Investigation of tsunami induced hazards in the floating docks of Seferihisar Sığacık Marina by numerical modeling

Abstract

Tsunamiler neden oldukları su seviyesi değişimleri ve güçlü akıntılar nedeniyle liman içindeki yapılarda önemli hasarlar meydana getirebilirler. 30 Ekim 2020 tarihinde Sisam (Samos) Adası kuzeyinde meydana gelen 6.6 Mw büyüklüğündeki deprem, deniz tabanındaki düşey deformasyona bağlı olarak tsunamiye yol açmıştır. Tsunami Seferihisar'daki Teos Marina yüzer iskele pontonlarında ağır hasarlara neden olmuştur. Literatürde tsunaminin denizde ilerlemesi, kıyıda tırmanması ve baskın mesafeleri ile ilgili çok sayıda çalışma olmasına rağmen tsunami kaynaklı su seviyesi değişimlerinin ve akıntının, zincirlerle tabandaki tonozlara ve birbirlerine bağlı yüzer iskele pontonlarında oluşturduğu hasarın henüz incelenmediği görülmüştür. Tsunaminin yapılar üzerindeki hasar seviyesinin tespit edilmesi ve azaltılması için sayısal modelleme oldukça önem taşımaktadır. Bu çalışmada, Teos Marinada yer alan ve en çok hasar gören yüzer iskele olan A iskelesi orta doğruluklu hidrodinamik model, ANSYS™ AQWA® kullanılarak sayısal olarak modellenmiştir. Çalışmada öncelikle tsunami etkileri olmaksızın yüzer iskelenin stabilitesine bakılmıştır. Daha sonra tsunamiden dolayı oluşan su seviyesi değişimleri ve akıntı etkileri modelde yapıya etki ettirilmiştir. Yapının deplasman ve rotasyonları incelenmiş, zincirlerin gerilmeleri, ve pontonlar arasındaki bağlantılar üzerindeki kuvvetler hesaplanmıştır. Tonozlar için kayma ve yukarı kalkma güvenlik katsayılarına bakılmış ve stabilite durumları kontrol edilmiştir. Tüm bu sonuçlar tsunami sırasında ve sonrasında Marina yetkililerinin ve görgü tanıklarının gözlemleri, çekilen fotoğraflar ve yapılan ölçümlerle karşılaştırılmıştır. Buna göre, tsunami sırasında gözlendiği gibi, pontonların yükselip alçalması, zincirlerin kopması, ponton bağlantılarının kopması, tonozların yukarı çıkması modelde de simüle edilebilmiştir.

Tsunamis can cause significant damage to structures within the harbor due to the water level changes and strong currents they generate. The 6.6 Mw earthquake occurred near Samos Island on 30 October 2020 caused a tsunami due to vertical deformation of the sea floor. The tsunami caused heavy damage to the floating pontoons at Sigacik (Teos) Marina in Seferihisar. While there are numerous studies regarding the propagation of tsunamis, their run-up, and inundation distances, the damage caused by tsunami-induced water level changes and currents on floating pontoon docks with mooring chains has not been investigated yet. Numerical modeling is an important tool to calculate the loads and tensions acting on the floating structures in the time domain. In this study, dock A, which is the most damaged floating dock in Teos Marina, was numerically modeled using a mid-fidelity hydrodynamic model, ANSYS™ AQWA®. Initially, the stability of the floating dock was examined without the tsunami. Subsequently, the tsunami-induced water level changes and currents were introduced to the model. Displacements and rotations of the pontoons, tensions in the chains, and forces on the connections between pontoons were calculated. The safety factors for sliding and uplifting of the concrete anchorage blocks were examined and the stability conditions were checked. Results were compared with the observations of the Marina officials, eyewitnesses, captured photographs. Consequently, it was shown that chain breakages, pontoon connection failures, and the uplift of the concrete anchorage blocks could be simulated in the model.