17 Ağustos 1999 tarihinde saat 3.02’de, Kuzey Anadolu Fay Hattının Adapazarı, Kocaeli, Gölcük segmenti üzerinde, Richter ölçeğine göre Ms=7.4 many itüdünde ve yaklaşık 45-50 saniye süren bir deprem meydana gelmiştir. Deprem, Marmara Bölgesinin tamamı ile Kuzey Anadolu Fay Hattının doğu yönündeki uzantısında yer alan Düzce ve Bolu gibi şehirleri etkilemiştir. 17 Ağustos depreminin Ülkemizde endüstrinin ve şehirleşmenin en yoğun olduğu Marmara Bölgesinde meydana gelmiş olması, can kaybının ve hasarın da çok büyük olmasına sebep olmuştur. 1967 Adapazarı Depreminden sonra bölgeyi etkileyen en büyük deprem olan 17 Ağustos 1999 depremi, İstanbul’un Avcılar, Küçükçekmece, Tuzla ilçeleri ile İzmit, Adapazarı, Gölcük, Yalova, Düzce ve Bolu şehirlerinde 20 000 dolayında can kaybına ve maddi hasara yol açmıştır. İzmit Körfezinin iki tarafında ve İzmit-Adapazarı arasında yer alan sanayi tesislerinde çeşitli boyutlarda hasarlar meydana gelmiş, Tüpraş Rafinerisinde bir bacanın tanklardan birisi üzerine yıkılması nedeniyle başlayan yangın daha sonra yedi tanki etkilemiş ve güçlükle söndürülmüştür. Deprem nedeniyle bölgede bulunan kamuya ve özel sektöre ait endüstri tesislerinde yaklaşık bir hafta süre ile üretime ara verilmiştir. Anadolu Otoyolunun Sapanca-Adapazarı arasındaki kesiminde meydana gelen oturmalar, çekme çatlakları ve bir üst geçitte meydana gelen göçme nedeniyle Otoyol üç gün süreyle ulaşıma kapanmış, bu ise deprem bölgelerine ulaşılmasında önemli bir engel oluşturmuştur.
17 Ağustos 1999 sabahı, saat 8.30’da, İTÜ Rektörlüğünde konuyla ilgili öğretim üyelerinin katıldığı bir toplantı yapılmıştır. Bu toplantıda depreme neden olan faylanma ve yerdeğiştirmenin belirlenmesi, İstanbul ilçeleriyle İzmit ve Adapazarı’ndaki yapısal hasarın dağılımı, boyutları ve sebepleri, yapısal hasarın meydana geldiği alanlardaki zemin ve yeraltı suyu koşullarıyla ilgili olarak tespitler ve aletsel ölçmeler yapılmasına, veri toplanmasına ve konuyla ilgili kamu yöneticilerine destek ve rilmesine karar verilmiştir. Bu bağlamda, 17~20/8/1999 günlerinde İTÜ öğretim üyeleri depremden etkilenen bölgelerde incelemeler yapmışlardır. Bu incelemelerde fay hattı boyunca meydana gelen yeni kırıklarla ilgili olarak yerden ve havadan gözlemler yapılmış, belediye başkanları ve belediyelerin teknik elemanlarıyla görüşülmüş, toptan göçen veya az-orta hasarlı binalardaki hasarların sebepleri belirlenmiş, beton numuneleri alınmıştır. Ayrıca Petkim, İgsaş, Tüpraş ve Sümerbank’ın başvuruları üzerine bu kuruluşlara ait tesislerde deprem sonrası tespitler yapılmıştır. 17 Ağustos depremiyle ilgili olarak Üniversitemiz uzmanlarının yaptıkları tespitler, değerlendirmeler ile kısa ve uzun dönemde alınması gerekli önlemlere aşağıdaki paragraflar da yer verilmiştir.
