10
05.05.2014 YALOVA İLİ, ÇINARCIK İLÇESİ, KOCADERE BELDESİ POTANSİYEL FAYLARI ARAŞTIRMA PROJE TEKLİFİ Proje Yöneticileri: Setenay AYDIN ve Ömer Burak ÖZDEMİR Proje Danışmanı: Prof. Dr. Ali Osman ÖNCEL İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ OLASI DİRİ DEPREM FAYLARININ ARAŞTIRILMASI

Saha Sismolojisi: Proje Teklifi Yazmayı Öğreniyorum

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Saha Sismolojisi: Proje Teklifi Yazmayı Öğreniyorum

05.05.2014

YALOVA İLİ, ÇINARCIK İLÇESİ, KOCADERE BELDESİ POTANSİYEL FAYLARI ARAŞTIRMA PROJE TEKLİFİ

Proje Yöneticileri: Setenay AYDIN ve Ömer Burak ÖZDEMİR Proje Danışmanı: Prof. Dr. Ali Osman ÖNCEL

İSTANBUL

ÜNİVERSİTESİ OLASI DİRİ DEPREM FAYLARININ ARAŞTIRILMASI

Page 2: Saha Sismolojisi: Proje Teklifi Yazmayı Öğreniyorum

ÖZET

Çalışma yapılacak alan incelendiğinde; Yalova (Armutlu Yarımadası) sınırları içerisinde

Paleozoyikten günümüze kadar farklı dönemleri gösteren kaya türleri yüzeylenmektedir.

Prekambriyen-Alt Paleozoyik (545 myö-251.4 myö) yaşlı olduğu tahmin edilen amfibolit,

amfibol şist, granit, metavolkanitlerden meydana gelen, Pamukova Metamorfitleri

(Metamorfoz etkisinde kalarak oluşan kayaç) alanın temelini oluşturmaktadır (Şekil 1.).

Neotektonik (Herhangi bir bölgede meydana gelmiş olan son tektonik rejim değişikliğinden

günümüze kadar geçen zaman içerisindeki tektonizmanın tümüne birden neotektonik denir.).

Dönem oluşumlarından en önemli yapısal unsur Kuzey Anadolu Fayı (KAF) Armutlu

Yarımadası'nda kuzey-güney olmak üzere iki parçaya ayrılmaktadır. Kuzey kol İzmit -

Adapazarı güzergahını izleyerek Marmara Denizine uzanmaktadır. Yalova Yöresi'nde, kabaca

Doğu-Batı doğrultusunda Marmara Denizi çukurluklarını izleyerek batı yönünde devam

etmektedir. Yalova’da neotektonik döneme ilişkin diğer faylar KB-GD ve KD-GB

doğrultusundadır. Hersek ve Laledere Deltaları'nda gözlemlenen aktif faylar Kuzey Anadolu

Fayı içerisinde yer almakta olup dönem dönem kuvvetli depremler üretir (Akartuna, 1968,

Güncüoğlu, 1990). Çalışma yapılacak bölge, 1992 yılında hazırlanan Ulusal Deprem Tehlike

Haritasında 1. derece deprem bölgesi olarak gösterilmektedir (Şekil 2.). Çalışma alanını içine

alan Yalova-Çınarcık bölgesi aktif faylar bakımından zengin olduğundan yapılacak

çalışmanın önemi çok büyüktür.

Şekil 1. Yalova ili Jeoloji, fay haritası

(MTA, 2014)

Şekil 2. Yalova ili depremsellik haritası

(AFAD, 1992).

Bu projedeki hedef MTA Jeoloji Dairesi Başkanlığında çalışan ve Türkiye Diri Fay Haritasını

hazırlamakla görevlendirilmiş jeologlar tarafından yapılan gözlemsel ve yüzeysel

çalışmalarda potansiyel gizli veya gömülü fay olarak resmi diri fay haritasında işaretlenmiş

Page 3: Saha Sismolojisi: Proje Teklifi Yazmayı Öğreniyorum

iki olası fayın gerçekte olup olmadığı, derinlik, atım v.b. gibi karakteristik özelliklerinin

belirlenmesidir. Sorunun çözümlenmesi için 2 farklı proje teklifi hazırlanacaktır. İlk teklif

Sismik Yansıma ve Multi Elektrot birlikte uygulanıp, Jeoloji desteği ile de sondaj kuyuları

açılarak elde edilen verilerin birleştirilmesi ve yorumlanması ile fayları belirlemektir. Diğer

bir teklif ise SP ve Sismik Kırılma, Yer Radarı ve Wenner dizilimleri kullanılarak fayı

belirlemektir. İki teklif arasında fiyat ve verim farkı bulunmaktadır. Tercihe göre seçilen

teklifin uygulaması yapılacaktır.

