İstanbul ve Deprem Riski

1. İSTANBUL’UN DEPREM RİSKİ
Hamza Birinci1
ve Ali Osman Öncel1,2,3
1
İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü
2
İstanbul Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Mühendislik Bilimleri Bölümü
3
İstanbul Üniversitesi, Açık ve Uzaktan Eğitim Fakültesi, Acil Durum ve Afet Yönetimi Programı
GİRİŞ
Türkiye’de deprem sorunu yıllardır tartışılmakta ve sorunlar
çok iyi bilinmektedir.
(http://www.slideshare.net/oncel/deprem-sorunu).
Türkiye’nin deprem sorununa ilişkin çözüm önerileri çok
açık bir şekilde maddeler halinde yazılmıştır
(http://www.slideshare.net/oncel/trkiyenin-deprem-sorununa-
bak-ve-baz-neriler). Deprem Risk Yönetim Modelleri
önerilmiş ve uygulanması halinde önemli mesafeler alınabilir
(http://www.slideshare.net/oncel/deprem-risk-ynetim-modeli-
8921186). İstanbul nüfusu 1980’den sonra devasa bir artış
göstererek 15 milyona yaklaşmıştır. Bu da olası bir depremde
oluşabilecek kayıpların boyutu açısından herkesi
korkutmaktadır. İstanbul’da deprem, geçmişte olmuştur ve
gelecekte de olacaktır. Bu gerçeği değiştiremeyiz. Marmara
denizi içerisinde olabilecek ve yüzeyde kırılma meydana
getirecek büyük depremler (M≥6.0), İstanbul’u da
etkileyecektir. Geçtiğimiz yüzyılda İstanbul’u da etkileyen
depremler gerçekleşmiştir. Bunlara örnek olarak; 1935
Marmara Adaları depremi (Mw=7.4), 1999 Adapazarı
(Mw=6.7) ve Düzce (Mw=7.2) depremlerini verebiliriz.
Marmara bölgesinde deprem üretecek bir çok parallel fay
demetleri vardır. Son 10.000 yıl içerisinde deprem meydana
getiren faylara aktif fay denmektedir. Buna göre Kuzey
Anadolu Fay Zonu üzerinde bulunan ve Marmara
Denizi’nden geçen faylar aktif faylar ülkemizde büyük
yıkımlara neden olmuştur.. Bunlar birbirleriyle konuşur
(tetiklediği) gibi birbirlerini mobilize etmektedir.
Marmara’daküçük depremlerin 1980’li yılların başından
izlenmesiyle birlikte sismisitesinin oldukça aktif olduğu
anlaşılmıştır.
YÖNTEM
Öncelikli olarak ilk hedef; depremin oluşumu
önlenemeyeceğine göre vatandaşların depremi güvenli bir
şekilde geçirebilmesini sağlayacak emniyetli yapılaşmayı
sağlamak olmalıdır. Depremlerin düşük şiddette hissedilerek,
hasar vermeden geçirilmesi için deprem riskinin tespit
edilerek düşürülmesi için önlemlerin alınması gerekmektedir.
Şekil 1. Kentsel Risk Modeli
Şüphesiz ki İstanbul için deprem, önlenemez bir gerçektir.
Çünkü yer altındaki, İstanbul’u da etkileyecek olan ve
Marmara Denizi’ne yayılmış faylar kaldırılamaz veya yerleri
değiştirilemez. Deprem Kırık Sistemlerinin üreteceği
depremlerin büyüklükleri ve derinlikleri tehlikedir ve
değiştirilemez. Marmara Denizi içerisinde olan en bilinen
deprem Kıyamet-I Suğra olarak bilinen 1509 depremidir
(http://www.slideshare.net/oncel/stanbul-depremi-1509).
1500 yılından günümüze kadar olan benzer büyüklükte ve
denizin farklı alanlarında olan depremler incelendiğinde
7.2’den büyük bir deprem olmayacağı tahmin edilmektedir
(http://www.slideshare.net/oncel/seismicity-marmara-1500).
Bu magnitüd değeri herhangi bir müdehale ile günümüz
teknolojisinde değiştirilemez. Fakat deprem riskini büyüten
ÖZET
İstanbul için deprem, önlenemez bir gerçektir.
