ANTALYA YÖRES ÇN DEPREM TEHLKESNN STOKASTK YÖNTEMLER LE TAHMN Aykut DENZ * ve M. Semih YÜCEMEN ** naat Mühendislii Bölümü ve Deprem Mühendislii Aratırma Merkezi, Orta Dou Teknik Üniversitesi, 06531, Ankara * e-posta: e115532@metu.edu.tr ** e-posta: yucemen@metu.edu.tr ÖZET Bildiride stokastik yöntemlerden yararlanılarak Antalya yöresinin deprem tehlikesi tahmin edilmitir. Çalımada yörenin 250 km yakınlıında son yüzyıl içinde meydana gelen depremlerden oluan ve farklı magnitüd ölçeklerindeki depremlerin ortak bir ölçee çevrildii kapsamlı bir deprem katalou derlenmitir. Antalya yı etkileyebilecek yakınlıkta ve daha önceki aratırmalarda belirlenmi olan sismik bölgelerin sınırları revize edilmi ve yerel bir azalım ilikisi kullanılmıtır. Deiik varsayım ve sismisite parametrelerindeki belirsizliklerin sismik tehlike sonuçlarına yansıtılması mantık aacı yöntemi kullanılarak ve Bayesci bir yaklaımla salanmıtır. Anahtar kelimeler: Sismik tehlike; Ortogonal regresyon; Antalya. ASSESSMENT OF SEISMIC HAZARD FOR THE ANTALYA REGION USING STOCHASTIC METHODS ABSTRACT Stochastic methods are utilized for the assessment of seismic hazard for the Antalya region. A comprehensive earthquake catalogue, in which earthquakes in different scales are converted to a common scale, is compiled. The catalog contains the earthquakes that have occurred within 250 kms of the region in the last century. Seismic source zones near the region with revised boundaries and a local attenuation relationship are employed. Uncertainties related to the seismicity parameters and different assumptions are taken into consideration by using the logic tree procedure. Keywords: Seismic hazard; Orthogonal regression; Antalya.
1. GR Antalya mevcut Deprem Bölgeleri Haritası na göre [1] Ka ve Kale ilçeleri tarafında I. dereceden, Alanya ve Gazipaa tarafında IV. dereceye kadar bütün deprem bölgelerini içermektedir. Antalya ülke turizmi açısından son derece önemli bir yere sahip olduu gibi, Batı Akdeniz Havzası nın su kaynaklarının kontrolü bakımından gerekli olan önemli barajlara da ev sahiplii yapmaktadır. Bu nedenle yörenin deprem tehlikesinin eldeki verilerin elverdii ölçüde güvenilir bir biçimde tahmini gerekmektedir. Son yıllarda mevcut veri sayısının ve kalitesinin artmasına ek olarak stokastik tahmin metotlarındaki gelimeler, ülkenin her bölgesi için olduu gibi Antalya yöresi için de deprem tehlikesinin tahmininde daha güvenilir sonuçlar elde etme olanaını salamıtır. Deprem tehlikesinin tahmininde mevcut belirsizliklerin göz önünde bulundurulabilmesi için mutlaka stokastik yöntemlerin kullanılması gerekmektedir. Bu çalımada da stokastik yöntemler kullanılarak Antalya yöresi için deprem tehlikesinin belirlenmesi amaçlanmıtır. 2. OLASILIKSAL SSMK TEHLKE ANALZ Olasılıksal sismik tehlike analizlerinin (OSTA) amacı, belirlenen deiik yer hareketi seviyelerinin bir veya birkaç yerde, belirli bir zaman içinde aılma olasılıının tahminidir. Olasılıksal sismik tehlike analizi çeitli aamalardan oluur. Bunlardan ilki deprem tehlikesinin tespit edilecei bölge için geçmi deprem kayıtlarının derlenmesi yoluyla güvenilir bir deprem katalounun elde edilmesidir. Derlenen deprem katalounda bulunan kayıtların her biri, incelenen bölgedeki deprem kaynak bölgeleri ile ilikilendirilerek, kaynak bölgelerinin deprem yaratma kapasiteleri ve sismisite parametreleri hesaplanabilir. Dier önemli bir analiz girdisi de azalım ilikisidir. Analiz girdilerinde bulunan belirsizliklerin incelenmesi, hesaplanması ve farklı analiz kombinasyonları tasarlanarak bu belirsizliklerin analiz sonuçlarına olan etkilerinin bulunması da ikinci aamayı oluturur. Bu ilem, olasılıa dayalı deprem tehlike analizlerinin, analiz girdilerinin belirsizlik içermediini varsayan deterministik yöntemlere göre saladıı en önemli avantajlardan biridir. 2.1. Deprem Katalounun Oluturulması ve Katalog Üzerinde Yapılan Tadilatlar Sunulan çalımada, Antalya yöresinin deprem tehlikesinin tahmini için, dört farklı kaynaktan toplanan deprem verilerinin karılatırılması ile mümkün olabilecek en kapsamlı deprem katalou elde edilmeye çalıılmıtır. Bavurulan kaynaklar Afet leri Genel Müdürlüü Deprem Aratırma Dairesi [2], Boaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Aratırma Enstitüsü [3], Uluslararası Sismoloji Merkezi [4] ve Birleik Devletler Jeolojik Aratırmalar Kurumu [5] dur. Elde edilen birleik katalog son yüzyıl içinde meydana gelen depremleri içermektedir. Deprem tehlikesinin sadece incelenen yerde olabilecek depremlere balı olmayacaı, aynı zamanda yakın çevrede meydana gelebilecek depremlerden de etkilenecei açıktır. Bu nedenle corafi koordinat olarak yaklaık 30.70 dou boylamı ile 36.85 kuzey enlemi kesiiminde bulunan Antalya il merkezinin 250 km yakınlıında meydana gelen bütün depremlerin göz önünde bulundurulması kararlatırılmıtır. 27.90 33.50 dou boylamları ve 34.60 39.10 kuzey enlemleri tarafından sınırlanan dikdörtgen alandaki sismik
