ATATÜRK BARAJI SU DÜZEYİ VE TETİKLENMİŞ DEPREMSELLİK İLİŞKİLERİ, 1992-2009

ATATÜRK BARAJI SU DÜZEYİ

VE

TETİKLENMİŞ DEPREMSELLİK İLİŞKİLERİ

1992-2009

Haluk EYİDOĞAN ve Veli GEÇGEL

Eyidoğan ve Geçgel

ATAG 3-6/11/2010 ADIYAMAN

Bu çalışmanın amacı, Türkiye’nin en büyük barajlarından

biri olan Atatürk Barajı’nın çevresindeki depremselliğin

özelliklerini incelemek, baraj su seviyesi değişimleri ile

varsa tetiklenmiş depremsellik oluşumlarını araştırmak

ve baraj gölü havzasında 3 Eylül 2008 de olan ML=5.2

(Mw=5.0) büyüklüğündeki depremi ve onun art

sarsıntılarını değerlendirmektir.

AMAÇ



Atatürk Barajının Özellikleri

• Atatürk Barajı Fırat nehri üzerinde

konumlanmıştır. Baraj ürettiği elektrik ve su

hacmı açısından dünyanın en büyük dördüncü kil

çekirdekli kaya dolgu barajıdır. Barajın

doldurulması 1988 yılında başlamış, sonra seviye

düşürülmüş, 1989 yılında yeniden doldurulmaya

başlanmış, su düzeyi 1994 Mart’da 530 m’lik

maksimum düzeyine ulaşmıştır. O zamandan bu

günümüze kadar su düzeyi 526 m ile 537 m

arasında değişmiştir. Baraj gölünün baskısı ile ilk

inşaasındaki yüksekliği 10 m kısalmıştır.

• Baraj Yüksekliği - 170 m; Gövde Uzunluğu -

1670 m; Tepe kotu - 549 m; Baraj Gövde Hacmı

- 84 x 106 m3; Su Alanı - 817 km2; Göl depo

kapasitesi - 48.7 milyar m3; Faydalı Hacim - 19.3

milyar m3; Göl su düzeyi değişimi minumum - 16

m; Normal - 4 m. Yıllık Enerji Üretimi - 8100

GWh.



Atatürk Baraj gövdesi bölgenin

deprem tehlikesi en yüksek aktif fayı

olan Doğu Anadolu Fayı’ndan

ortalama 50 km uzaktadır. Baraj

gövdesine 1.5 km uzakta bulunan

KB-GD doğrultulu Bozova Fayı aktif

fay sınıfına sokulan önemli bir faydır

ve 55-60 km uzunluktadır. Bu fayın

hasar yapıcı deprem üretme

potansiyeli vardır.



Atatürk Barajı çevresinin tarihsel depremselliği (1900 öncesi) düşük seviyededir. Baraj çevresindeki

bazı yerleşmelerde deprem kökenli hasarlardan bahsedilmektedir. Ancak bu hasarları oluşturan

depremlerin DAF üzerinde (Adıyaman Fayı, Bozova Fayı??) oluştuğu düşünülmektedir. KRDAE

verisine dayanarak elde edilen depremsellik dağılımını zaman ve mekan ortamında incelediğimizde,

depremselliğin sayı ve büyüklük olarak 1994 yılından sonra arttığı gözlenmektedir..

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

01.01.1985

01.01.1986

01.01.1987

01.01.1988

01.01.1989

01.01.1990

01.01.1991

01.01.1992

01.01.1993

01.01.1994

01.01.1995

01.01.1996

01.01.1997

01.01.1998

01.01.1999

01.01.2000

01.01.2001

01.01.2002

01.01.2003

01.01.2004

01.01.2005

01.01.2006

01.01.2007

01.01.2008

Time

Magn

itude

0

100

200

300

400

500

600

Water

Leve

l in M

eters

31.12.2008

Eksik Veri ?

KOERI DATA 37.0o-37.75o N - 38.0o-39.3o E

37.75-39.3

37.69-39.3

BARAJ GÖLÜ 24.09.99

BARAJ GÖLÜ 03.09.08



Eksik Veri

veya

Gecikmeli

Tetiklenme?

