ELER Modülü Kılavuzu
1
Contents
1. ELER (Earthquake Loss Estimation Routine): ............................................ 2
1.1
ELER’de Kullanılan Veriler: ................................................................ 5
1.1.1
Deprem Verisi: ........................................................................... 5
1.1.2
Fay Verisi: .................................................................................. 5
1.1.3
Kapı Numarası (Nüfus) Verisi: ..................................................... 6
1.1.4
Bina Verisi: ................................................................................. 6
1.1.5
Referans Grid Verisi: ................................................................... 6
1.1.6
Zemin Grid Verisi: ....................................................................... 7
2. Senaryo Oluşturulması: .......................................................................... 9
3. Senaryoların Görüntülenmesi:............................................................... 11
1. ELER (Earthquake Loss Estimation Routine):
ELER, Avrupa Birliği NERIES (Network of Research Infrastructures for European
Seismology) Projesi kapsamında, depremin toplum üzerindeki fiziksel, sosyal ve ekonomik
sonuçlarının gösterilmesini kapsayan bir araştırma projesidir. Bu proje JRA3 çalışma paketi
içerisinde Boğaziçi Üniversitesi KRDAE Deprem Mühendisliği Anabilim Dalında geliştirilmiştir.
ELER programının temel amacı, depremden etkilenen yerleşim yerlerini, buralardaki
tahmini hasarlı bina, ölü ve yaralı sayısı, acil barınma ve beslenme ihtiyacı hakkında harita ve
bilgi üretmektir. Bu bilgiler afet sonrasında ilgili makamlara iletilerek, afet sonrasında olay
yerlerine anında müdahale edilmesine imkan vermektedir.
ELER programı aşağıdaki genel adımları kapsar;
-
Verilen deprem büyüklüğü ve merkez üssü bilgisiyle,belirli bir alanın yer hareketi
tahmin denklemleri ile seçilen yer hareketlerinin parametrelerinin mekansal dağılım
tahmini ve enine dalga hız dağılım ve diğer alan tanımlayıcılarının kullanılması,
-
Varsa, teorik tahminlerin iyileştirilmesi ve sapma ayarı için ampirik kuvvetli yer
hareketi verilerinin birleştirilmesi,
-
insan yapılı çevrenin envanter durumu ile orantılı olan farklı gelişmişlik seviyesindeki
bina hasar ve yaralı insan tahmininin yapılmasına,
-
bina hasarlarından kaynaklanan doğrudan ekonomik kaybın tahminine,
-
kentsel botu hatları hasarının yapılmasına olanak sağlar.
ELER programı iki modül içerir: Tehlike belirleme modülü (Hazard Assessment Module) ve
zarar belirleme modülü (Loss Assessment Module). Tehlike belirleme modülü, yer hareketi
tahmin denklemlerini, yoğunluk ve yer hareketi paremetreleri arasındaki ilişkiyi ve toprak
durumu bilgisini kullanarak tahmini zemin hareketi ve yoğunluk dağılımlarını içermektedir.
Zarar belirleme modülü ise tehlike belirleme modülünden aldığı zemin hareketi ve yoğunluk
dağılımı verilerini, veri tabanında bulunan demografik ve bina envanteri bilgileri ile
birleştirmektedir. Bu modül tahmini bina zarar ve kayıpların bulunması için 3 seviye (Level 0,
Level 1 ve Level 2) içerir.
