ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ Engin ÇİL ERDEMLİ (MERSİN) YÖRESİNİN COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ TABANLI HEYELAN OLASI TEHLİKE DEĞERLENDİRMESİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2009

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ERDEMLİ (MERSİN) YÖRESİNİN COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ TABANLI HEYELAN OLASI TEHLİKE DEĞERLENDİRMESİ Engin ÇİL YÜKSEK LİSANS TEZİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI Bu tez./ /2009 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu İle Kabul Edilmiştir. İmza:... İmza:... İmza:... Yrd.Doç.Dr. Tolga ÇAN Doç.Dr. Sedat TÜRKMEN Doç.Dr. Cüneyt GÜLER DANIŞMAN ÜYE ÜYE Bu tez Enstitümüz Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No: Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Bu çalışma, TÜBİTAK, ÇAYDAG 107Y138 nolu Proje ve Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: MMF2008YL26 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 Sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunu ndaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ ERDEMLİ (MERSİN) YÖRESİNİN COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ TABANLI HEYELAN OLASI TEHLİKE DEĞERLENDİRMESİ Engin ÇİL ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman: Yrd.Doç.Dr.Tolga ÇAN Yıl: 2009, Sayfa: 142 Jüri: Yrd.Doç.Dr. Tolga ÇAN Doç.Dr.Sedat TÜRKMEN Doç.Dr. Cüneyt GÜLER Bu çalışmada farklı tarihlerde çekilmiş hava fotoğrafları incelenerek Şahnadere su toplama havzasının çok zamanlı heyelan envanter haritası hazırlanmıştır. İlk olarak heyelanların mekansal olabilirliğinin belirlenmesi amacıyla mantıksal regresyon yöntemi kullanılarak belirli zaman aralığında gelişmiş heyelanlar için heyelan duyarlılık haritaları üretilmiştir. Zamansal olabilirlik değerleri, tetikleyici faktörler göz önünde bulundurularak, yağış frekans ilişkileri kullanılarak belirlenmiştir. Buradan 5, 10, 25, 50 ve 100 yıllık zaman dilimi içinde heyelan oluşma olasılıkları hesaplanmıştır. Heyelanların alansal olarak olabilirliği ise 1969 yılı, heyelan olay envanter haritasından elde edilen frekans dağılımlarına göre belirlenmiştir. Frekans dağılımına uygun olasılık yoğunluk fonksiyonu ise üç parametreli ters gama dağılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Belirli bir alana sahip heyelanların oluşma olasılık eğrisi ise gama dağılımının integrali alınarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak 5, 10, 25, 50 ve 100 yıllık heyelan oluşma olasılıklarına göre farklı büyüklüklerde (0.1 km 2, 0.05 km 2 ve 0.01 km 2 ) olabilecek heyelanların mekansal ve zamansal olabilirliğini gösteren heyelan olası tehlike haritaları üretilmiştir. Heyelan olası tehlike haritaları, heyelan risk değerlendirme çalışmalarının temelini oluşturmaktadır. Bu nedenle üretilen olası tehlike haritalarının bölgesel heyelan risk azaltma çalışmalarına önemli katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Çok zamanlı heyelan envanter, mekansal olabilirlik, zamansal olabilirlik, alansal olabilirlik, heyelan olası tehlike. I

4 ABSTRACT Msc. Thesis GIS BASED LANDSLIDE HAZARD ASSESSMENT OF THE ERDEMLİ (MERSİN) REGION Engin ÇİL DEPARTMENT OF GEOLOGICAL ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor: Assist.Prof.Dr. Tolga ÇAN Year: 2009, Page: 142 Jury: Assist.Prof.Dr. Tolga ÇAN Assoc.Prof.Dr. Sedat TÜRKMEN Assoc.Prof.Dr. Cüneyt GÜLER In this study multi-temporal landslide inventory maps were prepared by interpretation of aerial photographs taken in different time intervals in Şahna river watershed. In order to determine the spatial probability of landslide occurrence, susceptibility maps were prepared by using logistic regression method. Temporal probability of landslides was determined by considering the triggering factors as rainfall frequency relationships. The exceedance probability of landslides occurrence in 5, 10, 25, 50 and 100 years time intervals were calculated. The probabilities of landslide size (extent) were obtained from frequency size distribution of 1969 event landslide inventory. Probability density function in convenience with frequency distribution was achieved by three parameter inverse gamma distribution. By integration of the gamma distribution, the probability of landslide against the landslide size was determined. Finally, landslide hazard maps for different landslide sizes (0.1 km 2, 0.05 km 2 and 0.01 km 2 ), that will occur having exceedance probabilities for 5, 10, 25, 50 ve 100 years periods were obtained. Landslide hazard maps constitutes important stage for the landslide risk assessment procedure, so the hazard maps produced in this study will provide a basis for the landslide risk-management studies of the region. Keywords: Multitemporal landslide inventory, spatial probability, temporal probability, probability of landslide extent, landslide hazard. II

5 TEŞEKKÜR Çukurova Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı nda yapmış olduğum yüksek lisans çalışmamın tez konusunun belirlenmesini sağlayan, çalışmalarım süresince beni yönlendirerek destekleyen ve tezin her aşamasında yapıcı eleştirileriyle katkı sağlayan danışman hocam sayın Yrd.Doç.Dr. Tolga ÇAN a sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Tez çalışmam süresince bölüm imkanlarını kullanmamı sağlayan Jeoloji Mühendisliği Bölüm Başkanı sayın Prof.Dr. Ulvi Can ÜNLÜGENÇ e ve Jeoloji Mühendisliği Bölüm Başkan Yardımcısı sayın Yrd.Doç.Dr. Mustafa AKYILDIZ a teşekkür ederim. TUBİTAK, ÇAYDAG a yüksek lisans çalışmalarım boyunca vermiş oldukları destekten dolayı teşekkür ederim. Arazi çalışmalarım esnasında yardımlarını esirgemeyen Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü (MTA) Yerdinamikleri Araştırma ve Değerlendirme Koordinatörü sayın Dr. Tamer Yiğit DUMAN a ve Mersin Bayındırlık ve İskan Müdürlüğü Jeo. Yük. Müh. Savaş Cemil ŞEN e teşekkür ederim. Çalışmalarım sırasında istatistiksel verileri yorumlamama yardımcı olan sayın Prof.Dr. Hamza EROL a, Doç.Dr. Fatih TOPALOĞLU na ve Yrd.Doç.Dr. Güzin YÜKSEL e, teşekkür ederim. Tez çalışmalarım esnasında bana yardımcı olan Jeo.Yük.Müh. Tolga MAZMAN a ayrıca teşekkür ederim. Hayatımın her anında her türlü desteği esirgemeden veren ve yanımda olan sevgili anneme, babama ve ağabeyime sonsuz teşekkür ederim. Yüksek lisans eğitimim süresince manevi desteğini eksik etmeyen sevgili arkadaşım Jeoloji Mühendisi Yasemin DİM e sonsuz teşekkür ederim. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ...I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER...IV ÇİZELGELER DİZİNİ...VI ŞEKİLLER DİZİNİ... VIII 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Genel Jeoloji Heyelan Olası Tehlike ile İlgili Çalışmalar MATERYAL VE METOD Materyal Metod Mekansal Olabilirlik Haritalama Birimleri Mantıksal Regresyon Yöntemi ile Doğrulama Yöntemleri Zamansal Olabilirlik Kesikli Olasılık Fonksiyonu Sürekli Olasılık Fonksiyonu Yağış Frekans Analizi Uyum İyiliği Testi Heyelanların Alansal Olabilirliği ARAŞTIRMA BULGULARI Çalışma Alanı ve Çevresindeki Heyelan Olaylarının Bölgesel Değerlendirmesi Erdemli (Mersin) Yöresinin Çok Zamanlı Heyelan Envanter Haritası Heyelan Olası Tehlike Değerlendirmesi Heyelanların Mekansal Olabilirliği Çalışma Alanının Jeolojisi Sayısal Yükseklik Modeli IV