Depremden riski etkilenme, hasar boyutu, maliyet gibi
diğer faktörlere bağlı olarak değişebilir. Yapılaşma,
depreme dayanıklı zeminlerde ve standartlara uygun
yapılırsa riski büyüten faktörlerdeki azalmaya bağlı
olarak yıkım riski azaltılabilir. Deprem üretecek kırık
sistemlerine ne kadar uzak olunursa deprem, o kadar az
hissedilir. Kentsel dönüşümde yapısal yenileşme bir
kırık sistemine yakın ve paralel yapılanmayla
kentleşmeyi yatay büyütmek, deprem açısından riski
oransal olarak büyüterek sabitlemek olarak
değerlendirilebilir. Çünkü depremin şiddeti (yıkım gücü)
kırık sistemi ve yapı arasında ki mesafe ile
azalmaktadır.
Kaya zeminler (VS ≥760 m/s), deprem sinyalinin
genliğini küçültürken, suya doygun (VS ≤300 m/s)
(water-saturated), denize yakın, dayanımsız zeminler
(jeofizik hızı yaz…) sinyalin genliğini büyütmektedirler.
Bu tür yerlerde depremler çok daha şiddetli
hissedilmektedir. Bu nedenle deprem odaklı
yapılaşmada şehir planlama, kıyı kesimlerden ziyade,
kentlerin iç kesimlerine doğru yapılmalıdır.
Anahtar kelimeler : İstanbul Depremi, Marmara
Fayları, Kaya Zemin

2. diğer faktörler etkilenme (insan sayısı), hasar boyutu
(etkilenen yapı sayısı), maliyet (zarar) gibi diğer faktörlerle
oynanabilir. Peki bu faktörlerle nasıl oynanabilir? Yapılaşma,
depreme dayanıklı zeminlerde ve düzgün standartlara uygun
bir mühendislikle yapılırsa bu faktörler ve dolayısıyla risk
azaltılabilir. Deprem odaklı kentsel dönüşüm ile yapılaşma,
zayıf zeminlerden (jeofizik hız yaz) kaya zeminlere (Jeofizik
hız yaz) taşınırsa depremden etkilenme oranı azalacaktır.
Buna paralel olarak maliyet ve hasar oranı da azalacaktır
(Şekil-1).
Şekil 2. Magnitüd-şiddet İlişkisi ve Deprem Anındaki Zemin
Davranışı
Marmara’da muhtemel deprem, kent merkezli değil de deniz
merkezli beklenmektedir
(http://www.slideshare.net/oncel/istanbul-
longtermearthquakes). Yani büyüklük değişmeyecektir ancak
depremin etkisi olasılıklı olarak hesaplanabilir ve beklenen
şiddetin, bölgeden bölgeye farklılık göstereceği olasılıklı
deprem tehlike analiziyle çok önceden belirlenebilir
(http://www.slideshare.net/oncel/stanbulda-deprem-tehkike).
Deprem sinyali, bir lambadan çıkan ışığın camın içinden
geçip uzağa gittikçe etkisini kaybetmesi gibi denizden
başlayarak kentin içlerine doğru azalarak, sönümlenerek
ilerleyecektir (Şekil-2). Deprem Kırılma Hattına ne kadar
uzak olunursa,- benzer Zemin özelliğine sahip alanlarda -
deprem, o kadar az hissedilir. İstanbul özelinde Kentsel
dönüşümü Marmara denizine yakın ve denize paralel
kentleşme olarak planlamak, deprem açısından riski – benzer
zeminlerde - sabit tutarak yataylamasına büyütmek olarak
değerlendirilebilir. Çünkü depremin şiddeti mesafe ile
azalmaktadır. İstanbul’da depremi büyük fakat farklı şiddetli
olarak kıyı kesimlerde farklı dayanımlı zeminlerde yaşayan
vatandaşlar hissedecektir. Deprem riskini birinci derecede
azaltmanın yolu, deprem kırılma zonuyla olan mesafeyi
olabildiğince büyütmekle mümkün olur. Bu faktörün
azaltılmasında zeminin durumu da önemlidir. Kaya zemin ve
yumuşak zemin, deprem esnasında farklı davranış gösterirler.