aktivitenin yörenin deprem tehlikesini belirledii varsayılmıtır. Bu alan içerisinde, bir sonraki bölümde bahsedilecek olan 13 sismik kaynak bölgesi tanımlanmıtır. Bu kaynak bölgelerinden bazılarının sadece bir bölümü sözü geçen dikdörtgen alanda kalmakla birlikte, analizlerde kaynaın tamamı modellenmi ve depremsellik parametreleri de yine kaynaın tamamı için tanımlanmıtır. Çalımada moment magnitüdünün (M w ) kullanılmasına karar verilmi ve deprem tehlikesi yaratabilecek en küçük depremin büyüklüü moment magnitüdüne göre 4.5 olarak belirlenmitir. Farklı büyüklük ölçeklerine göre (cisim dalga magnitüdü M b, süre magnitüdü M d, yerel magnitüd M L ve yüzey magnitüdü M s ) raporlanan deprem kayıtlarının M w ölçeine çevrilmesi oldukça önemli bir sorun tekil etmektedir. Deiik kurumların kullanmakta oldukları ölçüm cihazlarının farklılık göstermesi ve hesap yöntemlerindeki farklılıklar nedeniyle, her bir büyüklük ölçeinin tanımının net olmasına ramen, birbirlerine dönütürülmesi analitik yöntemlerle mümkün olamamaktadır. Bu nedenle ampirik baıntıların gelitirilmesi gerekmektedir. Bu i için çok yaygın olarak standart en küçük kareler regresyonu kullanılmaktadır. Ancak bu yöntem aralarında baıntı kurulacak deikenlerden yalnızca baımlı deikende hata (depremin rassal oluumundan ileri gelen) olması durumunu göz önüne alır. Hâlbuki deprem büyüklüklerinin çeitli nedenlerden kaynaklanan belirsizlikler yüzünden hatasız olarak belirlenmesi mümkün deildir. Dolayısıyla aralarında baıntı kurulacak olan baımlı ve baımsız deikenlerin her ikisinin de hata içermesi kaçınılmazdır. Böyle bir durumda regresyon analizi yapılabilmesi için ortogonal regresyon yönteminin kullanılması uygundur [6]. lgili yöntem, ülkemizde gerçekletirilmi olan deprem tehlike analizlerinde ilk kez kullanılmaktadır. Çalımamızda kullanılan ve ortogonal regresyon ile yine son yüzyıl içerisinde ülke çapında meydana gelmi bütün depremlerin analizi sonucu elde edilen çevirim ilikileri Denklem (1) de gösterilmitir. Bu ilikilerde ave alt simgesi her bir deprem için farklı veri kaynaklarında aynı ölçee göre verilen deprem büyüklüklerinin ortalamasını temsil etmektedir. M 2.25 6.14 (1.a) M 1.27 1. 12 (1.b) w = M b ave w = M d ave M 1.57 2.66 (1.c) M 0.54 + 2. 81 (1.d) w = M L ave w = M s ave Ortogonal regresyon, çevirim ilikilerinin eimlerini standart en küçük kareler yöntemine göre her zaman daha büyük tahmin etmektedir. Bu nedenle büyük depremlerin magnitüdlerini geleneksel yönteme göre daha büyük vermektedir. Küçük depremler için bunun tersi geçerli olmakla birlikte bu depremlerin sismik tehlikeye katkısı zaten oldukça küçük seviyelerde kalmaktadır. Dolayısıyla deprem tehlikesinin tahmininde ortogonal regresyonun kullanılması durumunda geleneksel yöntemin sonuçlarına göre daha emniyetli tarafta deerler elde edilecektir. Depremlerin olu sürecinin tahmininde, depremlerin birbirlerinden baımsız ya da kendilerinden önceki depremlere baımlı olarak meydana geldiklerini varsayan çeitli stokastik modeller vardır. Baımsız deprem oluum modeli olarak yaygın bir ekilde kullanılan Poisson modeli depremlerin gerek yer, gerekse zaman açısından birbirlerinden baımsız bir ekilde meydana geldikleri varsayımına dayanır. Poisson modeline göre incelenen bir bölgede, t zaman aralıında m 0 alt magnitüd sınırından büyük n sayıda deprem olma olasılıı: t n P ( t) = e λ ( λt) / n! (2) n
