S E M P O Z Y U M U
1 9 - 2 2 K A S I M 2 0 0 8
B‹LD‹R‹LER
C‹LT 1
ED‹TÖR
Prof. Dr. Yüksel ÖZDEM‹R
ED‹TÖR YARDIMCISI
Yrd. Doç. Dr. D. Ali ARSLAN
Heyelan Olas› Tehlike Çal›flmalar›nda Tarihsel ve Olay Heyelan Envanter Haritalamalar›
ve Bunlar›n ‹statistiksel De¤erlendirilmesi: Mersin Merkez ve Erdemli ‹lçeleri Örne¤i
Tolga ÇAN1, Tamer Y. DUMAN**, Engin Ç‹L*, Tolga MAZMAN*
*Çukurova Üniversitesi, Jeoloji Mühendisli¤i Bölümü, 01330, Adana, tolgacan@cukurova.edu.tr **MTA Genel Müdürlü¤ü, Jeoloji Etütleri Dairesi, Yer Dinamikleri Araflt›rma ve De¤erlendirme Koordinatörlü¤ü, 06520, Ankara, tduman@mta.gov.tr
Özet
Heyelan olas› tehlike haritalamalar›nda heyelanlar›n tipi, çal›flma alan›n büyüklü¤ü ve eldeki mevcut verilerin çeflidine göre farkl› yaklafl›mlar ile de¤iflik yöntem ve tekniklerin birlikte kullan›lmas› gerekmektedir. Heyelan olas› tehlike haritalar›, belirli bir zamanda, belirli bir tip ve büyüklükteki heyelanlar›n oluflma olas›l›¤›n› gösteren haritalar olarak tan›mlanmaktad›r. Bu tan›m heyelanlar›n lokasyon, zaman ve büyüklük gibi kavramlar›n›n bilinmesini gerektirmektedir. Bu çal›flmada, heyelan olas› tehlike de¤erlendirmelerinde gerekli olan verilerden çal›flma alan›n›n olay ve tarihsel heyelan envanter haritalar›, heyelanlar› haz›rlay›c› çevresel faktörler ve heyelanlar›n frekans - büyüklük iliflkileri ile ilgili veriler CBS veri taban›nda de¤erlendirilerek sunulmufltur.
Anahtar Kelimeler: Heyelan envanter, heyelan olas› tehlike, Mersin, Erdemli.
Historical and Event Landslide Inventory Mapping For Landslide Hazard Assessments and Their Statistical Evaluation: Example from Mersin Central and Erdemli districts
Abstract
According to the type of the landslide, the extent of the study area and the available data, different strategies and a combination of different methods and techniques should be applied in landslide hazard assessments. Landslide hazard maps portray the probability of occurrence within a specified time period and within a given area of landslides of a given magnitude. This definition incorporates the concepts of location, time and size of landslides. In this study, historical and event landslide inventory maps, landslide preparatory factors and magnitude-frequency relationships of landslides evaluated in GIS based data that required for landslide hazard assessment were presented.
Keywords: Landslide inventory, landslide hazard, Mersin, Erdemli.
