AUZEF AYAY Cografi Bilgi Sistemleri 9. Ünite Özeti

Reklam Alanı 9. COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ İLE KÜTLE HAREKETLERİUYGULAMALARI
9.1. Kütle Hareketlerini İnceleme Yöntemlerine Bakış
Kütle hareketlerine etki eden parametrelerin tespiti ve bunların elde edilmesindeki potansiyel belirsizliklerin varlığı, güvenlik katsayısının tespiti, bunların değerlendirilmesi ve analizi gibi sorunların çözümü yolunda birçok teknik ve yaklaşım ileri sürülmüştür.
Kütle hareketleri bakımından duraylılık hesaplamaları ancak bir yüz yıl öncesinde
başlamıştır. Bu çalışmaların ilki sayılabilecek olanı Collin’in Fransa'da XVIII. Yüzyılda ulaşım amacıyla yapımına hız verilen nehir kanalları yarmalarında oluşan kaymalara sayısal çözüm getirme çabasıdır.başlıcaları ise elde edilen sonucun sayısal olduğu deterministik yöntemler ile zemin özelliklerinin, jeolojik ve çevre koşullarını çok değişken olduğunu kabul ederek duraylılığı olasılık ya da güvenilirlik ifadeleri ile gösteren istatistiksel, gözlemsel ve olasılık teorisine dayalı probabilistik yöntemlerdir.
Genellikle bir kütle hareketinin üzerine odaklanıldığı büyük ölçekli çalışmalarda ayrıntı çok önemlidir. Kütle hareketlerinin incelenmesi arazide yerüstü ve yeraltı incelemeleri,laboratuarlarda çeşitli deney ve çizimler ile bunların değerlendirildiği büro çalışmalarından oluşur.

