UDAP-Ç-13-06 TÜRKİYE SİSMİK TEHLİKE HARİTASININ REVİZYONU PROJESİ 1. Ara Toplantı – 26 Aralık 2013 – MTA – Ankara İP3: Yer Hareketi Tahmin Denklemleri (YHTD) ve Epistemik Model Belirsizliği için YHTD Mantık Ağacı Uygulaması Ö. Kale – S. Akkar – A. Yakut – U. Çeken

YHTD’lerin seçiminde izlenecek yolun akış şeması İçerik YHTD’lerin seçiminde izlenecek yolun akış şeması Kuvvetli yer hareketi veri tabanı İyi performans gösteren YHTD’lerin belirlenmesi Olasılıksal sismik tehlike hassaslık analizleri Nihai mantık ağacı uygulaması Ö.Kale

YHTD’lerin Seçiminde İzlenecek Yolun Akış Şeması Ö.Kale

YHTD’lerin seçiminde izlenecek yolun akış şeması Ö.Kale

Kuvvetli Yer Hareketi Veri Tabanı Ö.Kale

Türkiye veri tabanı Toplam 1092 yatay ivme kayıt çifti. Problem: kaya zemin (VS30>800 m/s) sert zemin (360<VS30≤800 m/s) yumuşak zemin (180<VS30≤360 m/s) gevşek zemin (VS30≤180 m/s) Toplam 1092 yatay ivme kayıt çifti. Problem: Mw 6.0-7.0 aralığındaki kayıtların sayısı oldukça azdır, Yakın mesafe (RJB 0-20 km) kayıtlarının sayısı oldukça azdır, Aynı zamanda Mw 7.0 üzerinde sınırlı sayıda kayıt vardır. Çözüm: Türkiye ile benzer sismotektonik (sığ aktif yerkabuğu depremleri) özelliklere sahip olduğu bilinen Yunansitan, İtalya ve Kaliforniya veri tabanları da çalışmaya dahil edilmiştir. Ö.Kale

Genişletilmiş veri tabanı TR: Türkiye – GR: Yunanistan – IT: İtalya – CA: Kaliforniya N=1092 N=233 Genişletilmiş veri tabanı TR, GR, IT ve CA kayıtlarından oluşmaktadır. TR kataloğu EMME projesinden; GR ve IT deprem katalogları RESORCE veritabanından, CA kataloğu NGA-West2 projesinden alınmıştır. CA verisi yakın mesafe ve büyük magnitüdlü kayıtların sayısını ciddi biçimde artırmıştır. N=961 N=4532 Ö.Kale

Genişletilmiş veri tabanı: Mw-RJB kümeleri Mw-RJB kümeleri YHTD’lerin daha spesifik aralıklarda değerlendirilmesine olanak sağlamaktadır. Genişletilmiş veri tabanındaki Mw>6 ve RJB<80 km olan kayıtların sayılarındaki artış göze çarpmaktadır. Mw>7.0 ve RJB<80 km kümelerindeki kayıt sayılarıdiğer kümelerdekilere göre hala düşüktür. Türk veri tabanına göre mevcut durumdaki kayıt sayısının Mw>7.0 ve RJB<80 km kümeleri için 2-3 kat artmış olması çalışmanın güvenilirliğini artırmaktadır. Ö.Kale

İyi Performans Gösteren YHTD’lerin Belirlenmesi Ö.Kale

YHTD ön seçim ve veri bazlı seçim yöntemleri Ön seçim yöntemleri Cotton vd. (2006) Bommer vd. (2010) Veri bazlı seçim yöntemleri Nash ve Sutcliffe Etkinlik Katsayısı (NSE; Nash ve Sutcliffe, 1970) Olabilirlik (LH; Scherbaum vd., 2004) Logaritmik Olabilirlik (LLH; Scherbaum vd., 2009) Öklid Uzaklığına Bağlı Sıralama (EDR; Kale ve Akkar, 2013) Ö.Kale

Aday YHTD’lerin genel özellikleri Sığ aktif yerkabuğu depremleri meydana gelen bölgeler için türetilmiş denklemler. Toplamda 12 adet yerel ve ithal yer hareketi tahmin denklemi Ö.Kale

Aday YHTD’lerin genel özellikleri Dalma-batma bölgeleri için türetilmiş denklemler. Türkiye için türetilmiş dalma-batma bölgesi tahmin denklemi bulunmamaktadır! Toplamda 7 adet ithal yer hareketi tahmin denklemi Ö.Kale

YHTD’lerin seçilen periyot bandındaki performansları YHTD’lerin performansları; Genişletilmiş veri tabanının tamamı kullanılarak, Ülke bazlı veri tabanları kullanılarak, Veri tabanının fay tiplerine göre ayrıştırılmasından elde edilen alt veri grupları kullanılarak değerlendirilecektir. Ö.Kale