1. Girifl
Heyelanlar›n yarataca¤› çevresel etkiler, genel olarak hareket eden kütlenin hacmi, hareketin h›z›, tipi ve kayma derinli¤ine ba¤l› olarak de¤iflmektedir. Bu nedenle, heyelan tipleri mekansal ve zamansal olarak genifl bir aral›kta farkl›l›klar sunabilmektedir. Heyelanlar›n tipi ve mekansal da¤›l›m›n› gösteren heyelan envanter haritalar›, bölgesel anlamda heyelan olaylar›n› anlamada, ayr›nt›l› çal›flma yap›lmas› gerekli hedef bölgelerin seçimine yard›mc› olan ve heyelan duyarl›l›k, olas› tehlike ve risk de¤erlendirmeleri gibi heyelan zarar azaltma çal›flmalar›n›n temelini oluflturan haritalard›r. Heyelan envanter haritalar› olay ve tarihsel olmak üzere ikiye ayr›lmaktad›r. Olay envanter haritalar› afl›r› ya¤›fl ve deprem gibi belli bir tetikleyici faktör sonucu meydana gelmifl heyelanlar› gösterirken, tarihsel heyelan envanter haritalar› ise üretilmifl olduklar› tarih itibariyle kullan›lan hava foto¤raf› ve harita ölçe¤i dahilinde mevcut heyelanlar› içermektedir. Heyelan olas› tehlike haritalar›, belirli bir bölgede, belirli bir tipte ve büyüklükteki heyelanlar›n zamansal ve mekansal olarak oluflma olas›l›¤›n› gösteren haritalard›r. Mersin ilinde, afl›r› ya¤›fllar›n tetiklemesi sonucu meydana gelen heyelan olaylar›ndan, 1969 ve 2001 y›llar›nda s›ras›yla toplam 1285 ve 338 adet konut y›k›lm›fl veya a¤›r hasar görmüfltür. Heyelan arfliv kay›tlar› incelendi¤inde, y›k›lan konutlar›n % 54’ünün Mersin Merkez ve Erdemli ilçeleri k›rsal yerleflim yerlerinde meydana geldi¤i görülmüfltür (Çan vd. 2007). Bu çal›flmada ilk olarak, Mersin Merkez
ve Erdemli ilçeleri ile ilgili ayr›nt›l› hava foto¤raf› ve arazi çal›flmalar› sonucu 1969 öncesi, 1970-2000, ve 2002-2008 tarihlerine ait çok zamanl› tarihsel heyelan envanter ile 1969 y›l›na ait olay envanter haritalar› de¤erlendirilmifltir. Bunun yan› s›ra çal›flma alan› ile ilgili olarak olay envanter verilerine göre heyelan frekans – büyüklük iliflkileri ve heyelanlar› haz›rlay›c› çevresel faktörler sunulmufltur. Elde edilen veriler bölgede yap›lacak olan heyelan olas› tehlike ve risk de¤erlendirmeleri çal›flmalar›na önemli katk› sa¤layacakt›r.
2. Çal›flma Alan›n›n Genel Özellikleri
Orta Toroslar içerisinde, Bolkar da¤lar›n›n güney eteklerinde yeralan çal›flma alan›nda (fiekil 1), tabanda allokton olarak gözlenen birimlerden Mersin Ofiyolitik melanji ile Mersin Ofiyoliti birimleri yer almaktad›r. Ofiyolitik birimler üzerinde ise Adana Baseni Tersiyer istifine ait otokton birimler yeralmaktad›r. Çal›flma alan›nda Üst Kretase yafll› Mersin ofiyolitik melanj› içerisinde Jura-Kretase yafll› neritik karbonatlar, Triyas yafll› riftleflme ile iliflkili karbonatlar, volkanik ve karasal k›r›nt›l›lar ve okyanusal kabuktan türemifl kal›nt›lar yer almaktad›r. Mersin Ofiyolit birimi içerisinde en yayg›n litolojiyi Tektonitler oluflturmaktad›r (Parlak ve Robertson, 2004). Mersin Ofiyolitinin üzerine s›ras›yla Oligo-Miyosen yafll› Gildirli formasyonu, Erken-Orta Miyosen yafll› Kaplankaya ve Karaisal›, Alt-Orta Miyosen yafll› Cingöz ve Güvenç formasyonlar›, Orta-Üst Miyosen yafll› Kuzgun formasyonu ve Geç Miyosen-Pliyosen yafll› Handere formasyonu ile Pliyo-Kuvaterner yafll› kaliçi birimleri gelmektedir (fiekil 1). En üstte ise güncel alüvyonlar yer almaktad›r (fienol vd., 1988, Pampal, 1987).
fiekil 1. Çal›flma alan›n›n jeoloji haritas› (fienol vd., 1988, Pampal, 1987 den de¤ifltirilerek).