Çalışma alanında gizli veya gömülü olabilecek olası fay araştırmasında öncelikle bölgenin

Jeolojik incelemesi yapıldığı eğer ortam kayalıksa ve varsa fay aynası gözlemlenmeye

çalışıldığı için sondaj bilgisiyle bu teoriler desteklenmeye çalışılacaktır.

ÇALIŞMANIN AMACI

Problem var olduğu düşünülen ve MTA Yerbilimleri Portalı üzerinden uzunlukları yaklaşık

486 m ve 410 m olarak ölçülen iki olası fay hattının gerçekte var olup olmadığını ve eğer var

ise karakteristiklerini belirlemektir. Bu çalışmanın amacı, bir yerleşim alanına açılmamış ve

sit alanı özelliği taşıyan bu bölgede bundan sonra yapılacak her türlü yapıyı yerleşime

açılacaksa faylı zeminden uzak ve varlığına göre inşa etmek ve şuan üzerinde ruhsatsız yapı

bulunuyorsa önlem almaktır. Araştırmanın diğer bir amacı ise, deprem bölgesi olan bu alanda,

yakın mesafeden geçen diri faylardan birinde deprem meydana geldiğinde, fayların

tetiklenmesi söz konusu olursa gizli ya da oluşmamış fay düzlemleri ile birleşme riski gibi

incelemelere öncülük etmesidir.

YÖNTEM VE METODLAR

Söz konusu arazide yapılacak araştırmalar için 2 farklı proje teklifi hazırlanmıştır.

İlk Uygulama (Sismik Yansıma+Multi Elektrot+ Sondaj Kuyusu)

Sismik Yansıma: Yeraltına kaynak olarak verilen dalgaların arz içindeki yapı sınırları ve

malzemelerden yansımalarını ölçmektedir. Yeraltında bulunan stratigrafik enkesitlerin

oluşturulmasında en önemli yöntemlerden birisidir. Tabaka ara yüzeylerinden yansıma

geometrisi ve sismik dalga enerjisi, kaya ve sedimanların fiziksel özellikleri gibi bilgiler

sağlanır. Sismik yansıma da katlama olabildiği için sinyaller üst üste biner ve veri kaliteli bir

şekilde elde edilir (Milsom ve Eriksen, 2011).

Page 4: Saha Sismolojisi: Proje Teklifi Yazmayı Öğreniyorum

Şekil 3. Sismik Yansıma, Multi elektrot ve Sondaj Kuyularının yerleri.

Aşağıda yöntemlerle ilgili bilgi verilecektir.

Multi elektrot: Bu sistem toprak direnci ve toprak altındaki cisim veya bilinmeyen cisimlerin

elektriksel akülenme zamanını ölçerek sonuca ulaşan Rezistivite yönteminin bir setten fazla

elektrot kullanılarak yapılabilmesini sağlayan otomatikleştirilmiş bir yöntemdir.

Sistemde elektrotlar klasik yöntem yani 4 adet elektrodun elle değiştirilmesi

yerine kullanılmakta olan çoklu elektrot kabloları tarafından yönlendirilerek bir çok

noktadan veri alınabilmesi özelliği geliştirilmiştir. Sinyal ilerledikçe derinlikle birlikte azalan

bir üçgen şeklini alır (Jeosist, 2014).

Sondaj Kuyusu: Yer yüzeyinden derine doğru delik açarak inceleme imkanı sunan bir

yöntemdir. Sondaj kuyusu derinliği 20 metre ana kaya+10 metre=30 metre Rotary sondaj

olarak belirlenmiştir.