Kaya zeminde sismik dalga düşük genlikli davranış
gösterirken (şiddet düşük) deprem yıkımsız, zayıf zeminde
genlik artacağından (şiddet büyük) deprem yıkımlı olacaktır.
Bu tespitler, zemin üzerinde alınan sismik ölçüler sayesinde
yapılabilmektedir.
Şekil 3. Magnitüd-Fay Uzunluğu İlişkisi
Bir depremin büyüklük tehlikesi, o bölgede yer alan
fayın uzunluğuyla ilişkilidir. Fay ne kadar uzunsa o kadar
enerji birikimi olacaktır ve açığa çıkan bu enerji deprem
sarsıntısı olarak kendini gösterecektir
(http://www.durubilgisayar.com/site_dosyalari/pdf/Afet_isleri
_Genel_Mudurlugu_Deprem_Arastirma_Dairesi_ISTANBUL
U_TEHDIT_EDEN_MARMARA_DENIZINDEKI.pdf).
Şekil-3’de 1935 (Ms=7.4) Marmara Adaları Depremi’nin
kırık uzunluğu ve magnitüd ilişkisi gösterilmiştir.
Şekil 4. Magnitüd, Deprem Sayısı ve Enerji Arasındaki İlişki
Depremin büyüklüğüyle sayısı arasında da ters orantılı bir
ilişki vardır. Deprem yasası olarak bilinen bu ilişki (log N=
a- b M) kullanılarak deprem tehlikesi, yakın ve uzun dönem
depremlerin olasılıklı tekrarlanma özellikleri belirlenir. Bu
yasa ile depremin büyüklüğü küçüldükçe oluşma sıklığı
arttığı belirlenmiştir.. Şekil 4’de gösterildiği gibi 2-3
magnitüdleri arasında dünya üzerinde senede yaklaşık 1
milyon deprem meydana gelmektedir. 8 büyüklüğünde bir
deprem ise senede yalnız 1 defa meydana gelmektedir. Bu 2-
3 büyüklüğündeki 1 milyon depremin açığa çıkardığı enerji, 1
adet 8 büyüklüğündeki depremin açığa çıkardığı enerjinin
neredeyse ¼’ü kadardır.. Başka bir ifadeyle,büyüklüğü küçük
(2-3) 4 milyon depremle açığa çıkan enerji ancak büyüklüğü
büyük (8) bir depremle açığa çıkan enerjiye denktir. Çok net
bir şekilde bir küçük depremde açığa çıkan enerji bir büyük
depremde açığa çıkan enerjinin milyonlarda biridir. Küçük
depremler bir bölgede olur fakat büyük deprem tehlikesini
azaltmaz çünkü azaltması için 4 milyon küçük deprem olması
imkansızdır. Nedeni ise deprem yasasında açıklandığı gibi
milyon sayıda depremin olduğu bir Dünya’da bir büyük
depremin olması yasal olarak zorunludur.
2

3. Küçük depremlerin izlenmesi oldukça önemlidir. Türkiye’de
büyük depremleri üretebilecek gizli ve gömülü fayları
bulabilmek için küçük depremler (1-3 magnitüdlü)
izlenmelidir. Küçük depremlerin izlenmesi de
sismometrelerin daha derinlere (örn: 100 metrelere)
yerleştirilmesiyle mümkündür. Japonyada yerin altında
bulunan yüksek hassasiyetli Hi-NET sismometre sayısı
yaklaşık 800’dür (Kaynak:
http://www.hinet.bosai.go.jp/summary/). Türkiye’de ise bu
çalışmalara 2012 senesinde GEONAF projesi kapsamında
yeni başlanabilmiştir
(https://www.afad.gov.tr/tr/IcerikDetay.aspx?ID=192).
Şekil 5. Deprem büyüklüğü ve açığa çıkan enerji arasındaki
ilişki oransal olarak birim M büyüklüğü için birim E
büyüklüğü 32 kat değişir.