7 Yamaç Eğimi Yamaç Yönelimi Topografik Nemlilik İndeksi Sediman Taşıma Kapasite İndeksi Nehir Aşındırma Gücü İndeksi Arazi Sınıflaması ve Yamaç Durum İndeksi Kesit, Düzlem ve Teğetsel Yamaç Şekli Heyelan Duyarlılık Haritaları Zamansal Olabilirlik Alansal Olabilirlik Heyelan Olası Tehlike Haritaları SONUÇLAR VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ V

8 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 3.1. Hata matrisi (Confusion Matrix) Çizelge 3.2. Kappa ve Pabak indekslerine göre model iyiliği dereceleri Çizelge 3.3. ROC eğrisi sınıflaması Çizelge 3.4. Binominal dağılımın Poisson dağılımına yaklaşımı Çizelge 3.5. Gumbel dağılımı frekans faktörü çizelgesi Çizelge 4.1. Mersin ilindeki ilçelere ait hasarlı konut sayıları Çizelge 4.2. Çalışma alanı içerisinde yer alan yerleşim yerlerinin hasarlı konut sayıları Çizelge 4.3. Çalışma alanındaki heyelanlara ait istatistiki bilgiler Çizelge 4.4. Çalışma alanının ve heyelanların jeolojik birimler üzerindeki yüzde (%) dağılımı Çizelge 4.5. Heyelan envanter haritalarının yükseklik değerlerinin değişimleri Çizelge 4.6. Heyelan envanter haritalarının yamaç eğimi değişimleri Çizelge 4.7. Çalışma alanının ve heyelanların yamaç yönelimi değişimlerinin yüzde (%) değerleri Çizelge 4.8. Çalışma alanına ve heyelanlara ait arazi sınıflamalarının yüzde (%) değerleri Çizelge 4.9. Çalışma alanına ve heyelanlara ait yamaç durum indeksi yüzde (%) değerleri Çizelge öncesi tarihsel heyelanlara ait mantıksal regresyon model iyiliği tablosu Çizelge aktif heyelanlara ait mantıksal regresyon model iyiliği tablosu Çizelge olay heyelanlara ait mantıksal regresyon model iyiliği tablosu.. 96 Çizelge öncesi tarihsel heyelanlara ait Cohen s Kappa ve Pabak indeksi değerleri Çizelge aktif heyelanlara ait Cohen s Kappa ve Pabak indeksi değerleri VI

9 Çizelge olay heyelanlara ait Cohen s Kappa ve Pabak indeksi değerleri Çizelge öncesi veri setlerinin alıcı işletim karakteristiği (ROC) eğrilerine ait istatistiksel değerler Çizelge aktif veri setlerinin alıcı işletim karakteristiği (ROC) eğrilerine ait istatistiksel değerler Çizelge olay veri setlerinin alıcı işletim karakteristiği (ROC) eğrilerine ait istatistiksel değerler Çizelge öncesi veri setlerine ve çok zamanlı heyelan envanter haritasına ilişkin yapılan doğrulamanın duyarlılık sınıfları içerisindeki yüzde (%) değerleri Çizelge Mantıksal regresyon Tp2set4 veri seti analiz sonuçları Çizelge Tp2set4 veri setinin mantıksal regresyon hata matrisi Çizelge aktif veri setlerine ve çok zamanlı heyelan envanter haritasına ilişkin yapılan doğrulamanın duyarlılık sınıfları içerisindeki yüzde (%) değerleri Çizelge Mantıksal regresyon Ap3set5 veri seti analiz sonuçları Çizelge Ap3set5 veri setinin mantıksal regresyon hata matrisi Çizelge olay veri setleri ile çok zamanlı heyelan envanter haritası için yapılan doğrulamanın duyarlılık sınıfları içerisindeki yüzde (%) değerleri Çizelge Mantıksal regresyon Op1set2 veri seti analiz sonuçları Çizelge Op1set2 veri setinin mantıksal regresyon hata matrisi Çizelge K-S ve Ki-Kare testlerine göre en uygun olasılık yoğunluk fonksiyonları Çizelge Heyelanların meydana geldiği tarihlerinden önceki yağış toplamları ve tekrarlanma aralıkları Çizelge Poisson dağılımına göre heyelanların tekrarlanma olasılıkları VII

10 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 1.1. Çalışma alanının yer bulduru haritası... 4 Şekil 3.1. Heyelan olası tehlike değerlendirmesi ile ilgili akış şeması Şekil 3.2. Heyelan duyarlılık değerlendirme yöntemleri Şekil 3.3. (a) Üç parametreli ters gamma yoğunluk eğrisi (Malamud, 2004)., (b) üç parametreli ters gamma olasılık eğrisi Şekil 4.1. Çevlikgüzlesi bölgesinde gelişen kompleks heyelanın genel görünümü Şekil 4.2. Çalışma alanında bulunan ofiyolitik melanj birimi içerisinde gelişen dairesel-kayma tipi heyelanlar Şekil yılı hava fotoğraflarında, Darıseki Mevkii(a), ve Çömlekçi Tepe Mevkii (b) ve Kocayer Köyü(c) bölgesinde gelişen bazı heyelanlar Şekil yılı Üzümlü heyelanı ve heyelan set gölü Şekil (a) ve 2006 (b) tarihlerinde Sarılar köyü civarinda meydana gelen heyelan olayları sonucu oluşan hasarlar Şekil 4.6. Çalışma alanının çok zamanlı heyelan envanter haritası Şekil 4.7. Çalışma alanının jeoloji haritası (MTA, 2002) Şekil 4.8. Mersin ofiyolitik melanjının yakından görünümü Şekil 4.9. Mersin ofiyolitik melanjı ile Karaisalı formasyonu dokanağı (a), Mersin ofiyolitik melanjının yakından görünümü (b) Şekil Karaisali kireçtaşlarının genel (a) ve yakından (b) görünümü Şekil Çalışma alanının sayısal yükseklik modeli (a) ve frekans eğrisi (b) Şekil Çalışma alanın yamaç eğimi haritası (a) ve frekans eğrisi (b) Şekil Çalışma alanının yamaç yönelimi haritası Şekil Çalışma alanın topografik nemlilik indeksi haritası (a) ve frekans eğrisi (b) Şekil Çalışma alanının sediman taşıma kapasite indeksi haritası (a) ve frekans grafiği (b) Şekil Çalışma alanının nehir aşındırma gücü indeksi haritası (a) ve frekans eğrisi (b) Şekil TPI nin morfolojik sınıflara göre değişimi VIII

