Geri Dön

Sayısal yükseklik ve arazi modelleri kullanılarak kıyı şeridindeki tsunami tehlikesinin değerlendirilmesi: -dereağzı örneği

Assessing tsunami hazard along the coastline using digital elevation and terrain models: A case study of dereağzi

PDF İndir

  1. Tez No: 948682
  2. Yazar: BÜŞRA BALCI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HİMMET KARAMAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, Geodesy and Photogrammetry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 129

Özet

Tsunami, doğal afetler arasında en yıkıcı etkilere sahip olaylardan biridir. Kıyı bölgelerinde büyük can kayıplarına yol açmakta ve ekonomik altyapıyı tahrip ederek kalıcı zararlara neden olmaktadır. Tsunaminin etkileri, kaynak mekanizması, deniz batimetrisi ve kıyı morfolojisi gibi faktörlere bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Kıyıya yaklaştıklarında, önce denizin çekilerek deniz tabanının açığa çıkmasına, ardından hızla yükselen dalgaların kıyıya şiddetle vurmasına neden olur. Bu çalışmada, Marmara Denizi'nde yer alan Orta Marmara Fayının 1 numaralı segmentinin kırılmasıyla oluşabilecek Mw=7.5 büyüklüğündeki bir deprem kaynaklı tsunami senaryosu çerçevesinde, Beylikdüzü ilçesine bağlı Dereağzı, Gürpınar ve Sahil mahalleleri ile Büyükçekmece ilçesine bağlı Atatürk, Fatih ve Pınartepe mahallelerinde tsunami riski sayısal ve mekansal yöntemlerle analiz edilmiştir. Yüksek çözünürlüklü batimetri verileri ile GEBCO küresel verileri entegre edilerek, tsunami dalga hızı, kıyıya ulaşma süresi ve tırmanma yüksekliği parametreleri QGIS ve Python destekli özel modeller aracılığıyla hesaplanmıştır. Modelleme süreci, QGIS Model Designer ve PyQGIS kullanımıyla görsel, tekrarlanabilir ve standartlaştırılmış hale getirilmiştir. Bu sayede geliştirilen modeller, benzer risk taşıyan diğer kıyı bölgelerinde de uygulanabilir ve sürdürülebilir bir analiz altyapısı oluşturmuştur. Analiz sonuçları tsunami dalga hızlarının derinlikle doğrudan ilişkili olduğunu ortaya koymuş; derin su alanlarında hızlar maksimum 25.25 m/s'ye ulaşırken, sığ alanlarda azalmıştır. Tsunami dalgalarının kıyıya ulaşma sürelerinin 6 dakika 14 saniyeden başlayıp 6 dakika 43 saniyeye kadar uzandığı tespit edilmiştir. Tırmanma yüksekliğinin ise 0 ile 6.18 metre arasında farklılık gösterdiğini ortaya koymuştur. Özellikle sahil ve topoğrafik olarak içe eğimli bölgelerde tırmanma yüksekliğinin artması, bu alanların risk altında olduğunu göstermektedir. Çalışma ayrıca afet anında kritik öneme sahip sağlık tesisleri, toplu taşıma durakları ve toplanma alanlarının tsunami riski altındaki konumlarını mekansal analizlerle ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, birçok altyapı unsurunun potansiyel tsunami etkisi altında olduğunu göstermiştir. Bu durum, Orta Marmara Fayı segmentinde meydana gelebilecek büyük bir deprem sonrası oluşacak tsunami dalgalarının Beylikdüzü ve Büyükçekmece kıyı yerleşimlerinde ciddi bir tehdit oluşturduğunu vurgulamaktadır. Batimetri veri kaynaklarının karşılaştırılması, yerel ve yüksek çözünürlüklü verilerin tsunami modellemesinde sağladığı detaylı ve hassas çıktılara dikkat çekmiş, küresel veri setlerinin ise ön analizler ve geniş ölçekli çalışmalar için pratik bir kaynak olduğunu göstermiştir. Böylece veri eksikliği durumlarında bile etkili modelleme yaklaşımları geliştirilebileceği ortaya konmuştur. Bu çalışma, bölgedeki kıyı yapılaşmasının tsunami riski karşısındaki potansiyel etkilerini açığa çıkarırken, yapılaşmanın kontrollü ve risk temelli yaklaşımlarla planlanmasının gerekliliğini vurgulamaktadır. Bununla birlikte, tsunami afetine karşı hazırlık ve yönetim stratejilerinin geliştirilmesine yönelik önemli veri ve değerlendirmeler sağlamaktadır. Kullanılan yöntem ve geliştirilen modelleme yaklaşımı, afet yönetimi uygulamaları ve bilimsel araştırmalar açısından esnek, sürdürülebilir ve genişletilebilir bir altyapı sunmaktadır. Benzer sismik risk profiline sahip diğer kıyı bölgelerine kolaylıkla uyarlanabilecek nitelikte olan bu yapı, farklı senaryolarla zenginleştirilebilir ve diğer doğal afet riskleriyle entegre edilebilecek güçlü bir potansiyele sahiptir. Gelecek çalışmalarda nüfus yoğunluğu, altyapı ağları ve erken uyarı sistemleri gibi parametrelerin modele entegre edilmesiyle çok boyutlu risk senaryoları oluşturulabilir. Bu sayede hem bölgesel hem de ulusal ölçekte daha kapsayıcı ve etkili afet yönetimi stratejilerinin geliştirilmesi mümkün olacaktır.