ELER yazılımındaki her iki seviyedeki analizler (Level 0 ve Level 1) yoğunluk dağılımları
elde edilmesine ve toplam kayıp sayısının bulunmasına dayanmaktadır. Level 0 analizi,
bölgesel yer hareketi azalım ilişkileri ve PGV ve PGA’ya dayalı olan azalım ilişkisi ile yoğunluk
korelasyonu temel parametreleri için yoğunluk dağılım hesaplamasını kullanır. Level 2
analizi, özellikle kentsel alanlardaki deprem kaybı değerlendirmesi (bina hasar ve can kaybı)
için tasarlanmıştır. Yazılım veri tabanı bütün bina sınıflandırması için bina kapasitesi ve
analitik kırılganlık parametrelerini içerir. Ayrıca Level 2, deprem sigorta uygulamaları için
tamir-maliyet tahminleri ve özel araştırmalar ile doğrudan parasal kayıpların hesaplanmasını
da sağlamaktadır. Kısaca Level 2 analizi, temelinde kentsel alanlardaki deprem kaybının
değerlendirilmesi (bina hasar, can kaybı ve ekonomik kayıplar) için tasarlanmıştır.
Tablo 1: ELER'in Çalışma Mekanizması
1.1 ELER’in Bileşenleri:
ELER, MATLAB programlama ortamında kodlanmıştır. Bütün analizler MATLAB’ın
hesaplama ve istatistiki araç kutularından yararlanılarak gerçekleştirilir. Haritalama araç
kutusu bu sonuçların görüntülenmesi için kullanılır. Verilerin daha detaylandırılması ve
görüntülenmesi için GIS programlarından yararlanılır. Bu program hem GUI (Grafik Kullanıcı
Arayüzü) olarak hem de komut satırı olarak kullanılabilir.
Temel olarak ELER aşağıdaki adımları uygulayarak analizi gerçekleştirir:

Tehlike modülü: deprem merkez üssünü, büyüklüğünü ve eğer varsa fay verisini girdi
olarak kullanır ve ampirik yer harekertleri tahmin modellerinin yardımıyla kaya ve
zemin yüzey seviyesindeki yer sarsıntısı haritalarının üretilmesini sağlar. Analiz
yapılırken mevcut yer hareketleri kayıtları doğru tahmin yapılabilmesi için kullanılır.

Zarar Modülü:
-
Level 0:
Level 0 analizinde, hasar tahmini, Landscan nüfus dağılımı envanterine dayalı olarak
bölgesel düzenlenmiş hasar yoğunluğuna veya büyüklük-kaza korelasyonu kullanılarak
yapılır.
-
Level 1:
Level 1 analizinde, hasarlı bina sayısı ve bununla ilişkili olarak kayıplar hesaplanır.
Hasarlı bina sayısının bulunması için yoğunluğa dayalı ampirik hasar görebilme ilişkisi
kullanılır. Kayıp tahmini hasarlı bina sayısı ile yapılır.
-
Level 2:
Level 2 analizinde de hasarlı bina sayısı ve bununla ilişkili olarak kayıplar hesaplanır.
Spektral ivme yer değiştirme temelli hassaslık değerlendirme metodolojisi bina hasar tahmini
için kullanılır. Kayıp tahminleri HAZUS99 (FEMA, 1999) ve HAZUS-MH (FEMA, 2003)
metodolojileri kullanılarak hasarlı bina sayısından yapılır.
İstanbul’da gerçekleşmesi beklenen depreme hazırlanmak ve afetin etkilemesi öngörülen
alanları, binaları ve sonucunda oluşacak ekonomik kaybın hesaplanması gerekmektedir.
Deprem hasar tahmini için gerekli olan en önemli faktör, bütün bölgeyi içine alan senaryoları
uygulayabilecek ve bu senaryolara dayalı risk analizleri yapabilecek bir yazılımdır. Bu
analizlerin yapılması için geliştirilen ELER yazılımı ile entegre çalışan MapCodeX Web Client
uygulamamız sayesinde İstanbul için olası bir deprem senaryosunda oluşabilecek hasar
tespiti analizleri yapılabilecektir.
Yapılacak analizlerde ELER programı arka planda çalıştırılarak, çıkan sonuçların bir web
arayüzü ile otomatik olarak MapCodeX Web Client’ta görüntülenmesi sağlanmıştır. Yapılan
bütün
analiz
çalışmalarına
web
ve
mobil
uygulamalar
üzerinden
ulaşılmakta
ve
görüntülenebilmektedir. Bu analizlerde kullanılacak olan değişkenler, ayarlar, görsel tercihler
ve veri güncellemeleri MapCodeX Web Client ve mobil uygulamalardan yapılabilmektedir.
