ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
DEPREM KÖKENLĠ TABAN AKIMI DEĞĠġĠMLERĠNĠN ĠNCELENMESĠ
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Jeofizik Müh. Atakan AġCI
505991050
Anabilim Dalı: Jeofizik Mühendisliği Programı: Jeofizik Mühendisliği
Tez DanıĢmanı: Doç.Dr. Abdullah Karaman
ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
DEPREM KÖKENLĠ TABAN AKIMI DEĞĠġĠMLERĠNĠN ĠNCELENMESĠ
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Jeofizik Müh. Atakan AġCI
505991050
Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 11 Mayıs 2002 Tezin Savunulduğu Tarih : 28 Mayıs 2002
Tez DanıĢmanı : Doç.Dr. Abdullah Karaman Diğer Jüri Üyeleri Prof.Dr. Zekai ġEN (Ġ.T.Ü)
Doç.Dr. Argun KOCAOĞLU (Ġ.T.Ü)
ÖNSÖZ
Bu çalıĢma Ġ.T.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeofizik Anabilim Dalı ‘na, yüksek lisans tezi olarak sunulmuĢtur. ÇalıĢmanın her aĢamasında bilgilerini ve yardımlarını esirgemeyen değerli hocalarım Doç. Dr. Abdullah Karaman, Prof. Dr. Haluk Eyidoğan ve Doç. Dr. Argun Kocaoğlu’na en içten dileklerimle teĢekkür ederim. Ayrıca, sayın Prof. Dr. Zekai ġen’e, tez savunmam sırasında bana vermiĢ olduğu değerli önerilerinden dolayı teĢekkürü borç bilirim.
Atakan ASCI Mayıs 2002
ĠÇĠNDEKĠLER ġEKĠL LĠSTESĠ TABLO LĠSTESĠ ÖZET SUMMARY 1. GĠRĠġ 1 2. TEORĠ 3
2.1 Nehir Akım Verilerinin ToplanıĢı 4
2.2 Nehir Akım Verisi Ve Taban Akım ĠliĢkisi 5
2.3 Çekilme Akım Analizi 7
3. ÇALIġMA ALANI 10
3.1 22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi Depremi 10
3.2 Su Bölümleri 13
3.3 ÇalıĢma Alanının Jeolojisi 17
4. 22 TEMMUZ 1967 MUDURNU VADĠSĠ DEPREMĠNĠN
HĠDROLOJĠK ETKĠLERĠ 18
5. SONUÇLAR VE TARTIġMA 25
KAYNAKLAR 33
TABLO LĠSTESĠ
ġEKĠL LĠSTESĠ
ġekil 2.1: YağıĢ, yeraltı suyu ve nehir akıĢı arasındaki iliĢki 3 ġekil 2.2: Akım ölçer nehir kesitinden saniyede geçen su hacmini ölçer 4 ġekil 2.3: Akım verilerinin ölçüldüğü nehir kesiti belli sayıda parçalara
ayrılır ve her bir parçada akım ölçer ile hız ölçümleri yapılır. 5 ġekil 2.4: Uzun kurak bir yaz sezonuna sahip bir nehir için yıllık akım
hidrografı. 6
ġekil 2.5: Akım hidrografına ait özellikler 7
ġekil 2.6: Yıllık nehir akım hidrografı üzerinden çekilme periyodunun
belirleniĢi 9
ġekil 3.1: Kuzey Anadolu Fay zonu üzerinde son yüzyılda meydana gelmiĢ
depremler 10
ġekil 3.2: Samanpazarı yakınlarında faylanma sonucu oluĢmuĢ graben 11 ġekil 3.3: 22 temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depremi 12 ġekil 3.4: Türkiye 26 su bölümünden oluĢmaktadır. 14 ġekil 3.5: ÇalıĢma alanı içindeki nehirlerin yerlerini gösteren harita 16 ġekil 4.1: Devlet Su ĠĢleri tarafından resmi olarak sağlanan nehir
akım verisi. 20
ġekil 4.2: Sakarya ve Susurluk havzalarına ait 7-yıllık akım verisi 21 ġekil 4.3: Sakarya havzasında 22 Temmuz 1967 depremi sonrası
görülen seviye değiĢimi 22
ġekil 4.4: Sakarya havzasında 22 Temmuz 1967 depremi sonrası
görülen seviye değiĢimi 23
ġekil 4.5: Sakarya havzasına düĢen yağıĢın yıllara göre değiĢimi 24 ġekil 5.1: Normal ve ters faylanma için deprem öncesi, deprem sonrası
etkin gözenekliliğin değiĢimi ve yeryüzünde gözlenen hidrolojik
etkileri 26
ġekil 5.2: Sağ yanal doğrultu atımlı bir faylanma için deprem
öncesi ve deprem sonrası sıkıĢma ve açılma bölgeleri 27 ġekil 5.3: 21 Temmuz 1952 Kern County Depremi, California, için
a) yüzey de b) 5 km derinde deformasyonun değiĢimi
ġekil 5.4: Çekilme katsayısının yıllara göre değiĢimi 28 ġekil 5.5: Nehiri besleyen yeraltı suyunun hidrolik eğiminde meydana
DEPREM KÖKENLĠ TABAN AKIMI DEĞĠġĠMLERĠNĠN ĠNCELENMESĠ
ÖZET
Depremlerin hidrolojik etkileri çok uzun süredir bilinmektedir. Geçen yüzyıl içinde deprem kökenli hidrolojik değiĢimler kuyu hidroliği yardımıyla incelenerek, kuyu-akifer sisteminin deprem anındaki davranıĢı belirlendi. Özellikle son 10 yıldır, nehir su seviyesi ve debi verilerinden de yararlanarak su tutan jeolojik birimlerin deprem öncesi, deprem anı ve sonrasındaki davranıĢlarını belirlemek amacıyla çalıĢmalar yapılmaktadır. Kuyu ve nehir verilerinden yararlanılarak yapılan bu tür çalıĢmalar deprem ön kestirimi ve faylanma mekanizması-sıvı basıncı iliĢkisi hakkında bilgi sağlamaktadır. Ancak Türkiye de nehir verisi dikkate alınarak böyle bir çalıĢma yapılmamıĢtır.
Bu çalıĢmada, 22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depreminin sebep olduğu hidrolojik değiĢimler incelendi. Yeryüzünde meydana gelen hidrolojik etkileri belirlemek üzere Devlet Su ĠĢleri Genel Müdürlüğü tarafından akım yılı Ģeklinde sağlanan nehir akım verileri kullanıldı. Fay zonunu çevreleyen üç havza (Batı Karadeniz, Sakarya ve Susurluk Havzaları) için 17 ölçüm istasyonuna ait nehir debi verileri incelendi. Üç havzadan yalnızca Sakarya havzası içerisinde bulunan 7 istasyona ait nehir debi değerlerinde değiĢim gözlendi. Belirlenen değiĢim, 1967 akım yılı için debi değerlerinde azalım Ģeklinde olup, akım seviyesindeki bu düĢüĢ varlığını deprem anından itibaren 1-2 ay periyodunda sürdürmektedir. Sakarya nehrinin üzerinde bulunan istasyonlarda meydana gelen debideki düĢüĢ, Sakarya nehri kollarında kurulu olan istasyonlardaki düĢüĢten daha belirgindir. Ancak, gözlenen bu değiĢim Muir-Wood ve King (1993)’ün ileri sürdüğü deformasyon değiĢikliği ile açıklanabilecek Ģekilde değildir. Ayrıca, değiĢim gözlenen istasyonların hidrolik iletkenliklerinin değiĢip değiĢmediği çekilme akım analizi uygulanarak araĢtırıldı ve hidrolik iletkenlik değerinin değiĢmediği, ortalama değer civarında olduğu belirlendi.
EXAMINATION OF EARTHQUAKE-INDUCED BASEFLOW CHANGES
SUMMARY
Hydrological responses of earthquakes have been observed for a long time. In the last century, earthquake–induced hydrological changes were examined by well hydrolic studies and well-aquifer system’s behaviour at the time of an earthquake was determined. Especially, since the last decade streamflow data have been used. However, so far there is no study including streamflow data in order to examine poreelastic coupling of hydrologic and seismologic processes.
In this study, baseflow changes of Mudurnu Valley Earthquake of 22 July 1967 were considered. The data have been compiled from the archives of the State Water Affairs (DSI) and officialy provided for this study. The river data gathered from 17 observation stations belong to 3 basins, (Western Blacksea, Sakarya and Susurluk Basins) which surrround the fault zone, were examined. Of the 17 observation stations only 7 stations, which are in Sakarya Basin, show changes in discharge data. The discharge of the river in the earthquake year is found to represent deficit water which lasts 1-2 months. Moreover, the larger the river the bigger the response. The changes on river flow data do not comply with the deformation model of Muir-Wood and King (1993). In order to examine whether the hydraulic conductivity value is changed due to the 1967 Mudurnu Valley earthquake, the recession flow analysis is carried out for stations where there is observed variations onstreamflow data. The hydraulic conductivity value is found to be unchanged, being around average value.
