TÜRKİYE ULUSAL KUVVETLİ YER HAREKETİ GÖZLEM AĞINDAKİ GELİŞMELER T. Kuru 1, E. Tepeuğur 1, A. Apak 1, D. Kökbudak 1, K. Tekin 1, E. Ateş 1, S. Sezer 1, M. Baykal 1, B. Eravcı 1, G. Aksade 1, D. Yalçın 1 ve C. Şahin 1 1 Başbakanlık, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Deprem Dairesi Başkanlığı, Ankara Email: turgay.kuru@afad.gov.tr ÖZET: 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 546 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 11 adet yerel ağ bulunmaktadır. Bunlar; Eskişehir de ANANet (15), Düzce de DÜZNet (8), Kocaeli nde KOCNet (14), KKTC de KKTC-NET (10), İskenderun da İSK-NET (10), Ankara da ANK-NET (19), Bursa-Yalova arasında BYTNet (20), Denizli-Aydın arasında DATNet (17), Maraş-Osmaniye-Hatay ve Gaziantep arasında MATNet (23), Antalya da ANTNet (11) ve İzmir de İZMİRNet (27) dir. TR-KYH nın ilk deprem kaydının alındığı 1976 dan günümüze 17.200 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 4.5 olan deprem raporları araştırmacıların ve bilim dünyasının hizmetine Internet (http://kyh.deprem.gov.tr) üzerinden sunulmaktadır. Ayrıca, AFAD-RED programı ile teorik hesaplamalar (azalım ilişkileri) ile araziden gelen gerçek zamanlı veriler birbirleriyle kaynaştırılarak oluşturulan sarsıntı ve şiddet haritaları (PGA, PGV ve spektral yer değiştirme) sayesinde, bölgeye ait fiziksel özelliklerin de yardımı ile can kaybı ve hasar durumu tahmin edilmektedir. ANAHTAR KELİMELER: Kuvvetli Yer Hareketi, İvme-Ölçer, Deprem Gözlem Ağları, AFAD-RED 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. 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 17.200 deprem ivme kaydı gözlem ağı tarafından kaydedilmiş olup, bu kayıtlar tüm araştırmacıların ve bilim dünyasının hizmetine Internet (http://kyh.deprem.gov.tr) aracılığıyla sunulmaktadır. 2. 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 546 adet ivme-ölçer istasyon bulunmaktadır (Şekil 2,3 ve 4). Bu sayının, 2015 yılı sonunda 596 civarında olması hedeflenmektedir. Şekil 1. Yıllara göre istasyon sayısı. CMG-5TD 58% GMSplus 40% GSR 2% Şekil 2. İvme-ölçer cihaz türleri.
Şekil 3. Ulusal Kuvvetli Yer Hareketi Gözlem İstasyonları Dağılımı. 2.1. Yerel Ağlar Deprem etkinliğini daha yakından gözlemek amacıyla, Ülkemizin önemli aktif fay sistemleri üzerinde belirli geometrik şekillerde sık aralıklarla 11 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) ve Gazi Üniversitesi ile ANK-NET (19) tir. BYTNet (20), DATNet (17), MATNet (23), ANTNet (11) ve İZMİRNet (27) ise AFAD tarafından işletilmektedir (Şekil 4).
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 (Dial- Up, Internet, ADSL, GPRS/EDGE vb.) kullanılarak veriler aktarılmaktadır (Şekil 5). İletişim büyük oranda GSM (GPRS/EDGE) üzerinden sağlanmaktadır (Şekil 5). Şekil 5. İletişim araçları ve kullanım oranları.
3.1. 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 6 ve 7 de gösterilmiştir. Şekil 6. İvme-ölçer istasyonların alt-yapı kesiti. (a) (b) Şekil 7. İvme-ölçer istasyonların iç (a) ve dış (b) görünümü.
3.2. 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 8). Web sayfasında bulunan arama motoru aracılığıyla özel olarak hazırlanmış bu formlara ulaşılabilmektedir. 4. VERİ FORMATI Şekil 8. Örnek bir istasyon zemin bilgi formu ve zemin profili. Türkiye Ulusal Kuvvetli Yer Hareketi Gözlem Ağı nın kuruluşundan günümüze, ivme-ölçer cihazlardan sağlanan tüm sayisal verilere erişmek mümkündür. Dosya adları; tarih(yyyyaagg)+zaman(sadksn)+istasyon kodu (1201) (Ör:20030501002704_1201) şeklinde oluşturulmuştur. Veriler, ASCII formatında sunulmaktadır (Şekil 9). 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 (Şekil 9). 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. Şekil 9. Veri Formatı (ASCII) Güncel olarak, TR-KYH Gözlem Ağı Veri Tabanında 5087 depreme ait 17.180 ivme kaydı, internet üzerinden tüm araştırmacıların hizmetine sunulmaktadır. Son yıllardaki cihaz sayısının artışına paralel olarak kayıt sayısının da belirgin bir şekilde arttığı görülmektedir (Şekil 10).