11 Şekil Çalışma alanının arazi sınıflaması haritası Şekil Çalışma alanının yamaç durum indeks haritası Şekil Çalışma alanının düzlemsel yamaç şekli haritası (a) ve frekans eğrisi (b) Şekil Çalışma alanının kesit yamaç şekli haritası (a) ve frekans eğrisi (b) Şekil Çalışma alanının teğetsel yamaç şekli haritası (a) ve frekans eğrisi (b).. 93 Şekil öncesi heyelanlara ait alıcı işletim karakteristiği (ROC) eğrisi Şekil aktif heyelanlara ait alıcı işletim karakteristiği (ROC) eğrisi Şekil öncesi heyelanlara ait Tp2set4 veri setinin kullanıldığı heyelan duyarlılık haritası Şekil öncesi heyelanlarının duyarlılık sınıflarına göre dağılımı Şekil aktif heyelanlara ait Ap3set5 veri setinin kullanıldığı heyelan duyarlılık haritası Şekil aktif heyelanlarının duyarlılık sınıflarına göre dağılımı Şekil olay heyelanlara ait Op1set2 veri setinin kullanıldığı heyelan duyarlılık haritası Şekil olay heyelanlarının duyarlılık sınıflarına göre dağılımı Şekil Mersin meteoroloji istasyonu uzun yıllar yıllık toplam yağış değerleri 113 Şekil Mersin meteoroloji istasyonu uzun yıllar aylık ortalama yağış değerleri 114 Şekil ve 2001 Aralık ayı kümülatif günlük yağış verileri Şekil Uzun yıllar 1-30 günlük maksimum yağış değerleri Şekil (a), 3(b) ve 5(c) günlük maksimum yağış değerleri ile ilgili dağılımlara göre aşılma olasılıkları ve tekrarlanma aralıkları Şekil (a), 15(b) ve 30(c) günlük maksimum yağış değerleri ile ilgili dağılımlara göre aşılma olasılıkları ve tekrarlanma aralıkları Şekil (a) Çalışma alanı için üretilen uygun gamma eğrisi. (b) çalışma alanı için üretilen üç parametreli ters gamma olasılık eğrisi Şekil Elde edilen gamma eğrisi ile hesaplanan olasılık yoğunluklarının karşılaştırılması Şekil km 2 den büyük heyelanların farklı zaman aralıkları için olası tehlike haritaları IX

12 Şekil km 2 den büyük heyelanların farklı zaman aralıkları için olası tehlike haritaları Şekil km 2 den büyük heyelanların farklı zaman aralıkları için olası tehlike haritaları X

13 1. GİRİŞ Engin ÇİL 1.GİRİŞ Doğal olası tehlikelere karşı etkin mücadele, doğa olayı öncesi, sırası ve sonrasında oluşacak risklerin tamamen ortadan kaldırılması veya uzun süreli azaltılmasına yönelik bir yaklaşım modelinin geliştirilip, uygulanması ile mümkündür. Ülkemizin jeolojik ve coğrafi yapısı nedeniyle deprem, heyelan ve sel olayları aynı bölgelerde tekrarlanmalı olarak meydana gelmekte ve çoğu kez afete dönüşmektedir. Ulusal ölçekte doğal afetlerden kaynaklanan kayıplar ile ilgili sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır (Ildır 1995, Ergünay 1999, Gökçe vd ve 2008). Değişik dönemleri kapsayan ve doğal afetlerden etkilenen konut sayısı temel alınarak yapılan bu çalışmaların tamamında, heyelanlardan kaynaklanan kayıpların, depremlerden sonra ikinci sırayı aldığı görülmektedir. Bu konuda yapılan en son çalışma olan ve yılları arasındaki dönemi kapsayan Gökçe vd. (2008) e göre, aynı yerleşim biriminde, değişik zamanlarda, birden fazla gerçekleşen olay sayıları da dikkate alınarak, ulusal ölçekte meydana gelen heyelanların 16,450 olay sayısı ile tüm afetler içerisinde % 55.2 lik bir paya sahip olduğu görülmektedir. Herhangi bir doğal afete uğramış ve afet bölgesi ilan edilerek, etkili nakli gerçekleştirilen konutların dağılımına bakıldığında, ulusal ölçekte heyelan olayları nedeniyle gerçekleştirilen nakillerin, % 27.6 gibi, önemli bir paya sahip olduğu görülmektedir. Heyelanlar ile ilgili bölgesel ölçekli çalışmalar genel olarak heyelan envanter, heyelan duyarlılık, heyelan olası tehlike ve risk değerlendirmeleri aşamalarından oluşmaktadır. Ulusal ölçekte Heyelan envanter çalışmaları, MTA Genel Müdürlüğü tarafından Türkiye Heyelan Envanter Haritası Projesi kapsamında 2007 yılında tamamlanmıştır (Çan ve Duman 2008). Heyelan duyarlılık haritaları, mevcut heyelan envanteri ve heyelanları hazırlayıcı faktörlerin gözönünde bulundurulması ile heyelanların mekansal olabilirliğinin gösterildiği haritalardır. Son yıllarda ülkemizde de heyelan duyarlılık değerlendirmesi ile ilgili çalışmaların arttığı gözlenmektedir (Gökçeoğlu ve Aksoy, 1996, Ercanoğlu ve Gökçeoğlu, 2002, Ercanoğlu ve Gökçeoğlu, 2004, Süzen ve Doyuran, 2004, Çan vd., 2005, Gökçeoğlu vd., 2005, Yeşilnacar ve Topal, 2005, Mazman ve Çan 2006, Duman vd., 2006, Akgun vd., 1

14 1. GİRİŞ Engin ÇİL 2007, Yalçın ve Bulut 2007, Yalçın 2007, Tunusluoglu vd., 2008, Nefeslioglu vd., 2008a, b, Gorum vd., 2008, Yılmaz 2009, Özdemir, 2009). Gerek ülkemizde gerekse uluslararası literatürde heyelan duyarlılık haritalarındaki artışa oranla heyelanların mekansal ve zamansal olabilirliklerini bir arada bulunduran heyelan olası tehlike (hazard) haritalarının üretimi ile ilgili çalışmalar daha sınırlı sayıda bulunmaktadır (Carrasco vd., 2003, Coraminas vd., 2003, Chau vd., 2004, Zezere vd., 2004, Baum vd., 2005, Guzzetti vd., 2005, Guzzetti vd., 2006, Wang ve Sassa, 2006, Jelinek ve Wagner, 2007, Jaiswal ve Van Westen 2009). Meydana gelen heyelan olayları sonucunda ortaya çıkacak olası potansiyel kayıpların ortaya konduğu risk değerlendirmesi ile ilgili çalışmalar ise oldukça sınırlıdır (Bell ve Glade 2004, Catani vd., 2005, Corominas vd., 2005, Lateltin vd., 2005, Remondo vd., 2005, Shou ve Chen 2005, Nadim vd., 2006, Romeo vd., 2006, Chang 2007, Sali ve Einstein 2007,Yin vd., 2007, Chung ve Fabbri 2008, Zezere vd., 2008a, Remondo vd., 2008, Holcombe ve Anderson 2009). Heyelan olası tehlike ve risk haritalarının, heyelan duyarlılık haritalarına oranla daha az olmasının sebebi, belirli bir zaman dilimi içinde bölgesel olarak heyelanları tetikleyici faktörler ile ilgili tarihsel kayıtların ve istatistiksel verilerin yetersiz oluşundan kaynaklanmaktadır. Bu çalışmada, Mersin il sınırları içerisinde, toplam alanı km 2 olan, Şahnadere havzasının Coğrafi Bilgi Sistemleri tabanlı, çok zamanlı heyelan envanter, duyarlılık ve olası tehlike değerlendirmeleri yapılmıştır (Şekil 1.1). Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Afet İşleri Genel Müdürlüğü, heyelan arşiv kayıtlarının incelenmesi sonucu, Mersin il sınırları içerisinde 1968 Kasım Aralık ayları ile 1969 Ocak ayında etkili olan aşırı yağışların tetiklemesi sonucu, toplam 1285 konutun, 2001 yılı Aralık ayında meydana gelen aşırı yağışlar ile de toplam 338 konutun yıkıldığı veya ağır hasara uğradığı belirlenmiştir (Çan vd., 2007a). Varnes (1984) tarafından, olası tehlike, belirli bir bölgede, belirli bir zamanda, zarar verme potansiyeline sahip bir olayın (heyelan) gerçekleşme olasılığı olarak tanımlanmıştır. Bu tanım yaygın olarak kullanılmakla birlikte, Guzzetti vd., (1999), Varnes ın olası tehlike tanımına, alansal büyüklüğüde ekleyerek, heyelan olası tehlike tanımını belirli bir bölgede, belirli bir zamanda ve belirli bir büyüklükte heyelanın oluşma olasılığı olarak tanımlamıştır. Tez çalışması kapsamında, heyelan olası tehlike değerlendirmeleri, Guzzetti vd., 2