Ön araştırmalar kapsamında hava fotoğrafları, topografya haritaları ve çözünürlük oranı yüksek uydu görüntüleri temin edilir ve incelenir. Arazide kütle hareketinin meydana geldiği yerin yüzey şekilleri, bitki örtüsü ve yeraltı özellikleri; litoloji, jeolojik yapı ve yeraltı suyu durumu ayrıntılı olarak incelenir, bunlardan örnekler alınır ve belirtilen faktörlerin kütle hareketleri üzerindeki etkileri araştırılır. Alınan bu örnekler laboratuarlarda incelenir. Onların,fiziksel ve mekanik özelikleri, plâstik ve likit limit, doğal su içeriği, birim hacim ağırlığı,kesme, serbest ve üç eksenli basınç durumları gibi deneyler yapılır.
Yamaçların mineralojik ve petrografik özellikleri, ayrışma dereceleri, fiziksel ve mekanik özellikleri saptanır, kesitler ve blok diyagramlar ile jeolojik ve litolojik haritası çizilir. Yeraltı su tablası haritası yapılır. Bu çalışmalarla elde edilen bilgiler biraraya getirilir. Bunun sonucunda incelenen alanda görülen kütle hareketlerinin nedenleri,yayılış alanları ve söz konusu alandaki olması muhtemel hareketler ve bunların lokasyonları hakkında fikir öne sürülür. Ayrıca muhtemel hareketlerin olasılık veya stabilite hesaplamaları da bu çalışmaların kapsamı içindedir. Limit gerilme ve denge yaklaşımı, toplam ve efektif gerilme analiz yöntemleri temelli kritik merkez veya kayma yüzeyinin deterministik olarak hesaplanması için birçok yöntem önerilmiştir. “Dilim Metodu”, “Ø Dairesi Metodu”, “MayMetodu”, “Taylor Stabilite Eğrileri”, “Logaritmik Spiral Yöntem”, “Bishop Metodu”, “Basit
ve Genelleştirilmiş Janbu Çözümler Metodu”, “Ø = O Analizi”, “Bishop - Morgenstern
Stabilite Eğrileri”, “Sarma Yöntemi”, “Kama Analizi”, “Spencer yaklaşımı” bunların başlıcalarıdır.
Monte Carlo ve Simplex yöntemlerini kullanan ve rasgele yüzey seçimi yapan bilgisayar programları da önemli problemlerin çözümünde kullanılır olmuştur.
Bilindiği gibi kütle hareketlerini doğuran esas husus yer çekiminin varlığıdır. Ancak bu hareketleri çabuklaştıran ve kolaylaştıran bir takım doğal ve yapay nedenler de söz konusudur.Kayaların ve zeminin yapısı, tabakalaşma durumu, arazinin topografyası, iklim, bitki örtüsü,yerüstüsuları ve yeraltısuları ve insan faktörü bunlardan bazılarıdır (Aniya, 1985). Bu bakımdan kütle hareketlerinin anlaşılabilmesi için bu etkenlerin analiz edilerek ortaya konulmasıgerekmektedir. Ancak etkenler bir yerden diğer bir yere büyük ölçüde değişmektedir. Bu değişmeler ve bunların birlikte etki etmeleri kütle hareketi tiplerini ve oluşum hızlarını ortaya koyması bakımından son derece önemlidir
Bu karmaşık durumun anlaşılabilmesi ise Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Uzaktan Algılama temelli modellemelerle ancak mümkün olabilmektedir. Bu sistem ile zeminin etkili faktörlerden ne derece etkilendiği ve etkilenebileceği ortaya konularak kütle hareketlerinin nerelerde oluşabileceği ihtimali tespit edilebilmektedir
Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Uzaktan Algılama temelli bu çalışmalarda kütle
hareketlerinin dağılışı ve onların etki eden faktörlerine göre gerçekleşme ihtimali üzerinde birçok teknik ve yaklaşım ileri sürülmüştür. Bu yaklaşımların esası beş farklı temele dayanmaktadır.
Birincisi doğrudan arazide tespit edilen kütle hareketleri lokasyonlarının dağılış ve yayılışlarının haritalanmasını kapsayan geleneksel yöntemlerdir. İkincisi, geçmişte meydana gelmiş olan kütle hareketleri ile yağış ve deprem gibi tetikleyici faktörler arasındaki ilişkinin belirlenerek bu faktörlerin olma sıklıkları ile var ise bir bağıntının belirlenmesidir.
Üçüncüsü, güvenlik katsayısının hesaplanmasını içeren, ampirik yöntemlere dayanan ve çok ayrıntılı laboratuar ve arazi çalışmalarını kapsayan genellikle de büyük ölçekli olan deterministik yaklaşımlardır. Dördüncüsü, bir veya iki temel harita esas alınarak bunların bilgi ve arazi tecrübesiyle desteklenmesi ile yapılan kalitatif analizdir. Son yaklaşım ise kütle hareketleri ile bu hareketlere neden olan etkili faktörler arasındaki ilişkiye dayanan kantitatif yaklaşımlardır.
Ayrıca bu yaklaşımların uygulanmasında kullanılan bir takım alt teknikler de bulunmaktadır. “Koşullara Bağlı Ağırlıklı Metot”, “Sayısal İhtimal Metotu”, “Objektif Teknikler” “Bulanık Mantık”, “Yapay Sinir Ağları” gibi uygulamalar dolaylı haritalama yaklaşımları içerisinde sıkça kullanılan alt metotlardandır. Bu çalışmada yukarıda belirtilen modellerden “Koşullara Bağlı Ağırlıklı Metot” inceleme sahasının potansiyel kütle hareketleri duyarlılık sınıflarının tespitinde kullanılmıştır.“Koşullara Bağlı Ağırlıklı Metot”; etki eden faktörlerin teorik olarak sınıflandırılmasından ve derecelendirilmesinden ibarettir. Burada eğim arttıkça kütle hareketleri bakımından risk artmaktadır
Fay, akarsu, yol ve kaynak sahalarına yakınlaştıkça risk artmaktadır. Aynı şekilde kütle hareketleri için elverişli şartlar sunan killi vb. zeminler, risklilitolojik birimler olarak kabul edilirler. Böylece etki eden faktörlerin kompozisyonu ortaya konulmaya çalışılır. Bu şekilde uygulanan metot, “Koşullara Bağlı Metot” olarak isimlendirilir.Bu işleme ek olarak ayrıca etki eden faktörler de kendi içinde sınıflandırılarak derecelendirilebilirler. Örneğin, suyun etkisi, eğim ve litolojik yapı genel de daha etkin faktör;bakı,fay, yol hatlarına uzaklık, zemin örtüsü gibi faktörler ise su, eğim ve litolojik yapıdan sonra gelen, onlar kadar etkin olmayan faktörler olarak derecelendirilirler. Bu yaklaşım ise Koşullara Bağlı Ağrlıklı Metot” olarak ifade edilir.
Çalışmamızda kullanılan yöntem ile teknik bakımından paralellik gösteren Coğrafi
Bilgi Sistemleri ve Uzaktan Algılama tabanlı uygulamalara örnek teşkil edebilecek
çalışmalardan bir kaçı ana hatları ile aşağıdaki gibidir.