5. WEB SAYFASI Şekil 10. Yıllara göre kayıt sayısındaki artış. 1976 yılından günümüze kadar kaydedilmiş olan tüm depremlerin sayısal ivme verileri http://kyh.deprem.gov.tr adresindeki veri tabanından tüm araştırmacıların ve bilim dünyasının hizmetine sunulmaktadır (Şekil 10). 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 4.5 olan depremler için bazı kuvvetli yer hareketi parametrelerinin de hesaplandığı raporlar sürekli olarak güncel tutulmaktadır. Şekil 11. Web sayfası görünümü.
6. PROJELER TR-KYH tarafından yürütülen projeler ve kapsamları aşağıdaki tabloda verilmiştir (Tablo 1). Tablo 1. Projeler ve kapsamları. PROJE ADI KAYNAK AÇIKLAMA DURUMU Türkiye nin Ulusal Kuvvetli Yer Hareketi Kayıt Sisteminin Genişletilmesi ve Yoğun Yerel Ağların Kurulması Projesi İzmir Metropolü İle Aliağa Ve Menemen İlçelerinde Güvenli Yapı Tasarımı İçin Zeminin Sismik Davranışlarının Modellenmesi Ulusal Kuvvetli Yer Hareketi Veri Tabanının Ulusal Standartlara Göre Derlenmesi Shake Map Uygulaması İstasyonların Zemin Parametrelerinin Belirlenmesi Network ve Genlik Tabanlı Erken Uyarı ve Alarm Sistemlerinin Geliştirilmesi (GETAlarm) (Pilot Çalışma) NATO TUBİTAK TUBİTAK UDAP UDAP UDAP Proje kapsamında, BYT-NET( Bursa, Yalova Net) ve MAT-NET ( K.Maraş, Hatay, Gaziantep, Osmaniye Net) Yerel Ağları kurulmuştur. İzmir Metropol Alanında 16 adet ivme-ölçer istasyonu kurulmuş, bu istasyonlara ait MASW ölçümleri ile İzmir Metropol sınırları ile Aliaga ve Menemen ilçelerini de kapsayacak sekilde, zemin hakim periyotları ile ivme büyütme degerlerinin elde edilmesine yönelik miktotremör ölçümleri yapılmıştır. 1976-2007 yılları arasındaki 3000 olay ve 4600 ham data windows tabanlı USDP (Utility Software for Data Processing) yazılım paketi ile işlenmiş ve internet sayfası veri tabanında araştırmacılarla paylaşılmıştır. Ayrıca proje kapsamında 238 adet istasyonun zemin parametreleri belirlenmiştir. M 4.0 olan depremlerden hemen sonra otomatik olarak PGA, PGV, Şiddet ve PSA parametrelerine dayalı tahmini haritalar üretilebileceği gibi ölçülmüş gerçek ivmelerden de bu parametreler haritalanacaktır. Zemin bilgileri eksik olan istasyonların MASW ve REMİ yöntemleriyle ölçümleri yapılarak Vs,30 değerleri, zemin hakim peryodu bulunacak ve AFAD formatında istasyon zemin formları oluşturulacaktır. Pilot bölge olarak Hatay-K.Maraş arasında kalan ve DAFS boyunca uzanacak olan bölge seçilmiştir. Projeye göre o yörede bulunan 48 istasyona ek olarak 5km aralıklı 10 yeni istasyon daha kurulacaktır. Tamamlandı Tamamlandı Tamamlandı Devam Ediyor Başlangıç Aşamasında Başlangıç Aşamasında EPOS (European Plate Observing System) Avrupa Birliği EPOS Projesi ile, European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI) tarafından öncelik verilmiş olan yerbilimleri alanında yapılmış tüm araştırma ve mevcut verileri birleştirmeyi planlayan multidisipliner bir yapı kurmak amaçlanmaktadır. Ekim-2015 de başlayacak