Uygulamadaki veri kullanımı, düzenlemesi ve fonksiyonların kullanımı yetkilendirme
işlemine göre her kullanıcının görev ve sorumluluğu tanımlanabilmektedir. Bunun sonucunda
her kullanıcı her veriye ve verinin detaylarına ulaşamayacak, kendisine verilen yetki dahilinde
çalışacaktır.
1.2 ELER’de Kullanılan Veriler:
ELER programı kullanılarak deprem öncesi, deprem anı ve deprem sonrasında hızlı bir
şekilde alan ile ilgili hasar tespiti ve risk analizlerinin yapılmasını sağlamaktadır. Bu analizler
sonucunda müdahale edilecek alanları çıkarılması, bina hasar tespiti, can kaybı, acil barınma
yerleri ve ekonomik kayıplar gibi bilgilerin belirlenmesi amaçlanmıştır.
ELER’in çalışması için bazı verilere ihtiyaç vardır. Deprem hasar tespiti ve risk
analizlerinin yapılabilmesi gerekli olan veriler aşağıdaki gibidir:
1. Deprem verisi
2. Referans grid verisi
3. Zemin grid verisi
4. Fay verisi
5. Bina verisi
6. Kapı numarası (numarataj) verisi
Yapılacak
analizlerde
kullanılacak
olan
veriler
aşağıda
ayrıntılı
bir
şekilde
açıklanmaktadır.
1.2.1 Deprem Verisi:
Yapılacak olan analizde deprem verisi çok önemlidir. ELER programı çalıştırıldığında ilk
olarak deprem verisi girilmelidir. Deprem verisi iki şekilde programa girilir: el ile, hazır
deprem menüsü üzerinden ya da otomatik olarak xml dosyasındaki deprem verisini sisteme
yükleyenebilir. Xml dosyası içindeki veride, depremin derinliği, oluş zamanı, büyüklüğü ve
koordinatları tanımlanmalıdır. Deprem verisi sistemin birlikte çalıştığı servislerden otomatik
olarak alınabilir. Kullanılan deprem verisi, Seismic Portal, Kandilli Rasathanesi ve AKOM’un
deprem
servisleri
ile
entegre
çalışarak,
güncel
deprem
verilerinin
elde
edilmesi
sağlanmaktadır. Böylece yapılan analizler güncel ve doğru veriler ile yapılmaktadır.
Oluşturulacak senaryolarda, analizin çalışmaya başlaması depremin büyüklüğüne göre
otomatik olarak ayarlanabilir. Depremin büyüklüğü 6 veya 6’dan büyük olduğunda sistem
otomatik olarak devreye girip önceden oluşturulmuş senaryolar üzerinden analiz yapmaya
başlayacaktır. Böylece müdahale edilecek alanlar belirlenmiş olacaktır. Web servisin gelmeme
durumlarında sistem el ile girilerek analiz yapılacaktır.
1.2.2 Fay Verisi:
ELER programında analiz yapılırken kullanılan bir diğer veri türü fay verisidir. Kullanıcı
sadece deprem verisi ile analiz yapabileceği gibi mevcut fay verisini de kullanarak olası
depremi oluşturan fayı hesaplatarak analizi daha verimli yapabilir. Bu nedenle fay verisi
deprem verisinden sonra girilmelidir.
ELER’de fay verisi otomatik olarak kullanılabildiği gibi istenilen durumlarda el ile de
seçim işlemi yapılabilir. Fay verileri sistem üzerinden güncellenebilir.
