Water-level changes in shallow wells before and after the 1999 İzmit and Düzce Earthquakes and comparison with long-term water-level observations (1999-2004), NW Turkey

Sığ su kuyularında 1999 İzmit ve Düzce depremleri öncesi ve sonrası değişimler ve uzun dönem su seviyesi değişimlerinin karşılaştırılması (1999-2004), KB Türkiye

Özet

Deprem öncesi ve sonrasında su kaynaklarında ve kuyularda bir çok hidrolojik değişiklik oluşur. Su kaynaklarında kuruma veya yeni kaynakların oluşumu, su kuyularında salınımlar, su bileşiminde ve kalitesinde değişimler en bilinenleridir. 17 Ağustos 1999 ve 12 Kasım 1999 depremleri öncesinden başlayarak suyu kuyularında (DSİ Eskişehir, Bursa) seviye değişimleri kaydedildi, izmit depremi (Ms 7.4) öncesinde 118-216 km arasında uzaklıklardaki Eskişehir kuyularında sismik aktivite öncesinden başlayan kayıtlar alındı. Kuyulardaki seviye değişimleri Eskişehir, Sakarya, Bursa, Yalova, Yenişehir ve İnegöl havzalarında Düzce depremi (Ms 7.2) öncesi ve sonrasında da kaydedildi. Bu değişimler, Kuzey Anadolu Fay Kuşağı'nın güney Marmara'da bulunan reaktif Trakya-Eskişehir Fay Kuşağını etkilemesi ile ortaya çıkan düşük hızlı deformasyonun sonucudur. Güney Marmara-Eskişehir bölgelerindeki kuyu seviyelerindeki deprem öncesi ve sonrası deprem merkez üssünden uzakta meydana gelen değişimler, doğrultu atımlı faylarla ilişkili makaslama yamulmasından kaynaklanan sıkışma ve gerilme rejimlerine bağlı olarak genç yapıların etkilenmesinden kaynaklanır. Deprem olan ana fayla ilişkili, faya açılı sistemlerinin üzerine yerleşen havzalardaki kuyular, sadece büyük depremlerde tümüyle aktive olmaktadır. Bu kuyular ayrıca yerel olarak gerçekleşen depremler, aynı havzada, kuyu merkez üssüne yakın ise veya açılı bir sistemde deprem var ise, deprem öncesi tekil veya havza bazında grup olarak deprem öncesi değişimleri göstermektedir. 1999 değişimlerinden sonra 2004 yılının Eylül ayına kadar toplanan veriler, kuyulardaki 1999 değişimlerinin tamamen deprem olan yıla özel karakteristikleri olduğunu gösterir. Sürdürülen kuyu gözlemlerinde kuyularda mevsimsel değişimler kolaylıkla ayırt edilmiştir. Bu çerçevede DSİ kuyularında meydana gelen 1999 anomalileri, 17 Ağustos ve 12 Kasım depremleri öncesinde başlayan, geniş bir alanda oluşan düşük hızlı deformasyonun, önce uzun periyotlu, kırılma öncesine yakın bir zamandaki kısa periyotlu imzasıdır.

Abstract

It is well known that earthquakes cause hydrological changes, such as drying or flooding of water wells, fluctuations in ground-water levels in wells, changes in water quality, and formation of new springs. Significant drops in ground-water levels in wells were recorded during recent earthquakes in NW Turkey on August 17, 1999 in İzmit and on November 12, 1999 in Düzce. The izmit earthquake (Ms 7.4) caused pre-seismic water-level changes in wells at Eskişehir, located 118-216 km away from the epicentre. Well-level changes in the Eskişehir, Sakarya, Bursa, Yalova, Yenişehir and İnegöl basins were recorded prior to and after the Düzce earthquake (Ms 7.2) as well. These changes are due to strain on the southern Marmara segments of the Thrace-Eskişehir Fault Zone (TEFZ), which is affected by deformation of the North Anatolian Fault Zone (NAFZ). Ground-water-level changes in wells prior to and after the earthquake away from the epicentre and the position of Eastern Marmara-Eskişehir region indicate a possible connection between well-level changes that respond to compressive and tensile stresses and shear strain away from active strike-slip faults. The wells, located in basins having an angular connection with the earthquake-producing main faults, completely activate only during major earthquakes. The wells showing anomalies prior to earthquakes are generally found near epicentres or in basins having an angular connection as stated above. The data collected after the 1999 anomalies up to September 2004 indicate that the 1999 anomalies are unique to that year. It was not difficult to separate the seasonal fluctuations of the water levels from the earthquake anomalies. In this context, it is concluded that the 1999 water level anomalies prior to the earthquake were the fast- and short-period signature of slow but long-term deformations that occurred over a large area.