15 1. GİRİŞ Engin ÇİL (1999) un tanımına uygun olarak, heyelanların mekansal, zamansal ve alansal olabilirlik parametreleri göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, çalışma alanı ile ilgili heyelan arşiv kayıtları incelenmiştir. Daha sonra bölgenin değişik tarihlerde çekilmiş hava fotoğrafları temin edilerek, ayrıntılı hava fotoğrafı analizleri ve arazi çalışmaları sonucu çok zamanlı (multi-temporal) heyelan envanter haritaları üretilmiştir. Belirli zaman aralıklarına ait çok zamanlı heyelan envanter haritaları ile heyelanları hazırlayıcı faktörler göz önünde bulundurularak, çok değişkenli istatistiksel analiz teknikleri ile heyelanların mekansal olabilirliğinin belirlenmesi amacıyla, heyelan duyarlılık haritaları üretilmiştir. Çalışma alanında heyelan olaylarının aşırı yağışların tetiklemesi sonucu meydana gelmesinden dolayı, olası tehlike tanımında yer alan zamansal olabilirlik parametresi, Mersin Meteoroloji istasyonundan elde edilen uzun yıllar günlük yağış verilerinin değerlendirilmesi sonucu, yağış-frekans analizleri ile belirlenmiştir. Heyelanların alansal olabilirlik değerleri ise 1969 yılı heyelan olay envanter haritası kullanılarak gerçekleştirilen büyüklük frekans analizlerinden elde edilmiştir. Sonuç olarak farklı dönemlerde gelişen heyelanların mekansal olabilirliği, zamansal olabilirlikleri (5, 10, 25, 50 ve 100 yıllık aşılma olasılıkları) ve alansal olabilirliklerinin (0.1 km 2, 0.05 km 2 ve 0.01 km 2 den büyük olma olasılıkları) gösterildiği heyelan olası tehlike haritaları üretilmiştir. Bu çalışmada elde edilen heyelan olası tehlike haritalarının, bölgede heyelan zararlarının azaltılmasına yönelik yapılacak, bölgesel risk değerlendirme çalışmalarına önemli katkılar sağlayacağı düşünülmektedir. 3

16 1. GİRİŞ Engin ÇİL Şekil 1.1. Çalışma alanının yer bulduru haritası. 4

17 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Tez çalışması kapsamında bu bölümde, çalışma alanına ait jeolojik çalışmalar ile heyelan olası tehlike haritalarının üretimi esnasındaki parametrelerin (mekansal, zamansal ve alansal olabilirlik) tahmini ve kullanımı ile ilgi literatür özeti, genel jeoloji ve heyelan olası tehlike ile ilgili çalışmalar olmak üzere iki başlık altında ayrıntılı olarak açıklanmıştır Genel Jeoloji Mersin Merkez ve Erdemli ilçelerinin bir bölümünü kapsayan çalışma alanı Bolkar dağlarının güney eteklerinde yer almakta olup Şahna dere su toplama havzası olarak adlandırılmış (Çan vd., 2009a) ve yaklaşık 210 km 2 lik bir alana sahiptir. Çalışma alanında tabandan tavana doğru Mersin Ofiyolitik Melanjı ve Mersin Ofiyoliti (Üst Kretase) ile ofiyolitik seri üzerine gelen Adana basenine ait Tersiyer yaşlı Gildirli Formasyonu (Oligo-Miyosen), Karaisalı Formasyonu (Erken Orta Miyosen), Kuzgun Formasyonu (Orta Üst Miyosen), kaliçi (Pliyo Kuvaterner) birimleri yer almaktadır. En üst seviyede ise güncel alüvyonlar yüzeylenmektedir (Şenol vd., 1998). Çalışma alanı içerisinde bulunan ve yukarıda belirtilen jeolojik birimler ile ilgili çalışmalar aşağıda özetlenmiştir. Pampal (1984), yapmış olduğu çalışmada Bolkar Dağları nın güney yamaçlarında yer alan Arslanköy Tepeköy (Mersin) yöresinin stratigrafisini ortaya çıkarmayı amaçlamıştır. Yapılan çalışma sonucunda Toros Dağları nın yapısal evriminin açıklanması için önem arz eden ofiyolit yerleşimi konusu incelenmiş ve ofiyolitlerin bölgeye Üst Kretase (Maestrihtiyen) sonrası geldiği ortaya çıkmıştır. Çalışmacı inceleme alanı içerisinde Jura Kretase yaşlı Çağıloluk Tepe kireçtaşı otokton birimini en yaşlı birim olarak tanımlamıştır. Araştırmacı, Çağıloluk Tepe kireçtaşı üzerine Üst Kretase yaşlı Yavça kireçtaşının uyumlu olarak geldiğini belirtmiş ve çalışma alanında geniş alanlar kaplayan ofiyolitik kayaçların Yavça kireçtaşları üzerine Maestrihtiyen sonrası yerleştiğini ifade etmiştir. Bölgenin en genç birimi Pampal (1984) tarafından Burdigaliyen (Alt Miyosen) yaşlı Arslanköy 5

18 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL Marnı ve Karaisalı kireçtaşı olarak tanımlanmıştır. Çalışma alanında yer alan ve Tepeköy Türlüsü (radyolarit, serpantin, gabro, diyabaz ve peridotit) olarak adlandırılan birimin Üst Kampaniyen Maestrihtiyen yaşlı Yavça kireçtaşı üzerinde yer alması, Tepeköy Türlüsü nün en azından Üst Maestrihtiyen de yerleşmiş olabileceğini gösterirken, yerleşmenin Alt Paleosen e de taşmış olabileceği, türlünün üst seviyelerini oluşturan fliş katmanlarından derlenen az sayıdaki fosillerin yardımıyla araştırmacı tarafından belirlenmiştir. Çalışmacı, çalışma alanında bulunan kireçtaşlarını Permiyen, Triyas, Jura Kretase ve Alt Miyosen yaşlı olmak üzere dört gruba ayırmıştır. Adana Baseni'nde beyaz krem renkli, algli, mercanlı, sıkı dokulu, resif kenarları dışında belirgin katmansız, biyoklastik kireçtaşına litostratigrafik birim ayırdına dayalı olarak ilk kez Schmidt (1961) tarafından Karaisali kalkeri olarak adlandırılan; ardından Schmidt in bu ayırımına İlker (1975), Görür (1979) tarafından Karaisalı kireçtaşı denilen ve Yalçın ve Görür (1984) tarafından ise Karaisalı formasyonu adlaması uygulanmış olan; Arslanköy Tepeköy (Mersin) yöresinin en genç birimi olma özelliğini gösteren, aynı zamanda çalışma alanının doğusunda yer alan kireçtaşı biriminin ismi, birimlerin hem mostra devamlılığı hem de özellikleri bakımından benzerlik sunması göz önüne alınarak Pampal (1984) tarafından da aynı isim ile kullanılmıştır. Pampal (1984) tarafından yapılan çalışmaların sonucunda; çalışma alanının 1/25000 ölçekli jeoloji haritası hazırlanmış, kaya birimleri beş ayrı formasyona ayrılarak bölgenin stratigrafisi ortaya çıkarılmış ve bölgeye ofiyolitin (Tepeköy Türlüsü) Üst Kretase (Maestrihtiyen) sonunda yerleştiği kesin olarak belirtilmiştir. Pampal (1987), Mersin ilinin Güzeloluk ve Sorgun beldelerini kapsayan çalışmasında inceleme alanında bulunan Çamlı ofiyolit masifinin bozulmamış bir ofiyolitik seri halinde bulunduğunu belirterek, ofiyolit içindeki birimlerin (gabro, peridotit (verlit) ve yastık lavlar) orjinal konumlarını koruduklarını belirtmiştir. Pampal (1987) çalışma alanının 1/25000 ölçekli jeoloji haritasını yaparak otokton ve allokton özelliğinde olan birimleri toplam 11 formasyona ayırmıştır. Çalışmacının bölgede yapmış olduğu gözlemler sonucunda Karbonifer Alt Kretase zaman aralığında çökelmiş olan karbonat istifinin hem otokton ve hem de allokton konumlu olduğunu, ofiyolitli ve radyolaritli allokton kaya birimlerinin Maestrihtiyen Alt 6