1.2.3 Kapı Numarası (Nüfus) Verisi:
Kapı numarası analiz yapılırken olası bir afet anında zarar görecek nüfusun bulunması
için gereklidir. Bina veritabanı ile nüfus verileri eleştirilerek, bina hasar tespitinden etkilenen
tahmini nüfus ve can kaybına ulaşılacaktır. Eğer sistem herhangi bir servis ile bağlantılı değil
ise, bağımsız bölüm, bina ve mahalle verileri kullanılarak daire sayısı ve ortalama daire
başına düşen kişi sayısı hesaplanır. Bina başına düşen kişi sayısı referans grid verisi
içerisinde kullanılarak analizin yapılması sağlanır.
Kapı numarası (nüfus) verisi NVİ (Nüfus ve Vatandaşlık İşleri) servisi ile entegre çalışıyor
ise web servisi yardımı ile verinin indirilmesi sağlanır. Kapı numarası çizildikten sonra açılan
nesne gezgininden UAVT’ye bağlanılarak numarataj verileri servisten çekilir. Böylece verilerin
hem güncelliği sağlanır hem de doğruluğu kontrol edilmiş olunur. Gece ve gündüz nüfusu
ayrı hesaplanarak yapılan analizlerde gösterilecektir.
1.2.4 Bina Verisi:
ELER programı, bina kat sayısı, yapılış tarihi ve bina malzemesi bilgilerini kullanarak yapı
hasar hesaplaması yapılmasını sağlar. Kentsel alanlardaki bina hasarının hesaplanması için
önemli bir veridir. Verilerin eksikliği yapılan analizin güvenirliliğini sarsar.
ELER programının, bina verilerini kullanabilmesi için referans grid verisi tanımlanmalıdır.
Referans grid verisi, bina ve nüfus verisinin eşit aralıklı shp formatında olarak yazılması
demektir. Bina ve nüfus bilgisi eşit aralıklı alanlara bölünerek analiz edilir. Yapılan analiz her
grid başına yapılır. Grid bazında nüfus bilgisinin doğru hesaplanabilmesi için bina bazında
nüfus hesabının da yapılması gerekmektedir. Bu veriler ile analizde bina hasar tespiti ve can
kaybı hesaplanması yapılabilmektedir.
1.2.5 Referans Grid Verisi:
Refereans grid bilgisi, ELER programı ile analiz yapılabilmesi için gerekli olan bina ve
nüfus verisinin eşit aralıklı kareler ya da daireler ile bölünerek, bölünen bu kare ya da daire
üzerinde analiz yapılabilmesini sağlamaktadır. Referans grid bilgisi, kare ya da dairelere
bölünen bina ve nüfus veri bilgilerini öznitelik tablosu şeklinde ayrı bir klasörde tutacaktır.
Ayrıca bina ve nüfus verileri sürekli güncellenmesi gereken verilerdir. Güncellenen verilerin
grid verisi içinde de güncellenmesi için, grid verisi mekansal bir veritabanında tutulacaktır.
Bina ve nüfus verisi üzerinde yapılacak herhangi bir web güncellemesinde sistem otomatik
olarak veritabanına yazdıracağı için, ELER’in kullanacağı verilerin güncelliği sağlanacaktır.
Böylece sistemin sürekli güncel veriler ile çalıştırılması amaçlanmıştır. Referans grid
verisindeki grid aralıkları ve grid verisinin geometrik yapısı (kare ya da daire) kurum
tarafından belirlenecektir.
1.2.6 Zemin Grid Verisi:
Zemin grid bilgisi, ELER programı ile risk analizinde jeolojik koşulların etkisinin
hesaplanması için ihtiyaç vardır.
Zemin koşullarının nasıl etkileneceğinin ve buna bağlı
olarak hasar tespitinin belirlenmesi için zemin bilgisinin eşit aralıklı kareler ya da daireler ile
bölünerek, bölünen bu kare ya da daire üzerinde analiz yapılabilmesini sağlamaktadır. Zemin
grid bilgisi, kare ya da dairelere bölünen zemin veri bilgilerini öznitelik tablosu şeklinde ayrı
bir klasörde tutacaktır.