eklinde ifade edilebilir. Denklem (2) de ilgili bölgede birim zamanda (genellikle bir yıl) meydana gelen ortalama deprem sayısını temsil eder. Bir bölgede meydana gelen depremlerin sayısı ile deprem magnitüdleri arasında Gutenberg ve Richter [7] tarafından önerilen dorusal magnitüd-sıklık ilikisi kullanılarak magnitüd için olasılık younluk fonksiyonu u ekilde ifade edilmitir: f M ( m) = k β ( m m0 β e ) (3) Burada, büyük depremlerin küçük depremlere göre hangi sıklıkta meydana geldiini gösteren sismotektonik parametre olarak tanımlanmaktadır. Büyüklük-sıklık ilikisi genellikle hem bir m 1 üst sınırı, hem de bir m 0 alt sınırı ile sınırlandırılır. Böylelikle, üst sınır ile fiziksel olarak her kaynaın üretebilecei depremlerin magnitüdleri belirlenirken, alt sınır ile de deprem tehlikesi yaratma açısından kritik görülen en küçük depremler belirlenmi olur. Denklem (3) de k birikimli daılım ilevinin m 1 üst magnitüd sınırında 1.0 a eit olmasını salayan bir katsayıdır. Öncü ve artçı depremlerin (ikincil depremler) sismik tehlike analizinin dıında tutulması Poisson modelinin gerektirdii baımsızlık koulunu salama açısından gerekmektedir. Literatürde öncü ve artçı okların tayini için birçok yöntem bulunmaktadır [8, 9, 10, 11]. Öncü ve artçı depremler zamansal ve mekânsal olarak ana ok etrafında benzer daılımlar göstermektedirler. Bu nedenle, ikincil depremlerin tayini öncü ve artçı depremler için farklılık göstermemektedir. Sözü geçen çalımalar mühendislik uygulamaları için belirli bir büyüklük seviyesindeki depremlerin, deprem bölgesi, sismik kaynak, ilgili fayın uzunluu ve çeidi gibi ayrımlar gözetilmeksizin aynı ikincil deprem aktivitesine yol açtıını kabul eden çalımalardır. Dolayısıyla bu çalımada da her bir deprem büyüklüü seviyesi için, bu seviyede bulunan bir ana oka belirli bir zaman ve uzaklık penceresi içinde kalan bütün depremlerin ilgili ana okun artçı depremleri olduu kabul edilmitir. Bir depremin öncü deprem sayılabilmesi için ise, kendi büyüklük seviyesi için belirlenmi olan zaman ve uzaklık pencerelerinin içerisinde, kendisinden daha büyük bir deprem bulunması gerekmektedir. Böyle durumlarda magnitüdü daha büyük olan ikinci depremin ana ok olduu varsayılmıtır. Bu varsayımlara istisna olarak, yalnızca magnitüdü 6.0 dan büyük olan bütün depremlerin ana ok olduu kabul edilmitir. Çalımamızda kullanılan zaman ve uzaklık pencereleri Tablo 1 de verilmitir. Ara deerler zaman için dorusal, uzaklık için de log-dorusal interpolasyon ile bulunmutur. Tablo 1 de verilen deerler ile yapılan analizler, deprem katalounun tek bir sismik kaynak bölgesi olarak düünülmesi durumunda depremlerin % 46.07 sini ikincil deprem olarak tasnif etmitir. Tablo 1. kincil depremlerin ayırt edilmesinde kullanılan uzaklık ve zaman pencereleri Magnitüd Uzaklık (km) Zaman (gün) 4.5 35.5 42 5.0 44.5 83 5.5 52.5 155 6.0 63.0 290 6.5 79.4 510 7.0 100.0 790 7.5 125.9 1326 8.0 151.4 2471
2.2. Sismik Kaynak Bölgelerinin Belirlenmesi ve Depremselliklerinin Tespiti Sismik kaynak bölgeleri jeolojik ve sismotektonik açıdan çizgi ya da alan kaynak olarak modellenebilen ve sismik kaynaın her yerinde deprem olasılıının aynı olduu varsayılan bölgelerdir. Mevcut Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası hazırlanırken Gülkan ve dierleri [12] tarafından ülke genelinde 17 sismik kaynak bölgesi tanımlanmı ve hiçbir kaynak bölgesi ile ilikilendirilemeyen depremlerin sismik tehlikeye katkısı da yapay geri plan kaynak bölgeleri ile hesaba katılmıtır. Daha sonraki benzer bir çalımada Erdik ve dierleri [13] toplam 37 sismik kaynak bölgesi ile Türkiye nin özellikle dou ve batı sınırlarında detaylı sismik bölgelendirme çalımalarında bulunmutur. Aynı kaynak bölgeleri bazı revizyonlarla gelitirilerek Bommer ve dierleri [14] tarafından Doal Afet Sigortalar sisteminin oluturulması sırasında kullanılmıtır. Çalımamızda ise Antalya yöresi için Bommer ve dierleri [14] tarafından önerilen kaynak bölgeleri temel alınmak üzere, yerel modifikasyonlarla sismik kaynak bölge sınırları düzeltilmitir. Kullanılan sismotektonik bölgeler ekil 1 de sunulmutur. Gülkan ve dierleri [12] tarafından önerildii gibi, ana sismik kaynak bölgelerinden herhangi biri ile ilikilendirilemeyen depremlerin sismik tehlikeye katkısını yansıtmak için yapay geri plan sismik kaynak bölgeleri tanımlanmıtır. ekil 1. Antalya yöresini etkileyebilecek deprem kaynak bölgeleri (Verilen numaralara göre kaynak bölgelerinin adları ve sismisite parametreleri Tablo 2 ve 3 te bulunmaktadır.) Bir önceki bölümde derlenen deprem kataloundaki deprem kayıtlarının ekil 1 de sunulan sismotektonik bölgelere, katalog bilgilerinde ikincil depremler ve eksik verilere ilikin herhangi bir tadilat yapılmadan daıtılması halinde Tablo 2 de verilen sismisite parametreleri elde edilmitir. Gutenberg-Richter büyüklük-sıklık ilikisinin her bir sismik kaynak bölgesi için hesaplanmasında hem dorusal regresyon hem de en büyük olabilirlik istatistiksel tahmin yöntemleri kullanılmıtır. kincil depremlerin ayıklanması ile depremsellik parametreleri Tablo 2 nin bir sonraki kolonunda verildii gibi deimitir.