19 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL Paleosen sürecinde bölgeye yerleştiği belirtilmiştir. Bölgede bulunan ofiyolitik seriyi Çamlı ofiyoliti olarak isimlendirerek, ofiyolitik masifin kısmen ilksel konumunu koruduğunu belirtmiştir. Ofiyolitik kayaçları ve daha yaşlı diğer tüm birimleri açısal uyumsuz olarak örten Miyosen yaşlı oluşukları Burdigaliyen Langhiyen Serravaliyen katlarında çökelmiş olan 3 formasyona ayırmıştır. Bölgede özellikle Üst Kretase ve sonrasında sıkışma tektoniğinin etkili olduğunu ve bunun sonucu olarak gelişen birimlerin ve alloktonların şimdiki konumlarını kazandıklarını belirtmiştir. Şahinoğlu ve İşler (1988), Bolkar Dağları nın güney yamaçlarında yer alan, Mersin Merkez ve Erdemli ilçe sınırlarının bir bölümünü kapsayan çalışma alanı içerisinde yapmış oldukları araştırmada, yerleşme yaşı Üst Kretase olan ofiyolitik seri, ofiyolitli melanj ve Miyosen yaşlı kireçtaşı birimlerini ayırtlamışlar ve birbirleri ile olan ilişkilerini inceleyerek detay petrografik etütler yapmışlardır. Ofiyolitik serinin büyük bir bölümünü harzburjitlerin oluşturduğunu ve bunların da yoğun tektonik etkilere maruz kalarak serpantinleşmenin yaygın olarak geliştiğini ve ayrıca tektonizmanın etkisi ile minerallerde bükülme ve kırılmaların meydana geldiğini belirtmişlerdir. Ofiyolitli melanj; ofiyolitik seriye ait tüm parça ve blokların yanında farklı yaşta kireçtaşı, kumtaşı ve konglomera parça ve bloklarını içerir. Ofiyolitik seri üzerine uyumsuzlukla gelen ve bölgesel olarak çok farklı kalınlıkta görülen Miyosen kireçtaşlarının bol fosilli olduğu ve karstik yapıların fazlaca gelişmiş olduğu çalışmacılar tarafından belirtilmiştir. İnceleme alanında yer alan ve Kuvaterner çökellerinden biri olan alüvyonun dere yataklarında ve yayla evleri mevkiinde; yamaç molozlarının ise Çevlik Güzlesi, Sarılar Mahallesi ve Şahna Köyü nde geniş bir yayılım gösterdiği çalışmacılar tarafından belirtilmiştir. İşler (1990), Mersin ilinin yaklaşık 40 km kuzeydoğusunda yer alan Fındıkpınarı Beldesi nde yapmış olduğu çalışmada, çalışma alanında bulunan Üst Kretase yaşlı ofiyolitik seri içerisindeki harzburjit olarak tespit edilen peridotitlerin büyük bir kısmının serpantinleşmiş olduğunu belirtmiştir. Çalışmacı tarafından yapılan gözlemlerde karmaşık içinde diyabaz, gabro, spilit, radyolarit ve kırmızı renkli kireçtaşı blok ve parçalarının bolca bulunmasına karşılık ofiyolitik seri içerisinde bu birimlerden bir kısmına hiç rastlanmamış olduğu, diğer bir kısmının ise az olarak gözlenmiş olduğu belirtilmiştir. Ofiyolitik serinin tabanında görülen 7

20 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL metamorfik birimlerin kalınlıklarının az oluşu ve devamlılıklarının olmayışı çalışmacı tarafından, ofiyolitik serinin yerleşmesi esnasında bu birimlerin metamorfizma geçirmiş olabilecekleri şeklinde yorumlanmıştır. Parlak vd. (1995a), yaklaşık 1000 km 2 lik bir alanı kaplayan ve Orta Toroslar ın doğu kenarında bulanan Mersin ofiyolitini çalışmışlardır. Araştırmacılar çalışma alanının, az eğimli Miyosen kireçtaşları tarafından üzerlenen ofiyolitik kayaçların başlıca tabanında amfibolitleri üzerleyen tektonitler, kümülatlar ve volkanosedimanter kayaçlarla arakatkılı olan yastık debili bazaltlardan meydana geldiğini belirtmişlerdir. Parlak vd. (1995a), bölgede bulunan metamorfik kayaçların Bolkar dağlarının güney kanadında Mersin ofiyolitinin tabanında gözlenmekte olup, üst amfibolit fasiyesinden yeşil şist fasiyesine kadar değişen bir ters zonlanma gösterdiğini ve çok fazlı deformasyon izleri taşıdıklarını, kıvrımlanmaya ve faylanmaya maruz kaldıklarını belirtmişlerdir. Araştırmacıların çalışma bölgesi içerisinde yer alan kayaç toplulukları üzerinde yaptıkları iz ve nadir toprak element jeokimyası çalışmaları, bu kayaçların okyanus adası bazaltları ve ilgili sedimanter kayaçların metamorfizması sonucu oluştuklarını göstermiştir. Yaklaşık D B doğrultulu olan toleyitik mikrogabroyik/diabazik dayklar metamorfizmadan etkilenmemiş ve bu metamorfik kayaçları kesmişlerdir (Parlak vd., 1995a). Çalışmacılar yaptıkları iz ve nadir toprak element jeokimyası çalışmaları sonucunda, bu daykların okyanus ortası sırtı bazaltları ve volkanik yay bazaltları karakterinde olduğunu söylemişler ve bu durumda daykların dalma-batma zonu üzerinde oluştuğunu işaret etmişlerdir. Parlak vd. (1995a), hornblendler üzerinde yapmış oldukları K-Ar izotopik yaş tayinleri sonucunda Mersin ofiyoliti içerisinde bulunan hornblendlerin yaşını 93.4±2 my olarak belirlemişlerdir. Parlak vd. (1995a), buldukları bu yaşın doğu Akdeniz de Neotetis okyanusunun kapanması esnasında okyanusal kabuğun ilk kırılmasına işaret ettiğini söylemişlerdir. Parlak vd. (1995b), doğuda Ecemiş fayı, kuzeyde Bolkardağ metamorfikleri, güney ve batıda Miyosen karbonatları ile sınırlı olan Mersin ofiyoliti ile ilgili çalışmalarında, Mersin ofiyolitinin güney Türkiye de Mesozoyik Neotetis okyanusunun bir kalıntısını işaret ettiğini belirtmişlerdir. Çalışılan bölge içerisindeki volkanik kayaçların iki farklı jeokimyasal ve yapısal özellik sunduğunu belirterek, bu 8