17 AĞUSTOS 1999 KOCAELİ DEPREMİNİN ÖZELLİKLERİ
Deprem 17.08.1999 de saat 3.02 de 40.70 kuzey enlemi ile 29.91 doğu boylamının tarif ettiği bölgede, İzmit’in 11 km güney-doğusunda meydana gelmiştir. Depremin büyüklüğü çeşitli kuruluşlar tarafından değişik değerlerde bildirilmis ise de, moment büyüklüğü Mw = 7.4 ve yüzey dalgası büyüklüğü Ms = 7.8 değerleri civarında değişmektedir. Depremin odak derinliğinin 10-15 km olduğu ve sağ atımlı 120 km civarında bir fay hareketi ortaya çıktığı yapılan incelemelerle belirlenmiştir. Ana deprem dalgasının ardından büyüklüğü 4.0- 5.0 değerlerinde olan çok sayıda artçı depremler meydana gelmiştir.
Deprem merkez Üssüne en yakın ivme kaydı, İzmit Metoroloji İstasyonu’ndan alınmıştır. Buna göre, maksimum ivme kuzey-güney doğrultusunda 163 mG, doğu-batı doğrultusunda 220 mG ve düşey doğrultuda 123 mG dir. Görüldüğü gibi, üç birleşende birbirleri ile kıyaslanabilir büyüklüktedir. Aşağıdaki Tablo'da yurdumuzdaki son büyük dört depreme ait yaklaşık büyüklükler verilmiştir.
Yukarıdaki Tablodan görüldüğü gibi, Kocaeli depremi son yıllarda yurdumuzu etkileyen en yıkıcı deprem olarak karşımıza çıkmaktadır (Kandilli Rasathanesi kayıtları).
17 AĞUSTOS 1999 KOCAELİ DEPREMİNİN YERBİLİMLERİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ
17 Ağustos sabah saat 3.02 de meydana gelen deprem, karada İzmit körfezi ile Düzce güneybatısı arasında yaklaşık 120 km uzunluğunda bir yüzey kırığı meydana getirmiş olup bu kırık üzerinde 4.2 m’ ye varan sağ-yanal yerdeğiştirmeler meydana gelmiştir. Yapılan arazi gözlemlerine göre, faylanma genelde 4 segmentten oluşmaktadır ve İzmit körfezi ile Akyazı arasında kalan segmenti ana kırığı oluşturmaktadır. Kırığın üzerinde yer alan TEM otoyolu en az üç yerde kırık tarafından kesilerek yolun yer yer 200 m uzunluğundaki bölümünü deforme etmiş olup üst geçitlerin yıkılmasına veya kullanılamaz hale gelmesine sebep olmuştur. İzmit - Arifiye tren yolu Arifiye batısında ve özellikle Tepetarla köyü yakınlarında 2.7 metreye varan sağ-yanal ötelenmelerle deforme olmuştur. Tren yolunun Arifiye batısındaki deformasyonda 1 m lik yükselmelerde gözlenmiştir. Yüzey kırığı üzerinde yer alan siteler ve köylerde de yoğun hasar ve yıkım gözlenmiştir.
Bu deprem sırasında bu kırığın yakınında yeralan ve özellikle suya doygun alüvyon zeminlerde başta Adapazarı, Izmit, Gölcük, Yalova ve Akyazı olmak üzere bir çok yerleşim biriminde aşırı yıkımlara sebep olmuştur. Faylanma dışında Adapazarı içinde sokaklarda meydana gelen deformasyonlar ile Gölcük ve Sapanca gölü kıyılarında meydana gelen göçmeler kuvvetli yer sarsıntısı ile ilgili olup hasarların yoğunlaşmasına sebep olmuştur. İstanbul’da Avcilar basta olmak üzere Bağcılar ve Sefaköy’de önemli hasarlar meydana gelmiştir. Depremin hemen sonrasında Harvard Sismoloji Laboratuvarı ve US Geological Survey, depremin merkez üssünün yaklaşık olarak Sapanca Gölü ve İzmit körfezi arasında olduğu, mekanizmasının yaklaşık D-B yönünde sağ-yanal doğrultu atımlı bir mekanizmaya sahip olduğu ve derinliğinin 10-15 km olduğunu uzak deprem istasyon verilerinde hesaplamışlardır.
