TÜRKİYE ULUSAL KUVVETLİ YER HAREKETİ GÖZLEM AĞINDAKİ GELİŞMELER

Transkript

1 TÜRKİYE ULUSAL KUVVETLİ YER HAREKETİ GÖZLEM AĞINDAKİ GELİŞMELER ÖZET: E. Tepeuğur 1, U. Çeken 1, T. Kuru 1, A. Apak 1, D. Kökbudak 1, V. Özsaraç 1, S. Sezer 1 K. Tekin 1, E. Ateş 1 ve C. Şahin 1 1 Başbakanlık, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Deprem Dairesi Başkanlığı, Ankara eren.tepeugur@afad.gov.tr, ulubey.ceken@afad.gov.tr Türkiye Ulusal Kuvvetli Yer Hareketi Gözlem Ağı (TR-KYH), Başbakanlık Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı Deprem Dairesi Başkanlığı (AFAD-DDB) tarafından işletilmektedir. Ülkemizde kuvvetli yer hareketi gözlem ağı, 1973 yılında kurulmaya başlamış ve her yıl sisteme dahil edilen yeni nesil ivme-ölçer cihazlarla, sürekli geliştirilip yaygınlaştırılmaya devam etmektedir. TR-KYH gözlem istasyonları halen ağırlıklı olarak büyük depremlerin olduğu ve/veya beklendiği fay sistemlerine yakın yerleşim birimlerinde yoğunlaştırılmıştır. Mevcut durumda, tamamı sayısal ve üç bileşen cihazlardan oluşan toplam 420 adet ivmeölçer istasyon bulunmaktadır. İstasyonların tamamı açık-alanda ve standart bir altyapıyla özel olarak imal edilmiş konteynırlar içinde bulunmaktadır. AFAD Başkanlığı nın 2013 yılında işlerlik kazanan TDVM Projesi kapsamında, tüm istasyon kayıtlarının sürekli modda ve gerçek zamanlı olarak alınması sağlanmıştır. Ayrıca, deprem etkilerini daha yakından gözlemek üzere, Ülkemizin bazı ana aktif fay sistemlerine yakın yerleşim birimlerinde olmak üzere 10 adet yerel ağ bulunmaktadır. Bunlardan KKTC (13) ve İskenderun (10) ağları, 2012 yılında Ulusal ağa dahil edilmiş ve yeni yerel ağ (Hatay, K.Maraş vb.) kurulum çalışmaları da devam etmektedir. TR-KYH nın ilk deprem kaydının alındığı 1976 dan günümüze 8000 den fazla deprem ivme kayıt arşivi bulunmaktadır. Tüm kayıtlar, DDB nin standart ASCII formatına dönüştürülerek diğer deprem parametreleriyle beraber kapsamlı bir veri tabanı oluşturulmuştur. Kullanıcılar, bu veri tabanında seçilen kriterlere göre istenilen sorgulamayı yaparak, verileri hem harita üzerinde hem de sayısal ve grafiksel olarak izleyip veri transferi yapabilmektedirler. Sürekli güncellenen veriler ve M 4 olan deprem raporları araştırmacıların ve bilim dünyasının hizmetine Internet ( üzerinden sunulmaktadır. ANAHTAR KELİMELER: Kuvvetli yer hareketi, ivme-ölçer, deprem gözlem ağları. 1. GİRİŞ Depremlerin gözlenmesi ve sayısal olarak ölçülmesi, deprem zararlarını en aza indirmeye yönelik yapılacak çalışmaların ilk adımını oluşturur. Gerek mühendislik sismolojisi ve gerekse deprem mühendisliğinde yapılacak araştırmalar, deprem hareketi hakkındaki gerçekçi bilgiye dayanır. Bu bilgiler ise, depremler sırasında ölçülen kuvvetli yer hareketi kayıtları ve bunların değerlendirilmesiyle elde edilir. Bu nedenle, özellikle deprem kuşağı içerisinde yer alan birçok gelişmiş ülke, sismik ağlarını kurup geliştirilmeye önem vermektedirler. Kuvvetli yer hareketi kayıtları, deprem aktivitesi yüksek ve yoğun yapılaşmanın olduğu yerleşim birimlerinde depreme dayanıklı yapı tasarımının geliştirilmesi ve potansiyel can ve mal kayıpları açısından deprem zararlarının azaltılması çalışmalarında kritik önem taşımaktadır. Gelecekteki depremler için, sismojenik alanın fiziki boyutu, karakteristiği, yer hareketinin zemin üzerindeki etkisi ve sarsıntı sırasında yapıların performans değerlendirilmesi bakımından, kuvvetli yer hareketinin kaydedilmesi esastır. Bu nedenle, Ülkemizde meydana gelen depremler sırasında kuvvetli yer hareketini kaydetmek üzere, Türkiye Ulusal Kuvvetli Yer Hareketi Gözlem Ağı (TR-KYH), 1973 yılında kurulmuştur. 1