Özet (Çeviri)

Tsunami is one of the most destructive natural disasters, causing significant loss of life in coastal areas and inflicting lasting damage to economic infrastructure. The impacts of a tsunami vary depending on the source mechanism, seafloor bathymetry, and coastal structure. As they approach the shore, tsunamis typically cause the sea to recede, exposing the seabed, followed by rapidly rising waves that strike the coast with great force. This study focuses on a tsunami scenario triggered by a potential magnitude Mw=7.5 earthquake associated with the rupture of segment 1 of the Central Marmara Fault in Marmara Sea. The affected study area includes neighborhoods within Beylikdüzü (Dereağzı, Gürpınar, Sahil) and Büyükçekmece (Atatürk, Fatih, Pınartepe), where tsunami risk is quantitatively and spatially assessed. Using high-resolution local bathymetry data integrated with global GEBCO datasets, tsunami parameters such as wave velocity, arrival time to the shore, and run-up height were calculated by employing a combination of QGIS and Python-based custom models. The modeling process utilized the QGIS Model Designer and PyQGIS libraries, enabling a reproducible, standardized, and visually supported workflow. This methodological approach provides a scalable and adaptable analysis framework applicable to similar coastal zones facing seismic tsunami threats. According to the results obtained, tsunami wave velocities ranged between 0.00 m/s and 25.25 m/s, and these values were found to be directly related to the bathymetric structure of the region. The highest wave velocities were observed off the coasts of Dereağzı and Sahil neighborhoods, where the water depth is greater, while the lowest velocities were recorded off the coasts of Fatih and Atatürk neighborhoods, which have a shallow coastal structure. This situation reveals that the propagation dynamics of tsunami velocities are closely linked to the local topography and bathymetry. Within the scope of the modeling, the tsunami wave was calculated to propagate at a velocity of 137.38 m/s from segment No. 1 of the CMN fault, identified as the tsunami source point. Based on this fundamental velocity value, the arrival time of the tsunami wave at selected coastal points in the study area varies between 6 minutes 14 seconds and 6 minutes 43 seconds. These differences in arrival time are closely related to the distances of the points from the source location. It was determined that the Dereağzı neighborhood and the breakwater located there were affected in the shortest time, while Fatih and Atatürk neighborhoods were the last to be affected. Through the modeling conducted in the study, the maximum run-up height that the tsunami wave could reach on land was determined and spatially classified. The findings show that the run-up height varies between 0.00 and 6.18 meters. Particularly high run-up effects were observed along the coasts of Sahil, Dereağzı, Gürpınar, and Pınartepe neighborhoods. This indicates that areas near the coast and those with topographic slopes inclined inland pose a higher risk in the event of a tsunami. Within the scope of the study, spatial data related to critical infrastructure such as transportation and healthcare services were also analyzed and overlaid with areas at risk of tsunamis. It was determined that many assembly areas, healthcare facilities, and public transportation stops located near the coastline could potentially be affected by a tsunami. This finding indicates that emergency response capacity may be adversely impacted during a disaster. Therefore, it underscores the importance of considering tsunami hazards in site selection processes within disaster management and urban planning efforts. The tsunami risk zone encompasses significant lengths of the road network, with Dereağzı neighborhood facing the greatest exposure (17107.95 m of roads) and Fatih neighborhood the least (2972.10 m). Average tsunami run-up heights on these road segments range from 1.69 to 2.00 meters, highlighting potential for substantial inundation and disruption to ground transportation during emergencies. This spatial distribution informs priority settings for infrastructure resilience and emergency response planning. Analysis of İETT bus routes identified several critical corridors affected by tsunami inundation, particularly in Dereağzı and Gürpınar neighborhoods where lines such as 76G and 76GM traverse extensive segments subject to wave heights exceeding 2.45 meters. Atatürk and Pınartepe neighborhoods also contain multiple bus routes exposed to tsunami risk, threatening evacuation efficiency and emergency logistics. Numerous bus, minibus, and taxi stops lie within the tsunami hazard perimeter, with Atatürk neighborhood having the highest concentration (7 bus/minibus stops and 1 taxi stand). The clustering of these points increases vulnerability of public transport infrastructure and complicates emergency mobility. Among 123 health-related facilities analyzed, only two (a pharmacy and a veterinary clinic in Atatürk) fall within the tsunami risk zone. This relatively low exposure suggests effective placement of critical health infrastructure but also indicates the necessity of contingency planning for the vulnerable facilities to ensure continuity of care during disasters. Dereağzı hosts 31 designated assembly areas, with one within the tsunami hazard zone; Sahil has one affected assembly area as well. Other neighborhoods' assembly areas lie outside the hazard perimeter, underscoring the importance of reassessing emergency gathering locations to improve safety and accessibility in tsunami-prone zones. Significant segments of evacuation pathways, totaling over one kilometer in Gürpınar and Dereağzı, are susceptible to tsunami flooding. The maximum average run-up height on these routes reaches 1.94 meters, potentially hampering effective evacuation and emergency access. Building upon the spatial analysis, the study further includes a comparative evaluation of bathymetric data sources. Local high-resolution bathymetry provides detailed and precise topographical inputs that improved the accuracy of tsunami modeling results, especially in nearshore areas where complex seabed morphology significantly influences wave behavior. In contrast, global datasets like GEBCO, while less detailed, serves as practical resources for initial assessments and broad-scale simulations when local data were unavailable. Thus, it was shown that effective modeling approaches can still be developed even in cases of data scarcity. These spatially explicit findings highlight the critical need for integrated risk management strategies encompassing urban planning, infrastructure reinforcement, and community preparedness. Recommendations include developing alternative transportation routes, relocating or fortifying vulnerable stops and assembly areas, improving early warning systems, and embedding spatial data into comprehensive disaster management frameworks. This study reveals the potential impacts of tsunami hazards on coastal urbanization, underscoring the necessity for controlled, risk-based planning approaches. The methodological framework presented offers a robust, flexible, and extensible platform for tsunami risk assessment, adaptable to other coastal regions with similar seismic profiles. Integration of spatial analysis with numerical modeling enhances the capacity to evaluate complex risk scenarios, facilitating informed decision-making and resilience building. Future research may incorporate demographic information, infrastructure networks, and early warning capabilities to construct multi-dimensional risk scenarios. The methodology is readily extendable to diverse seismic contexts and can be integrated with other natural hazard models, offering a comprehensive framework for disaster risk reduction and management.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    948240