21 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL farklılıklardan birincisinin Üst Jura Alt Kretase yaşlı radiyolitler ve pelajik kireçtaşları ile arakatkılı bazaltik lavlar, ikincisinin ise Üst Kretase yaşlı pillov lavlar ve diyabazlardan meydana geldiğini söylemişlerdir. Çalışmacılar derin deniz sedimanları ile arakatkılı Üst Jura Alt Kretase yaşlı bazaltların alkalen karaktere sahip olduğunu, bu kayaçların ana ve iz element jeokimyası sonuçlarına göre okyanus adası bazalt karakterinde olduğunu ve nadir toprak element içeriklerinin de aynı özellikleri sunduğunu belirtmişlerdir. Araştırmacılar ayrıca bu bazaltlardaki klinopiroksenlerin kimyasının kıta içi alkalen bazalt özelliğinde olduğunu, ikinci gruptaki bazalt ve diyabazların yukarıda bahsedilen alkalen bazaltlardan toleyitik özellikleri ile ayrıldığını belirterek bu bazaltlardaki klinopiroksenlerin kimyasının toleyitik özellik gösterdiğini söylemişlerdir. Parlak vd. (1995b), çalışmalarında tüm jeokimyasal ve yapısal unsurların Mersin ofiyolitinin Neotetis okyanusunun güney kolu içinde okyanus içi dalma-batma zonu üzerinde oluştuğunu belirtmişlerdir. Parlak vd. (1996a), Üst Kretase döneminde meydana gelen ve yaklaşık 6 km kalınlığında okyanusal litosfer parçası ile temsil edilen Mersin ofiyoliti ile ilgili çalışmalarında, 3 km den daha fazla kalınlık sunan kümülat kayaçların tabanda ultramafik kayaçlar ile başlayıp, tavana doğru mafik kümülatlara geçiş gösterdiğini belirtmişlerdir. Çalışmacılar kümülatlarda gözlenen minerallerin kristallenme sırasını Olivin±kromspinel±klinopiroksen±plajiyoklaz ve ortopiroksen olarak söylemişlerdir. Araştırmacılara göre Ultramafik kümülatlardaki yüksek magnezyumlu olivin ve klinopiroksen in varlığı; bunun yanısıra plajiyoklazın yokluğu, adayaylarındaki yüksek basınç fraksiyonel kristallenmesi ile uyumluluk göstermekte olup kümülat kayaçlarının ana ve iz element jeokimyası sonucuna göre Parlak vd. (1996a) tarafından Mersin ofiyolitinin adayayı ortam koşullarında oluştuğu belirtilmiştir. Parlak vd. (1996a) ne göre gabroyik kümülatlardaki yüksek kalsiyumlu plajiyoklazlar ve magnezyumca zengin olivinlerin birlikteliği adayayı ortamını göstermekte olup arazi ve jeokimyasal veriler Mersin ofiyolitinin Neotetis in güney kolunda okyanus içi dalma-batma zonunda oluştuğunu desteklemektedir. Parlak vd. (1996b), Orta Toroslar ın güney kanadında bulunan Mersin ofiyolitini doğu Akdeniz de Neotetis okyanusunun Üst Kretase yaşlı kalıntısı olarak ifade etmişlerdir. Parlak vd. (1996b) ne göre Mersin ofiyoliti her yapısal seviyesinde 9

22 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL birçok mafik dayklar tarafından kesilmekte ve bu dayklar tabandaki melanj ve platform karbonatları içinde gözlenmemektedir. Bu nedenle araştırmacılar; daykların ofiyolit ve metamorfik kayaçların oluşumundan sonra, fakat Toros platformuna yerleşmeden önce oluşmuş olduklarını belirtmişlerdir. Parlak vd. (1996b) ne göre post metamorfik daykların jeokimyası adayayı toleyitleri özelliğini göstermektedir. Çalışmacılar metamorfik kayaçları ve tektonitleri kesen post metamorfik daykların 40 Ar/ 39 Ar jeokronolojisini yapmışlar ve 89.6±0.7 ve 63.8±0.9 my aralığını elde etmişlerdir. Bu da araştırmacılara geniş bir zaman aralığındaki (Üst Kretase Alt Paleosen) magmatik aktiviteyi işaret etmiştir. Bu verilere göre çalışmacılar güney Türkiye de Neotetis okyanusundaki adayayı gelişiminin en erken olarak Üst Kretase döneminde olduğunu düşündüklerini belirtmişlerdir. Parlak vd. (1996c) tarafından ifade edildiği üzere, Bolkar dağlarının güney yamacında geniş yüzlekler sunan Mersin ofiyoliti 6 km lik bir okyanusal litosfer parçasıdır ve tabandan tavana doğru ofiyolitik melanj, metamorfik dilim, tektonitler, ultramafik mafik kümülatlar, derin deniz çökelleriyle arakatkılı yastık debili lavlardan meydana gelmektedir. Parlak vd. (1996c) ne göre tektonitlerin tabanında düzenli bir stratigrafik seviye teşkil eden ve ince bir kalınlık sunan ve yine araştırmacılara göre kökeni okyanus adası bazaltları ve ilgili sedimanlar olan metamorfikler, üst amfibolit fasiyesinden yeşil şist fasiyesine kadar değişen ve genelde amfibolit, amfibolitik şist, epidot amfibolit şist, kuvars mika şist, kalkşist ve mermerden oluşan bir litoloji topluluğu sunmaktadır. Araştırmacılara göre bu birimler genelde D B gidişli metamorfizmadan etkilenmemiş okyanus içi yay kökenli mikrogabro diyabaz daykları tarafından kesilmekte ve bu daykların devamı üstteki tektonitler içinde gözlenmemektedirler. Araştırmacılara göre metamorfik kayaçların ilk oluşması geç Senomaniyen döneminde Neotetis in kapanmaya başladığı esnada meydana gelmiştir. Parlak vd. (1996c) tarafından yapılan arazi çalışmalarında, metamorfiklerin epidot ve karbonatlı seviyelerin gözlendiği metamorfik bantlaşma ve migmatitik yapılar sundukları; aynı zamanda bölgesel foliasyonların (S1) KB GD gidişli mineral lineasyonlarının (L1) ve intrafolial kıvrımların (F1) metamorfizma esnasında oluşmuş oldukları tespit edilmekle beraber imbrike yapılarda bu durumun metamorfikler içindeki tipik yapılardan olduğu 10

23 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL belirtilmiştir. Mezo yapıların (kalsit gözlerinin asimetrisi, F1 kıvrımlarının asimetrik yönleri, kırılgan ve sünümlü yapıların genel yönleri) hepsinin KB ya doğru bir hareket yönü vermekte olduğu araştırmacılar tarafından belirtilmiştir. Yapısal veriler Mersin ofiyolitinin Bolkardağ metamorfikleri üzerine GD dan KB ya doğru bindirdiğini göstermekte olduğu ve metamorfik dilim içinde gözlenen yapıların yönlerinin Mersin ofiyolitinin içinde bulunduğu büyük ölçekli bindirme yönleri ile uyumluluk göstermekte olduğu Parlak vd. (1996c) tarafından ifade edilmiştir. Şenol vd. (1998), Mersin Merkez ve Tarsus ilçelerini kapsayan bir alanda yapmış oldukları jeolojik incelemeler sonucunda çalışma alanlarını; Temel birimler, Tersiyer birimleri ve Kuvaterner birimleri olarak üç bölümde incelemişlerdir. Temel birimleri Permo-Karbonifer yaşta Karahamzauşağı formasyonu ve Üst Kretase zamanında yerleşen Mersin ofiyolitik melanjından oluştuğunu belirtmişlerdir. Tersiyer birimlerini (a) Oligosen Miyosen zamanında akarsu geçiş ortamı koşullarında çökelmiş Gildirli formasyonu, (b) Alt Orta Miyosen zamanında resif ortamında çökelmiş Karaisalı formasyonu, (c) Alt Orta Miyosen zamanında sığ derin deniz ortamında çökelmiş Güvenç formasyonu, (d) Orta Üst Miyosen zamanında sığ deniz ve geçiş ortamlarında çökelmiş Kuzgun formasyonu ve (e) Üst Miyosen Pliyosen zamanında sığ deniz geçiş ve akarsu ortamlarında çökelmiş beş formasyona ayırmışlardır. Kuvaterner birimlerini ise Kalabriyen Siciliyen zamanında oluşan birimler (Yüksek seki, konglomera, fan delta çökelleri, kıyı çökelleri ile pedolojik oluşuklardan paleosolik kaliş / kolon horizonu, Akdeniz kırmızı toprağı / terra rosa ve sert kaliş) ve Terriniyen Güncel zamanda oluşan birimler (yamaç molozları, akarsu seki konglomeraları, delta çökelleri, kıyı çökelleri, kumullar ve pedolojik oluşuklardan kahverengi topraklar, grimsi kahverengi topraklar ve alüvyal topraklar) olarak iki bölüme ayırmışlardır. Araştırmacılar Kuvaterner öncesi birimlerin yanında, bölgede oluşan Kuvaterner jeolojisini ve jeomorfolojik detayları çıkarmışlardır. D B gidişli Orta Toroslar ın güney yamacında gözlenmekte olan Mersin ofiyolitinin, Neotetis in Üst Kretase yaşlı okyanusal litosfer kalıntılarından biri olduğu ve Üst Kretase nin başında okyanus içi dalma-batma zonu üzerinde oluştuğu Parlak vd. (1999) tarafından belirtilmiştir. Mersin ofiyolitinin Alp Himalaya 11