Zemin verisi vs 30 ve spt n30 olarak iki kısımdan girilmektedir. Yapılan analizlerde
kullanılan Vs30 verisi, deprem dalgalarının kaynağından yerleşim alanına giderken yerleşim
alanının altında bulunan zemin özelliklerine bağlı değişimlerini gösteren veridir. Deprem
dalgası geçtiği zemin ortamına ve bu ortamın kalınlığına bağlı olarak yapıları farklı
etkilemektedir.
Spt (Standart Penetration Test), dinamik sonda deneyidir. Deney yapılırken önceden
açılmış bir sondaj kuyusu kullanılır ve kaşık (bir tür kalın cidarlı örnek alıcı) belli bir enerji ile
tekrarlanan şekilde yüklenerek kuyu tabanına indirilerek numune alınır. Deneyde 76 cm
yükseklikten serbestçe düşen 63,5 kg ağırlığındaki tokmak kullanılır. Sonda önce 15 cm
kuyu tabanındaki örselenmiş derinlik geçilir. Sonra 30 cm çakılır. Bu 30 cm’lik çakılma için
gerekli vuruş sayısı SPT-N olarak tanımlanır. Vs30 verisi hesaplanırken Spt N30 verisinden
faydalanır. Spt verisi kullanılarak yaratılan kullanıcı bilgi logundan girilmektedir.
Analizde kullanılan zemin verisi Matlab programı formatındadır. Vs30 verisi, deprem
dalgalarının kaynağından yerleşim alanına giderken yerleşim alanının altında bulunan zemin
özelliklerine bağlı değişmektedir. Dalga geçtiği zemin ortamına ve bu ortamın kalınlığına
bağlı olarak yapıları farklı etkilemektedir. Bu nedenle yerleşim alanındaki zemin özellikleri ile
depremin uzaklığına bağlı azalım hesaplamalarının yapılması gerekmektedir. ELER, deprem
azalımı ve buna bağlı ivme hesaplamaları yapabilmektedir. Bu şekilde yapılan analizde daha
doğru sonuçlar elde edilmektedir.
ELER için gerekli olan katmanlar ve veriler hazırlandıktan sonra bir senaryo oluşturularak
bu verilerin eler programı içerisinde çalıştırılarak bir risk analizi yapılacaktır. Bu risk analizi
ile olası bir tehlike ve afet anında hasar görmüş ve müdahale edilecek alanların
belirlenmesinde kullanılacaktır.
ELER programında kullanılacak verilerin toplanması kadar bu verilerin güncelliği de
önemlidir. Yapılan risk analiz çalışmalarında kullanılacak verilerin güncelliği sürekli
sağlanmalıdır. Verilerin güncelliği, kullanılan servisler, veri tabanı düzenlemeleri ve veriler
üzerinde elle girilerek sağlanacaktır.
2. Senaryo Oluşturulması:
MapCodeX Web Client’ta arka planda çalışan ELER programı ile analiz yapılması için önce
bir senaryo oluşturulmalıdır. Deprem hasar tespiti ve risk analizlerinin yapılabilmesi için
senaryo oluşturulması önemlidir. Oluşturulan senaryonun programda çalıştırılması ile harita
üzerinde hasar görmesi beklenen alanların görüntülenme işlemi yapılabilir ve müdahale
edilecek alanlar belirlenebilir. Ayrıca hasarlı alanlar için önemli yer sorgulama gibi işlemler
yapılabilmesine olanak sağlamaktadır. Böylece deprem sonrasında hasar gören kamu
binaları, okullar ve hastane bilgilerine anında ulaşılabilecektir.
ELER programını kullanarak deprem senaryo analizi gerçekleştirilmesi için 7 ön tanımlı ve
ayarlanabilir veri setleri kullanılarak gerçekleştirilir. Senaryo oluşturulması için ELER modülü
altından “Senaryo Oluştur” üzerine tıklandıktan sonra “Senaryo Oluştur Sihirbazı” açılmalıdır.