Çal›flma alan›n›n arazi kullan›m› haritas›, Mersin Orman Bölge Müdürlü¤ü’nden temin edilerek de¤erlendirmeye al›nm›flt›r. Arazi kullan›m› aç›s›ndan Ziraat-Tar›m arazileri çal›flma alan›n›n %30’u ile en fazla yüzdeye sahip s›n›f› oluflturmaktad›r. Farkl› orman s›kl›¤›na sahip (<%10->%70) alanlar›n toplam› ise %46’d›r. Kayal›k alanlar ile kesilmifl orman alanlar› (Orman Topra¤›) çal›flma alan›n yaklafl›k %17’sini oluflturmaktad›r (fiekil 2).
fiekil 2. Çal›flma alan›n›n arazi kullan›m haritas› (Mersin Orman Bölge Müdürülü¤ü’den).
Çal›flma alan›n›n say›sal yükseklik modeli (SYM) 10m aral›kl› 1:25,000 ölçekli Harita Genel Komutanl›¤›ndan temin edilen say›sal yükseklik paftalar›ndan elde edilmifltir. Yükseklik de¤erlerinin çal›flma alan› içinde da¤›l›m› fiekil 3’te verilmifltir. Buna göre çal›flma alan›n›n yükseklik de¤erleri 0 - 2225m aras›nda de¤iflmekte ve 0-100m aras› alanlar yaklafl›k %15’e karfl›l›k gelmekte olup en büyük dilime s a h i p t i r . B u n u n y a n › s › r a ç a l › fl m a a l a n › n › n y a k l a fl › k % 5 0 ’ i 1 0 0 0 m ’ n i n ü z e r i n d e d i r . SYM kullan›larak heyelan duyarl›l›k ve olas› tehlike de¤erlendirmelerinde kullan›lmak üzere yamaç e¤imi ve yamaç yönelimi profil ve plan yamaç e¤rilikleri, nehir afl›nd›rma indeksi (SPI), topo¤rafik nemlilik indeksi (TWI), topo¤rafik durum indeksi (TPI) gibi türev haritalar üretilmifltir. Genel olarak 20°’nin üzerindeki araziler çal›flma alan›n›n % 30’nu, genelde karbonat istifinin üst seviyeleri ve güneyde alüvyal düzlüklere karfl›l›k gelen 10 derecenin alt›ndaki yamaçlar›n da¤›l›m› ise çal›flma alan›n yaklafl›k olarak %40’›na karfl›l›k gelmektedir. Yamaç yönelimi de¤erlerinin da¤›l›mlar›na bak›ld›¤›nda ise vadi yar›lmalar›na ba¤l› olarak en yüksek de¤erler, GD, D ve G olarak gözlenmektedir (fiekil 4). SYM’den üretilen di¤er türev haritalar›n alan içindeki da¤›l›m yüzdeleri fiekil 5’te verilmifltir.
fiekil 4. Çal›flma alan›nda yamaç e¤imi(a) ve yamaç yönelimi (b) de¤erlerinin da¤›l›m yüzdeleri.
fiekil 5. Çal›flma alan›nda profil (a) ve plan (b) yamaç e¤rilikleri, SPI (c), TWI (d) ve TPI (e) de¤erlerinin çal›flma alan› içindeki da¤›l›m›.