Pachauri ve Pant (1992), Aglar ve Yamuna nehirleri arasındaki 317 km² lik alanda hava
fotoğrafları, uydu görüntüleri ve Coğrafi Bilgi Sistemi teknikleri kullanarak heyelanların ana faylara uzaklık, litoloji, bitki örtüsü, yamaç eğimi ve yeraltısuyu faktörleriyle ilişkisini değerlendirerek duyarlı sahaları tespit etmişlerdir.

Coğrafi Bilgi Sistemleri Temelli Kütle Hareketleri Analiz Yöntemlerİ
Anbalagan (1992), heyelan tehlike değerlendirmesi faktörü kullanarak, Kathgodam-
Nainital bölgesinin heyelan tehlike haritasını hazırlamıştır. Heyelanların litoloji, yapısal özellikler, yamaç eğimi ve yönelimi (bakı), bitki örtüsü ve yeraltısuyu ile ilişkisini değerlendirerek çok düşük tehlike derecesinden çok yüksek tehlike derecesine kadar inceleme alanını sınıflandırarak tehlike haritası oluşturmuştur.
Maharaj (1993), Jamaika'nın güneydoğusunda 15 km² lik bir alanda 886 adet heyelanın,
çalışma alanının litolojik özellikleri, yamaç eğimi, kayaç ve toprak özelliklerine göre heyelan frekanslarını belirleyerek heyelan duyarlılık haritasını belirlemiştir.
Gökçeoğlu ve Aksoy (1996), Mengen ve çevresinde heyelanların eğim, bakı, yükseklik,
drenajve ana faylara uzaklık gibi ilişkilerini inceleyerek çalışma sahasının heyelan duyarlılık haritasını oluşturmuşlardır
Temiz (2000), Batı Karadeniz Bölgesi (Bartın, Karabük, Zonguldak yörelerinde) kütle
hareketlerini ve bunları denetleyen jeolojik ve morfolojik özelliklerinin CBS ve Uzaktan Algılama Yöntemi ile araştırılması başlıklı çalışmasında, incelenen sahanın doğal afetler bakımından tehlike oluşturan potansiyel heyelan alanlarının belirlenmesini amaçlamıştır.
Bu ölçütler önerilen modelin doğruluğunu ve çalışmanın güvenirliğini ortaya koymuştur.

9.2. Örnek Uygulama: Zonguldak – Hisarönü Arasındaki Karadeniz
Akaçlama Havzasının Kütle Hareketleri Duyarlılık Analizi Yöntem
Tasarımı