1. GĠRĠġ
Yeni su kaynaklarının ortaya çıkması, var olan su kaynaklarının yok olması ve sıvılaĢma gibi depremlerin yeryüzünde görülen hidrolojik etkileri son 2000 yıldır gözlenmektedir (Manga, 2001a). Geçen yüzyıl içerisinde su kuyularında yapılan çalıĢmalar ile kuyu-akifer sisteminin bir sismometre gibi davrandığı (Cooper ve diğ., 1965), depremlerin odağından binlerce kilometre uzaktaki kuyularda dahi su seviyelerinde değiĢimler yaratabileceği (Vorhis, 1967), ve hatta kuyu su seviyelerinde değiĢimlerin sürekli olabileceği (Roeloffs, 1998) ortaya konmuĢtur. Öyle ki, depremlerin yeryüzünde su kuyularında gözlenen bu hidrolojik tepkisi 17 Ağustos 1999, Gölcük depreminde kırık zonuna yaklaĢık 20 m uzaklıktaki bütün su kuyularında, su seviyesinde, depremden sonra 8 m düĢüĢ gözlenmiĢtir (Karaman ve Karlık, 2000). Ancak, havza ölçeğinde bir gözlem için su kuyularından yararlanılmak istenirse tek kuyu yeterli olmamaktadır, çünkü gözlem kuyusu ile gözlemlenen kısım yeraltı su seviyesinin belli bir bölümünü temsil etmektedir.
Son yıllarda ise kuyu çalıĢmalarına alternatif olarak depremlerin hidrolojik etkileri nehir akım seviyelerindeki değiĢimlerden yararlanarak incelenmektedir. Nehir su seviyelerinde gözlenen deprem ile iliĢkili değiĢiklikler bazı havzalarda etkisini bir yıldan uzun zaman periyodunda göstermekte (Muir-Wood ve King, 1993), ve bazı havzalarda ise değiĢim miktarı yıllık akımın % 20 si kadar olabilmektedir (Rojstaczer ve diğ.,1995).
Brutsaert ve Nieber (1977) nehir akım verilerini ve beslenim alanının bazı jeomorfolojik özelliklerini (nehrin toplam uzunluğu ve beslenim alanı vs.) kullanarak akifer ölçeğinde hidrolik iletkenlik değerini belirlemek amacıyla bir teknik ortaya koydu. Bu teknik Troch ve diğ. (1993) tarafından ortalama akifer derinliğini belirlemek amacıyla geliĢtirildi. Szilagyi ve diğ., (1998) beslenim alanının karmaĢık olması halinde beslenim alanı ölçeğinde hidrolik iletkenliğin ve ortalama akifer derinliğinin bu metot ile sağlıklı bir Ģekilde belirlenebileceğini ortaya koydular. Böylece, nehir akım değerlerinde meydana gelen deprem kökenli değiĢiklikleri açıklamak için iki mekanizma önerildi. Bunlardan birincisi, yeraltı suyunu ileten kayaçların hidrolik iletkenliğinin (K) deprem etkisi ile değiĢeceğini söylerken
(Briggs, 1991; Rojstaczer ve diğ., 1992; Tokunaga, 1999; Sato ve diğ., 2000), ikinci mekanizma ise sıvı basıncı artıĢına bağlı olarak hidrolik seviyenin değiĢtiğini belirtir (Nur, 1974; Muir-Wood ve King, 1993). Örneğin, Rojstaczer ve diğ. (1995) ve Sato ve diğ. (2000), K değerindeki artıĢ miktarının depremden kaynaklanan nehir seviyesindeki artıĢ ile orantılı olduğunu söylerken, Tokunaga (1999) K değerindeki değiĢimin 3.5 kat arttığını belirtmektedir. Brutsaert ve Lopez (1998) 22 nehir üzerinde yaptığı çekilme akım analizi sonucunda akifere ait hidrolik yayınım katsayısının (D), çekilme katsayısı (α) ile doğru orantılı olduğunu ve bu sonuçtan yararlanarak hidrolik iletkenlikteki deprem kaynaklı değiĢim çekilme katsayısındaki değiĢim incelenerek belirlenebileceğini belirtmiĢtir.
10 km ye kadar olan açık çatlaklar (Brace, 1972,1980) ve kıtasal kabukta birkaç km den daha derinde hidrostatik basıncın üzerinde sıvı basıncının bulunması (Sibson,1990) kabukta faylanma sırasında sıvıların etken olduğunu göstermiĢtir. Johnson ve McEvilly (1995) ise deprem oluĢumu ve faylanma mekanizmasında sıvıların ne kadar etkin unsur olduğunu, San Andreas fayı üzerinde yaptıkları çalıĢmada yüksek çözünürlüklü deprem verisi kullanarak değerlendirmeye çalıĢmıĢlardır. Sıvı hareketlerinde ve kimyasında deprem öncesi, deprem anı ve sonrasındaki süreçte geniĢ bir alanda gözlenen değiĢimler (Kissin ve Grinevsky, 1990) deprem ön kestirimi ve faylanma mekanizması-sıvı basıncı iliĢkisi hakkında bilgi sağlamaktadır.
Ancak, Türkiye’de nehir akım verilerinden yararlanarak deprem oluĢumu aĢamasında ve deprem anında ne tür hidrolojik değiĢimler gözlendiğini belirlemek amacıyla böyle bir çalıĢma bu güne kadar yapılmamıĢtır. Bu tez kapsamında, 22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depreminden kaynaklanan taban akım değiĢimleri Devlet Su ĠĢleri Genel Müdürlüğü ve Elektrik ĠĢleri Etüt Ġdaresi tarafından sağlanan nehir akım verileri tarafından yararlanılarak incelendi.
2. TEORĠ
Herhangi bir nehrin beslenim alanına düĢen yağıĢın bir kısmı doğrudan akarsu yatağına düĢer. Yeryüzüne düĢen yağıĢın ise bir kısmı sızar (yeryüzünün en üst seviyesine, genellikle 15 cm kadar, sızar), geriye kalan ise akıĢa geçerek akarsuya boĢalır (yüzeysel akıĢ). Sızan suyun tamamı yeraltına geçemez. Bir kısmı yatay geçirimsiz seviyeler sebebiyle akarsuya katılır (yüzey-altı akıĢı). Üst kısmın nem ihtiyacı karĢılanınca yeraltı suyunun beslenme imkanı ortaya çıkar, ve su süzülerek yer altı suyu rezervuarına eriĢir. Yeraltı suyu rezervuarının akarsuya boĢalımına ise taban akımı (baz akımı) ismi verilir (Dumlu ve Kaya, 1976). Bu duruma göre akarsuya gelen su yüzeysel akıĢ, yüzey-altı akıĢı, ve taban akıĢı Ģeklindedir (Ģekil 2.1).
2.1 Nehir Akım Verilerinin ToplanıĢı
Nehir akım verileri çoğunlukla hidrologlar tarafından hidrolojik çalıĢmalar amacıyla toplanır. Ancak bu veriler baĢka amaçlı çalıĢmalar için de kullanılır (Linsley ve diğ, 1988). Nehir akım verisinden mühendislik amaçlı çalıĢmalarda, depolama ve kullanım için mümkün olan aylık ve yıllık hacim miktarını, nehirdeki en düĢük akım miktarını ve sel baskınlarını engelleyecek yapılar inĢa ederken akıĢ tasarlamak için yararlanılır. Bu nedenle bu veri grubu nehirdeki su seviyesi yada debi Ģeklinde toplanan verilerdir.
Nehirin beslenim alanının çıkıĢında kurulan bir ölçüm istasyonunda nehir akım miktarları kayıt edilir ve zamana karĢı grafiklenirse, üstünde ölçüm yapılan nehre ait akım hidrografı elde edilir. Ölçümler son yüzyıldır Türkiye dahil hemen hemen bütün ülkelerde yapılmaktadır. Verinin toplanma Ģekli aĢağıda anlatıldığı gibidir.
ġekil 2.2 Akım ölçer su hızı ölçümleri için kullanılır (Chow ve diğ, 1988)
Nehir akım verisi, nehir kesitinden birim zamanda geçen su hacmidir. Nehir kesitinden geçen debi ġekil 2.2’ de gösterilen akım hızı ölçer ile ölçülmektedir. Akım ölçer, düĢey ekseni etrafında dönen 6 tane konik kaptan ve her dönüĢü kayıt eden sayaçtan oluĢur. Konik kapların saniyedeki dönüĢ sayısından akan suyun hızı elde edilir. DönüĢ sayısı ile akıĢ hızı arasındaki iliĢki aĢağıdaki gibidir.
V = a + b N (2.1)
V suyun akıĢ hızı ,
N kapların saniyedeki dönüĢ sayısı, b orantı sabiti,
a baĢlangıç hızı (sürtünmeyi yenmek için gerekli ilk hız).
Akım ölçümleri, nehrin ortalama hızının belirlenebilmesi için yeterli noktada hız ölçümü gerektirir. Bu amaç ile ġekil 2.3’ de gösterilen nehir kesiti düĢey parçalara bölünür. Her parçadan geçen su hızı ölçülür. Bir çok nehir yatağı için su yüzeyinden onda-iki (2/10) ve onda-sekiz (8/10) derinliklerindeki su hızı ortalamaları düĢeyde ortalama hızı vermektedir. Nehir kesitinden birim zamanda geçen toplam akım miktarı (debi) ise kesit alanı (m2) ile ortalama hızın (m/sn) çarpımından elde edilir.
Bu nedenle birimi (m3/ sn) dir.