Bu deprem öncesinde İzmit körfezi ve çevresinde deprem potansiyelinin yüksek olduğu yalnız tarihsel deprem kayıtlarına dayanılarak değil, GPS ölçümleri sonuçlarının değerlendirilmesi ile de farklı grupların yaptığı çalışmalarda ileri sürülmüştür. Bu verilere göre bu alanda en son depremlerin 1719 ve 1754 yıllarında meydana geldiği ve buradaki hızların 10-15 mm/yıl olduğu gözönüne alınırsa, bu faylar üzerinde bu deprem sırasında meydana gelen yerdeğiştirmelerle çok uyumlu oldugu anlaşılmaktadır. Bunun yanısıra Kuzey Anadolu fayı üzerinde 1939 yılında başlayan 6 büyük depremin batıya doğru göçü sonucunda Kuzey Anadolu Fay Zonunun toplam 900 km lik bir kısmı kırılmış ve kırıklarda 7.5 m ye varan yerdeğiştirmeler gözlenmiştir. Bu depremlerin yakın geçmişte modellenmesi İzmit körfezi çevresinde bu depremler sebebiyle stresin yükseldiğini ortaya koymuştur.
Şekil 2. Kuzey Anadolu fayı üzerinde 1939-1967 deprem göçü (alt resim), bu depremler sırasında meydana gelen yüzey yer değiştirmeleri (orta resim), ve bu depremlerin modellemesi sonucunda stresin (deprem riskinin arttığı alanlar (kırmızı), (üst resim). Üstteki resimde İzmit körfezinde artan stresin meydana gelen depremle aynı alandadır.
Şekil 3. Son 10 yılda yapılan GPS ölçümlerine göre Marmara Denizi çevresinde hareket hızları gösterilmektedir.
17 Ağustos 1999 İzmit depreminin büyüklüğü hakkında da farklı görüşler bulunmaktadır. Amerikan kaynakları ilk verilerde depremi Ms=7.8 olarak vermişler, Kandilli Rasathanesi ise Ms=6.7 ve daha sonra 7.4 olarak değerlendirmiştir. Arazide yapılan makro sismik ilk gözlemler değerlendirildiğinde depremin Ms= 7.4 civarında olması gerektiği düşünülmektedir. Bu değerin arazi çalışmaları tamamlandıktan sonra 0.1 büyüyebileceği düşünülmektedir. Ancak esas büyüklüğün bütün verilerin detaylı bir şekilde değerlendirilmesinden sonra elde edileceği unutulmamalıdır.
Bu deprem sonrasında fayın batıya uzantısı olan Karamürsel - Yalova segmenti ve Çınarcık çukurluğunda kırılmamış ise ki bu konuda çalışmalar devam etmektedir, deprem riski eskiye nazaran yükselmiş bulunmaktadır. Ancak bunun zamanı hakkında kesin bir şey söylemek bugün için bilimsel olarak mümkün değildir. Kesin olan İzmit körfezi ve Çınarcık çukurluğundaki segmentlerin üzerinde var olan deprem riskinin bu deprem sonrasında daha da arttığıdır. Aktivitenin önümüzdeki en fazla 30 yıl içinde batıya, komşu segmentlere sıçrayıp benzer büyüklükte deprem meydana getirmesi mümkündür. Artçı depremler, Adapazarı ile Çınarcık çukurluğu arasında kalan koridor ve çevresinde yer almaktadır. Bu artçı depremlerin seyrek de olsa orta büyüklüklere (Ms=5-6) çıkması yine beklenen aktivitelerdir. Bu artçı deprem aktivitesi de zaman içinde sönümlenerek en az 1 yıl devam edebilir.
BÜtün bu bilgiler bir arada değerledirildiğinde bu alanda ulusal ve uluslararası araştırmalara hız vermek, yapıları ve önemli tesisleri depreme dayanıklı hale getirmek acil olarak yapılması gerekenlerdendir.