Tablo 2. Sismik kaynak bölgeleri için katalog bilgilerinde eksik verilere ilikin herhangi bir tadilat yapılmaması durumunda depremsellik parametreleri No. Sismik kaynak bölgesi Bütün depremler Standart en küçük kareler regresyonu En büyük olabilirlik yöntemi Sadece ana oklar Standart en küçük kareler regresyonu En büyük olabilirlik yöntemi (göz.) (göz.) (göz.) (göz.) 1 Çameli-Burdur Fay Kuaı 1.950 0.943 1.837 0.943 1.365 0.333 1.391 0.333 2 nönü-eskiehir Fay Kuaı 1.658 0.343 1.161 0.343 1.423 0.200 2.441 0.200 3 Simav-Akehir Fay Kuaı 1.964 2.257 1.939 2.257 1.393 0.762 1.211 0.762 4 Büyük Menderes Grabeni 1.545 0.467 2.855 0.467 1.266 0.295 1.186 0.295 5 Alaehir-zmir Grabeni 2.204 1.657 1.462 1.657 1.944 1.048 1.326 1.048 6 Gökova Fay Kuaı 2.123 3.095 1.633 3.095 1.890 1.657 1.407 1.657 7 Güney Ege Fay Sistemi 2.604 6.276 1.527 6.276 2.376 3.895 1.388 3.895 8 Finike Fay Kuaı 1.865 0.781 1.494 0.781 1.539 0.467 1.455 0.467 9 Kovada Fay Kuaı 1.753 0.133 1.688 0.133 1.709 0.124 1.715 0.124 10 Geri Plan Batı B 2.128 4.143 1.768 4.143 1.898 2.857 1.748 2.857 11 Geri Plan Güney A 1.415 0.257 1.580 0.257 1.393 0.238 1.667 0.238 12 Geri Plan ç 1 1.328 0.962 1.328 0.962 1.762 0.667 2.372 0.667 13 Geri Plan ç 5 2.464 1.590 2.464 1.590 2.395 1.200 2.395 1.200 Her bir kaynak bölge için depremlerin geriye doru Stepp [15] tarafından önerilen yöntemle 10 ve 10 yılın katları dönemlerde incelenmesi ile her bir büyüklük seviyesinin eksiksiz raporlanma yılları belirlenmitir. Sadece eksiksiz raporlanma sürelerinde geçerli olan sismisite özelliklerinin kullanılması ile elde edilen sonuçlar Tablo 3 de gösterilmitir. Tablo 3. Sismik kaynak bölgeleri için katalog bilgilerinde eksik verilere ilikin bir tadilat yapılması durumunda depremsellik parametreleri No. Sismik kaynak bölgesi Bütün depremler Standart en küçük kareler regresyonu En büyük olabilirlik yöntemi Sadece ana oklar Standart en küçük kareler regresyonu En büyük olabilirlik yöntemi (göz.) (göz.) (göz.) (göz.) 1 Çameli-Burdur Fay Kuaı 2.053 1.013 2.125 1.013 1.328 0.289 1.439 0.289 2 nönü-eskiehir Fay Kuaı 1.669 0.343 1.669 0.343 1.445 0.207 1.445 0.207 3 Simav-Akehir Fay Kuaı 2.083 2.762 2.809 2.762 1.504 0.940 1.695 0.940 4 Büyük Menderes Grabeni 1.516 0.430 3.454 0.430 1.350 0.336 1.294 0.336 5 Alaehir-zmir Grabeni 2.326 2.188 2.395 2.188 2.050 1.330 2.075 1.330 6 Gökova Fay Kuaı 2.236 5.001 3.247 5.001 2.013 2.659 2.579 2.659 7 Güney Ege Fay Sistemi 2.758 9.905 2.786 9.905 2.506 5.877 2.487 5.877 8 Finike Fay Kuaı 2.114 1.299 2.855 1.299 1.774 0.804 2.924 0.804 9 Kovada Fay Kuaı 2.190 0.245 3.132 0.245 2.148 0.229 2.924 0.229 10 Geri Plan Batı B 2.145 5.345 2.145 5.345 2.007 4.329 2.007 4.329 11 Geri Plan Güney A 1.660 0.372 2.671 0.372 1.656 0.353 2.947 0.353 12 Geri Plan ç 1 2.025 1.204 2.025 1.204 2.290 0.978 2.290 0.978 13 Geri Plan ç 5 2.464 2.710 2.464 2.710 2.395 1.996 2.395 1.996
Tablo 2 ve 3 de deerlerinin mutlak deerleri verilmitir. (göz.) deerleri ise, gözlenen (ya da eksik raporlanma analizi ile düzeltilen) deprem sayılarının gözlem süresine bölünmesi ile bulunmutur. Her bir kaynak bölgesine düen depremler ZMAP yazılımı kullanılarak elde edilmitir [16]. Sismik tehlike analizlerinde her bir sismik kaynak bölgesinin yaratabilecei en büyük deprem magnitüdünün belirlenmesi de oldukça önemlidir. Çalımamızda en büyük magnitüd deerleri, ilgili sismik kaynak bölgesinde gözlenen en büyük magnitüd deerine ve uzman görüüne balı olarak belirlenmitir. Buna göre en büyük deprem magnitüdleri Çameli-Burdur Fay Kuaı, nönü-eskiehir Fay Kuaı ve Büyük Menderes Grabeni için 7.1; Simav-Akehir Fay Kuaı, Alaehir-zmir Grabeni ve Finike Fay Kuaı için 7.2; Gökova Fay Kuaı için 7.8; Güney Ege Fay Sistemi için 7.3; Kovada Fay Kuaı için ise 6.1 eklinde bulunmutur. Batı B, Güney A, ç 1 ve ç 5 geri plan sismik kaynak bölgeleri için ise en büyük deprem magnitüdü olarak sırasıyla 6.9, 6.4, 5.4 ve 5.6 kullanılmıtır. 