ġekil 2.3 Akım verilerinin ölçüldüğü nehir kesiti belli sayıda parçaya ayrılır ve her bir parçada akım ölçer ile hız ölçümleri yapılır (Linsley ve diğ, 1988)
2.2 Nehir Akım Verisi ve Taban Akımı ĠliĢkisi
Yukarıda anlatılan yöntem ile nehir için bir yıllık akım değeri ölçülür ve grafiklenirse elde edilen akım hidrografında bazı aylarda (Ekim-Nisan) akım değerinin yükselim gösterirken diğer aylarda (Mayıs-Eylül) ise düĢüĢ gösterdiği görülür (ġekil 2.4). Bunun nedeni, akımın yüksek olduğu bu aylar süresince, nehri
besleyen havzanın yağıĢ sonucu beslenmiĢ olması ve nehre akan suyun yeraltı suyu ile birlikte yüzeysel akıĢ ve yüzey-altı akıĢından beslenmesidir. Eğer yağıĢ olmaz ve beslenim durursa, nehir yalnızca yeraltı suyu bileĢeni tarafından beslenir. Eğer herhangi bir beslenim gerçekleĢmezse akiferden nehre akan taban akıĢı azalır ve akiferin nehri besleyemez hale geldiği anda sıfır olur.
Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haz Tem. Ağus. Eylül Ekim Kasım Aralık
Taban akımı
çekilme periyodu
A k ım ( m /s n ) 3ġekil 2.4 Uzun kurak bir yaz sezonuna sahip bir nehir için yıllık akım hidrografı. YağıĢın olmadığı aylarda nehir su seviyesindeki azalım taban akımındaki azalımı gösterir (Fetter, 1994)
Taban akımı besleniminin olmadığı kurak sezonlarda (özellikle yaz aylarında) nehir akımı azaldığı kolaylıkla gözlemlenebilir. Böyle zamanlarda taban akımındaki azalımın bir yıldan diğerine sabit olduğu kabul edilir. Taban akımının bu davranıĢı dikkate alınarak, bölüm 2.3’te anlatılan çekilme akım analizi tekniği ile yeraltı suyu sistemleri incelenmektedir. Bu yaklaĢım nehir akım hidrograflarının yorumlanması (Manga, 2001b) ve akiferin hidrolik özelliklerinin elde edilmesi (Brutsaert ve Lopez, 1998) için kullanılmaktadır. Ayrıca bu teknik, beslenim alanları karmaĢık sistemler olmasına rağmen, beslenim alanı ölçeğinde hidrolojik özelliklerin belirlenmesi amacıyla kullanılabilmektedir (Szilagyi ve diğ., 1998).
2.3 Çekilme Akım Analizi
Nehir ve yüzey akıĢını meydana getiren etkenler farklı olsalar da, bu akıĢ biçimlerine ait hidrograflar benzerlik gösterir ve hidrograf terminolojileri aynıdır. ġekil 2.5’ de bir akım hidrografına ait özellikler gösterilmektedir. Hidrograf üzerinde yağıĢtan sonra akımın baĢlangıcı ve bitiĢi, sırasıyla, A ve E noktaları ile gösterilmiĢtir. Hidrografın Ģekli, tabanı (AE), yükselim kısmı (AB), tepe kısmı (BCD) ve azalım kısmı (DE) tarafından belirlenir.
ġekil 2.5 Akım hidrografına ait özellikler. Hidrografın tabanı (AE), yükselim
kısmı (AB), tepe kısmı (BCD) ve çekilme kısmı (DE) tarafından belirlenir (Kresic,1997)
Hidrografın yükselim kısmını yağıĢın karakteri kontrol eder. Çekilme kısmı ise yükselime sebep olan yağıĢın özelliğinden bağımsızdır. Yüzey akıĢı için D noktası yağıĢtan sonra doğrudan akıĢın durduğu noktadır. Nehir hidrografı için ise taban akıĢının baĢladığı yerdir. Hidrograf üzerinde DE noktası yağıĢın olmadığı zaman periyoduna denk gelir ve bu çekilme kısmının analizi çekilme akım analizi olarak adlandırılır.
Çekilme eğrisinin Ģekli ve karakteri akiferin hidrolik özelliklerine, piezometrik yüzeyin konumuna ve diğer akiferden olan beslenime bağlıdır. Bu nedenle çekilme analizi akifer yapısı hakkında bilgi sağlar. Ġdeal çekilme koĢulları yağıĢın olmadığı uzun aylar süresince ortaya çıkar. Ancak ılıman iklimlerde bu koĢulun sağlanması biraz güçtür. Ilıman iklimlere sahip bölgeler için yapılan çekilme akım analizinde bu mahzuru ortadan kaldırmak ve daha sağlıklı bir değerlendirme yapmak için mümkün
olduğunca farklı yıllara bakmak istenen koĢuldur. Bir yıllık bir veriden yararlanarak değerlendirme yapmak hatalı olabilir, en az 5 yıllık bir ortalama alınmalıdır (Price, 1996). Bu Ģekilde bir yaklaĢım ortalama gerileme eğrisinin çıkarımına izin verir. Nehir akım miktarı ile zaman arasında uygun bir matematiksel iliĢki kurulması halinde, yağıĢın olmadığı bir süre için, akiferden nehire sağlanan su hacmi tahmin edilebilir. Bu bilgi ıĢığı altında çekilme akım analizi, hidrolik çalıĢmalar için uzun süredir kullanılmaktadır (Kresic, 1997). Yüzey akıĢ ve nehir akım hidrograflarında düĢüĢ kısmını tarifleyen matematiksel ifade Boussinesq (1904) ve Maillet (1905) tarafından önerilmiĢtir. Her iki matematiksel ifade de, belirlenen zamandaki akıĢın (Qt ), çekilmenin baĢlangıcındaki akıĢa (Q0) göre durumunu verir.
Boussinesq denklemi hiperbolik bir ifadedir.
Qt = Q0 / (1 + t) 2
(2.2)
Burada, to, çekilmenin baĢlangıç zamanı (genellikle 0 olarak belirlenir), t, akım miktarının (debinin) hesaplanmak istendiği zaman ve t = t – to ‘dır.
Diğer taraftan, Maillet denklemi daha yaygın olarak kullanılır ve üstel bir ifadedir.
Qt = Q0 e- t (2.3)
Her iki denklemdeki , akım katsayısı (ya da çekilme katsayısı) olarak adlandırılır ve akiferin iletimlilik (T) ve depolama (S) gibi özelliklerine dayanır. Mailet denklemi yarı logaritmik olarak çizildiğinde eğimi olan bir doğru verir. Akım katsayısının birimi 1/gün dür. ġekil 2.6’ de verilen hidrograf için Maillet denklemi kullanılarak akım katsayısı () aĢağıdaki gibi hesaplanır. Hidrograf üzerinde çekilmenin baĢladığı ve nehir akımının taban akımı tarafından sağlandığı dönem Temmuz ayı baĢlangıcı ile Haziran ayı sonu olarak gösterilmiĢtir. Akım katsayısını belirlemek için gereken değerler (Qt ,Q0, t, to) grafik üzerinden okunur.
Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Çekilme Periyodu
ġekil 2.6 Yıllık nehir akım hidrografı üzerinden çekilme periyodunun belirleniĢi (Kresic,1997)
(2.3) nolu denklem düzenlenir ve akım katsayısı yalnız bırakılırsa aĢağıdaki denklem elde edilir.
= -(1 /t) * log (Qt / Qo) (2.4)
Grafikten okunan değerler (Qo = 3.5 (m3
/sn), Qt = 2 (m3/sn), t = 54 (gün))
denklemde yerine konulduğunda akım katsayısı hesaplanır. Verilen örnek için akım katsayısı aĢağıdaki gibidir;
= -(1/54) * log ( 2 / 3.5) = 4.5 10-3 (1/ gün)
Akım katsayısının değiĢimi fiziksel anlama sahiptir. Uygulamada akım katsayısı günde 10-2
değerine sahip olduğunda iletimliliği yüksek, geniĢ çatlaklı (karstik akifer olması durumunda karst kanalları) akiferi tariflerken, günde 10-3
değerine sahip olduğunda ise dar çatlakların yada gözenekli bir ortamın bulunduğu ortamda yavaĢ akımı tarifler (Kresic,1997). Yukarıdaki örnekte nehir akıĢına katkıda bulunan akifer gözenekli bir ortama sahiptir.
3. ÇALIġMA ALANI
3.1 22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi Depremi
Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ) Anadolu Bloğu’nu kesen ve uzunluğu 1500 km yi aĢan bir fay zonudur. Doğuda Erzincan Karlıova’dan baĢlayıp Kuzey Anadolu’dan geçerek batıda iki kola ayrılır. Kuzey kolu Hendek-Adapazarı-Ġzmit Körfezi’ni izleyerek Marmara Denizi içinde devam eder. Pamukova kesiminde esas fay hattından ayrılan güney kol ise Ġznik Gölü-Bursa Ovası-Ulubat ve Manyas Gölleri– Gönen Ovası-Çan-Bayramiç-Ezine Üzerinden Ege Havzasına ulaĢır. KAF geçtiği yol boyunca açtığı vadiler, pull-apart (çek-ayır) havzalar ile yüzey jeolojisini Ģekillendirir. Geçen yüzyıl içerisinde de aktivitesini sürdüren KAF zonu üzerinde, 26 Aralık 1939 Erzincan depremi ile baĢlayıp 17 Ağustos 1999 Gölcük depremine kadar devam eden birçok yıkıcı depreme oldu. ġekil 3.1’ de aletsel dönemde meydana gelen bazı depremlerim KAF zonu üzerindeki yerleri, büyüklükleri ve kırılan fay miktarları gösterilmiĢtir.