2 Ulusal ağın kurulmaya başlandığı ilk yıllarda günün şartları gereği, analog ivme kaydediciler ile şebeke yürütülmeye çalışılmış, gelişen teknoloji ile 1993 yılından itibaren sayısal ivme-ölçerler şebekeye dâhil edilmiştir. Sonraki yıllarda, istasyon sayısı hızla arttırılarak dünya standartlarında, veri kalitesi yüksek, gerçek zamanlı Kuvvetli Yer Hareketi Gözlem Ağı na ulaşılmıştır. TR-KYH nin ilk kuvvetli yer hareketi kaydı, 1976 yılında Denizli Depremi (M d 6.7) ile alınmıştır. Günümüze kadar 8000 den fazla deprem ivme kaydı gözlem ağı tarafından kaydedilmiş olup, bu kayıtlar tüm araştırmacıların ve bilim dünyasının hizmetine Internet ( aracılığıyla sunulmaktadır. 2. TR-KYH NE GENEL BAKIŞ Kuvvetli Yer Hareketi Gözlem İstasyonları, ağırlıklı olarak, ülkemizde büyük depremlerin olduğu ve/veya beklendiği Kuzey Anadolu Fay Zonu, Doğu Anadolu Fay Zonu ve Ege Graben Sistemleri üzerinde yoğunlaştırılmıştır. Mevcut durumda 5 farklı model ve tamamı sayısal cihazlardan oluşan toplam 422 adet ivme-ölçer istasyon bulunmaktadır (Şekil 2,3 ve 4). Bu sayının, 2013 yılı sonunda 445 civarında olması hedeflenmektedir. Şekil 1. Yıllara göre istasyon sayısı. Şekil 2. İvme-ölçer cihaz türleri. 2

3 Şekil 3. Ulusal Kuvvetli Yer Hareketi Gözlem İstasyonları Dağılımı Yerel Ağlar Deprem etkinliğini daha yakından gözlemek amacıyla, Ülkemizin önemli aktif fay sistemleri üzerinde belirli geometrik şekillerde sık aralıklarla 10 adet yerel ağ kurulmuştur. Bu ağlar ile kırılmanın fiziği, hasar yaratan dalgaların yayılımı, bölgesel ve kentsel ölçekte deprem-yer yapı ilişkisi, güvenli yapı için güvenli yerleşim alanları, depremin spektral özelliklerin bilinmesi ve daha güvenilir azalım ilişkilerinin geliştirilebilmesi amaçlanmaktadır. Bu lokal ağların bir kısmı çeşitli kurum ve üniversitelerle işbirliği çerçevesinde işletilmektedir. Bunlar; Anadolu Üniversitesi ile ANANet (15), Düzce Belediyesi ile DÜZNet (8), Kocaeli Büyükşehir Belediyesi ile KOCNet (14), ODTU-KKTC ile KKTC-NET (10) ve İskenderun Belediyesi ile İSK-NET (10) tir. BYTNet (20), DATNet (17), MATNet (23), ANTNet (11) ve İZMİRNet (27) ise AFAD tarafından işletilmektedir (Şekil 4). 3

4 2. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı Şekil 4. TR-KYH tarafından işletilen yerel ağlar. 3. İVME-ÖLÇER İSTASYONLARI İvme-ölçerler, serbest alanda (free-field) özel imal edilmiş konteynırlar içerisinde bulunmaktadır. İstasyonlardan Ankara merkez üniteye, sürekli moda ve gerçek zamanlı olarak çeşitli iletişim araçları (DialUp, Internet, ADSL, GPRS/EDGE vb.) kullanılarak veriler aktarılmaktadır (Şekil 5). İletişim büyük oranda GSM (GPRS/EDGE) üzerinden sağlanmaktadır (Şekil 6). 4

5 Şekil 5. TR-KYH veri akış sisteminin blok diyagramı Şekil 6. İletişim araçları ve kullanım oranları İstasyonların Yer Yapım Teknik Özellikleri Konteynır temel betonu, aşağıda gösterilen ölçülerde (220cmx220cmx30cm) ve demir kafes sistemi kullanılarak inşa edilmektedir. Orta kısımda yer alan ve cihazın monte edileceği beton kaidenin ise, boyutları 40cmx40cmx60cm dir. Bunun 30cm lik kısmı yüzeyde, diğer 30cm lik kısmı da toprak altındadır. Temel beton ile orta kaide arası, 20 cm boşluk olup kum-çakıl karışımı ile ayırt edilmiş şekildedir. İstasyonların iç ve dış görünümleri Şekil 7 de gösterilmiştir. 5