24 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL orojenik kuşağı üzerinde ofiyolit yerleşim mekanizmasının çalışılabileceği en iyi örneklerden birisi olduğu araştırmacılar tarafından belirtilerek, 40 Ar/ 39 Ar yaş tayinleri bindirme esnasında oluşan 7 adet metamorfik kayaç üzerinde yapılmıştır. Hornblendler üzerinde yapılan ölçümler 96.0±0.7 ile 91.6±0.3 my arasında değişmekte olduğu belirtilmiş ve 5 adet hornblend yaş tayininin ağırlıklı ortalama yaşı 92.6±0.2 my olarak çalışmacılar tarafından belirlenmiştir. Bu yaş Parlak vd. (1999) tarafından metamorfiklerin 500 o C nin altında soğuma yaşı olarak değerlendirilmiştir. Araştırmacılara göre okyanus içi bindirmeler okyanusal kabuğun oluşumundan hemen sonra gelişmiştir ve bindirmelerle oluşan metamorfik kayaçlar yaklaşık 3 my sonra mikrogabro diyabaz daykları tarafından kesilmişlerdir. Ofiyolitin son yerleşiminin Üst Kretase Alt Paleosen zaman aralığında olduğunu belirten çalışmacılar, bu çalışmadaki yeni yaş tayinlerinin, Toros kuşağındaki bir ofiyolitin (Mersin) okyanus içi bindirme zaman aralığını kesin olarak saptadığını belirtmişlerdir. Parlak ve Robertson (2004), Mersin ofiyolitinde tabanda melanj ve metamorfik dilime ait birimlerin gözlendiğini belirtmişlerdir. Melanj biriminin, kaotik bir yapıdan kendi içerisinde stratigrafik bir devamlılık arz eden kırıklı formasyon olduğunu belirtmişlerdir. Kırıklı formasyonun dört ana birimden oluştuğunu ve bunların; 1) sığ denizel Üst Paleozoik Alt Kretase yaşlı neritik karbonatlar, 2) Üst Triyas yaşlı riftleşme ile ilişkili volkanojenik terrijen, pelajik birimlerden oluşan kısımlar, 3) Üst Jura Alt Kretase yaşlı okyanus adası bazaltları ve radyolaritleri, 4) ofiyolitten türeme Üst Kretase yaşlı bloklar ve metamorfik dilime ait parçalardan türediğini belirtmişlerdir. Çalışmacılar melanj içerisinde yaptıkları yaş tayinlerinde Geç Devoniyen yaşlı granit bloklarına rastlandığını belirterek, Mersin ofiyolitik melanjının aşağıdaki şekilde bir jeolojik evrim sunduğunu belirtmişlerdir. 1) Toros kıtasında Triyas ta riftleşme, 2) Jura Kretase pasif kıta kenarının çökmesi, 3) Okyanus adası bazaltlarının gelişimi, 4) Kretase okyanus yitim zonu ofiyolit oluşumu, 5) Geç Kretase okyanus içi bindirme ve metamorfik dilim oluşumu, 12

25 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL 6) Geç Kretase Toros mikrokıtası üzerine ofiyolit yerleşimi ve geriye doğru bindirmelerin oluşumu. Parlak ve Robertson (2004), bölgesel jeolojik verilerin Mersin melanjının daha batıda Beyşehir Hoyran napları içindeki melanj birimlerine benzediğini ve bunların iç Toros okyanusundan türediklerini belirtmişlerdir Heyelan Olası Tehlike ile İlgili Çalışmalar Heyelan olası tehlike değerlendirmesi bilindiği üzere mekansal, zamansal ve alansal olabilirlik değerlerinin elde edilmesi ile üretilmektedir. Literatürde olası tehlike kavramını içinde barındıran çok az sayıda yayın bulunmaktadır. Bununla birlikte 3 farklı parametrenin bir arada üretilip çarpılması ile elde edilen olası tehlike haritalarının üretimi ülkemizde Çan vd. (2008) Çil ve Çan (2009) ve Çan vd. (2009b) tarafından yapılmıştır. Heyelan olası tehlike haritasının ilk ve önemli ayağını oluşturan heyelan duyarlılık değerlendirmesi olarak adlandırılan mekansal olabilirlik kavramı ile ilgi literatürde 300 den fazla yayın bulunmaktadır. Bu makalelerin bazılarında olası tehlike terimi kullanılmış fakat uygulama itibari ile mekansal olabilirlik değerini ifade etmektedir (Gökçeoğlu vd., 2006). Mekansal olabilirlik ile ilgili yapılan çalışmalardan bir kısmı aşağıda özetlenmiştir. Heyelanların sadece zamansal olabilirliği ile ilgili çalışma bulunmamakla beraber mekansal ve zamansal olabilirlik parametrelerinin bir arada bulunduran çalışmalar mevcuttur. Ayrıca iklimsel ve mevsimsel olayların tekrarlanma periyodunun bulunması ile aşırı yağışların tetiklemesi sonucu oluşan taşkın veya heyelan gibi doğa olaylarının zamansal olabilirlikleri tahmin edilebilmektedir (Çan vd., 2009c). Heyelan olası tehlike haritalarının son parametresi olan ve çalışılan bölge içerisinde gelişebilecek heyelanların hangi büyüklüklere sahip olabileceğini belirleyen alansal olabilirlik parametresinin tahmini ile ilgi çok az sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmalar heyelanların büyüklük-frekans ilişkilerini göz önünde bulundurarak heyelanların hangi büyüklüklerde oluşabileceğinin tahminini olasılık olarak kestirmeyi amaçlamaktadır. Heyelan olası tehlike haritalarının üretimindeki zorluklar sebebi ile bu 13