ġekil 3.1 Kuzey Anadolu Fay Zonu üzerinde son yüzyılda meydana gelmiĢ depremler. Depremlere ait büyüklükler parantez içinde gösterilmiĢtir (Barka ve diğ.,
2000’ den yeniden çizildi)
Erzincan Trabzon SuĢehri Havza Ilgaz Gerede Ankara Ġznik Ġzmit Ġstanbul Karadeniz 1939 1942 1943 1951 1944 1957 1999 Deprem Odağı 26 28 30 32 34 36 38 40 E 1967 (7.1) 1999 (7.4) 1957 (7.0) 1944 (7.3) 1943 (7.3) 1942 (7.1) 1939 (7.8) 1992 (6.8)
Bu zon üzerindeki 22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depremi (ġekil 3.1 de kırmızı ile gösterilen kısım) 7.1 büyüklüğünde olup hidrolojik etkileri yer yüzünde belirgin Ģekilde gözlenmiĢtir (Ambrasseys ve Zatopek, 1969). Deprem sonucu Abant Gölü yakınından baĢlayıp batıda Sapanca Gölü kıyılarına kadar süren, 1-3 km geniĢlikte, 65 km uzunlukta bir fay zonu oluĢmustur. Batıda kırık Adapazarı’nın yaklaĢık 15 km güneybatısındadır. Fayın en doğu bölümündeki 25 km lik bölüm ise daha önceki 1957 deprem kuĢağı içinde kalır. 1967 deprem fayının batıda kalan 40 kilometrelik bölümü ise daha önce herhangi bir faylanmanın olmadığı yerlerde ortaya çıkmıĢtır (Eyidoğan ve diğ., 1991).
Fay boyunca ortalama yer değiĢtirme birkaç santimetreden 190 cm ye kadar değiĢen sağ yönlü bir atım göstermektedir. Yer yer 120 cm’ye varan düĢey atım da gözlenmektedir. Fay zonu boyunca birçok yerde sıvılaĢma olduğu, çatlaklardan çamur fıĢkırdığı gözlenmiĢtir (Ambraseys ve Zatopek, 1969). ġekil 3.2’ de faylanma sonucu oluĢmuĢ 80x200 m lik bir graben gösterilmiĢtir. 1967 depreminde oluĢan fay izi doğu-batı yönünde konumlanmakta ve eğrisel bir geometri göstermektedir. ġekil 3.3 de fayın geçtiği mevkiler ve atım miktarları gösterilmiĢtir.
ġekil 3.2 Samanpazarı yakınlarında faylanma sonucu oluĢmuĢ graben. Fay A ile gösterilen noktadan geçmektedir (Ambrasseys ve Zatopek, 1969)
0 1 0 k m A ba n t G . Ġğ n e ci le r Y eğ en d er e Ç a y k öy T aĢ k e st i Y ar b aĢ ı ġ ab a n la r A k y o k u Ģ S ığ ır lı k öy K u lo ğl u D o k u rc u n S a m a n p az ar ı B el d ib i T a Ģb u ru n K ız ıl b ay ır K a ra pu rç ek A k y az ı B ab a k u la k la r K an lı ça y D e ği rm en d er e A D A P A Z A R I G EV YE D o ğa n ça y S A P A N C A S ap an ca G . N
2
2
T
em
m
u
z
1
9
6
7
M
u
d
u
rn
u
V
ad
is
i
D
ep
re
m
i
20 c m 3 5 0 cm 6 0 c m 11 0 cm 2 0 c m 1 3 0 c m 3 0 c m 7 0 c m 5 0 c m 90 c m 1 40 c m 5 0 cm 23 c m 5 0 cm 2 5 cm 5 0 c m 6 0 c m + F ay la r v e H ar e k et Y ön le ri A lç a la n B lo k la r Y ük se le n B lo k la r S ak ar y a N eh riġekil 3.3 22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depremi. Fay zonunun geçtiği mevkiler ve fay üzerindeki atımlar gösterilmiĢtir (Ergin ve diğ., 1971 ‘den tekrar çizildi).
3.2 Su Bölümleri
Tüm dünyada olduğu gibi Türkiye’de de enerji üretimi, sulama, sel baskınları tahmini, ovaların genel su bilançolarının hazırlanması gibi çeĢitli amaçlar için nehir, çay, dere ve göl su seviye ve debileri ölçülmektedir. Amacına uygun olarak belli noktalarda kurulan istasyonlarda su seviyesi ölçümleri, Devlet Su ĠĢleri (DSĠ) ve Elektrik ĠĢleri Etüt Ġdaresi (EĠEĠ) gibi resmi kuruluĢlar tarafından 1930’lardan beri gerçekleĢtirilmektedir. Elde edilen veriler Amerikan Jeoloji AraĢtırmalar Birliği (U.S. Geological Survey) tarafından önerilmiĢ ve yukarıda adı geçen kurumlar tarafından da kabul gören ‘Akım Yılı’ Ģeklinde sunulmaktadır. Akım yılı 1 Ekim-30 Eylül tarihlerini içerir. Verinin bu Ģekilde sunulmasının amacı ise sel baskını sezonunun birbirini takip eden yıllara bölünmeden bir bütün olarak görülebilmesidir. DSĠ ve EĠEĠ kurumları ölçü alınmaya baĢlanan yıllardan itibaren toplanan verileri akım yıllıkları Ģeklinde arĢivlerinde bulundurmaktadır. Sıvı hareketlerinde deprem anı ve sonrasındaki süreçte gözlenen değiĢimleri içeren eldeki bu veriler, depremlerin aletsel olarak kayıt edildiği zaman aralığı ile örtüĢmesi nedeniyle, deprem ön kestirimi ve faylanma mekanizması-sıvı basıncı iliĢkisinin incelenmesinde etkin bir veri grubudur.
Her nehrin belli bir beslenim alanı vardır. Bir nehir kaynağından doğup, suyunu bir denize boĢaltıncaya kadar bu beslenim alanın içinde yol alır. Nehir içinde yol aldığı havza tarafından, hem havza içine düĢen yağıĢ ile hem de havzadaki akiferler tarafından beslenir. Türkiye sınırları içindeki nehirlerin beslenim alanları dikkate alınarak havza sınırları çizilirse 26 su bölümü olduğu görülür. ġekil 3.4 ‘de su bölümlerinin sınırını oluĢturan iki nehir arasındaki en yüksek noktalar kesik kırmızı çizgi ile gösterilmiĢtir (resim DSĠ akım yıllığından alındı).
KAF zonu geçtiği yol üzerinde bulunan akarsu yataklarının ve su bölümlerinin morfolojisinin değiĢimine sebep olmuĢtur. KAF batı Anadolu’da, Batı Karadeniz Suları, Sakarya Havzası ve Susurluk Havzası’nı takip ederek iki kola ayrılır. Bu üç havza ġekil 3.4 ‘de kare içerisinde gösterilmiĢtir. KAF zonu üzerinde meydana gelen 22 Temmuz Mudurnu Vadisi depremi Sakarya Havzası içerisinde yer almaktadır. Fay zonu burada Mudurnu Suyu’nu takip ederek Sapanca Gölü’nden önce Sakarya Nehri’ni keser.
K
A
R
A
D
E
N
ĠZ
A
K
D
E
N
ĠZ
E
G
E
D
E
N
ĠZ
Ġ
S A K A R Y A H A V Z A S I B A T I K A R A D E N ĠZ S U L A R I S U S U R L U K H A V Z A S IS
u
B
öl
üm
ü
Ü
lk
e
S
ın
ır
ı
N
eh
ir
Bu tez kapsamında, yukarıda bahsedilen 3 havzada her alan nehir ve çaylar için, DSĠ ve EĠEĠ tarafından toplanan akım verileri yardımıyla 22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depreminin yaratmıĢ olabileceği taban akıntısı değiĢimleri incelendi. Ġncelenen nehirlerin listesi Tablo 3.1 ‘de gösterilmiĢtir. Tablo 3.1 de verilen nehirlerin havza içindeki yerleri ġekil 3.5 de gösterilmiĢtir.
Tablo 3.1 Ġncelenen nehirlerin listesi.
