümelendiği tespit edilmiştir. Key Wrds: Stress drp, acceleratin spectra, Nrth Anatlian Fault Zne, displacement. ABSTRACT: The surce parameters were calculated by using 16 earthquake data, magnituded between.7 and 5.2, recrded by 14 strng-mtin statins f BYTNet belngs t The Directrate f Disaster Affairs Earthquake Research Department. In rder t determine the surce parameters; surce size, seismic mment and stress drp, the acceleratin and displacement spectra were analysed by using the data f earthquakes, epicenter distances between 10 and 240 km. FFT was applied t calculate the spectra f analysed sismgrams. The sismic mment values calculated frm acceleratin and displacement spectra change between 1.125*10 21 and 4.192*10 22 dyne.cm. The surce size values determined frm acceleratin and displacement spectra shw harmnies each ther. The stress drp values were determined between 9 and 45 bar, but these values cme tgether in heaps between 20 and 47 bars. GİRİŞ Depremler birçk kaynak parametresi ile tanımlanabilir. Depremlerin kaynak özelliklerini rtaya kymak için kayıtların spektrumları incelenmektedir [1]. Bu bağlamda ilk çalışma Haskell (1964) [2] tarafından yapılmış ve spektral parametrelerin değiştiğini gözlemlemiştir. Aki (1967) [], Haskell (1964) [2] rtaya kyduğu kaynak mdelinden hareketle deprem kaynak spektrumunu, fay düzlemindeki yer değiştirmenin öz ilişkisi 121

2 açısından açıklamıştır [1]. Brune (1970, 1971) [4-5] deprem kaynağını Dairesel Kaynak Mdeli ile açıklamaya çalışmıştır. Savage (1972) [6] ve Plat (1997) [1] bu mdeli kullanarak köşe frekansı ile fay byutu değişimini ve genliğin frekans ile ters rantılı azalmasının gerilme düşümü üzerine etkilerini incelemiştir. Yine Biçmen ve diğ. (199) [7] bu mdelden hareketle Marmara bölgesi için büyüklüğü 2.5 ila 4.1 arasında 84 depremin kaynak parametresi belirlemiştir. Bu çalışmada Yalva-Bursa arasında (Şekil 1), Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü Deprem Araştırma Dairesi [8] tarafından kurulan BYTNet ağında çalıştırılan 14 adet güçlü yer hareketi kayıt istasynlarınca kaydedilen büyüklükleri.7 ila 5.2 aralığında değişen 16 adet deprem verisi kullanılarak Brune (1970, 1971) [4-5] mdeli esas alınarak ivme ve yer değiştirme verilerinin spektrumlarından kaynak parametreleri bulunmuş, her iki spektrumdan elde edilen kaynak parametrelerinin uyumu irdelenmiştir. TEKTONİK YAPI Çk sayıda araştırıcı [9-11] tarafından incelenen Dğu Marmara nın da içinde bulunduğu Kuzey Anadlu Fayı Znu (KAFZ), Türkiye nin en önemli tektnik yapıları arasında yer almaktadır. Türkiye de meydana gelen ve önemli randa can ve mal kaybına neden lan depremlerin büyük bir kısmının bu faya bağlı larak geliştiği gözlenmektedir. KAF ilksel larak Paletektnik dönemde Anadlu ve Arap plakalarının sıkışması snucunda rtaya çıkmıştır. Netektnik dönem ve snrasındaki hareketlerle rtaya çıkan ve KAF nın ilksel knumuna paralel larak gelişen bir çk fay segmentinden luşan kırıklar tpluluğu da bu fay znunu luşturmuşlardır. Genel fay karakteristiği açısından sağ yönlü dğrultu atımlı fayı gösteren KAF znu dğuda Muş İli Vart ilçesi yakınlarından başlayarak batıda Sarz Körfezine kadar uzanmaktadır. Netektnik dönem ve snrası hareketlerle açıkladığımız KAF znu, çk geniş bir defrmasyn znuna sahip lup bu defrmasyn znunun genişliği dğuda 25 km civarındayken, batıda 80 km ye kadar ulaşmaktadır. KAFZ nun genel mrfljik özelliklerine bakıldığında; znun kuzeyinde kalan bölgelerin güneye ranla tpgrafik açıdan daha yüksekte kaldığı, dğrultu atımlı fay znlarının karakteristik özelliklerinden lan S biçimli dere yataklarının luştuğu kısımların ötelendiği, çk sayıda kütlesel hareketlerin ve su kaynaklarının rtaya çıktığı gözlenmektedir yılında Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Deprem Araştırma Dairesi tarafından yeniden düzenlenen Türkiye Sismik Risk Haritası na göre, Marmara Bölgesi önemli ölçüde I. ve II. derecede riskli alanları içermektedir. KAFZ byunca ve Batı Anadlu daki graben havzalarında deprem daklarının 10 ile 20 km arasında değişen derinliklerde yer alması, bunların sığ daklı lduklarını göstermektedir [9-11]. VERİ ANALİZİ VE KAYNAK PARAMETRELERİ Bu çalışmada BYTNet e bağlı 14 adet strng-mtin (güçlü yer hareketi) kayıt istasynlarınca 200 ila 2007 yılları arasında kaydedilen 16 adet deprem verisi kullanılmıştır (Şekil 2). İvme ölçerler, GSR-18, 18 bitlik dijital çeviricisi ve eksenli güç dengeli (frce-balance) algılayıcısı (sensör) lan, 120 db duyarlıklı özelliğe sahiptirler. Örnekleme frekansı 100 hz (0.01 sn) dir. İvme ve yer değiştirme spektrumlarının hesaplanmasında Matlab 7.0 paket prgramı kullanılmıştır. Üç bileşen larak kaydedilen ivme kayıtlarının fset düzeltmeleri snrasında hız ve yer değiştirme sismgramları bulunmuştur. Bu sinyaller üzerinde S dalgasına ait 10 sn lik veri kullanılmış ve ivme ve yer değiştirme bileşenleri elde edilmiştir. Bu bileşenlerin spektrumları Hızlı Furier Dönüşümü (FFT) kullanılarak hesaplanmıştır (Şekil -4). Spektrumlar üzerinden f, F max değerleri ivme ve yer değiştirme, spektral düzey (Ω ) ise yer değiştirme spektrumundan belirlenmiştir. Sismik mment; M Ω 4 πρ R β = (1) β k R ( θ, φ ) s 122

