Multi-temporal change detection assessment of Büyükçekmece landslides by multidiciplinary methods
Büyükçekmece heyelanlarının çok zamanlı değişimlerinin multidisipliner yöntemlerle değerlendirilmesi
- Tez No: 849739
- Danışmanlar: PROF. DR. TOLGA GÖRÜM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Heyelan dünyada olduğu gibi Türkiye'de de büyük can ve mal kayıplarına yol açan bir doğal afet olayıdır. Heyelanlar genel olarak dik eğimli alanlarda oluşurlar ancak zaman içinde insan eliyle değişen, eğimi düşük şehir bölgelerinde de meydana gelmektedirler. Heyelanlı alanlar İstanbul'da da geniş alanlar kaplamaktadır. Geçmişten günümüze bölgede yapılan çalışmalar neticesinde bu bölgelerden bazıları yerleşime açılmıştır. Ancak bu çalışmalar bölgesel olmayıp belli alanlar için yapılan çalışmalar olmasıyla dikkat çekmektedir. 2006 yılında meydana gelen Büyükçekmece Mezarlığındaki heyelan sonrası bölgede çeşitli haberler yapılmış ve akademisyenler tarafından çeşitli öneriler getirilmiştir. Yaklaşık 20 yıldır çeşitli problemlere meydan veren alanda parsel bazlı çalışmalar ya da Marmara Denizine bakan heyelanları inceleyen geniş kapsamlı bir çalışma haricinde bölgesel olarak yapılan büyük kapsamlı bir çalışmanın eksikiği sebebiyle bu alan çalışma alanı olarak seçilmiştir. Çalışma için seçilen İstanbul ili Avrupa Yakası Büyükçekmece İlçesi'nin Büyükçekmece Gölü'nün doğusunda kalan 22 km2'lik alan içindeki heyelanların zamansal değişimlerinin multidisipliner yöntemlerle (jeolojik ve jeomorfolojik yöntemler, uzaktan algılama metodları) incelenmesini kapsayan bu çalışmanın temel amacı bölgede yer alan heyelanların zaman içinde mekansal olarak nasıl değişime uğradıklarını ve heyelanlı alanların mevcut durumda ya da aktif hale geçmesi durumunda hangi alanlarda zarara sebebiyet verebileceğini anlamaktır. İstanbul gibi çarpık kentleşmeye sahip heyelan ve deprem riski ile yaşayan bir şehirde, heyelanlı alanların çalışılması, bu heyelanların karakteristik özelliklerinin bilinmesi ve gelecekte alınacak önlemler ve yeni yapılacak binalar için bu bilgilerin kullanılması önemlidir. Özellikle beklenen büyük İstanbul Depremi öncesinde bu alanların belirlenmesiyle önlem çalışmaları için önceliklendirme yapılabilecektir. Çalışma alanının bir heyelan bölgesi olduğu bilinmektedir. Bölgede konut ve endüstriyel tesislerin varlığının heyelanların taç bölgesine çok yakın olması, Büyükçekmece Mezarlığı'nda 2006 yılında meydana gelen kütle hareketinden sonra mezarlığa yakın yerlerde güncel tansiyon çatlaklarının görülmesi, bölgede yer alan E5 Karayolu ve Büyükçekmece Yolu'nun yine bu heyelanlı bölgelerde bulunması ve gerileyen hareket göstermesi nedeniyle gerek yol kapanmaları yaşanmasına, gerekse can ve mal kaybı açısında büyük hasarlara neden olabileceğinden sebeple bu bölge çalışma alanı olarak seçilmiştir. Bölge, farklı ortamlarda çökelmiş farklı litolojik birimlerle karakterize edilmektedir ve alttan üste doğru Danişmen Formasyonu, İstanbul Formasyonu ve Çekmece Formasyonu olan Oligosen, Miyosen ve Pliyosen yaşlı litolojik birimlerden oluşur. Bu birimler Kuvaterner çökelleri tarafından örtülmüştür. Bölgenin jeolojik ve jeomorfolojik evrimi heyelanların oluşumunu sağlamıştır. Bu heyelanlar günümüzden çok başka koşullarda oluşmuştur. Bu heyelanlar geçirimli Çekmece Formasyonu'nundan sızan suların geçirimsiz Gürpınar killerinde tutulması ve kum arabantlı Gürpınar üyesinin suyu içerisinde dolaştırabilmesinden ötürü ve Buzul Çağda meydana gelen yaklaşık 100 metreleri bulan deniz seviyesindeki düşüşlerden dolayı vadilerin derine kazması ve sonrasına bu vadilerin yenilmeye uğrayıp yükselen deniz seviyesi ile stabil konuma geçmesiyle oluşmuşlardır. Günümüzde devam eden antropojenik müdahaleler, aşırı yağışlar vb. koşullar ile bu heyelanlar tetiklenmiş ve geriye doğru ilerlemiştir. Bu çalışma büyük bir alan içinde meydana gelen zamansal değişimleri sondaj çalışması, inklinometre ölçümü, jeofizik yöntemleri gibi metodlara başvurmadan önce odaklanması gereken problemli bölgeyi mekansal olarak göstermesi sebebiyle önemlidir. Çalışma kapsamında, 1999, 2006, 2013 ve 2021 yıllarına ait ortofotolar, hava fotoğrafları ve LiDAR yöntemi ile üretilen nokta bulutu verileri kullanılarak her bir yıl için 1 m çözünürlüğe sahip Sayısal Yükseklik Modelleri üretilmiştir. Elde edilen Sayısal Yükseklik Modellerinden üretilen topografik açıklık parametreleri ile Kırmızı Rölyef Haritası yöntemi kullanılarak dört farklı set heyelan envanter haritaları üretilmiştir. Bu sayede bölgedeki heyelanların mekasal değişimleri belirlenmiştir. 