Batı Karadeniz Havzası
Nehir No Ġstasyon adı Nehir Adı Beslenim Alanı
(km2 )
Ġncelenen akım yılları
Günlük ortalama akım kullanıldı
1304 Yumrukaya Büyüksu 182 1962-1971
1313 Çatakören Büyüksu 826 1964-1968
1314 Celalihan Ulus Çayı 890 1965-1970
Sakarya Havzası
Nehir No Ġstasyon adı Nehir Adı Beslenim Alanı
(km2 )
Ġncelenen akım yılları
Günlük ortalama akım kullanıldı
1203 BeĢdeğirmen Porsuk Çayı 3938.4 1965-1970
1206 PaĢalarboğazı Sakarya Nehri 46756.8 1965-1970
1212 Sazılar Porsuk Çayı 10822 1965-1970
1216 Zir Ova Çayı 1539.2 1965-1980
1218 S.Yenicesi Sakarya Nehri 43362.4 1965-1970
1219 Yağbasan Dinsiz Çayı 410.8 1965-1968
1221 Doğançay Sakarya Nehri 52531.6 1962-1969
1222 Rüstümköy Kocasu 2021.6 1965-1971
1224 AktaĢ Sakarya Nehri 4298 1965-1970
1226 MeĢecik Ankara Çayı 7140 1965-1970
1233 Karaköy Aladağ Çayı 1984.8 1965-1970
1237 Dokurcun Mudurnu
Çayı
1072.4 1965-1970
1243 BotbaĢı Sakarya Nehri 55321.6 1965-1970
Susurluk Havzası
Nehir No Ġstasyon adı Nehir Adı Beslenim Alanı
(km2 )
Ġncelenen akım yılları
Günlük ortalama akım kullanıldı
K A R A D E N ZĠ M A R M A R A D E N İZ İ S a p an ca G öl ü U lu b at G öl ü M an y as G öl ü P o rs u k Ç a y ı N il üf er Ç . O rh an el i Ç ay ı E m et Ç ay ı B üy ü k m el e n Fily os Çayı S u B öl üm ü N e h ir G öz le m Ġ st a sy o n u
1
3
1
3
1
3
1
4
1
3
0
4
3
0
2
0
1
2
0
3
1
2
0
6
1
2
1
2
1
2
1
6
1
2
1
8
1
2
1
9
1
2
2
1
1
2
2
2
1
2
3
3
1
2
3
7
1
2
4
3
1
2
2
6
1
2
2
4
Fa y H at tı0
3
0
6
0
k
m
Şe
ki
l
3
.5
Ç
a
lış
m
a
a
la
n
ı i
ç
in
d
e
ki
n
e
h
irl
e
rin
y
e
rle
rin
i g
ö
st
e
re
n
h
a
rit
a
3.3 ÇalıĢma Alanının Jeolojisi
Ambraseys ve Zatopek, (1967) Mudurnu Vadisi depreminin episantral alanın pontidlerin metamorfiklerden oluĢan yapısal bloku üzerinde yer aldığını belirtmiĢlerdir. Genellikle diyorit, mikaĢist, gnays ve amfibolit Ģistler yaygındır. Killi Ģist ve kireçtaĢlarından oluĢan kristalin seri bölgenin temelini oluĢturmaktadır (Devoniyen yaĢlı). Mudurnu dağlarının eteklerindeki küçük tepeleri çoğunlukla volkanik tüfler oluĢturur (Jura yaĢlı). Bunlar daha genç formasyonlardan bir fay ile ayrılmıĢtır. Alt Kretase kireçtaĢları bölgede geniĢ bir alanı kapsar ve fay zonu içinde ya da yakınındaki kesimde Mudurnu suyu vadisinin güney yamaçlarını oluĢturur. YarbaĢı’nın doğusunda kireçtaĢları breĢleĢmiĢtir. KireçtaĢları yavaĢ yavaĢ kil, kumtaĢı, konglomera ve arasıra kireçtaĢlarından oluĢan üst Kretase fliĢine geçer. Pliosen tortulları toprak, zayıf çimentolu kumtaĢı ve killerden oluĢur. Adapazarı ovasının güney sınırında yer alır. Karadağ’ın büyük kesimini kapsar. Bu fliĢ fay zonu içinde de yer yer ortaya çıkar ve küçük küçük grabenlerin tabanını oluĢturur. Kuvaterner genellikle çakıl ve siltli kumlardan oluĢur. Fay zonunda alüvyonlara rastlanmaz. Genellikle derin vadilerin tabanında gözlenir. Adapazarı ovasında bir sondaj 103 m’de anakayaya ulaĢamamıĢtır. Yeraltı su tablası yüzeyden 50 ila 200 cm aĢağıdadır ve bunun sonucu olarak zemin yumuĢaktır.
4. 22 TEMMUZ 1967 MUDURNU VADĠSĠ DEPREMĠNĠN HĠDROLOJĠK
ETKĠLERĠ
Depremlerin yeryüzünde gözlenen sıvılaĢma, kuyu su seviyelerinde ya da nehir su seviyelerinde değiĢim gibi belli baĢlı hidrolojik etkileri vardır. Bu doğa olaylarının deprem ile olan iliĢkileri ve fiziksel açıklamaları bir çok araĢtırmacı tarafından incelenmiĢtir.
Papadopoulos ve Lefkopoulos (1993) yaptıkları çalıĢmada, 1767‘den 1988‘e kadar Yunanistan ve çevresinde oluĢmuĢ, büyüklükleri Ms=5.8 ile 7.2 arasında değiĢen 30
kadar depremi ve sıvılaĢma etkilerini inceleyerek, sıvılaĢmanın genellikle depremin episantır alanında ve çoğunlukla kumluk, göl ve delta ortamları ile alüvyon ortamlarda oluĢtuğunu ortaya koymuĢlardır. Bunların ortaya koydukları sonuç 22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depremi sonucu fay zonu boyunca gözlenen sıvılaĢma olaylarını açıklamaktadır.
Depremlerin kuyu su seviyelerindeki değiĢimleride çeĢitli araĢtırmacılar tarafından gözlemlenmiĢtir (Rexin ve diğ., 1962, Gordon, 1970). Bu gözlemler ile akifer-kuyu sisteminin deprem dalgalarına tepkisi (Cooper ve diğ, 1965) araĢtırılmıĢ ve bu sistemin deprem kökenli davranıĢları modellenmeye çalıĢılmıĢtır. Bu tür çalıĢmalara ek olarak kuyu su seviyesi değiĢimleri, depremlerin önceden belirlenmesi amaçlı çalıĢmalar içinde kullanılmıĢtır (Kıssın ve Grinevsky, 1990, Albarello ve diğ., 1991). 1967 depreminin hidrolojik etkileri teorik alt yapısı hazır olan kuyu gözlemlerinden yararlanılarak havza ölçeğinde incelenmek istenirse, havza içerisinde farklı derinliklerde bulunan akiferlerin farklı derinliklerde açılmıĢ kuyular ile gözlenmesi gerekmektedir. Bu sayede ayrı ayrı her bir akiferin depreme tepkisi belirlenerek, akiferlerin hidrolik özelliklerine ulaĢılabilir ve deprem anındaki olası değiĢimleri gözlenebilir. Bu tür bir çalıĢma hem çok sayıda gözlem kuyusu hem de bu kuyular için uzun süreli bir kayıt dönemi gerektirir. Her ne kadar çok uzun suredir su kuyularından yararlanılsa da kuyu bilgileri (kuyu derinliği, su seviyelerindeki değiĢimler vs.) düzenli olarak kayıt altına alınmamıĢtır. Bu nedenle 22 Temmuz
1967 Mudurnu Vadisi depreminin hidrolojik etkilerinin kuyu bilgilerinden yararlanılarak incelenmesi mümkün değildir.
Depremlerin, var olan su kaynaklarının yok olmasına, yeni kaynakların ortaya çıkmasına sebep olduğu çok uzun süredir gözlenen bir olaydır. Muir-Wood ve diğ (1993) tarih boyunca gözlenen bu Ģekildeki doğa olaylarına çeĢitli örnekler sunmaktadır. Ayrıca depremlerin nehir su sevilerinde yarattığı değiĢimler de gözlenen olaylar arasındadır. Rojstaczer ve diğ. (1995) deprem sonrası bazı havzalarda yıllık akımın %20 ‘si kadar bir değiĢimin gözlendiğini söylemektedir. 1990’lardan beri nehir su seviyesindeki değiĢimlerden yararlanarak depremlerin hidrolojik etkileri araĢtırılmakta, akiferlerin hidrolik parametreleri incelelenmeye çalıĢılmaktadır. Nehir su seviyelerinden yararlanılarak akifer parametrelerinin hesaplanması, kuyulardan yararlanmak kadar yaygın olmasa da günümüzde çeĢitli araĢtırmacılar tarafından kullanılmaktadır (Sato ve diğ., 2000, Manga, 2001a). Depremlerin taban akımı, nehir akıĢının yeraltı suyu tarafından sağlanan kısmı, üzerindeki etkisinin incelenmesi düzenli nehir akım verilerinin bulunması halinde mümkündür. YağıĢın az olduğu ve beslenimin yalnızca akiferlerden sağlandığı durumunda nehir su seviyesindeki değiĢim minimum olacak ve deprem etkisinin incelenmesi kolaylaĢacaktır. ġu ana kadar deprem ülkesi olan Türkiye’de nehir akım verilerinden yararlanılarak taban akımı değiĢimi incelenmemiĢtir. Böyle bir çalıĢma için düzenli nehir akım verilerine ihtiyaç vardır. Gereken bu veri grubu DSĠ ve EĠEĠ gibi kurumlar tarafından toplanmaktadır. 22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depremi yaz ayında meydana geldiği için nehir su seviyesinde yapacağı etkinin gözlenmesi de kolay olacaktır.