Bu işlemler yapılmadan önce deprem ve fay katmanlarının açık olması gereklidir. Katmanlar
açıldıktan sonra sırası ile senaryo oluşturma sihirbazı doldurulmalıdır.
Şekil 1: Senaryo Oluşturma Sihirbazı
Senaryo oluştur sihirbazının ilk adımı olan “Senaryo” kısmından oluşturulan senaryonun
bilgileri girilir. “Senaryo Adı, Plan ve Açıklama” kısımları senaryoya göre doldurulur. Bu işlem
tamamlandıktan sonra “sonraki” tıklanarak ikinci adıma geçilir.
Şekil 2: Senaryo Oluşturma Adımları
İkinci adımda “Deprem” kısmından senaryoda kullanılacak deprem noktası seçilir.
Deprem noktası seç tıklanarak bir deprem noktası seçilir. deprem noktası seçildikten sonra
senaryo oluşturma sihirbazında seçilen deprem verisinin bilgileri gelir. Depremin şiddeti,
koordinatları, derinlik ve açıklaması ekranda yazar. Deprem noktası seçildikten sonra,
senaryo oluşturma sihirbazına bilgileri gelir. “Sonraki” tıklanarak üçüncü adıma geçilir.
Üçüncü adımda “Grid” kısmından referans olarak kullanılacak “referans grid bilgisi”
tanımlanır. Referans grid bilgisi önceden oluşturulan veriler arasından seçilir. Sonraki
tıklanarak dördüncü adıma gelinir. Dördüncü adımda “Zemin” kısmından zemin referans grid
bilgisi tanımlanır. Zemin grid verisi önceden oluşturulan veriler arasından seçilir. Beşinci
adımda senaryoda kullanılacak “Fay” seçilir. Bu adımda eğer fay seçilmezse senaryo bütün
fay hatları üzerinde bir analiz yapacaktır. Bir tane fay hattı seçilebildiği gibi birden çok fay
hattı seçilebilir. Seçilen fay ile ilgili bilgiler senaryo oluşturma sihirbazına gelir. Altıncı, son
adımda “Tamamla” kısmında senaryoda kullanılacak olan veriler görüntülenir. Diğer
adımlarda seçilen veriler bu kısımda görüntülenir. Verilerin doğruluğu kontrol edildikten
sonra “Son” tıklanıldığında analiz yapılmış olunur.
Kayıp tahmin sonuçları girdilere bağlı olduğundan, güvenilir sonuçlara ulaşabilmek için
kullanılan verilerin yüksek kalitede ve doğru olması gerekmektedir. Kullanılan yazılım
depremin toplum üzerindeki fiziksel, sosyal ve ekonomik sonuçlarını tahmin ve analiz eder.
Analiz sonucu çıkan sonuçlar harita üzerinde gösterilir. Yapılan analizlere göre birden çok
harita oluşabilir.
3. Senaryoların Görüntülenmesi:
MapCodeX
Web
Client’ta,
ELER’de
yapılan
risk
analiz
ve
hasar
tespitlerinin
görüntülenmesi için ELER modülünün altındaki “Senaryoları Görüntüle” butonuna tıklanır.
Senaryoları görüntüle tıklanıldıktan sonra çizim ekranına “Senaryo Görüntüle” penceresi
açılmalıdır. Açılan bu pencereden oluşturulan senaryo adı ve görüntülenmek istenen analiz
seçilerek görüntüleme işlemi gerçekleştirilir.
Şekil 3: Senaryo Sonuçları
Riskli alan belirlenmesi yapıldıktan sonra, sonuç raporu görüntülenebilir. Bu senaryo
sonuçları olası bir depremden etkilenebilecek hasarlı ve hasarsız alanları gösterir.
Şekil 4: Senaryo Bina Arama
Download

ELER Modülü Kılavuzu