ZEMİN VE TEMEL MÜHENDİSLİĞİ DEĞERLENDİRMELERİ Izmit Körfezi, İzmit Kuzey Anadolu fayının kuzey kolu üzerinde yer almaktadır ve bu yapı bir seri basenlerden oluşmaktadır. İzmit Körfezi’ne boşalan nehirler jeolojik süreç içerisinde Gölcük, Hersek, Kavaklı deltalarını ve Sapanca Gölü ile İzmit Körfezi arasındaki geniş ve uzun alüvyon düzlüğünü oluşturmuştur. Bu alanlarda, zemin profili genelde çok kalın, yumuşak-orta katı kil veya gevşek kum tabakalarından oluşmaktadır. Diğer bir deyişle, Kuzey Anadolu Fay Hattı’nın Marmara Denizi’nin güneyi boyunca uzandığı bölgede hem sismik aktivite çok yüksek ve hem de zemin koşulları son derece elverişsizdir. Çeşitli projelerle ilgili olarak bölgede yapılan zemin araştırmaları, zemin tabakalarının sıkışabilme özelliğinin çok yüksek olduğunu ve ayrıca bazı bölgelerdeki zeminlerin sıvalaşma potansiyeli gösterdiğini ortaya koymuştur. Nitekim, depremi takiben İTÜ Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği öğretim üyelerinin yerinde yaptığı incelemelerde özellikle Adapazarı, Gölcük ve Yalova’da meydana gelen hasarların başlıca sebebinin zemin problemlerinden kaynaklandığı belirlenmiştir. Buna karşılık, ciddi ve bilimsel zemin araştırmalarına dayanantemel mühendisliği çözümlerinin uygulandığı projelerde örneğin, yumuşak zemin koşullarında kazıklı temel sistemlerine taşıtılan binalarda ve sanayi tesislerinde, fay hattına çok yakın olsa bile herhangi bir hasar meydana gelmemiştir. Adapazarı örneğinde olduğu gibi, zemin koşulları elverişsiz ve yeraltı su seviyesi çok yüksek olduğu halde ağır yapıların bile tekil veya sürekli temellere taşıtıldğı yerlerde ise binaların farklı oturma yaptığı, devrildiği, yana yattığı veya zemin katların bodrum kata dönüştüğü tespit edilmiştir. İlk defa bu depremde elverişsiz zemin koşulları, deprem hasarının büyük olması üzerinde bu derece etkili olmuştur. Kavaklı ve Gölcük’te, deniz kıyısı ile karayolu arasındaki düzlüklerde ortaya çıkan heyelanlar ve arazi çökmeleri, bölgenin morfolojisini tümüyle değiştirmiş, ve bu bölgelerde denize yakın olan alanlar ve kıyıya yakın yapılar su altında kalmıştır.
Marmara Bölgesi’nde çeşitli kurumların yerleştirdiği kuvvetli yer hareketi ölçerleri bulunmaktadır. Bu aletlerden alınan kayıtlarla deprem hasarı arasında büyük bir uyum bulunmaktadır. Şöyleki, İstanbul’da Haliç’in doğusunda bulunan bölgede hakim formasyon kumtaşı, kiltaşı kaya birimleri olup bu bölgede ölçülen maksimum yer ivmeleri %5 g - %8 g dolayındadır. Bilindiği gibi, İstanbul’da kumtaşı, kiltaşı kaya birimlerine oturan gelişigüzel inşaa edilmiş ruhsatsız yapılarda bile hasar meydana gelmemiştir. Buna karşılık, Zeytinburnu’nda %12, Ataköy’de %17, Ambarlı’da ise %25 gibi yer ivmeleri ölçülmüştür. İstanbul’daki en büyük hasarın Ataköy ile Ambarlı arasında yer alan Küçükçekmece ve Avcılar bölgelerinde olduğu bilinmektedir. Keza, Marmara’nın güneyinde, fay hattı üzerinde %35 - %40g dolayında yer ivmeleri ölçülmüştür.