2.3. Azalım likisi Azalım ilikisi olarak Gülkan ve Kalkan [17] tarafından önerilen ve yerel verilere dayanan azalım ilikisi kullanılacaktır. lave olarak önceki deprem tehlike analizlerinde yaygın olarak yer verilen ithal azalım ilikilerinden Boore ve dierleri [18] tarafından önerilen azalım ilikisi de alternatif olarak göz onünde bulundurulacaktır. Bu çalımalarda aynı azalım ilikisi içerisinde farklı zemin koulları için katsayıların deitirilerek kullanılması önerilmektedir. Ancak Antalya yöresi için yerel zemin koullarının incelenmesi balı baına bir çalıma tekil edecei için, çalımamızda her iki azalım ilikisi de yer hareketinin sert zeminde (kaya) hissedilmesi beklenen ortalama deerlerini veren durumlarda kullanılacaktır. Gülkan ve Kalkan [17]: Bu çalıma 1976 ve 1999 yılları arasında Türkiye de meydana gelen moment magnitüd deeri 5.0 ya da daha büyük olan depremlere ait 47 kuvvetli yer hareketi ölçümüne dayanmaktadır. En büyük yer ivmesinin doal logaritması sert zemin için aaıda verildii gibi elde edilmitir: 2 ( M 6) + 0.036 ( M 6) 0.562 ln + 0. 202 lny = 0.682 + 0.253 r (4) Bu denklemde Y, yerçekimi ivmesi (g) cinsinden en büyük yer ivmesinin yatay bileeni ve M moment magnitüdüdür. ln Y nin standart sapması, ln Y = 0.562 olarak tespit edilmitir. Burada r deikeni r cl + 2 2 = r h (5) eklindedir. Denklem (5) te r cl yırtılma yüzeyinin yeryüzüne izdüümü ile en büyük yer ivmesinin tahmin edilecei yer arasındaki en kısa mesafeyi temsil etmektedir; h ise yine regresyonla 4.48 km olarak bulunan sanal bir derinliktir. Gülkan ve Kalkan [17], yerel zemin koullarını Denklem (4) ün en sonunda yer alan sabit deer ile yansıtmılardır. lgili terim toprak için 0.368, yumuak toprak için ise 0.574 olarak verilmitir. Dier bir deyile, zayıf zemin özellikleri, en büyük yer ivmesini depremin büyüklüü ve ilgili yerin merkez üstüne uzaklıına balı olmaksızın, toprak ve yumuak toprak için sert zemine göre sırasıyla 1.18 ve 1.45 kat arttırmaktadır. Boore ve dierleri [18]: Bu çalımada ise 1940 1992 yılları arasında Kuzey Amerika da meydana gelen 20 sı odaklı depreme ait 271 kayda yer verilmitir. Bu depremlerin
büyüklükleri M w ye göre 5.5 ile 7.5 arasında deimektedir. Ancak 6.0 dan küçük depremlerin sebep olduu yer hareketi ölçümlerinin sayısı oldukça kısıtlıdır. Asıl çalımada depremler fay mekanizmasına göre sınıflandırılarak alternatif analizler yapılmıtır. Ancak çalımamızda veri tabanının tamamı kullanılarak elde edilen azalım ilikisine yer verilmitir. Boore ve dierleri [18] tarafından 80 km ye kadar sert zemin için önerilen azalım ilikisi: ( M 6) 0.778 ln 0. 