3. Heyelan envanter çal›flmalar›
Çal›flma alan›ndaki heyelanlar 1955 (1:35.000 ölçekli), 1969 (1:16.000), 1990 (1:15.000) ve 2000 (1:15.000) olmak üzere 4 farkl› tarihli, MTA ve Orman Genel Müdürlüklerinden elde edilen hava foto¤raflar› ve arazi çal›flmalar› ile gerçeklefltirilmifltir. Çal›flma alan›ndaki söz konusu tarihlere iliflkin çok zamanl› heyelan envanter haritalar› 1955, 1955-1969 aras› tarihsel ve 1969 ve sonras› olay envanter haritas› fleklinde de¤erlendirilmifltir. Çal›flma alan›nda 1955 y›l›na ait en eski tarihli hava foto¤raflar›n›n incelenmesinden Kuvaterner’den günümüze kadar ki süreçte farkl› zaman aral›klar›nda olufltu¤u tahmin edilen çok say›da eski büyük ölçekli heyelan ay›rt edilmifltir. Eski heyelanlar›n da¤›l›m›na bak›ld›¤›nda bunlar›n çal›flma alan›n›n orta üst seviyelerinde ve genelde ofiyolit, ofiyolitik melanj ile birlikte bu birimlerin üzerine gelen Karaisal› formasyonunu da içine alacak flekilde kompleks ve dairesel kaymalar fleklinde oluflturdu¤u görülmüfltür (fiekil 6-7).
fiekil 6. Çal›flma alan›nda gözlenen kompleks (a) ve dairesel (b) heyelan örnekleri.
Çal›flma alan›nda özellikle 1969 y›l›nda meydana gelmifl heyelanlar içerisinde küçük ölçekli akmalarda meydana gelmifltir. Kullan›lan harita ölçe¤inin (1:25.000) s›n›rlamas›ndan dolay› alansal olarak harita üzerinde gösterilemeyen küçük ölçekli akmalar çizgisel olarak haritalara ifllenmifltir. Buna göre 1955 öncesi, 1955-1969 ve 1969 olay envanter olmak üzere üç farkl› döneme ait heyelan envanter haritas› haz›rlanm›flt›r (fiekil 7). Çal›flma alan›nda alansal olarak toplam 294 adet heyelan ay›rt edilmifltir. 1955-1969 dönemine ait güncel heyelanlardan baz›lar› eski heyelan kütleleri içinde heyelan kütlesinin baz› bölümlerinin yeniden reaktivite kazanmas› sonucu ikincil olarak geliflmifltir. Tarihsel dönemler baz›nda çal›flma aln›nda haritalanan heyelanlar›n alansal da¤›l›mlar› ve tan›mlay›c› istatistikleri Çizelge 1’te verilmifltir. Çal›flma alan›nda toplam alan› 102 km2 olan farkl› dönemlere ait 347 adet heyelan haritalanm›flt›r. Bu heyelanlar›n 171 tanesi dairesel kayma, 99 tanesi kompleks ve 24 tanesi alansal olmak üzere toplamda 77 adet akma haritalanm›flt›r.
Çizelge 1. Çal›flma alan›nda çok zamanl› heyelan envanterlerinin tan›mlay›c› istatistik verileri.
4. Heyelan duyarl›l›k ve olas› tehlike de¤erlendirmeleri
Heyelan duyarl›l›k haritalar› belirli bölgede, belirli tipteki heyelanlar›n oluflma olas›l›¤›n›n gösterildi¤i haritalard›r. Heyelan duyarl›l›k de¤erlendirmeleri genel olarak niteliksel ve niceliksel olarak iki grup alt›nda toplanmaktad›r (fiekil 8). Niteliksel de¤erlendirmelerde duyarl›l›k s›n›flar› sezgisel olarak yap›lmakta olup daha çok subjektif tarafta yer almaktad›r. Niceliksel yaklafl›mlar ise heyelanlar› kontrol eden do¤rudan ve dolayl› çevresel faktörler göz önünde bulundurularak heyelan oluflma olas›l›klar›n›n say›sal olarak ifade edildi¤i ve buna göre arazinin belirli duyarl›l›k s›n›flar›na ayr›ld›¤› yöntemlerdir. Bu gibi de¤erlendirmeler bak›mdan niceliksel yaklafl›mlar duyarl›l›k ve olas› tehlike de¤erlendirmelerinde tercih edilen yaklafl›mlard›r. Geçmiflte meydana gelen olaylar›n gelecektede benzer flekilde oluflaca¤› prensibine dayand›r›larak, heyelanlar›n gelecekte mekansal olarak nerelerede geliflebilece¤ini gösteren heyelan duyarl›l›k haritalar›nda, gerek kullan›lan yöntemin uyum iyili¤i ve gerekse gelecekte gerçekleflecek heyelanlar› tahmin do¤rulu¤unun belirlenmesi gerekmektedir. Bu çal›flmada CBS ortam›nda haz›rlanan heyelan envanter ve heyelanlar› haz›rlay›c› faktörler kullan›larak, heyelan duyarl›l›k haritalar›n›n haz›rlanmas› için gerekli veri setleri niceliksel yaklafl›mlar›n kullan›lmas›na olanak sa¤layacak flekilde haz›rlanm›flt›r.