22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depreminin yaratacağı taban akımı değiĢikliğinin incelenmesinde kullanılan veri grubu, DSĠ tarafından Tablo 3.1 de adları verilen nehir ve istasyonlar için, ġekil 4.1 de gösterildiği gibi akım yıllı olarak resmi bir Ģekilde sağlandı. Her istasyona ait akım yılı verisinde m3/sn cinsinden günlük akım
ġekil 4.1 Devlet Su ĠĢleri tarafından resmi olarak sağlanan nehir akım verisi. ġekilde Sakarya Havzası, 93 nolu Eyice istasyonu, Kokar Çayı için, 1967 su yılında günlük akımlar gösterilmiĢtir
Deprem yılında bazı nehirlerde su seviyesinde belirgin değiĢimler gözlenirken bazılarında bir değiĢim gözlenemedi. ġekil 4.2 ‘de Sakarya ve Susurluk havzalarına ait 7-yıllık iki nehir verisi sunulmaktadır. Nehir su seviyelerinden Sakarya havzası içinde yer alan Doğançay istasyonunda, 1967 deprem yılında belirgin bir düĢüĢ gözlenirken, Susurluk havzasında AkçaĢehir istasyonunda bir değiĢim gözlenmemektedir. Sakarya Nehri, Sakarya havzası içinde doğup Karadenize dökülmektedir. Havzada bulunan diğer çay ve dereler havzanın suyunu Sakarya Nehri’ne boĢaltmaktadırlar. Dolayısı ile depremin yaratabileceği etkilerin toplamını Sakarya Nehri’ndeki değiĢimde görmek mümkündür.
Doğan Çay AkçaĢehir A k ım D eğ e ri A k ım D e ğe ri
ġekil 4.2 Sakarya ve Susurluk havzalarına ait 7-yıllık akım verisi. Deprem yılı kırmızı renk ile gösterilmiĢtir. Deprem anı mavi artı ile gösterilmiĢtir. Sakarya havzasında 1967 deprem yılında düĢüĢ gözlenirken Susurluk havzasına ait nehirde bir değiĢim gözlenmemektedir
K A R A D E N ZĠ M A R M A R A D E N İZ İ S a p a n c a G öl ü U lu b a t G öl ü M a n y a s G öl ü P o rs u k Ç a y ı N il üf e r Ç . O rh an e li Ç a y ı E m e t Ç a y ı B üy ük m e le n Fily os Çayı S u B öl üm ü N eh ir D eğ iĢ im v ar Fa y H at tı D eğ iĢ im y o k D o ğa n Ç ay Şe ki l 4 .3 S a ka ry a h a v za sı n d a 2 2 T e m m u z 1 9 6 7 d e p re m i so n ra sı n e h irl e rd e g ö rü le n s e v iy e d e ğ iş im i. O rt a la m a d e ğ e r si ya h r e n kt e d e p re m y ılı is e k ırm ız ı r e n kt e d ir. D e p re m a n ı m a v i o k i le g ö st e ril m iş ti r.
K A R A D E N ZĠ M A R M A R A D EN İZ İ P o rs u k Ç a y ı N il üf e r Ç . O rh a n e li Ç a y ı E m e t Ç a y ı B üy ük m e le n Fily os Çay ı S u B öl üm ü N e h ir D e ği Ģi m v a r Fa y H at tı D e ği Ģi m y o k Şe ki l 4 .4 S a ka ry a h a vz a sı n d a 2 2 T e m m u z 1 9 6 7 d e p re m i s o n ra sı n e h irl e rd e g ö rü le n s e vi y e d e ğ iş im i. O rt a la m a d e ğ e r si ya h r e n kt e d e p re m y ılı is e k ırm ız ı r e n kt e d ir. D e p re m a n ı m a vi o k ile g ö st e ril m iş ti r.
5. TARTIġMA VE SONUÇLAR
5.1 TartıĢma
Büyük depremlere tepki olarak nehir su seviyesi ve debilerinde meydana gelen değiĢimler birbirinden farklı iki mekanizmaya bağlanmaktadır. Birinci mekanizma; elastik sıkıĢmaya bağlı olarak üst ve orta kabuktan kaynaklanan su seviyesi değiĢimlerinin olduğunu söylemektedir (Muir-Wood ve King, 1993). Orta ve üst kabuk çoğunlukla metamorfik, sokulum ve iyi taĢlaĢmıĢ sediman kayaçlardan oluĢmaktadır. Bu kayaçlar bünyelerinde bulunan çatlaklar ile su tutar ve bu suyun hareketine izin veririler. Ortaya konulan bu deformasyon modelinin geçerli olması halinde, deprem kökenli ortamdaki deformasyona bağlı olarak çatlak açıklıkları değiĢecektir. Dolayısıyla, incelenen nehir seviye ve debilerinde meydana gelen değiĢimler orta ve üst kabuktaki değiĢim hakkında bilgi sağlayacaktır. Diğer mekanizma ise, sığ derinliklerdeki kayaçların, deprem etkisinden dolayı, geçirgenliklerinin arttığını belirtir (Rojstaczer ve diğ, 1992). Rojstaczer ve diğ (1992)’nin ortaya koyduğu mekanizmanın geçerli olması halinde ise, sığ kabukta su tutan ve nehirleri besleyen birimlerin, hidrolik iletkenlik (K) değerleri ve depreme bağlı davranıĢları hakkında bilgi edinilebilir.
22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depremi, özellikle Sakarya Havzası içinde kalan nehirlerin su seviyelerinde belirgin düĢüĢlere sebep olmuĢtur. Gözlenen bu değiĢim yukarıdaki iki mekanizma dikkate alınarak aĢağıda tartıĢılmaktadır.
Muir-Wood ve King (1993), depremlerin hidrolojik etkilerinin depremin büyüklüğünden çok faylanmanın tipine bağlı olduğunu belirtmektedir. Faylanma mekanizmasının ve bunun sonucu olarak da ortamdaki deformasyonun farklılığına bağlı olarak deprem sonrası bazı bölgelerde nehir su seviyelerinde azalım gözlenirken bazı bölgelerde nehir su seviyesinde artıĢ gözlenmesi gerektiğini belirtmektedir. ġekil 5.1 normal ve ters faylanma mekanizmaları için deprem öncesi ve deprem sonrasında ortamdaki çatlakların davranıĢını göstermektedir.
Tektonik olarak açılmanın gözlendiği ve normal fayların oluĢtuğu bölgelerde deprem öncesi çatlaklar açılmakta (ġekil 5.1a), etkin gözeneklilik artmaktadır. OluĢan değiĢimin yer yüzünde gözlenen etkisi ise bölgede su seviyelerinde azalım olmaktadır. Deprem sırasında ise meydana gelen deformasyon ile çatlaklar kapanmakta, gözeneklilik azalmakta ve su ortamdan dıĢarı atılmaktadır (Ģekil 5.1b). Ters faylanmaların gözlendiği sıkıĢma bölgelerinde ise bu olayın tam tersi gerçekleĢmektedir. Deprem öncesi kapanan çatlaklar sonucunda bölgede su seviyesi artarken (Ģekil 5.1c), deprem sırasında açılan çatlaklardan dolayı su seviyesinde düĢüĢ görülmektedir (Ģekil 51.d). Normal faylanmalarda deprem anında açığa çıkan su nehir su seviyesini hemen etkileyebilecek niteliktedir. Ancak, ters faylanmalarda açılan çatlaklar su tablasından dolacağı için daha yavaĢ gerçekleĢir ve nehir su seviyelerindeki etkisi gözlemlenmeyebilir.
NORMAL FAYLANMA
Sismik aktivite öncesi.
jeolojik birimde açılma. Sismik activite sonrasıjeolojik birimde sıkıĢma.
TERS FAYLANMA
Sismik aktivite öncesi jeolojik birimde sıkıĢma.
Sismik activite sonr ası jeolojik birimde açılma.
ġekil 5.1 Normal ve ters faylanma için, deprem öncesi ve deprem sonrası etkin gözenekliliğin değiĢimi ile yeryüzünde gözlenen hidrolojik etkileri
(Muir-Wood ve King, 1993)
Bölgede doğrultu atımlı bir faylanmanın olması halinde ise yukarıda anlatılandan daha farklı bir mekanizma iĢlemektedir. Ancak, sağ yanal doğrultu atımlı bir fay sonucunda,
sıkıĢma ve açılma beklenmesi gereken bölgeler yukarıda anlatılan mekanizmaların bir bileĢimi Ģeklinde olmalıdır. ġekil 5.2 bu mekanizmayı temsili olarak ifade etmektedir.
SAĞ YANAL-DOĞRULTU ATIMLI FAYLANMA
Sıkışm a Sıkışma
Aç ılm a
Açılma
SAĞ YANAL-DOĞRULTU FAYLANMA
Sıkışma Sıkışma
Açılma Açılma
a. Faylanma öncesi b. Faylanma sonrası
ġekil 5.2 Sağ yanal doğrultu atımlı bir faylanma için deprem öncesi ve deprem sonrası sıkıĢma ve açılma bölgeleri
Depremin etki alanı içerisinde bulunan nehir seviyelerinde, etkisi altında kaldıkları deformasyonun Ģekline göre değiĢim beklenmelidir. ġekil 5.3 ’de, Muir-Wood ve King (1993)’ün 45º dalımlı doğrultu atımlı bir fay üzerinde oluĢan, 21 Temmuz 1952 Kern Caunty Depremi için modelledikleri deformasyon alanının yüzeyde ve 5 km derinlikteki değiĢimi gösterilmiĢtir. ġekilde beyaz alanlar deformasyonun negatif olduğu, ortamda kapanan çatlaklardan ötürü etkin gözenekliliğin azaldığı bunun sonucu olarak da nehir su seviyelerinde artıĢın gözlendiği alanları belirtmektedir. Siyah alanlar ise deformasyonun pozitif olduğu açılan çatlaklardan ötürü etkin gözenekliliğin arttığı ve nehir su seviyelerinde azalımın gözlendiği alanları ifade etmektedir. ġekil 5.3 ’de gösterilen deformasyon alanları fayın dalımından kaynaklanmakta ve düĢey bir fay için birbirine eĢit olmaktadır.