Deprem büyüklüğündeki 1 birimlik bir artış, açığa çıkan
enerjide 30 birimlik artışa sebep olmaktadır (Şekil-5). Bu
demektir ki 7.4 büyüklüğündeki bir depremin açığa çıkardığı
enerji için 32 tane 6.4 büyüklüğündeki depremin meydana
gelmesi gerekir. Bu nedenle deprem büyüklüklerinin doğru
tahmini önemlidir. Tarihsel depremler, olduklarından daha
düşük büyüklükte hesaplanırsa, bir sonraki deprem için
yapılacak hazırlıklar yetersiz kalacak ve hasar oranında artış
meydana gelecektir. Örnek olarak; 11 mart 2011 Tohoku
Depremi’nde Japonlar nükleer santral duvarlarını Mw=8-
8.5’lik bir depremin oluşturabileceği bir tsunami duvarı
yapmışlardı
(http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqinthenews/2011/us
c0001xgp/). Ancak deprem Mw=9.0 olunca santraller ağır
hasar gördü. Japonya aynı durumu 2008’de yine Doğu
Honshu depremiyle yaşadı
(http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqinthenews/2008/us
2008uva4/). Mw=6.5 büyüklüğünde beklenen deprem
Mw=6.8olunca hazırlıksız yakalandılar ve aynı şekilde ağır
nükleer santrallerde hasarlar meydana geldi ve elektrik
kesintileri yaşandı.
Şekil 6. Marmara’da 250 Yıldır Kırılmayan Sismik Boşluk
İstanbul’un güneyinde, Marmara Denizi’nin kuzeyinde en son
1766’da kırılmış bir sismik boşluk yer almaktadır
(http://www.emidius.eu/ahead/main/info/?en=68354) (Şekil-
6). Bu boşluk, sağ ve solundaki kırıkların etkisiyle her geçen
gün enerji yüklenmektedir.
Şekil 7. Türkiye Deprem Tehlike Haritası (1996)
Deprem tehlike haritası, yapılaşma için gerekli deprem
dayanımı standartlarını belirlemektedir
(http://www.slideshare.net/oncel/trkiyenin-deprem-blgeleri-
haritalar-nedir). Türkiye’de 1996 yılında yapılmış, eski ve
yeni çalışmalarla karşılaştırıldığında büyük eksiklikleri olan
bir deprem tehlike haritası baz alınarak yapılan deprem risk
değerlendirmesi endişe vermektedir (Şekil-7). Hatalı bir
deprem tehlike haritası resmi olduğundan dolayı esas
alınarak kentsel dönüşüm yürütülmektedir. Bu harita, toprak
olarak Dünya’nın en büyük ülkesl Kanada Deprem Tehlike
Harilama Çalışmalarıi 5 yılda 1 güncellenmesi gerekirken 18
senedir resmi bir güncelleme yapılmamıştır
(http://www.earthquakescanada.nrcan.gc.ca/hazard-
alea/interpolat/index-eng.php). Bu durum kentsel dönüşümün
güvenilirliğine gölge düşürebilmektedir.
Şekil 8. Zeminin Depreme Karşı Gösterdiği Davranış
Farkları
Şekil 8’de görüleceği üzere kaya zeminler (solid bedrock),
deprem sinyalinin genliğini küçültürken, suya doygun (water-
saturated), denize yakın, dayanımsız zeminler sinyalin
genliğini büyütmektedirler. Bu tür yerlerde depremler çok
daha şiddetli hissedilmektedir. Bu nedenle yapılaşma, kıyı
kesimlerden ziyade, kentlerin iç kesimlerine doğru
yapılmalıdır.
3

4. Şekil 9. 1999 İzmit Depreminden Sonra İstanbul’daki Hasar
Dağılım Haritası
Ev satın alınırken aslında depremin o bölgede oluşturacağı
şiddetiyle beraber satın almış oluyoruz ve bilindiği üzere
şiddet arttıkça hasar da artmaktadır. Kanada Deprem Servisi
vatandaşlarına oturdukları veya oturacakları alanda deprem
tehlikesini internet üzerinden noktasal olarak veren bir servis
hizmeti sunmaktadır
(http://www.earthquakescanada.nrcan.gc.ca/hazard-
alea/interpolat/index_2010-eng.php). Kanadalı ev alırken
veya eve taşınırken deprem odaklı riskleri önceden
görebilmektedir. İstanbul’un %80’i kaya zeminden
oluşmaktadır (http://www.slideshare.net/oncel/istanbul-
jeoloji). Yerleşim olarak bu tarz yerlerin seçilmesi deprem
tehlikesi açısından daha uygun olacaktır. Şekil 9’da, 1999
Kocaeli depreminde İstanbul’da hasar gören bölgeler
gösterilmektedir. Kırmızı renk ile gösterilen alanlar
İstanbul’un zemin açısından en zayıf yerleridir ve bu
depremde en çok hasar alan yerler de buralardır.