fiekil 8: Duyarl›l›k de¤erlendirmelerinde kullan›lan yöntemler (Aleotti ve Chowhury 1999).
Heyelan olas› tehlike haritalar›, belirli bir zamanda, belirli bir tip ve büyüklükteki heyelanlar›n oluflma olas›l›¤›n› gösteren haritalar olarak tan›mlanmaktad›r. Bu tan›m, heyelanlar›n lokasyon, zaman ve büyüklük gibi kavramlar›n›n bilinmesini gerektirmektedir. Heyelan olaylar›n›n zamansal olabilirlikleri ise kesikli bir olas›l›k fonksiyonu olan Poisson da¤›l›m› kullan›larak hesaplanabilmektedir. Bu da¤›l›m kütle hareketleri gibi sonlu ya da say›labilir sonsuz say›da sonuçlar içeren örneklem uzaylar› için kullan›labilmektedir. Bu çal›flmada 1969 ve 2001 y›llar› aras›nda bölgesel ölçekli geliflen 2 adet heyelan olay› incelenerek Crovelli (2000) ve Guzetti ve ark. (2005) taraf›ndan kullan›lan poisson da¤›l›m› ile y›llara göre en az 1 tane heyelan›n meydana gelme olas›l›¤›; 1 y›l içerisinde %6, 50 y›l içerisinde %95, 100 y›l içerisinde ise %99 olarak hesaplanm›flt›r.
Birçok do¤a olay› frekans – büyüklük da¤›l›mlar› ile tan›mlanabilmektedir. Do¤a olaylar›n›n aç›klanmas› tarihsel süreçte u¤ram›fl olduklar› ve olaylar›n tespit süreci s›ras›nda atlanan “kay›p olay say›s›” power law da¤›l›m› kullan›larak tüm olay ile iliflkilendirilebilmektedir (Malamud, 1999). Power – Law da¤›l›m›, do¤ada geliflen küçük ölçekli olaylar›n oluflma olas›l›klar› ile büyük ölçekli olaylar›n oluflma olas›l›klar› aras›ndaki fark› en net ortaya koyan da¤›l›m oldu¤undan dolay›, do¤a olaylar›n›n aç›klanmas›nda kullan›lmaktad›r (Malamud 1999, Turcotte vd. 2002, Malamud vd. 2004). Heyelan olas› tehlike haritalamalar›nda, power-law da¤›l›mlar›ndan biri olan üç parametreli ters gamma da¤›l›m› kullan›larak heyelanlar›n alansal olabilirlik de¤erleri hesaplanabilmektedir. Buradan, heyelan olay›n›n hangi büyüklükte olaca¤› da¤›l›m›n integrali al›narak, belirli bir büyüklükteki heyelan›n oluflma olas›l›¤› bulunabilmektedir (Malamud vd. 2004, Guzzetti vd. 2005). Bu çal›flmada elde edilen olay envanter haritalar› ile belirli alansal büyüklü¤e sahip heyelanlar›n oluflma olas›l›klar› hesaplanabilmektedir.