1999 yılında 226, 2006 yılında 286, 2013 yılında 451 ve 2021 yılında ise 350 adet heyelan belirlenmiştir. 1999 yılından 2013 yılına kadar artan heyelan sayısının 2021 yılında azaldığı görülmektedir. Bunun sebebi 2021 yılı SYM verisinin bina, bitki gibi nesne bilgilerine sahip olması sebebiyle bazı alanların haritalanamamasıdır. Özellikle TÜYAP kulesine yakın ana heyellanda meydana gelen 1999-2013 yılı arasındaki sayısal artışın temel sebebi büyük heyelanlar içinde oluşan ikincil yenilmelerdir. Alandaki değişen heyelanların üç boyutlu incelenmesi, alansal ve hacimsel değişimlerinin hesaplanması amacıyla DEM of Difference (DoD) yöntemi kullanılarak heyelanlı bölgelerin zamansal değişimleri,“1999-2006”,“2006-2013”,“2013-2021”,“1999-2021”yılları arası için hesaplanmıştır. Sayısal Yükseklik Modellerinde meydana gelen hata oranları hesaplanarak değişimin beklenmediği yerlerde herhangi bir bilginin analize dahil edilmesi belirlenen bir threshold değeri atanarak önlenmiştir. Her bir veri seti için değişim gösteren alanlar belirlenmiş ve bu alanların alansal ve hacimsel değişimleri hesaplanmış, heyelanların birikim ve aşınım bölgeleri mavi ve kırmızı renklerle, analize katılmayan threshold altında kalan alanlar ise gri renkle gösterilmiştir. Bu sayede ileride en çok probleme sebep olacak alanların belirlenmesi sağlanmıştır. Özellikle, TÜYAP Kulesi yakınındaki ana heyelanda, E-5 yolu altında kalan Büyükçekmece yolu altında bulunan heyelan alanında ve Çukurlar Bölgesinde değişim gözlenmiştir. Belirlenen alanlarda özellikle moloz döküm alanlarının olduğu, kazı çalışmalarının yapıldığı yerlerde ve heyelanların taç kısmına çok yakın inşaa edilen fabrika ve binalarda meydana gelen değişimler için, değişen stabilite koşullarında stabilite analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucunda değişik yeraltısuyu seviyelerine göre statik koşullarda bu alanların nasıl hareket edeceği gözlenmiş, moloz döküm alanındaki hangi yeni yükleme koşulunda yeni bir hareketin meydana geleceği hesaplanmıştır. Yapılan analize göre hareketin genellikle yapay dolgu ile ayrışmış ya da daha önce hareket etmiş Gürpınar kilinde meydana geldiği sonucuna ulaşılmış ve 4.5 metre ile 10 metre arasında değişen kayma düzlemleri elde edilmiştir. Yapılan Envanter çalışması, DEM of Difference analizleri ile stabilite analizleri sonuçları karşılaştırıldığıda hareketli bölgelerin birbiriye örtüştüğü, değişim gösteren bölgelerin envanter sınırları içinde kaldığı ve stabilte analizleri sonucu beklenen hareketlerin DoD analizi sonucunda elde edilen birikim ve aşınım alanlarıyla örtüştüğü gözlenmiş ve sonuçların doğrulamasının bu yöntemle yapılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Landslides are one of the most dangerous natural hazards that cause life and property loss in the world and in Turkey. Landslide events are generally expected to develop in high-slope areas containing water or other external factors but also develop intensely in urban areas with low topographic relief. Landslide areas are covered in wide regions in Istanbul as well. These areas are open to settlement, and many buildings and factories are located in these fields. In an unplanned mega cities like Istanbul, it is crucial to identify landslide hotspots and their features and conduct in-depth research. The selection of this region as the study area is grounded upon the close proximity of residential and industrial facilities to the crown of landslide-prone terrain. Notably, after the mass movement event 2006, distinct tension cracks have formed near the Buyukcekmece Cemetery. Additionally, aligning the E5 Highway and Buyukcekmece Road within these landslide-prone sectors underscores the potential for significant implications, encompassing road closures and the peril of life and property, particularly in a seismic occurrence. The main purpose of this study is to understand where and how the landslides in the region have developed and changed over time. And in which areas their effects may cause damage and to reveal in which regions the movement is expected in case of a anthropogenic events or extreme weather conditions. In a city like Istanbul, which has unplanned urbanization and lives with earthquake and landslide risk, it is crucial to study landslide areas, to know the characteristics of these landslides, and