Şekil 10. Marmara İçin Spektral İvme Haritası
Güncellenen deprem tehlike haritası (Şekil 10), Marmara
Denizi içerisindeki tüm deprem oluşturacak deprem fayları
dikkate alınarak muhtemel sonuçları göstermektedir. T=1 s
ne demektir? Yüksek katlı (8-12) binaların etkileneceği
alanları göstermektedir. Bu binaların rezonansı ile yerin
rezonansı üst üste geleceği için depremi daha şiddetli
hissedeceklerdir. Diğer yandan 2-3 katlı alçak binaların
hissetme potansiyeli diğerine göre daha düşüktür. Alçak katlı
binalar için deprem fayına yakın olan kıyı kesimleri
etkilenirken, yüksek katlı binalar için faydan daha uzak
kesimler de tehlike içermektedir.
SONUÇ VE ÖNERİLER
İstanbul nüfusu 1980’den sonra devasa bir artış göstererek 15
milyona yaklaşmıştır. Marmara Bölgesi’ndeki deprem
gerçeği göz önüne alınarak bölgedeki faylar ile araya mesafe
konulmalıdır. Bunun için İstanbul’da yapılaşma, kıyı
kesimlerde değil iç kesimlerde yapılmalıdır. Yapılaşma için
yumuşak ve heyelanlı zeminler yerine sismik etüdler sonucu
uygun olarak (VS ≥760 m/s) belirlenen kaya zeminler
seçilmelidir. Bunların tespiti için her yapı için sismik etüd
çalışmaları eksiksiz yaptırılmalıdır. Bu çalışmalarda baz
alınan 1996 yapımı deprem tehlike haritası güncellenerek
resmi makamlar tarafından onaylanması gerekmektedir.
KATKI BELİRTME VE TEŞEKKÜR
4 Ocak 2014 günü Mimar ve Mühendisler Grubu ile İstanbul
Üniversitesi, Bakırköy - Yunus Emre Kültür Merkezi'nde
''Mw=6.7 Marmara Adaları Depremi'' başlıklı bir konferans
düzenlemiştir. Bu konferansa konuşma yapan ve aynı
zamanda konferans eşbaşkanı olan Prof. Dr. Ali Osman
Öncel’in yaptığı sunumdan faydalanarak bu rapor
hazırlanmıştır. Ayrica bu makalenin düzenlenmesine de katkı
sağladığı için Prof. Dr. Ali Osman Öncel’e şükranlarımı
sunarım.
KAYNAKLAR
http://www.slideshare.net/oncel/deprem-sorunu
http://www.slideshare.net/oncel/trkiyenin-deprem-
sorununa-bak-ve-baz-neriler
http://www.slideshare.net/oncel/deprem-risk-ynetim-
modeli-8921186
http://www.slideshare.net/oncel/stanbul-depremi-1509
http://www.slideshare.net/oncel/seismicity-marmara-
1500
http://www.slideshare.net/oncel/istanbul-
longtermearthquakes
http://www.slideshare.net/oncel/stanbulda-deprem-
tehkike
http://www.durubilgisayar.com/site_dosyalari/pdf/Afet_isleri
_Genel_Mudurlugu_Deprem_Arastirma_Dairesi_ISTANBUL
U_TEHDIT_EDEN_MARMARA_DENIZINDEKI.pdf
https://www.afad.gov.tr/tr/IcerikDetay.aspx?ID=192
http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqinthenews/20
11/usc0001xgp
http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqinthenews/20
08/us2008uva4
http://www.emidius.eu/ahead/main/info/?en=68354
http://www.slideshare.net/oncel/trkiyenin-deprem-
blgeleri-haritalar-nedir
http://www.earthquakescanada.nrcan.gc.ca/hazard-
alea/interpolat/index-eng.php
http://www.earthquakescanada.nrcan.gc.ca/hazard-
alea/interpolat/index_2010-eng.php
http://www.slideshare.net/oncel/istanbul-jeoloji
http://www.youtube.com/watch?v=2Mtzeyd6aEI
4