5. Sonuçlar
Heyelan envanter, duyarl›l›k ve olas› tehlike haritalamalar›nda heyelanlar›n tipi, çal›flma alan›n büyüklü¤ü ve eldeki mevcut verilerin çeflidine göre farkl› yaklafl›mlar ile de¤iflik yöntem ve tekniklerin birlikte kullan›lmas› gerekmektedir. Heyelan olas› tehlike haritalar›, belirli bir zamanda, belirli bir tip ve büyüklükteki heyelanlar›n oluflma olas›l›¤›n› gösteren haritalar olarak tan›mlanmaktad›r. Bu çal›flmada farkl› tarihlerde çekilmifl hava foto¤raflar› incelenerek Mersin ve Erdemli bölgelerinin çok zamanl› heyelan envanter haritas› haz›rlanm›flt›r. Heyelanlar›n mekansal olabilirli¤inin belirlenmesi amac›yla heyelanlar› haz›rlay›c› faktörler CBS ortam›nda haz›rlanm›flt›r. Heyelanlar›n zamansal ve alansal olabilirlik de¤erlerinin üretilmesi için gerekli olan veri taban› oluflturulmufltur. Bu çal›flmada ortaya konulan veriler ile Mersin-ve Erdemli bölgeleri için heyelan risk de¤erlendirme çal›flmalar›n›n temelini oluflturacak heyelan olas› tehlike haritalar› üretilebilecektir. Çal›flman›n bölgesel ölçekte heyelan risk azaltma çal›flmalar›na önemli katk› sa¤layaca¤› düflünülmektedir.
6. Katk› Belirtme
Bu çal›flma TÜB‹TAK ÇAYDAG-107Y138 nolu proje kapsam›nda gerçeklefltirilmifltir. Yazarlar katk›lar›ndan dolay› TÜB‹TAK’a teflekkür eder.
Kaynakça
Aleotti, P. and Chowdury, R., 1999. Landslide hazard assessment: summary review and new perspectives. Bull. Eng. Geol. Environ., 21-44.
Crovelli R.A., (2000). Probability models for estimation of number and costs of landslides, United States Geological Survey Open File Report 00-249.
Çan T., Çil E., fien S.C., (2007). Sar›lar Köyü (Mersin) Heyelan›n›n Geliflimi ve Afet ‹yilefltirme Uygulamalar›n›n Etkinli¤i. 60. Türkiye Jeoloji Kurultay› Bildiri Özleri Kitab›. 48-50 Ankara Guzzetti F., Reichenbach P., Cardinali M., Galli M., Ardizzone F., (2005). Probabilistic landslide hazard assessment at the basin scale. Geomorphology 72, 272–299.
Malamud B.D., and Turcotte D.L.,(1999). Self-Organized Criticality Applied to Natural Hazards, Natural Hazards, 20:2 93-116.
Malamud B.D., Turcotte D.L., Guzzetti F., ve Reichenbach P., (2004). Landslide inventories and their statistical properties Earth Surface Processes and Landforms, v. 29, no. 6, p. 687–711. Pampal S., (1987). Güzeloluk-Sorgun (Mersin) yöresinin jeolojisi, Gazi Üni. Müh. Mim. Fak. Dergisi, Cilt:2 Say›:1.
Parlak O., ve Robertson A., (2004). The ophiplite-related Mersin Melange, southern Turkey: its role in the tectonic-sedimantary settings of Tethys in the Eastern Mediterranean region. Geol. Mag. 141 (3) 257-286.
fienol M., fiahin fi., Duman T,Y., Albayrak fi., Akça ‹. ve Taflk›n fi., (1998). Adana-Mersin Dolay›n›n Jeoloji Etüt Raporu (1/100 000 ölçekli O33 paftas›). MTA Rapor No:10098. Ankara Turcotte D.L., Malamud B.D., Guzzetti F. and Reichenbach P. (2002). Self-organization, thecascade model and natural hazards. Proceedings National Academy of Sciences, USA, February 2002, 99, Supp. 1, 2530-2537.