2006 yılına ait bu çalışmada inceleme alanı içinde eğim ve bakı gibi topografya
özellikleri, yağış, akarsu, deniz ve yeraltısuyu özellikleri, kayaçların stratigrafik, litolojik ve yapısal özellikleri, onların ayrışma ve parçalanma özelliklerini belirleyen fiziksel ve jeomekanik özellikleri gibi jeolojik bilgileri, toprak özellikleri, zemin örtüsü özellikleri ve insan faaliyetleri değerlendirilmiştir.
13 ayrı etkili faktör haritası üretilmiştir Bu haritalar daha sonra 10x10
metre çözünürlüklü olarak raster formata aktarılmış ve duyarlılık sahalarının tespit edilmesi için hesaplama işleminde kullanılmıştır.
9.3. Zonguldak – Hisarönü Arasındaki Karadeniz Akaçlama
Havzasının Kütle Hareketlerini Hazırlayan Faktörler
Materyali yamaç aşağı hareket ettirmeye çalışan topografya yüzeyinin eğim koşulları,
yamaçtaki malzemenin ağırlığı, jeolojik yapı ve suyun varlığı gibi kaydıran kuvvetler ile içsel sürtünme açısı ve kohezyon gibi bunlara direnen kuvvetler arasında bir denge söz konusudur. Bu denge güvenlik katsayısı terimi ile ifade edilmektedir. Güvenlik katsayısı dengeyi koruyan kuvvet ve momentlerin, kaymayı sağlayacak kuvvet ve momentlere oranı olarak tanımlanmaktadır
Morgenstern ve Sangrey (1978), güvenlik katsayısını, belli bir kayma yüzeyi boyunca,
şevi limit denge durumuna getirebilmek için, kayma direnci parametrelerinin azaldığı bir faktör olarak tanımlamıştır.
Kaydırıcı kuvvet, kayma direncine ancak blok kayma sınırına geldiğinde eşit olur. Bu durumda, harekete karşı direnen kuvvet, stabiliteyi bozan kuvvete eşit olur. Buna mobilize olmuş (uyanan) kayma direnci denir. Gerçek direnç ile mobilize olmuş direnç arasındaki oran da güvenlik katsayısını verir. Hareketi sağlayan kuvvet, aşağıya doğru hareket eden bloğun ağırlık bileşenidir. Bu kuvvet; yapı, sismik atalet yükleri ve diğer kuvvetler ile artabilir. Direnç gösteren kuvvetler de ağırlık bileşeninden bulunur. Bunların en önemli özelliği zeminin sürtünme ve kohezyon bileşenlerine bağlı olmalarıdır.
Chugh (1968), limit denge yöntemine dayanan şev stabilite analiz yaklaşımında,
zeminin kayma direncindeki belirsizlik ve değişimleri hesaba katmayan, tüm kayma yüzeyi
boyunca sabit olan bir güvenlik katsayısı kabulü yapmakladır
De Mello'ya göre güvenlik sayısının 1,0 olması, şev göçmesinin çok yakında olduğunu
Göstermektedir
Güvenlik Katsayısı = Direnen kuvvetler / Harekete geçiren kuvvetler şeklinde
tanımlanmıştır.
Bazı kütle hareketleri birkaç saniye içerisinde oluşup tamamlanarak tek bir bölgeye has kalır. Bununla birlikte kütle hareketleri genellikle jeolojik, topografik, iklim vb. faktörlerinin özellikleri bilinen bazı kabuk hareketleri, erozyon ve aşınmanın meydana geldiği kaya şevlerde kaymanın oluşumu ve gelişimi tek bir nedene bağlanamayabilir. Sonuç olarak bazı kuvvetler yamacın veya şevin aşağıya doğru hareketini başlatabilir. Burada hareketi doğuran son kuvvet yalnızca tek bir nedene bağlı değildir, birçok etkenin oluşturduğu zincirin bir halkasıdır.
Belirtildiği gibi ufuk düzlemi ile açılı olarak bulunan bir yamacın bir parçasının veya
bu yamacı meydana getiren tanelardan birinin stabil (denge) durumu yamacı meydana getiren tanelardan birinin kendi ağırlığının tesiri altında eğimi takiben aşağıya doğru yer değiştirmeden kalması, diğer ifadeyle yamacın stabilitesini muhafaza etmesi, birbirine karşıt yönde etkileyen iki kuvvetin eşit olmasına bağlıdır.
Daha önce de belirtildiği gibi “T” ve “S” kuvvetleri birbirine eşitse “A.Sin = r. N +Bağ direnci” demektir ve bu kuvvetlerin etkisi altında bulu¬nan yamaç parçası yerinde hareketsiz kalır; yamaç denge halindedir. Bunun aksine gerek “T” ve gerekse “S” kuvvetinde meydana gelecek bir değişiklik, örneğin “T” kuvvetinde artma buna mukabil “S” kuvvetinde azalma,dengeyi bozacağından yamacın stabilitesi ortadan kalkacaktır. Durum böyle olunca da eşitliğin bozulmasına etki eden faktörler kütle hareketlerini meydana getiren ana faktörler olarak ortaya çıkacaktır.
Kütle hareketleri yerçekimine bağlı olarak birçok faktörün etkisiyle meydana
gelmektedir. Deprem özellikleri bakımından inceleme alanı ikinci derece deprem sahası içinde kalmaktadır. İnceleme alanı sınırları içerisinde büyüklüğü 4 ve üzerinde olan deprem meydana gelmemiştir. Yakın ve uzak çevresinde meydana gelenler ise hasar verecek büyüklükte olmayan depremlerdir. Ayrıca meydana gelmiş olan kütle hareketlerinin tarihlerinde de mevcut deprem söz konusu değildir. Buna karşın söz konusu tarihlerde yağışların büyük artışlar gösterdiği meteorolojik kayıtlardan anlaşılmaktadır. İnceleme alanı ve yakın çevresinde meydana gelmiş kütle hareketlerinin oluşum tarihleri incelendiğinde, yılın iki ayrı döneminde yoğunlaştığı dikkat çekmektedir. Bu dönemlerden birincisi Ekim, Kasım, Aralık ve Ocak, ikincisi ise Mayıs, Haziran, Temmuz ve Ağustos aylarından oluşan dönemdir. Bu bakımdan temel etkili faktörler aşağıdaki gibidir.