301 ln Y = 0.242 + 0.527 r + (6) eklindedir. Denklem (6) nin notasyonu Denklem (4) ile aynıdır. Ancak Boore ve dierleri [18] r deikeninin bir bileeni olan sanal derinlik için h = 5.57 km ve ln Y = 0.520 olarak hesaplamılardır. Toprak zemin için elde ettikleri büyütme katsayısı ise 1.29 dur. 3. ANTALYA ÇN EN Y TAHMN SSMK TEHLKE DEERLER Çalımada yapılan deiik varsayımlar ve bunların birbirlerine göre doru olma olasılıını yansıtan öznel olasılık deerleri Tablo 4 te verilmitir. Mantık aacı yöntemine dayanarak ve Bayesci bir yaklaımla bu varsayımlardan elde edilen sonuçları birletirerek en iyi tahmin sismik tehlike deerlerini elde etmek mümkündür [19]. Tablo 4. Deiik varsayımların geçerlilii için belirlenen öznel olasılık deerleri Alternatif varsayımlar Öznel olasılık Tüm katalog 0.5 Sadece ana oklar 0.5 Eksik raporlanma ile ilgili bir tadilat yapılmaması 0.4 Eksik raporlanma ile ilgili bir tadilat yapılması 0.6 Büyüklük-sıklık ilikisi hesabında standart en küçük kareler regresyonu 0.4 Büyüklük-sıklık ilikisi hesabında en büyük olabilirlik yöntemi 0.6 Gülkan ve Kalkan [17] tarafından önerilen azalım ilikisi 0.6 Boore ve dierleri [18] tarafından önerilen azalım ilikisi 0.4 Azalım ilikilerindeki ortalama deerlere 0.2'lik bir varyans eklenmesi ( ln Y = 0.447) 0.1 Azalım ilikilerindeki ortalama deerlere önerilen varyansların eklenmesi 0.6 Azalım ilikilerindeki ortalama deerlere 0.5'lik bir varyans eklenmesi ( ln Y = 0.707) 0.3 Tablo 4 te verilen tüm varsayımların göz önünde tutulması ile ortaya çıkan 48 kombinasyonun her biri için sismik tehlike analizi yapılmıtır. Bu analizlerin yapılmasında ve e-ivme haritasının hazırlanmasında CRISIS2003 programı kullanılmıtır [20]. Bir kombinasyonda yer alan varsayımlara göre hesaplanan sismik tehlike deerinin, o kombinasyon için bulunan birleik olasılık deeri ile çarpılması ve 48 kombinasyonun herbiri için benzer ekilde bulunanan sismik tehlike deerlerinin toplanması ile elde edilen aırlıklı ortalama sismik tehlike deeri en iyi tahmin olarak adlandırılmıtır. Antalya il merkezi için çeitli tekerrür sürelerine göre en iyi tahmin deprem tehlikesi yukarıda bahsedilen kombinasyonların birletirilmesi ile elde edilmitir. Bulunan deerler deprem tehlikesi erisi olarak ekil 2 de sunulmaktadır. lçelerden ise deprem aktivitesinin en youn olarak gözlendii güneybatı yönündeki Ka ilçesi için aynı analizler tekrar edilerek sonuçlar yine ekil 2 de gösterilmitir. 475 yıllık tekerrür süresi için en büyük yer
ivmesi Merkez ilçede 0.26g, Ka ilçesinde ise 0.30g civarındadır. Ka ilçesi Merkez ilçeye göre bütün aılma oranları için daha büyük deprem tehlikesi altındadır. Merkez ilçe için en az ve en çok deprem tehlikesine yol açan kombinasyonların, 475 yıllık tekerrür süresi için, sırası ile 0.08g lik ve 0.39g lik en büyük yer ivmelerine yol açtıı bulunmutur. 1.0E+02 1.0E+01 Antalya / Merkez Ka Aılma oranı (1/yıl) 1.0E+00 1.0E-01 1.0E-02 1.0E-03 1.0E-04 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 En büyük yer ivmesi (g ) ekil 2. Antalya / Merkez ve Ka ilçesi için en iyi tahmin deprem tehlikeleri Sunulan çalımada, her bir kombinasyon için belirli tekerrür sürelerine karılık elde edilen e-ivme haritalarına örnek olması amacıyla, 0.0648 birleik olasılıı ile gerçeklemesi en olası kombinasyonun (tüm kataloun eksik raporlanma ile ilgili bir tadilat yapılarak kullanıldıı, büyüklük-sıklık ilikisi için en büyük olabilirlik yönteminin uygulandıı ve Gülkan ve Kalkan [17] tarafından önerilen azalım ilikisinin ln Y = 0.562 belirsizlii ile geçerli olduu) 475 yıllık tekerrür süresine karılık gelen haritası ekil 3 te sunulmaktadır. Mevcut Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası ile karılatırılması durumunda en olası kombinasyon için elde edilen en büyük yer ivmesi deerlerinin batı kesimlerde daha küçük, dou kesimlerde ise daha büyük olduu görülmektedir. ekil 3. En olası varsayımlar kombinasyonu için 475 yıllık tekerrür süresine karılık gelen e-ivme haritası.