Yukarıda ifade edilen Ģekilde, 22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depreminin etki alanı içerisinde kalan nehirler için gözlenen değiĢimler ile deformasyon alanları karĢılaĢtırılırsa, Batı Karadeniz Havzası ve Susurluk Havzası deformasyonun pozitif olduğu alanlarda kalırken, Sakarya Havzası deformasyonun negatif olduğu alan içinde bulunmaktadır.
ġekil 5.3 21 Temmuz 1952 Kern County Depremi, California, için a) yüzeyde b) 5 km derinde deformasyonun değiĢimi. Siyah bölgeler deformasyonun pozitif (sıkıĢma) olduğu bölgeleri gösterirken, beyaz bölgeler ise deformasyonun negatif (gevĢeme) olduğu bölgeleri gösterir (Muir-Wood ve King, 1993)
a)
Bu sonuca dayanarak, Batı Karadeniz ve Susurluk Havzası içinde yer alan nehir su seviyelerinde düĢüĢ, Sakarya Havzası içinde yer alan nehir su seviyelerinde artıĢ beklenmelidir. Ancak, bu tez kapsamında incelenen Yumrukaya (1304), Çatakören (1313), Celalihan (1314) ve AkçaĢehir (3020) istasyonlarında nehir su seviyelerinde azalım olması beklenirken değiĢim gözlenmemiĢtir. Muir-Wood ve King (1993) ‘ün ortaya koyduğu deformasyon modeline göre Sakarya Havzasındaki nehirler incelendiğinde ise, ortamda bulunan çatlakların kapanması sonucu nehir su seviyelerinde ani bir artıĢ beklenmelidir. Oysa 1967 Mudurnu Vadisi Depremi sonucunda Sakarya Havzası içerisinde bulunan nehir su seviyelerinde beklenenin tam aksi Ģekilde bir düĢüĢ meydana gelmiĢtir. Ġncelenen 13 istasyona ait debi değerlerinden yalnızca 7 tanesinde gözlenen bu değiĢim Sakarya Nehri üzerindeki istasyonlarda deprem anında baĢlayan düĢüĢ Ģeklindedir ki bu değiĢim Muir-Wood ve King (1993) ile uyuĢmamaktadır.
Rojstaczer ve diğ. (1995)’in ortaya koyduğu mekanizma dikkate alınarak 1967 Mudurnu Vadisi depreminin yaptığı etki incelenirse, Sakarya Havzasında yer alan ve nehirleri besleyen akiferlerin hidrolik iletkenlik (K) değerinin, nehir su seviyelerinde düĢüĢe sebep olabilmesi için azalması gerekmektedir. Bu çalıĢmada K değerindeki değiĢim, çekilme katsayısındaki değiĢim araĢtırılarak incelenmiĢtir. Sakarya Havzasında değiĢim gözlenen 7 istasyona ait debi değerleri için çekilme katsayıları, bölüm 2.3 ’de anlatılan çekilme akım analizi tekniğinden yararlanılarak belirlendi. Ġncelemeye sokulan debi değerleri yağıĢın az olduğu yaz ayları boyunca, Mayıs ayı sonu ile Temmuz ayı sonu arasında kalan zaman dilimi dikkate alınarak hesaplandı. 1967 deprem yılına ait debi değerlerinden elde edilen çekilme katsayısının, diğer yıllara ait debi değerlerinden elde edilen çekilme katsayılarından farklılık göstermediği belirlendi. Örneğin ġekil 5.3 ’de Ova Çayı (Zir Mevkii-Sakarya Havzası) için çekilme katsayısının yıllara göre değiĢimi gösterilmiĢtir. Deprem yılına ait çekilme katsayısı 2.9 10-2
1/gün iken ortalama değer (3.1± 0.6) 10-2 1/gün olarak belirlendi. Ayrıca yayınlanan çalıĢmalarda K değerindeki değiĢimin fay zonuna yakın alanlarda gerçekleĢtiği ifade edilmiĢtir. Papodopoulos ve diğ (1993) K değerindeki değiĢikliğin maksimum 30 km gibi bir uzaklıkta beklenebileceğini belirtir. Bu çalıĢmada ise 30 km den daha uzak alanlarda bulunan nehir su seviyelerinde değiĢim gözlenmiĢtir. Örneğin, Sakarya Nehri üzerinde kurulu bulunan PaĢalarboğazı
istasyonu fay zonundan 45 km uzakta olmasına rağmen deprem yılına ait debi değerlerinde değiĢim gözlenmektedir.
ġekil 5.4 Ova Çayı (Sakarya havzası-Zir mevki) için çekilme katsayısının (α) yıllara göre değiĢimi. Deprem yılı kırmızı ile gösterilmiĢtir. Deprem yılına ait α değeri ortalamadan büyük bir farklılık göstermemektedir
22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depremi sonrasında Sakarya Havzası içerisinde kalan nehirlerin su seviyelerinde değiĢim olmuĢtur. Ancak, gözlenen bu değiĢim ne Muir-Wood ve King (1993)’ün ileri sürdüğü gibi alandaki deformasyon değiĢikliği ile ne de Rojstaczer ve diğ., (1995) ‘in ortaya koyduğu kayaçların hidrolik iletkenliğinde meydana gelen değiĢim ile açıklanamamaktadır.
1967 Mudurnu Vadisi depreminin, yağıĢın az olduğu ve nehirlerin yeraltı suyundan beslendiği Temmuz ayında meydana geldiği dikkate alınırsa, inceleme alanı içerisindeki nehirlerde gözlenen debideki azalmanın, yeraltı suyundan nehire akan su miktarındaki azalmadan kaynaklandığı kabul edilebilir. Bu değiĢim hidrolik eğimde meydana gelen değiĢim ile açıklanabilir. ġekil 5.5 nehiri besleyen yeraltı suyunun hidrolik eğiminde meydana gelen değiĢimi göstermektedir. Burada, beslenim alanı A olan, b kalınlığındaki akiferden nehire akan su miktarı (q), nehirden akan su (Q) miktarı ile aĢağıdaki Ģekilde iliĢkilidir;
q = Q / (2 L ) (5.1)
L nehrin uzunluğudur. Akiferin geniĢliği B ise Brutsaert ve Lopez (1998) tarafından aĢağıdaki gibi ifade edilir;
Darcy Yasası gereği b kalınlığındaki bir akiferin birim kesitinden nehire akacak su miktarının (q), ortamın hidrolik iletkenliği (K) ve hidrolik eğimi (dh/dl) ile iliĢkisi aĢağıdaki gibidir;
q = K b (dh / dl) (5.3)
5.3 nolu denklemde q değeri hidrolik iletkenlik ve hidrolik eğim ile doğru orantılıdır. Yapılan çekilme akım analizi sonucunda K değerinin değiĢmediği belirlendi. Dolayısı ile q değerindeki değiĢim hidrolik eğimde meydana gelen değiĢimden kaynaklanmaktadır. Deprem nedeniyle hidrolik eğimde meydana gelen azalma yeraltı suyundan nehire akan su miktarında (q) azalmaya sebep olmuĢ, bu da nehir debisinde (Q) azalım ile sonuçlanmıĢtır.
ġekil 5.5 Nehiri besleyen yeraltı suyunun hidrolik eğiminde meydana gelen değiĢim L q Q b ddl dh l
5.2 Sonuçlar
22 Temmuz 1967 Mudurnu Vadisi depreminin hidrolojik etkileri nehir akım verilerinden yararlanılarak incelendi. ÇalıĢmada kullanılan veri grubu, fay zonunu çevreleyen 3 ayrı havzayı (Batı Karadeniz, Sakarya ve Susurluk havzası) içerecek Ģekilde, 17 ayrı istasyon için, Devlet Su ĠĢleri Genel Müdürlüğü tarafından sağlandı. Verilerin incelenmesi sonucunda aĢağıdaki sonuçlar elde edildi.
1) Ġncelenen 17 istasyona ait nehir debi değerlerinden, yalnızca Sakarya havzasına ait 7 istasyonda debi değerlerinde değiĢim görüldü. Gözlenen değiĢim 1967 deprem yılı akım değerlerinde debi değerlerinde düĢüĢ Ģeklindedir.
2) Debi değerlerinde düĢüĢün olduğu istasyonlardan, debisi yüksek olan nehirlerde (Sakarya Nehri) etki, debinin düĢük olduğu akarsu ve çaylara göre (Ankara Çayı) daha belirgindir.
3) 1967 akım yılında nehir debisinde gözlenen düĢüĢ, diğer akım yıllarına ait ortalama ile karĢılaĢtırıldığında varlığını deprem anından itibaren 1-2 ay periyodunda sürdürmektedir.
4) Muir-Wood ve King (1993) faylanmaya bağlı olarak oluĢan deformasyon sonucu, deformasyonun negatif olduğu bölgelerde su seviyesinde yükselim beklenmesi gerektiğini söylemektedir. Ancak, bu çalıĢma kapsamında incelenen Sakarya havzası 1967 Mudurnu vadisi depreminde deformasyonun negatif olduğu alanda kalmasına rağmen debi değerlerinde düĢüĢ gözlenmiĢtir.