Sismik Yansıma için 24 kanallı Geometrics marka cihaz ve waterproof jeofonlar tercih

edilecek, jeofon frekansı arazinin doğal frekansı ölçüldükten sonra belirlenecektir. Multi

Elektrot için 48 elektrot (ESC SYSTEM 48 Elektrotlu (Multi Electrot) Rezistivite & IP

Cihazı), Sondaj derinliği ise 0-20 metre arası kayalarda karotlu sondaj yapılması için 30 metre

seçilmiştir. Bu yöntemler kullanılırken tercih edilecek yöntem tahmini fayların devamlılığı

kesin olarak bilinmediği için eldeki verinin uç noktalarından biraz daha dışarıdan başlayarak

Page 5: Saha Sismolojisi: Proje Teklifi Yazmayı Öğreniyorum

ve bitirerek inceleme yapmak olacaktır. Bir fay için, düzlem boyunca karşılıklı biçimde her

iki uçta sondaj kuyusu açılacaktır. Bu şekilde fayların iki yanındaki formasyonlar

incelenebilecek, derinlik boyunca malzeme dizilimlerindeki değişim takip edilebilecektir. Bir

doğrultu boyunca yapılan sondajlardan, iki sondaj noktasından geçecek şekilde Sismik

Yansıma ve Multi Elektrot profilleri eş zamanlı geçirilerek aradaki değişimlerde

görülebilecek ayrıca sondaj bilgisiyle birlikte fay sınırları belirlenmiş olacaktır. Aynı işlem

fayın diğer ucunda da yapılacak 486 m olduğu düşünülen fay için arada 7 tane daha sismik

yansıma profili atılacaktır. Sismik yansıma verisini kontrol etmek amacıyla veriyi

sağlamlaştırıp karşılaştırma yapabilmek için aynı profil üzerinden geçen şekilde görüldüğü

gibi birer boşluk bırakarak 5 tane Multi Elektrot dizilimi yapılacaktır (Şekil 4.). Bir diğer fay

için (410 m) aynı işlemler tekrarlanacak ancak fayın boyu diğer faya göre kısa olduğundan

Sondaj araları dahil 8 adet Sismik Yansıma profili açılacaktır. Bu fay için kenarlardan 1

ortada 2 boşluk bırakılarak 4 tane Multi Elektrot profili atılacaktır. Multi Elektrot dizilimleri

maliyeti düşürmek amacıyla ve Sismik Yansıma yanında yardımcı yöntem olduğu için daha

az sayıda tutulmuştur.

BİRİNCİ PROJE İÇİN İŞ-ZAMAN PLANI

Şekil 4. Uygulanan işlemler- İş günü Gantt Şeması.

**Olabilecek çeşitli aksaklıklar (aletsel, kişisel ölçüm hataları, arazi engelleri vs) göz önüne

alınarak 8 günde bitirilmesi planlanan işler için toplam 10 günlük iş bitiş verilmektedir.

**Her yöntemde farklı işçilerin çalıştığı düşünülmekte işlemler aynı anda yürütülmektedir.

0 2 4 6 8 10

Sondaj İşlemleri

Sismik Yansıma

Multi Elektrot

İş Günü

Page 6: Saha Sismolojisi: Proje Teklifi Yazmayı Öğreniyorum

Bütçe*

TABLO 1: PROJE BÜTÇE VE BİLGİLERİ

PROJE DANIŞMANI: Prof. Dr. Ali Osman Öncel

ÜNİVERSİTESİ: İstanbul Üniversitesi

PROJE ADI: YALOVA İLİ, ÇINARCIK İLÇESİ, KOCADERE BELDESİ

POTANSİYEL FAYLARI ARAŞTIRMA PROJE TEKLİFİ

PROJEYİ YÖNETİCİLERİ: SETENAY AYDIN, ÖMER BURAK ÖZDEMİR

BÜTÇE

UYGULAMAYA YÖNELİK CİHAZ KULLANIM MALİYETLERİ

Sismik Yansıma 9+8=17 (iki fay için) 24 Kanallı 6 Katlamalı

Ortak Derinlik Noktası (CDP) (24 kanallıda

birim fiyat %50 artar).

Multi Elektrot 5+4=9 (iki fay için) 48 Elektrotlu Çoklu

Dizilim

Sondaj Kuyusu 4+4=8 (iki fay için) Ana Kaya+10 m Karotlu

Rotary Sondaj

ULAŞIM

Dizel (RENAULT KANGOO MULTİX)

Sondaj / CPT Makinesi ve Ekipmanı Nakli

(Gidiş/Dönüş)

Gidiş+Dönüş=2*56=114 TL

325+(2.9*72)=533 TL

TOPLAM =74.837 TL

**Bu hesaplar %96 verimi elde etmek amacıyla yapılmıştır daha detaylı sonuçlar elde

edilmek istenirse Yansımada katlama sayısı, Multi Elektrotta elektrot sayısı arttırılarak

yeniden teklif hazırlanabilir.