4. SONUÇLAR, DEERLENDRME VE ÖNERLER Sismik tehlike hesaplarında yapılan deiik varsayımların sonuçlara etkisinin anlaılabilmesi için gerçeklemesi en olası kombinasyon referans alınarak duyarlılık analizleri yapılmıtır. Dier bir deyile, bu kombinasyonun varsayımlarından her seferinde sadece biri alternatif bir analiz yöntemi ile deitirilerek sonuçların nasıl etkilendii incelenmitir. Bu analizler neticesinde, bütün kataloun göz önünde bulundurulması ile öncü ve artçı okların ayıklanarak sadece ana okların göz önünde bulundurulmaları kıyaslandıında, bütün depremlerin göz önünde bulundurulmasının bütün tekerrür süreleri için sadece 0.01g-0.02g mertebesinde daha büyük yer ivmelerine yol açtıı görülmütür. Dier taraftan sonuçların, eksik raporlanma ile ilgili bir tadilat yapılmaması ile yapılmasına ve büyüklük-sıklık ilikisinin elde edilmesinde standart en küçük kareler regresyonu ile en büyük olabilirlik yöntemlerinin kullanılmasına duyarsız olduu bulunmutur. Azalım ilikisi seçiminin ve azalım ilikilerindeki belirsizlik seviyelerinin sonuçlara etkisi ise ekil 4 te özetlenmektedir. 1.0E+02 1.0E+01 Gülkan ve Kalkan (2002) Boore ve dierleri (1997) Aılma oranı (1/yıl) 1.0E+00 1.0E-01 1.0E-02 1.0E-03 1.0E-04 1.0E-05 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 En büyük yer ivmesi (g ) (a) Aılma oranı (1/yıl) 1.0E+02 1.0E+01 1.0E+00 1.0E-01 1.0E-02 1.0E-03 Gülkan ve Kalkan (2002) s=0.562 Gülkan ve Kalkan (2002) s=0.447 Gülkan ve Kalkan (2002) s=0.707 1.0E-04 1.0E-05 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 En büyük yer ivmesi (g ) (b) ekil 4. Azalım ilikileri ile ilgili varsayımların (dier parametrelerin sabit tutulması durumunda) analiz sonuçlarına etkisi. (a) Azalım ilikisi seçimi, (b) Azalım ilikisindeki belirsizlik seviyesi (s=std. sapma)
ekil 4.a dan azalım ilikisinin seçiminin sonuçları önemli seviyede etkileyen bir faktör olduu görülmektedir. Farklı azalım ilikilerinin yarattıı fark özellikle büyük tekerrür sürelerinde daha önemli bir hale gelmektedir. Azalım ilikisindeki belirsizliin tahmininin önemi de ekil 4.b de verilen erilerden anlaılmaktadır. Daha büyük miktardaki bir belirsizlik, büyük tekerrür süreleri için giderek artan bir farklılıkla deprem tehlikesini arttırmaktadır. Dolayısıyla, sunulan çalımada deprem tehlikesi sonuçlarının en çok azalım ilikisi seçimine ve azalım ilikisindeki belirsizliklere duyarlı olduu sonucuna varılmıtır. Azalım ilikisi analizleri deprem dalgalarının fay yırtıına paralel ve dik yönlerde farklı özellikler göstererek yayıldıını ve izotropik olmadıını göstermitir. Merkez üstüne aynı uzaklıkta bulunan iki yerleim yerinden fay yırtıı dorultusunda olanda beklenen yer ivmeleri daha büyüktür. Bu durum literatürde kaynak yönlülüü (source directivity) olarak adlandırılmaktadır. Çalımamızda kaynak yönlülüünü göz önünde bulunduran bir azalım ilikisi kullanılamamıtır. Son yıllarda karakteristik deprem ve depremlerin zaman içindeki baımlılıını göz önünde tutan yenilenme (renewal) modelleri sismik tehlike analizinde kullanılmaktadır. Ancak bu modeller diri faylar ile ilgili ayrıntılı bilgileri (karakteristik depremlerin büyüklükleri, tekerrür periyotları, en son karakteristik depremin olu zamanı ve deprem tahmininde kayma oranları gibi) gerektirmektedir. Aratırmada kullanılan deprem katalogları ancak yüz yıllık deprem kaydına eriim saladıından ve kayma oranları ile ilgili yeterli bilgi elde edilemediinden bu modellere çalımamızda yer verilememitir. Bu iki konu ileride yapılacak olan yeni çalımalarda ele alınacaktır. Sunulan çalıma O.D.T.Ü. naat Mühendislii Bölümü ve Deprem Mühendislii Aratırma Merkezi nde halen devam etmekte olan, deprem sigorta primlerinin tahminine yönelik bir yüksek lisans tezinin sismik tehlike analizi ile ilgili ilk bulgularını kapsamaktadır. Çalımanın deprem tehlikesinin tahmini ile ilgili detaylı sonuçları ortaya çıktıkça özellikle deprem katalounun oluturulması esnasında faydalanılan ortogonal regresyonun, büyüklük-sıklık ilikisi elde edilirken kullanılan en büyük olabilirlik yönteminin, ikincil depremlerin tespitinde kullanılan uzaklık-zaman pencerelerinin, sınırları revize edilmi sismik kaynak bölgelerinin ve yerli azalım ilikisinin analiz sonuçlarını gelitirmesi beklenmektedir. 5. TEEKKÜR Sismik kaynak bölgelerinin belirlenmesindeki katkıları için O.D.T.Ü. Jeoloji Mühendislii Bölümü öretim üyesi Prof. Dr. Ali KOÇYT e; analizleri kolaylatırıcı bilgisayar programlarının hazırlanmasındaki yardımlarından dolayı da O.D.T.Ü. naat Mühendislii Bölümü ve Deprem Mühendislii Aratırma Merkezi nden Ara.Gör. Nazan YILMAZ ÖZTÜRK e ve O.D.T.Ü. Teknokent HAVELSAN-EHSIM A.. den Kurtulu YILDIRIM a teekkür ederiz. 6. KAYNAKLAR [1]. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, (1997). Bayındırlık ve skan Bakanlıı, Ankara. [2]. Deprem Aratırma Dairesi nternet Sayfası, (2004). TURKNET, http://sismo.deprem.gov.tr/veritabani/turknetkatalog.php, Afet leri Genel Müdürlüü, Bayındırlık ve skan Bakanlıı, Ankara.