3 bağıntısı ile verilir [12]. Burada Ω ; yer değiştirme spektrumundan belirlene spektral düzey (cm.sn). ρ; yğunluk (gr/cm ), R: kaynak-alıcı uzaklığı (km), β: S dalga hızı (km/sn), k s ; S dalgası için serbest yüzey düzeltmesi ve Rβ (θ,φ) yayınım katsayısıdır. Bu çalışmada Plat (1997) den hareketle, ρ= 2.7 gr/cm, β=. km/sn, k s =2 ve Rβ (θ,φ)=0.6 larak alınmıştır. Dairesel kaynak alanının yarıçapı; r ( S ) 2. 4 β = (2) 2 π f ( S ) ile verilir. Burada f (S) köşe frekansı (Şekil -4). Sismik Mment ve kaynak yarıçapı ile gerilme düşümü σ (bar) arasındaki ilişki; 7 M Δ σ = () 16 r dir [5]. Tüm bu parametrelerden hareketle S dalgası enerjisi E s (dyne.cm); E s ( Δ σ ) r μ = (4) bağıntısı ile verilir. Burada μ; rijitide katsayısı (dyne.cm 2 ) lup larak alınmıştır. Şekil 1. Çalışmada kullanılan BYTNet ağı strng-mtin kayıt istasynları dağılımı [8]. 12

4 Şekil 2. Bursa Afet Yönetim Merkezi İstasynundan elde edilmiş ivme, hız ve yerdeğiştirme kaydı [8]. Şekil. Bursa Afet Yönetim Merkezi İstasynunda kaydedilmiş bir depremin yer değiştirme spektrumu. 124

5 Şekil 4. Bursa Afet Yönetim Merkezi İstasynunda kaydedilmiş bir depremin ivme spektrumu. SONUÇLAR Bu çalışmada yer değiştirme ve ivme spektrumlarından elde edilen spektral parametreler (spektral düzey (Ω ), f, F max ) kullanılarak ayrı ayrı kaynak parametreleri lan dairesel kaynak alanın yarıçapı (r(s)), gerilme düşümü (Δσ) ve Enerji (E s ) değerleri belirlenmiştir. sismik mment değerleri 1.125*10 21 ile 4.192*10 22 dyne.cm arsında değişmektedir. İvme ve yer değiştirme spektrumlarından elde edilen r(s) değerleri bir biriyle uyumlu lup, 0.8 ila 0.46 aralığında lduğu tespit edilmiştir. İncelenen alanda gerilme düşümü değerleri 20 ila 47 bar aralığında kümelenmektedir. Bununla birlikte enerji değerleri 6.66e+15 ila.92e+17 erg aralığında bulunmuştur. Snuçların birbiri ile uyumlu lmasından hareketle spektral parametreler kullanılarak ivme spektrumlarından kaynak parametreleri bulunabilir. KAYNAKLAR Plat, O. D. 1997, Bursa ivme ölçer ağında (Busnet) kaydedilen depremlerin kaynak parametrelerinin kestirilmesi, Jefizik, 11, Haskell, N. A. 1964, Ttal energy and energy spectral density f elastic wave radiatin frm prpagating faults, BSSA, 54, Aki, K. 1967, Scaling law f seismic spectrum, J. Gephys. Res., Vl: 72, 4, Brune, J. N. 1970, Tectnic stress and the spectra f seismic shear waves frm earthqaukes, J. Gephys. Res., 75, Brune, J. N. 1971, Crrectins, J. Gephys. Res., 76, Savage, J. C. 1972, Relatin f crner frequency t fault dimentins, J. Gephys. Res., 77, Biçmen, F., Alptekin, Ö. Ve Aktar, M. 199, Marmara Bölgesi depremlerinin kaynak parametrelerinin belirlenmesi, Türkiye 1. Jefizik Kurultayı Bildiri Özetleri, TMMOB Jefizik Müh. Odası, 95, Ankara. Ketin, İ., 197. Umumi Jelji. İTÜ Yayınları, 4. Baskı. Şengör, A.M.C., The Nrth Anatlian transfrm fault: its age, ffset and tectnics significance. J. Gel. Sc. Lndn, 16, Barka, A., The Nrth Anatlian Fault, Annales Tectnicae, 6, Keilis-Brk, V.I. 1960, Investigatin f the mechanism f earthquakes, Sv. Res. Gephys., 4-Am. Gephys. Unin, Cnsultants Bureau, NY,