İkinci Uygulama SP+Sismik Kırılma+Wenner+Yer Radarı

Sismik Kırılma: Mühendislik çalışmalarında; zeminlerin elastik parametrelerinin

bulunmasında, kayaç kalınlığının ve ana kaya derinliğinin tayininde, zemin

sınıflandırılmasında, dayanım ve dayanıklılık belirlenmesinde sismik kırılma yöntemleri çok

başarılı bir yöntemdir. Bunun yanında ara kesitlerdeki süreksizlikler, kırık ve çatlak sınırları,

yer altında bulunan boşluklar da sismik kırılma çalışmasıyla ortaya konulabilmektedir (Field

Geophysics).

Page 7: Saha Sismolojisi: Proje Teklifi Yazmayı Öğreniyorum

Şekil 5. Uygulanan Wenner, Sismik Kırılma, Yer Radarı ve Sp’nin yerleri.

Uygulanacak yöntemlerle ilgili bilgiler aşağıda verilmektedir.

SP ( Doğal Potansiyel Yöntemi): Doğal elektrokimyasal durumların meydana getirdiği arz

içi akım akışının kendi doğal alanını ölçen bir yöntemdir. Fay ve kırık süreksizliklerinin

belirlenmesinde kullanılmaktadır (Telford).

Wenner: Bu dizilim yanal değişimlere çok daha duyarlıklı olduğundan jeolojik malzemelerin

yanal değişimlerinin izlenmesinde öngörülen bir yöntemdir. Bu nedenle artan her bir elektrot

aralığı için yanal kayma ile aynı anda derinliklerde araştırılmış olmaktadır (Keçeli, 2012).

Yer Radarı: Bu yöntem oldukça geniş bir uygulama alanına sahiptir. Başlıca yüzeye yakın

stratigrafik malzemelerin ortaya çıkarılmasında, yeryüzüne yakın jeolojik modellerin

belirlenmesinde fay ve kırık gibi süreksizliklerin haritalandırılma işlemlerinde, yeraltı boşluk

aramalarında yeraltı su seviyesinin tayininde yer yüzüne yakın sıvı hidrokarbon aramalarında

ve daha birçok alanda kullanılmaktadır (Telford ve diğ., 1998).

Sismik Kırılma için 24 kanallı Geometrics marka cihaz kullanılacak, yerin doğal frekansına

uygun jeofonlar tercih edilecek ve jeofon aralıkları 1-5 m arası karşılıklı atış S dalgası dahil

seçilecektir. Sismik kırılmada son vuruşlarda offset aralığı uzak offset olacak ve bu şekilde

tüm profiller için daha derinlerin taranması sağlanacaktır. SP dizilimleri Sismik Kırılma

dizilimleri ile çakıştırılacak elde edilen verilerden profil atılan doğrultuda daha çok bilgiye

sahip olunabilecektir. Wenner dizilimleri (gradien yöntemi) her bir profil için 2 baş noktalara

yakın 1 orta nokta da seçilerek diğer profille birlikte 6 adet serim yapılacaktır. Yüksek

Page 8: Saha Sismolojisi: Proje Teklifi Yazmayı Öğreniyorum

özdirençler arasında düşük özdirenç değeri ölçülür ise bu fay zonundaki herhangi bir çatlaktan

bir su çıkışı olarak anlaşılacaktır. Yer Radarı çalışmasında (Zond 12 Marka 38 Mhz 25-35

metre) ana kayayı 20 m kabul ettiğimiz için çalışmamız derin odaklı çalışma olarak kabul

edilmiş bu nedenle antenin frekansı düşük seçilerek derinlere kadar mevcut yapıların

taranması hedeflenmiştir. Bu radar incelemeleri Wenner dizilimlerinin üstünden geçecek

şekilde yine 3 profil boyunca yapılacak 2 fay hattıyla 6 profil radar incelemesi elde edilmiş

olacaktır. İnceleme alanındaki kırıklı yapıları ve çatlakları analiz etmek amacı ile 2 boyutlu

tomografik kesitler elde edilmeye çalışılacaktır. Bu şekilde iki kenar bir orta noktalarda 4

yöntem üst üste binecek hata oranı azalacaktır.