YHTD’lerin Mw-RJB kümelerindeki performansları YHTD’lerin genişletilmiş veri tabanı kullanılarak oluşturulan Mw-RJB kümelerindeki performansları değerlendirilecektir. Ö.Kale

YHTD’lere ait trellis şekilleri Tepki spektrumu Mesafe ölçeklendirmesi Magnitüd ölçeklendirmesi trellis şekilleri kullanılacaktır. Trellis şekillerinin kullanılmasının ana amaçları: YHTD’lerden elde edilen spektral genlikler arasından aykırı tahminleri saptayabilmek, YHTD mantık ağacı uygulamaları için epistemik belirsizliği yakalayabilmektir. Ö.Kale

Olasılıksal Sismik Tehlike Hassaslık Analizleri Ö.Kale

OSTA’da Epistemik Belirsizliğin Hesaba Katılması Olasılıksal sismik tehlike analizlerinde (OSTA) epistemik belirsizlik YHTD mantık ağacı uygulaması ile dikkate alınır. Buna ek olarak YHTD’lerdeki rassal değişkenliğin de OSTA’da hesaba katılması gerekir. Klasik sismik tehlike analizleri: Rassal değişkenlik YHTD’lerde mevcut olan artıkların standart sapmasıyla ifade edilir ve logaritmik alanda normal dağılım gösterir. Rassal değişkenlik ±3 standart sapma aralığında model tahminleri elde edilerek dikkate alınır. Model içi belirsizliğin dikkate alındığı sismik tehlike analizleri: Petersen vd. (2008) mevcut yönteme göre rassal değişkenliğin etkisinin sonuçlar üzerine tam olarak yansıtılamadığı kanısına varmışır. Bunun sonucunda şekilde en sağ panelde gösterildiği gibi rassal değişkenlik YHTD içi değişkenlikler hesaplanarak dikkate alınmıştır. YHTD içi değişkenlikler için en güncel çalışma Al Atik ve Youngs (2013) çalışmasındaki yöntemdir. gnd: medyan değer; dgnd: model içi değişkenlik [Petersen vd. (2008)’ten alınmıştır]. Ö.Kale

Sismik Tehlike Hassalık Analizi Yöntemi (Kale 2014) En iyi performans gösteren denklemler seçilir (genelde 2 veya 3 denklem) ve bunlara kabul edilebilir ağırlıklar atanarak mantık ağacı uygulamaları elde edilir. Şekilde Grup-1 bu 2 veya 3 denklemden oluşmakta ve LT#1, LT#2 ve LT#3 bu denklemlere farklı ağırlıklar atanmasıyla oluşturulan mantık ağacı uygulamalarını temsil etmektedir. Grup-1’de seçilen ana denklemlere yeni bir denklem eklenerek farklı bir grup daha oluşturulmakta ve bu grup içindeki denklemlere de farklı ağırlıklar verilerek farklı mantık ağacı uygulamaları elde edilmektedir. Şekilde bu yolla elde edilmiş 4 YHTD grubu ve bunlara ait toplamda 12 adet farklı mantık ağacı uygulaması gösterilmektedir. Ö.Kale

Node structure of logic-tree application Seçilen bir saha için 12 farklı mantık ağacı uygulamasından elde edilen tehlike eğrileri Her bir yıllık aşılma oranı için spektral ivmelerin µ ve  değerleriyle lognormal dağılıma uyduğu kabul edilir. Spektral ivmeler dağılımın medyan (µ) değerine göre normalize edilir: her bir saha için 12 adet normalize edilmiş (SA/SAmedyan) değeri elde edilir. Seçilen yıllık aşılma oranına göre pilot bölgedeki bütün sahalar için normalize edilmiş mantık ağacı uygulaması sonuçları değerlendirilir. Ö.Kale

Sismik Tehlike Hassalık Analizi Yöntemi (Kale 2014) Verilen bir spektral ordinat ve tekrar periyodu için Upper and lower sigma Her bir nokta seçilen yıllık aşılma oranı ve mantık ağacı uygulaması için farklı sahalardaki normalize edilmiş spektral değerleri göstermektedir. OK Eğer normalize edilmiş ivmeleri gösteren noktalardaki saçılım birim değer etrafında ise ilgili mantık ağacı uygulamasındaki denklemlerden herhangi biri tehlike sonuçlarını domine etmemektedir. Yöntem belirli bir YHTD’nin tehlike sonuçlarını yönlendirmesini önleyen YHTD ağırlıkları saptamamıza olanak sağlamaktadır. Ö.Kale