KOERI DATA

37.0o-37.75o N - 38.0o-39.3o E

1 x 1 derecelik alan içerisindeki deprem istasyon

sayısına bakıldığında istasyonların hem uzak hem de

sayı olarak az olduğu anlaşılmaktadır. 1989-1994

yılları arasında deprem aktivitesi yoktur. 1994 de

baraj su seviyesinin maksimuma eriştiği tarihten

sonra baraj çevresindeki deprem sayısı artmıştır.

Bölgedeki deprem istasyon sayısı 2006 da başlayan

TURDEP Projesi nedeniyle artmış (ağırlıklı olarak

DAF üzerinde) ve baraj çevresindeki depremsellik

daha ayrıntılı incelenebilir duruma gelmiştir (Inan et

al., 2007).

1992

37.75-39.3

37.69-39.3

DAM LAKE 24.09.99

DAM LAKE 03.09.08

Gecikmeli

Tetiklenme?



2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

01.01.1985

01.01.1986

01.01.1987

01.01.1988

01.01.1989

01.01.1990

01.01.1991

01.01.1992

01.01.1993

01.01.1994

01.01.1995

01.01.1996

01.01.1997

01.01.1998

01.01.1999

01.01.2000

01.01.2001

01.01.2002

01.01.2003

01.01.2004

01.01.2005

01.01.2006

01.01.2007

01.01.2008

Time

Mag

nitu

de

0

100

200

300

400

500

600

Wat

er L

evel

in M

eter

s

31.12.2008

Eksik Veri

veya

Gecikmeli

Tepki ?

Kandilli Verisi

Alan Koordinatları

37.0o-37.75o N

38.0o-39.30o E

1992

37.75-39.3

37.69-39.3

Baraj Gölü 24.09.99

Baraj Gölü 03.09.08



Su

Se

viy

esi

, m

1993 yılında baraj su düzeyi 535 m düzeyine eriştikten sonra, barajın bugüne kadar olan işletilme süresi

boyunca su düzeyinin uzun süreli düşümü ile ilgili iki ana dönem bulunmaktadır. Bunlardan ilki, 1996’da Temmuz ortasında başlamış (535 m) ve 2000 Ağustos’nun ortasına (326 m) (toplam 4 yıl) kadar sürmüştür. Bu süreç içerisinde su düzeyi 530 m

deyken 2 yıl sonra 24 Eylül 1999 tarihinde M=4.5 büyüklüğünde bir deprem olmuştur. İkinci büyük su azalma süreci 2007 yılının Temmuz’nda başlamıştır.

YIL

Do

lum

Ba

şla

ng

ıcı

2007- 2009 yılları arasında bölgesel ve yerel sismik ağlarla kaydedilen ve yerleri yeniden

hesaplanan depremlerin episantır dağılımları ve büyüklükleri 3.8 den daha büyük depremlerin

Yerel Moment Tensör analiziyle fay parametreleri ve çözümleri hesaplanmıştır. 3 Eylül 2008

depremi (ML=5.2, Mw=5.0) dahil önceki ve sonraki depremlerin fay düzlemi çözümleri doğrultu

atımlı hareketlerin hakim olduğunu göstermektedir. Episantır dağılımları ve fay düzlemi

çözümleri sol yanal hareketin tektonik aktiviteyi temsil ettiğini düşündürmektedir. 3 Eylül 2008

depremi ve art sarsıntılarının Bozova Fayı ile ilişkili olduğunu savunmak mümkün

gözükmemektedir.

0

1

2

3

4

5

0,00 0,50 1,00

Md vs RMS Residuals

Md

Deprem Sayısı

0<M<3 = 258

3<M<4 = 36

4<M<5 = 3

M:5.2 = 1

Toplam = 298 adet

21022008





3.5 yıllık bir stabil su seviyesiden sonra ikinci büyük su azalma süreci 2007 yılının Haziran’ında

başlamış ve küçük bazı salınımlara rağmen Aralık 2009 yılına kadar sürmüştür. Bu dönem içerisinde iki

azalma dönemi vardır. Bu azalma dönemlerinde biri ML=3.8 büyüklüğünde, diğeri ise ML=5.2

büyüklüğünde dikkat çekici iki adet deprem tetiklenmiştir. 5.2 büyüklüğündeki deprem bir çok küçük

artçı şok yanısıra büyüklükleri 4 olan iki adet artçı şok yaratmıştır. Baraj gölü yakınında olan bu

depremlerin hepsi sığ derinliklerde olmuş ve az bir normal (düşme) bileşeni olan doğrultu atım faylanma

mekanizmasına sahiptir. Deprem aktivitesi ortalama 7 km derinlikte olmuştur.