İKİNCİ PROJE İÇİN İŞ-ZAMAN PLANI

Şekil 6. Uygulanan işlemler- İş günü Gantt Şeması.

**Olabilecek çeşitli aksaklıklar (aletsel, kişisel ölçüm hataları, arazi engelleri vs) göz önüne

alınarak 3 günde bitirilmesi planlanan işler için toplam 5 günlük iş bitiş verilmektedir.

**Her yöntemde farklı işçilerin çalıştığı düşünülmekte işlemler aynı anda yürütülmektedir.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Yer Radarı

Sismik Kırılma

SP

WENNER

İş Günü

Page 9: Saha Sismolojisi: Proje Teklifi Yazmayı Öğreniyorum

Bütçe*

TABLO 2: UYGULAMAYA YÖNELİK CİHAZ KULLANIM MALİYET BÜTÇESİ

Sismik Kırılma 9+8=17 (iki fay için) 24 Kanallı Jeofon aralığı 1-5

metre Karşılıklı atış S dalgası dahil (24 kanallıda

birim fiyat %50 artar).

SP 9+8=17 (iki fay için)

Wenner 3+3=6 (iki fay için)

Yer Radarı(GPR) 3+3=6 (iki fay için) Derin (10-50 m) (Merkezi

anten frekansı<50 MHz)

ULAŞIM

Dizel (RENAULT KANGOO

MULTİX)

**(Cihazlar araç yardımı ile taşınabilir

artı bir taşıma maliyeti gerekmez).

Gidiş+Dönüş=2*56=114 TL

TOPLAM =24.000

**Bu hesaplar ~%65 verimi elde etmek amacıyla yapılmıştır.

SONUÇ

Projeden elde edilmesi beklenen sonuçlar henüz bir yerleşim alanına açılmamış ve sit alanı

özelliği taşıyan bu bölgede bundan sonra yapılacak her türlü yapıyı -yerleşime açılacaksa-

faylı zeminden uzak tutmak, yakın çevresinde fayın varlığına göre inşaa etmek ve şuan

üzerinde ruhsatsız yapı bulunuyorsa önlem almaktır. Fayların bir deprem sırasında aktif hale

gelmesi ile oluşturabileceği hasar odak-fay mekanizmaları hiposantr ve izdüşümü episantrın

yerleşim yerlerine etkisi araştırmaları -gerekli görülürse- bu çalışmadan sonra yapılabilir.

Eğer faylar ciddi anlamda tehlike arz ediyorsa sismometreler yerleştirilebilir ve istasyonlardan

sürekli takibi yapılabilir.

KATKI BELİRTME

Proje Teklifinin hazırlanmasında deneyim, yardım ve rehberliklerini bizlerden esirgemeyen Mehmet

ABİDİN ve Refik Hakkı ERKAL’a katkılarından dolayı teşekkür ederiz. Proje teklifinde kullanılan

haritaların oluşturulmasında Yerbilimleri Harita Görüntüleri ve Çizim Editörü kullanılmıştır.

Page 10: Saha Sismolojisi: Proje Teklifi Yazmayı Öğreniyorum

KAYNAKLAR

YALOVA KENT MÜZESİ, İlin Jeomorfolojik Durumu (online),

http://www.yalovakentmuzesi.gov.tr/KentDetay_TR/KentDetayHtm/DO%C4%9EA%20VE%

20CO%C4%9ERAFYA/ilin%20Topo%C4%9Frafyas%C4%B1%20ve%20Jeomorfolojik%20

Durumu/ilin%20Topo%C4%9Frafyas%C4%B1%20ve%20Jeomorfolojik%20Durumu.htm.

[Ziyaret Tarihi: 04.05.2014].

JEOSİST, Çoklu elektrotlu toprak direnci ve akülenme süresi ölçümüyle tomografi (

resimleme ) sistemleri (online), http://jeosist.com/Multielectrode.aspx. [Ziyaret Tarihi:

04.05.2014].

Keçeli, Ali, 2012, Uygulamalı Jeofizik, Hermes Tanıtım Ofset Ltd. Şti., Ankara, s.134.

Sismik Kırılma Yöntemi (online), http://ajeoloji.com/tr/sismik.pdf. [Ziyaret Tarihi:

04.05.2014].

John J. Milsom, Asger Eriksen, 2011. Field Geophysics, 314 pp.

W. M. Telford , L. P. Geldart , R. E. Sheriff , 1998. Applied Geophysics, 751 pp.