6 2. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı Şekil 7. İvme-ölçer istasyonların alt-yapı kesiti. Şekil 8. İvme-ölçer istasyonların iç ve dış görünümü. 6

7 3.2. Cihaz Türleri 2013 yılında ulusal ağa 75 adet yeni nesil cihaz eklenmiş ve eski nesil (QDR ve SM-2) cihazlar sistemden kaldırılmıştır. Mevcut durumda sistemde bulunan cihazlar, GSR-16 model cihazlar 16 bitlik, 3 eksenli güç dengeli sensörü olan, 120 db duyarlıklı ve GPS ile uyumlu ivme-ölçerlerdir. ETNA model cihazlar, yerel ağlarla şebekeye dahil edilmiş olup, 18 bit çözünürlük, 108 db duyarliğa ve 85 Mb hafızaya sahip GPS ile uyumlu Dial-Up modem vasıtasıyla iletişimi sağlanmaktadır. CMG-5TD model cihazlar, 24 bit çözünürlüğe, 128Mb-4Gb arasında değişen kapasiteye ve yüksek duyarlılığa sahip, modern iletişim (GPRS, ADSL vb.) araçlarıyla veri transferi sağlayabilen cihazlardır. GMSplus model cihazlar, 2013 yılında sitemimize dahil edilmiştir. 24 bit çözünürlülüğe sahip olmakla beraber, verinin gerçek zamanlı hem tetiklemeli hem de sürekli modda kayda imkan vermektedir İstasyonların Zemin Bilgileri İstasyonların yerel zemin koşullarını belirlemek amacıyla, sondaj çalışmaları ve uygulamalı jeofizik çalışmalar (MASW, sismik kırılma vb.) yapılarak zeminin hız yapısı (V S30 ) ve istasyonlara ait zemin bilgi formları oluşturulmuştur (Şekil 9). Web sayfasında bulunan arama motoru aracılığıyla özel olarak hazırlanmış bu formlara ulaşılabilmektedir. Şekil 9. Örnek bir istasyon zemin bilgi formu ve zemin profili. 4. VERİ FORMATI Türkiye Ulusal Kuvvetli Yer Hareketi Gözlemleri veri merkezinde şebekenin kuruluşundan günümüze, ivme-ölçer cihazlardan sağlanan tüm sayisal verilere erişmek mümkündür. Dosya adları; tarih(yyyyaagg)+zaman(sadksn)+istasyon kodu (1201) (Ör: _1201) şeklinde oluşturulmuştur. Veriler, ASCII formatında sunulmaktadır (Şekil 10). Her dosyanın başlık bilgileri altında N-S (Kuzey-Güney), E-W (Dogu-Batı) ve U-D (Düsey) doğrultulardaki bileşenlere ait ivme değerleri yer almaktadır. Her kayıt için örnekleme aralığı, başlık bilgilerinde (Sample Interval) bulunmaktadır. Dijital cihazlardan sağlanan kayıtların zaman serileri, herhangi bir düzeltme işlemine tabi tutulmamıştır. İşlenmemiş ham (raw) veriler olarak adlandırılan kayıtlarda yalnızca eksen-kayması (off-set) düzeltmesi yapılmıştır. Tüm veriler, ivme değerleri olup, cm/sn 2 (gal) birimindedir. 7

8 2. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı Şekil 10. Veri Formatı (ASCII) 5. WEB SAYFASI 1976 yılından günümüze kadar kaydedilmiş olan tüm depremlerin sayısal ivme verileri adresindeki veri tabanından tüm araştırmacıların ve bilim dünyasının hizmetine sunulmaktadır (Şekil 11). Kayıtlar, ham veri olarak sunulmakta ve kullanıcılar tarafından txt formatında indirilebilmektedir. Belirli bir depreme ya da istasyona ait bilgilere arama motoru sayesinde ulaşılabilmektedir. Ayrıca, ivme dağılım haritası, dalga formu, istasyon haritası ve zemin bilgileri, günlük depremlerin ivme kayıtları, M 4 olan depremler için bazı kuvvetli yer hareketi parametrelerinin de hesaplandığı raporlar sürekli olarak güncel tutulmaktadır. Şekil 11. Web sayfası görünümü. 8