1. faz 6 aylık gecikme (drained response)

2. faz -> 5 aylık gecikme (drained response)

Haziran 2007- Aralık

2009 arasında kuraklık

nedeniyle

817 km2 x 6.25 m

≈ 5 milyar ton su

kaybedilmiş…. 21 Feb. 2008

Samsat ML=3.7, Mw=3.5

Phase-I

Phase-II Phase-III ??




21022008

3 Eylül 2008 Bozova-Samsat

M=5.2 deprem etkinliği

Difüzyon katsayısı αS yi Talwani and Acree (1995) tarafından verilmiş olan formül:

αS = L2/t ile hesapladık. Burada L deprem odağından uzaklığı (Singh and Chadha, 2007), t ise difüzyon zamanıdır. L yi 7 km aldığımızda; - 1992-1995 arasındaki Baraj Dolum Dönemi (Impoundment Period--- Un-Drained Response) su seviyesinin artışı sonrası gecikme zamanı 2.5 yıl için difüzyon katsayısıαS = 0.6 m2/s,

- 2007-2009 yılları arasındaki Baraj Dolum Sonrası Dönemi (Post-Impoundment ----Drained Response) su seviyesinin düşüş sonrası; Gecikme zamanı 6 ay için difüzyon katsayısı αS = 3.2 m2/s (Phase I) Gecikme zamanı 5 ay için difüzyon katsayısı αS = 3.8 m2/s (Phase II)

Talwani, 1997



Örnek

SONUÇLAR

• Atatürk Barajının dolumunu takiben başlayan depremsellik

(undrained or coupled response) 2.5 yıl gecikmelidir.

• Baraj tam olarak dolduktan sonra 2009 yılının sonuna kadar biri 4

yıl süren, diğeri 2 yıl süren uzun süreli su seviyesi düşümü olmuştur.

Her iki su seviye azalımı döneminde depremsellik dikkat çekici

oranda artmıştır (drained response).

• İkinci büyük su seviye düşümü döneminde (2007-2009), iki ayrı

seviye düşümü dönemi olmuştur. Bu dönemler 4 ve 6 ay arasında

değişmektedir (drained response). Bu düşümleri takiben deprem

büyüklükleri artmıştır.

…….. Eyidoğan ve Geçgel


SONUÇLAR

• Elde edilen sonuçlar irdelendiğinde uzun süreli mevsimsel değişimlerin su

yükünü ve yeraltında çeşitli derinliklerde gözenek basıncını değiştirmesi

nedeniyle kritik tektonik gerilme alanını etkileyerek tetiklenmiş depreme

neden olduğu ileri sürülebilir.

• Depremsellik dağılımı ve fay düzlemi çözümleri, 2008 sonrası bir bölüm

tetiklenmiş depremselliğin üst kabukta ve KB-GD yönlü sağ-yönlü doğrultu

atım niteliğinde faylanmalarla ilişkili olduğunu ortaya koymaktadır

• 2007 sonrası duyarlı olarak yerleri belirlenen deprem aktivitesinin 60 km

uzunluğundaki Bozova Fayı ile ilişkilerini kesinleştiren bir sismolojik bulgu

elde edilememiştir.

• Atatürk Barajı’nın uzun dönemli su seviye değişimleri sürerse, derinlere

yayılan gözenek basıncı değişimleri nedeniyle tektonik gerilme alanının

değişimleri barajın yakın çevresindeki potansiyel fayları harekete geçirebilir.

Özellikle Bozova Fayı’nın bu çerçevede çok disiplinli yaklaşımlarla izlenmesi

ve incelenmesi tavsiye edilir.





TEŞEKKÜRLER

Presentations & Public Speaking

ATATÜRK BARAJI SU DÜZEYİ VE TETİKLENMİŞ DEPREMSELLİK İLİŞKİLERİ, 1992-2009