Numerical modelling of ground motions in Eskişehir basin

Eskişehir havzası orta ve batı Anadolu tektoniği sınırlarında yer almaktadır. İki aktif fayın arasında, iki ucu açık doğu-batı doğrultusunda uzanmaktadır. Şimdiye kadar havzanın hız yapısı ortaya konulmamış ancak, havzanın faklı bölgelerinde ilk 30 m derinlik için ortalama kayma dalgası hızı ve sediman kalınlığı tahminleri mevcuttur. (Örneğin, Tün vd., (2016); Yamanaka vd., (2018); Ozel vd., (2020)). Bölgenin düşük deprem aktivitesi nedeniyle kuvvetli yer hareketi kayıtları oldukça kısıtlıdır. Simav depremi Mw 5.9 150 km mesafe içinde kaydedilmiş en büyük büyüklüğe sahip depremdir. Yaklaşık 1 milyon nüfusa sahip Eskişehir kenti bu sedimanter havzaya doğru genişlemektedir. Uzun periyotlu yer hareketi, bu bölgede inşa edilecek büyük ölçekli yapıları ilgilendirmektedir. Öncelikle, Eskişehir'de gözlemlenmiş kuvvetli yer hareketlerinin özellikleri incelendi. İlk olarak, 19.05.2020 Mw 5.9 büyülüğündeki deprem hareketinin, 0.5 s periyodlarından daha uzun Rayleigh dalgaları tarafından kontrol edildiğini gözlemledik. Ters yönlü (Eliptik) hareket neredeyse tüm basen kayıtçılarında görünmektedir. Kaydedilen dalga formları arasında, bir havza kenarı istasyonunun (2610) PGA ve PGV'si, 1 saniyelik periyotlarda Rayleigh dalgaları tarafından oluşturulmuştur. Kayıtların en uzun significant duration'ı 53 saniye kadar yüksektir. 1 s den daha uzun periyotlardaki %5 sönüm için kaydedilen spektral ivme, bölgeye özgü yer hareketi tahmin modelleri tarafından beklenenden çok daha yüksektir. İkinci aşamada ise, 95 ölçüm noktalarında hakim frekansın doğrusal interpole edilerek deneysel havza geometrisinin biçimini gösterdik. Modelin boyutları 43 km \ 27 km \ 15 km'dir. Basen tabakası, tüm model boyunca EW yönünde devam ediyor, ancak coğrafi çevreye uydurmak için kuzey ve güney tepeleri sınırlandırılmıştır. Maksimum derinlik yaklaşık 600 m'dir. Son aşamada, bölgenin kuzeybatı kısmında ve havza merkezinde meydana gelmiş küçük büyüklükteki depreminlerin (17.01.2015 Mw 4.3 and 18.09.2015 Mw 3.7) 3B dalga yayılımını inceledik ve olası hız modelinin doğrulanması için gözlemlenmiş kayıtlarla karşılaştırdık. Simulasyonda kullanılan bilgisayar kodu, düzgün olmayan aralıklı kademeli ızgaralar kullanan sonlu fark modellemesine dayanmaktadır. Yer hareketi Mw 4.3 simülasyonu, mevcut hız modelinin havzanın doğu kısmındaki kuzey-güney yönündeki hızları olduğundan fazla tahmin ettiğini, burada D-B yönlü sentetiklerin genellikle gözlemlenenlerden daha küçük olduğunu ortaya koymaktadır. Sentetik hızlar ise batıda havzanın merkez istasyonlarında gözlenen hızlarla uyumludur. Bu bulgular, gelecekteki modeller için havza sınırlarının daha dikkatli tanımlanmasının gerekli olduğunu göstermektedir. 1B ve 3B simülasyon sonuçlarının karşılaştırılması, 3B hız modelinin daha uzun ve daha gerçekçi yer hareketi süresini üretebileceğini de göstermektedir. Son adım olarak, 20 Şubat 1956 Mw 6.5 depremi için tahmini bir simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Kaynak, tüm belirsizlikler göz önüne alınarak modellenmiştir. Önceki çalışmalar, depremin fay mekanizması ve lokasyonu hakındaki belirsizlikleri ortadan kaldırmak için derlenmiştir. Simülasyon sonuçalrını, yer hareketi tahmin denklemleri ile karşılaştırdık. Nümerik simülasyon sonuçları, GMM'ler tarafından tahmin edilen spektral deperlerden daha yüksek sonuçlar vermiştir.