to use this information for future remediation works. The region is characterized by different lithological units deposited in different environments and consists of Oligocene, Miocene, and Pliocene aged lithologic units, which are Danişmen Formation, İstanbul Formation, and Çekmece Formation from bottom to top. Quaternary deposits cover these units. The geological structure and geomorphological evolution of the region have led to landslides forming in the area, in addition to that these landslides have been triggered by factors such as anthropogenic events and extreme rainfalls. Therefore, these landslides may have progressed retrogressive at present and need to be examined for future possibilities. In this study, geomorphology, engineering geology, and remote sensing methods are integrated to understand the changes of the landslide areas. Digital Elevation Models with 1 m resolution (DEM, DSM, and DTM) are generated from dense clouds which are produced by LiDAR data, orthophotos, and aerial photos taken from the areal reconnaissance with different periods (1999, 2006, 2013, and 2021). In order to understand the 2D propagation of landslide areas at different times, landslide inventories are produced by using Topographic Openness values and Red Relief Image Maps (RRIM) (Chiba et al., 2008) which are created for each time interval (1999, 2006, 2013 and 2021). 226 landslides are identified in 1999, 286 in 2006, 451 in 2013 and 350 in 2021. It is observed that the number of landslides in the area changed with each passing year. Within the scope of this study, it is important to understand the 3D propagation of the landslides. DEM of Difference (Change Detection) method according to difference of DEM's taken from different periods with error corrections are used to determine the multi-temporal changes in the landslide areas. The temporal changes of the landslide areas are calculated for the periods between“1999-2006”,“2006-2013”,“2013-2021”,“1999-2021”. For each data set, the changing areas are identified and the areal and volumetric changes of these areas are calculated, and the deposition and erosion zones of landslides are shown in blue and red colors respectively. Thus, the areas that will probably cause the most problems in the future are likely to identified. Stability analyses are performed under varying stability conditions for the changes occurring in the identified areas, especially where dumping areas and excavation works are carried out and areas with factories/buildings near the crown. As a result of these analyses, it is observed that how these areas would move under static conditions with varying groundwater level, and under which loading condition the movement would form is calculated.
Benzer Tezler
- Multitemporal change detection on Urmia lake and its catchment area using remote sensing and geographical information systems
Urmiye gölündeki zamansal değişimlerin uzaktan algılama ve CBS kullanılarak belirlenmesi
YUSUF ALIZADE GOVARCHIN GHALE
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. ELİF SERTEL
- Nükleer güç santralı alanlarının arazi örtüsü değişimlerinin incelenmesi
Investigation of land cover changes of nuclear power plant areas
ALEKSANDRA MELNIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KazalarAkdeniz ÜniversitesiUzay Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NUSRET DEMİR
- Spektral indekslerin arazi örtüsü/kullanımı sınıflandırmasına etkisi: İstanbul, Beylikdüzü ilçesi, arazi kullanımı değişimi
Effect of spectral indices over land use/cover classification: İstanbul, Beylikduzu district, land use change
ÖZGE KAYMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE FİLİZ SUNAR
- Başlıca iklim parametrelerinin bitki su tüketimine etkilerinin uzaktan algılama yöntemleri ile araştırılması
Investigation of effects of major climate parameters on crop water consumption using remote sensing methods
ORKAN ÖZCAN
Doktora
Türkçe
2014
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEBİYE MUSAOĞLU
PROF. DR. CANKUT ÖRMECİ
- Land cover change assessment in the belek forestland with multidate satellite imagery using change vector analysis technique
Çok zamanlı uydu görüntüleri ile belek ormanlık alanlarındaki arazi örtüsü değişiminin vektör değişim analizi yöntemi ile değerlendirilmesi
AYDA FITRIYE AKKARTAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiUydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE FİLİZ SUNAR