İnceleme Sahasında Yağışın Dağılış Haritası

İnceleme Sahasında Akarsuların Çevreyle Olan Uzaklık Haritası

İnceleme Sahasında Denizin Karayla Olan Uzaklık Haritası

İnceleme Sahasında Kaynakların Çevreyle Olan Uzaklık Haritası

İnceleme Sahasında Yeraltı Sularının Kütle Hareketleri Üzerindeki Etkinlik Haritası

İnceleme Sahasında Eğimin Kütle Hareketleri Üzerindeki Etkinlik Haritası

İnceleme Sahasında Bakının Zemin Hareketleri Üzerindeki Etkinlik Haritası

İnceleme Sahasında Topografya Yüzeyi Eğrilik Profili Faktörünün Zemin
Hareketleri Üzerindeki Etkinlik Haritası

İnceleme Sahasında Toprakların Zemin Hareketleri Üzerindeki Etkinlik Haritası

İnceleme Sahasında Zemin Örtüsünün Kütle Hareketleri Üzerindeki Etkinlik
Haritası

9.4. Zonguldak – Hisarönü Arasındaki Karadeniz Akaçlama
Havzasının Kütle Hareketleri Duyarlılık Analizi Bulgu ve Sonuçları
Zonguldak–Hisarönü arasındaki Karadeniz Akaçlama Havzası’nın kütle hareketleri
duyarlılık sahalarının tespit edilmesinde dolaylı haritalama tekniklerinden “Koşullara Bağlı Ağırlıklı Metot” kullanılmıştır
13 farklı etkili faktör belirlenmiş ve değerleri saptanarak analizde kullanılmıştır

İnceleme Sahasının Zemin Hareketleri Duyarlılık Haritası

Sonuç olarak, Zonguldak şehri, Tasmaca, Bağlık, Dereköy, Çatak yerleşmeleri,
Dervişler Tepe, Taş Tepe, Yeşildağ Tepe, Kırat Tepe, Karahisar Tepe, Cemal Tepe, Kabaklık Tepe, Karaboy Tepe, Kirazlı Tepe, Akkuş Tepe, Saya Tepe, Yatakyeri Tepe, ÇimentürbeTepe,Kırımsa Tepe, Deliklimeşe Tepe, Eğri Tepe, kavaklı Tepe, Kavaklı Tepe, MeramtarlaTepe,Yumrukaya Tepe ve çevreleri, Zonguldak-Çatalağzı arası deniz kıyısı, Türkali batısı ve doğusundaki kıyılar kütle hareketleri bakımından riskli sahaları meydana getirmektedir.

İDİRME LİNKİ

COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ LİNKLER

Coğrafi Bilgi Sistemleri Ders Kitabı