[3]. Kandilli Rasathanesi ve Deprem Aratırma Enstitüsü nternet Sayfası, (2004). Catalog, http://www.koeri.boun.edu.tr/sismo/veri_bank/mainw.htm, Boaziçi Üniversitesi, stanbul. [4]. Uluslararası Sismoloji Merkezi nternet Sayfası, (2004). On-line Bulletin, http://www.isc.ac.uk/bull, Internatl. Seis. Cent., Thatcham, United Kingdom. [5]. Birleik Devletler Jeolojik Aratırmalar Kurumu nternet Sayfası, (2004). USGS/NEIC (PDE) 1973 Present, http://neic.usgs.gov/neis/epic/epic_global.html, U.S. Geological Survey, U.S. Department of the Interior, Reston, VA, USA. [6]. Castellaro, S., Mulargia, F., Kagan, Y. Y., (2004). Regression Problems for Magnitudes: A Unified Italian Catalogue, (basılmamı makale), moho.ess.ucla.edu/~kagan/sfy1.pdf (adresinden temin edilmitir), Department of Earth and Space Sciences, University of California, Los Angeles. [7]. Gutenberg, B., Richter, C., F., (1949). Seismicity of the Earth and Associated Phenomenon, Princeton University Press, Princeton, New York. [8]. Gardner, J. K., Knopoff, L., (1974). Is the Sequence of Earthquakes in Southern California, with Aftershocks Removed, Poissonian?, Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 64, 1363-1367. [9]. Kagan, Y. Y., (2002). Aftershock Zone Scaling, Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 92, No. 2, 641-655. [10]. Prozorov, A. G., Dziewonski, A. M., (1982). A Method of Studying Variations in the Clustering Property of Earthquakes: Application to the Analysis of Global Seismicity, Journal of Geophysical Research, Vol. 87, No. B4, 2829-2839. [11]. Savage, M. K., Rupp, S. H., (2000). Foreshock probabilities in New Zealand, New Zealand Journal of Geology & Geophysics, Vol. 43, 461-469. [12]. Gülkan, P., Koçyiit, A., Yücemen, M. S., Doyuran, V., Baöz, N., (1993). En Son Verilere Göre Hazırlanan Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası, Orta Dou Teknik Üniversitesi, Deprem Mühendislii Aratırma Merkezi, Rapor No. 93-01, Ankara. [13]. Erdik, M., Alpay Biro, Y., Onur, T., eetyan, K., Birgören, G., (1999). Assessment of Earthquake Hazard in Turkey and Neighboring Regions, Annali Di Geofisica, Vol. 42, No.6, 1125-1138. [14]. Bommer, J., Spence, R., Erdik, M., Tabuchi, S., Aydınolu, N., Booth, E., del Re, D., Peterken, O., (2002). Development of an Earthquake Loss Model for Turkish Catastrophe Insurance, Journal of Seismology, Vol. 6, 431-446. [15]. Stepp, J. C., (1973). Analysis of Completeness of the Earthquake Sample in the Puget Sound Area, S.T. Handing (Editör), Contributions to Seismic Zoning. NOAA Tech. Rep. ERL 267-ESL 30, U.S. Dep. of Commerce. [16]. Wiemer, S., (2001). A software package to analyze seismicity: ZMAP, Seismological Research Letters, 72(2), 374-383. [17]. Gülkan, P., Kalkan, E., (2002). Attenuation Modeling of Recent Earthquakes in Turkey, Journal of Seismology, Vol. 6, 397-409. [18]. Boore, D. M., Joyner, W. B., Fumal, T. E., (1997). Equations for Estimating Horizontal Response Spectra and Peak Acceleration from Western North American Earthquakes: A Summary of Recent Work, Seismological Research Letters, Vol. 68(1), 128-153. [19]. Yücemen, M. S., (1982). Sismik Risk Analizi, Orta Dou Teknik Üniversitesi Yayınları, Ankara. [20]. Ordaz, M., Aguilar, A., Arboleda, J., (2003). CRISIS2003, Ver. 1.2.100, Program for Computing Seismic Hazard, Instituto de Ingeniería, UNAM, Mexico.