26 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL bölümde her bir parametrenin hesaplanmasına ilişkin çalışmalar mekansal; zamansal; mekansal ve zamansal; alansal olabilirlik ile mekansal, zamansal ve alansal olabilirlik parametrelerini bir arada bulunduran çalışmalar olarak 5 ayrı kısım halinde aşağıda açıklanmıştır. Mekansal olabilirlik parametresi; literatürde duyarlılık terimi ile ifade edilmekte olup bu konu ile ilgili 1990 yılından itibaren 300 ün üzerinde çalışma bulunmaktadır. Bu kısımda duyarlılık değerlendirmelerine ait çalışmalardan bazılarına değinilmiştir. Carrara vd. (1991), İtalya nın Tescio havzasında yapılan heyelan duyarlılık değerlendirmesini, heyelan tehlike değerlendirme yöntemlerinden biri olan ayırma analizini kullanılarak gerçekleştirmişlerdir. Ayırma analizi uygulamalarında yüksek öz (Eigenvalues) değerlerini kullanarak standart ayırma fonksiyonlarını elde etmişlerdir. Bu çalışmada kullanılan ve yüksek öz değere sahip parametreler, yamaç eğim yönü, arazi kullanım potansiyeli, eklem pürüzlülük katsayısı, yamaç yönelimi ve tabaka yönelimleri arasındaki ilişkiler ile litolojik birimlerin geçirgenliğidir. Çalışma esnasında çeşitli yazılımlar geliştirerek kulanılan parametrelere ilişikin verilerin toplanmasında, değerlendirilmesinde ve sınıflandırılmasında kullanmışlardır. Yamaç yönelimi değerlerinin heyelan duyarlılık haritalarında kullanımısına ilişkin görüş birliği belirtmemişlerdir. Çok değişkenli istatistiksel modellerin heyelan tehlike ve risk değerlendirmelerinde önemli oranda nesnel olduğunu savunmuşlardır. Pachauri ve Pant (1992), heyelan duyarlılık bölgelendirmesi yöntemini önermiş ve Himalayalar da Yamuna nehrine dökülen Aglar nehri boyunca uzanan 317 km 2 lik bir havzada denenmişlerdir. Çok çeşitli kaya türleri (genellikle sedimanter), bir aktif fay, heyelanlar, orta şiddetli sismik aktivite, orta dereceli insan müdahelesi ile Aglar havzasını karakterize etmişlerdir. Araştırmacılar bu çalışmada, arazi parametreleri ve heyelan tehlike haritalanması arasındaki ilişkiye odaklanmışlardır. Üretilen heyelan duraylılık haritası daha çok ayrıntılı bilgilerle birleştirilebilecek olan ilk harita olarak sunulmaktadır. Bu harita Himalayalar a ait sınıflandırılmış arazi veri tabanı haritası ile jeolojik ve jeomorfolojik parametrelerin nicel hesaplamalarına dayalı yapılan ilk heyelan duyarlılık haritasıdır. Aglar 14

27 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL havzasındaki çalışmayı iki aşamalı olarak gerçekleştirmişlerdir. İlk aşamada arazi birçok homojen, kendi içinde fizyografik benzerlik gösteren birimlere ayrılmıştır. İkinci aşamada her bir birime puan vermiş ve puanlamayı, heyelan ve jeolojik özellikler arasındaki karşılıklı ilişkiye bağlı derecelendirme sistemi ile jeolojik özellikler (eğim, fay a olan uzaklık, rölyef, eğim-şev ilişkisi vb.) arasındaki karşılıklı ilişkiye bağlı derecelendirme sistemine göre yapmışlardır. Her bir birimin ilişki derecesine bağlı olarak yüzde değerleri çalışmacılar tarafından verilmiştir. Van Westen vd. (1997), Coğrafi Bilgi Sistemlerini temel aldıkları çalışmada, nitel yaklaşım, istatistiksel nicel yaklaşım ve deterministik yaklaşım yöntemlerini kullanarak heyelan tehlike haritalarını üretimişlerdir. Kullanılan bu yöntemlerde çalışma alanı içerisindeki heyelanların alansal yayılımları ve türlerinin bilinmesinin gerektiği çalışmacılar tarafından belirtilmiştir. Çalışmacılar deneyim ve hava fotoğraflarının nitel haritalama yönteminde önemli olduğunu, fakat nitel analizlerin pratikte kullanımının sınırlı olduğunu belirtmişlerdir. Çok değişkenli istatistiksel yaklaşımda hücrelerin homojen alanları temsil edecek şekilde seçilmesi gerekliliğini vurgulamışlardır. İki değişkenli istatistiksel analizde, heyelan oluşumuna neden olan parametrelerin katkı derecelerinin belirlenmesinde basit yoğunluk fonksiyonlarının kullanılabileceğini, fakat ilgili değişkenler için normalleştirme yapılmasının gerektiğini belirtmişlerdir. Kullanılan yöntemle ilgili olarak istatistiksel analizlerde en önemli sorunun büyük alanlardan toplanması gerekli veriler için harcanan para ve zamanın olduğunu vurgulamışlardır. Bu sorunun da temsili küçük bir alanın seçilmesi ile aşılabileceğini ve uygulamada harcanan para/elde edilen fayda oranına bakılarak ciddi sınırlamalar olabileceğini belirtmişlerdir. Guzzetti vd. (1999), heyelan duyarlılık değerlendirmelerindeki mevcut teknikleri orta İtalya nın heyelanlara karşı tehlikeli alanlarının belirlenmesinde, değişik ölçekli çalışmalarla belirlemeyi amaçladığı araştırmalarında, mevcut duyarlılık yöntemlerini göz önünde bulundurarak şu değerlendirmeleri yapmışlardır. Hava fotoğrafları veya uydu görüntüleri yardımıyla heyelanların morfolojik özelliklerinden yararlanılarak heyelanlar sınıflandırılıp haritalanabilinir. Geçmişte meydana gelen yamaç yenilmelerinin, günümüzde de yamaç yenilmelerine sebep olan koşulların aynı veya benzer olması nedeni ile geçmiş tarihli 15

28 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Engin ÇİL heyelan olaylarını anlamak, heyelan olası tehlike değerlendirmelerinin temelini oluşturmaktadır. Bu sebepten dolayı heyelan duyarlılık tahmininde deneysel, istatistiksel veya deterministik olarak heyelan oluşumuna öngörülen modeller oluşturularak heyelanın oluşumuna ilişkin tahminlerde bulunulabilinir. Yamaç yenilmelerinin nerelerde gelişebileceğinin tahmininde ilk önce yapılan araştırmada kullanılan heyelanlara neden olan faktörlerin homojenliği yada heterojenliği göz önünde bulundurularak harita birimleri seçilmelidir. Bunlar; Grid hücre, Arazi birimi, Tek durum ünitesi, Yamaç birimi ve topografik birimlerdir. Uygun bir harita birimi seçmek; çalışılacak olan heyelan olayının türü, araştırmanın ölçeği, kalite, çözünürlük, ölçek ve gerekli olan tematik bilginin türü; yeterli bilgi düzenleme ve analiz gereçlerinin varlığı bölgenin haritalama birimi için olan uygun duyarlılık değerlendirmeleri üstünlükleri ve sınırlamalarına bağlıdır. Bunun üstesinden gelmek için heyelan duyarlılık değerlendirmelerinde çalışmaya uygun harita birimi seçilmelidir. Seçilen harita birimi ile ilişkili olarak duyarlılık değerlendirmelerinde çok değişkenli istatistiksel teknikler çeşitli harita elemanlarına uygulanmaktadır. Bunlardan en çok kullanılanı ayırma analizi, doğrusal ve mantıksal regresyon ve yapay sinir ağları tekniğidir. Araştırmacılar tehlike modellerinin ve harita birimlerinin kavramsal olarak ve uygulamada birbirleri ile bağlantılı olduğunu belirtmişlerdir. Guzzetti vd. (1999) yapmış oldukları çalışmada doğrudan olası tehlike haritalarında, jeomorfolojik referans birimi üstü kapalı olarak yorumlayıcı tarafından değişik jeomorfolojik olası tehlikelere konu olan alan parçalarının haritalandırılmasıyla tanımlanmışlardır. Geri kalan durumlarda (grid tabanlı modelleme, tek durum birimi, yamaç birimi, topografik birim gibi) haritalanan birim araştırmacı tarafından açıkça tanımlanmıştır. Genel olarak grid hücreleri tecrübeye dayanan, istatistiksel ve fiziksel veya benzeşim modellemesi için tercih etmişlerdir. Van Westen vd. (1999), litaratürde bulunan heyelan duyarlılık zonlamasını doğrudan ve dolaylı haritalama olarak iki grub altında toplamışlardır. Doğrudan haritalama jeomorfologların arazinin durumuna ve deneyimine bağlı olarak ürettilen heyelan duyarlılık haritaları olarak tanımlamakta olup, dolaylı haritaları ise heyelanların dağılımı ve yüzey şekli arasındaki ilişkilerden sağlanan bilgilere 16