5) Deprem etkisi nedeniyle inceleme alanında hidrolik iletkenliğin (K) değiĢip değiĢmediği, debi değerlerinde değiĢim gözlenen istasyonlar için, çekilme akım analizi tekniği kullanılarak araĢtırıldı. 1967 deprem yılı için elde edilen K değerlerinin (2.9 10-2
1/gün), ortalama değerden ((3.1± 0.6) 10-2 1/gün) çok farklı olmadığı belirlendi.
6) 1967 deprem yılı akım değerlerinde meydana gelen değiĢime, ortamın hidrolik iletkenliği (K) değiĢmediğinden dolayı, Darcy yasası gereği hidrolik eğimde (dh/dl) meydana gelen değiĢimin sebep olduğu düĢünülmektedir.
KAYNAKLAR
Albarello, D., Ferrari, G., Martinelli, G., ve Muccuarelli, M., 1991, Well-level variations as a possible seismic precurser: a statistical assesment from Italian historical data, Tectonophysics, 193, 385-395.
Ambraseys, N.N., ve Zatopek, A., 1969, The Mudurnu Valley, West Anatolia Turkey, Earthquake of 22 July 1967, Bulletin of the Seismological Society of America, 59, no:2, 521-589.
Ambraseys, N.N., ve Zatopek, A., 1967, The Mudurnu Valley (West Anatolia) Earthquake of 22 July 1967, Department of Civil Engineering, Imperial Colledge of London, S. W.
Barka, A., Akyüz, S., Altunel, E., Sunal, G., Çakır, Z., DikbaĢ, A., Yerli, B., Rockwell, T., Dolan, J., Hartleb, R., Dawson, T., Fumal, T., Landridge, R., Stenner, H., Christofferson, S., Tucker, A., Armijo, R., Meyer, B., Chabalier, J.B., Lettis, W., Page, W., 2000, The August, 1999 Ġzmit earthquake, M=7.4, Eastern Marmara region, Turkey: study of surface rupture and slip distribution, The 1999 Ġzmit and Düzce Earthquakes: preliminary results, 15-30.
Boussinesq, J., 1904 Research theoriques sur 1’écouloment des nappes d’eau infiltrées dans le sol et sur les débits des sources, Journal de Mathémateques Pures et Appliquées, Paris, 10, p.5-78.
Brece, W.F., 1972, Pore pressure in geophysics, in Flow and Fracture of Rocks, Geophys. Monogr. Ser., vol. 16, edited by H.C. Heard, I.Y. Borg, N.L. Carter, and C.B. Raleigh, pp. 265-273, AGU, Washington, D.C.
Brece, W.F., 1980, Permeability of crystalline and argillaceous rocks: Status and problems, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 17, 876-893.
Briggs, R. O., 1991, Effects of Loma Prieta earthquake on surface waters in Waddel Walley, Water Res. Bull., 27, 991-999.
Brutsaert, W., ve J., L., Nieber, 1977, Regionalized drought flow hydrographs from a mature glaciated plateau, Water Resour. Res., 13, 637-643.
Brutsaert, W., ve Lopez, J. P., 1998, Basin-scale geohydrologic drought flow features in riparian aquifers in the southern Great Plains, Water Resour. Res., 34, 233-240.
Cooper, H. H., Bredehoeft, D. J., Papadopulos, S. I., ve Bennet, R. R., 1965, The response of well-aquifer systems to seismic waves, J. Geophys. Res., vol. 70, no. 16, 3915-3926.
Dumlu, O., ve A., Kaya, 1976, Akarsuların baz akımlarında istifade edilerek yeraltısuyu bilançolarının hazırlanması, DSĠ Teknik Bülteni, 39, 36-45.
Ergin K., Güçlü, U., ve Aksay, G., 1971, Türkiye civarının deprem kataloğu (1965-1970), Ġstanbul Teknik Üniversitesi, Yer fiziği Enstitüsü, Yayın no: 28.
Eyidoğan, H., Güçlü, U., Utku, Z., Değirmenci, E., 1991, Türkiye büyük depremleri makro-sismik rehberi (1900-1988), Ġstanbul Teknik Universitesi Maden Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü,131-136.
Fetter, C.W., 1994, Applied Hydrogeology, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey 07458, Third Edition, 47.
Freeze, A.R., Cherry, J.A., 1979, Groundwater, Prentice Hall, 2-13.
Gordon, F. R., 1970, Water level changes preceding the Meckering, Western Australia, Earthquake of October 14, 1968, Bulletin of the Seismological Society of America, 60, no: 5, 1739-1740.
Johnson, P.A. ve McEvielly, T.V., 1995, Parkfield seismicity: Fluid-driven, Journal of Geophysical Research, Vol. 100, no. B7, p. 12.937-12.950.
Karaman, A., Karlık, 2000, G., Doğrultu atımlı bir fay üzerinde oluĢan su seviyesi değiĢiminin ve yeraltı kirliliğinin yayılma doğrultusunun VLF yöntemi ile incelenmesi, Batı Anadolu’nun Depremselliği Sempozyumu.
Kıssın, I.G., Grinevsky, A.O., 1990, Main features of hydrogeodynamic earthquake precursors, Tectonophysics, 178, 277-286.
Kresic, N., 1997, Quantitative solutions in hydrology and groundwater modelling, Lewis Publishers, Newyork, 269-289.
Linsley, K. R., Kohler, M. A., Paulhus, J. H., 1988, Hydrology For Engineers, International Edition, 94-125.
Maillet, E., 1905, editor, Essais d’hydraulique souterraine et fluviale. Herman et cie, Paris, Vol. 1, p. 218.
Manga, M., 2001a, Using springs to understand groundwater flow and active geologic processes, Ann.Rev.Earth Planet. Sci., 29, 203-230.
Manga, M., 2001b, Origin of postseismic streamflow changes inferred from baseflow recession and magnitude-distance relations, Geophsical Research Letters, Vol. 28, no. 10, 2133-2136.
Muir-Wood, R., ve King, G.C.P., 1993, Hydrological signature of earthquake strain, J. Geophys. Res., 98, 22,035-22,068.
Nur. A., 1974, Matsushiro, Japan, Earthquake swarm: Confirmation of the dilatancy-fluid diffusion model, Geology, 2,217-221.
Papadopoulos, A., ve Lefkopoulos, G., 1993, Magnitude-distance relations for liquefaction in soil from earthquakes, Bulletin of the Seismological Society of America, 83, n0: 3, 925-938.
Price, M., 1996, Introducing Groundwater, Chapman & Hall, 2-6 Boundry Row, London, SE1 8HN, UK, Second Edition, 107.
Rexin, E., Oliver, J., ve Prentiss, D., 1962, Seismically-Induced fluctuations of the water level in the Nunn-Bush Well in Milwaukee, Bulletin of the Seismological Society of America, 52, no: 1, 17-25.
Roeloffs, E.A., 1998, Persistent water level changes in a well near Parkfield, California, due to local and distant earthquakes, J. Geophys. Res., 103, 864-889.
Rojstaczer, S., Wolf, S., ve Michael, R., 1992, Permeability changes associated with large earthquakes: An example from Loma Prieta, California, Geology, 20, 211-214.
Rojstaczer, S., Wolf, S., ve Michael, R., 1995, Permeability enhancement in the shallow crust as cause of earthquake-induced hydrological changes, Nature, 373, 237-239.
Sato, T., Sakai, R., Furuya, K., and Kodoma, T., 2000, Coseismic spring flow changes associated with the Kobe earthquake, Geophys. Res. Lett.. 27, 1219-1222.
Sibson, R. H., 1990, Conditions for fault-valve behaviour, in Deformation Mechanisms, Rheology and Tectonics, edited by R.J. Knipe and E.H. Rutter, Geol, Soc. London, Spec. Publ. 54,15-28.
Szilagyi, J., Parlange, M.B., ve Albertson, J.D., 1998, Recession flow analysis for aquifer parameter identification, Water Resour. Res., 34, 1851-1857.
Tokunaga, T., 1999, Modelling of earthquake-induced hydrological changes and possible permeability enhancement due to the 17 January 1995 Kobe Earthquake, Japan, J. Hydrol., 223, 221-229.
Troch, P., A., F., P., de Troch, ve W., Brutsaert, 1993, Effective water table depth to describe initial conditions prior to storm rainfall in humid regions, Water Resour. Res., 29, 427-434.
Chow, V.T., Maidment, D.R. ve Mays, L.W., 1988, Applied Hydrology, McGraw-Hill International Editions, Cicil Engineering Series, 186.
Vorhis, R.C., 1967, Hydrologic effects of the earthquake of March 27, 1964 outside Alaska, USGS Prof. Pap., 544C, 54.
ÖZGEÇMĠġ
Atakan Erbil AĢcı 1975 yılında Sinop‘da doğdu. Ġlk ve orta öğrenimini Sinop‘da tamamladı. 1995 yılında Sinop Anadolu Lisesi’nden mezun oldu. Aynı yıl Ġstanbul Teknik Üniversitesi Maden Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü’ne girdi. 1999 yılında birincilikle mezun oldu ve aynı yıl Ġstanbul Teknik Üniversitesi Maden Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü’nde yüksek lisans eğitimine baĢladı. Halen aynı bölümde çalıĢmalarını sürdürmektedir.