    Sayısal yüzey modelleri ve coğrafi bilgi sistemleri kullanılarak paleo-kıyı izlerinin disiplinlerarası analizi: Tekirdağ-Altınova örneği

    Interdisciplinary analysis of paleo-shoreline features using digital surface models and geographic information systems: Tekirdağ–Altinova case study

    MUSTAFA GEYİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ UFUK TARI

  2. Tez No

    348630

    Kıyı alanlarındaki yapılaşmanın planlanmasında görüş alanı (Vıewshed)analizi: Erdemli (Mersin) örneği

    Assessing coastal development using viewshed analysis: A case study of Erdemli (Mersin)

    FİZYON SÖNMEZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Peyzaj MimarlığıÇukurova Üniversitesi

    Peyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ALPHAN

  3. Tez No

    397806

    Analysis and modeling of crustal deformation using InSAR time series along selected active faults within the Africa-Eurasia convergence zone

    Afrika-Avrasya sıkışma zonu içerisindeki seçilmiş aktif faylar boyunca meydana gelen kabuk deformasyonunun incelenmesi ve modellenmesi

    ESRA ÇETİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZİYADİN ÇAKIR

    PROF. DR. MUSTAPHA MEGHRAOUI

  4. Tez No

    619803

    Assessment of global gravity models in coastal zones: A case study using astrogeodetic vertical deflections in İstanbul

    Global gravite modellerinin kıyı bölgelerinde değerlendirilmesi: İstanbul astrojeodezik çekül sapmaları örneği

    MÜGE ALBAYRAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA TEVFİK ÖZLÜDEMİR

  5. Tez No

    788340

    High-resolution gravimetric geoid modeling in the era of satellite and airborne gravimetry

    Uydu ve hava gravimetrisi çağında yüksek çözünürlüklü gravimetrik geoit modelleme

    MUSTAFA SERKAN IŞIK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİHTER EROL

Geri Dön