Bir Heyelanın Anatomisi: 17 Mart 2005 Kuzulu (Koyulhisar - Sivas, Türkiye) Heyelanı Örneğinde Temel Jeolojik Araştırmaların Öneminin Değerlendirilmesi

Year 2024, , 51 - 70, 30.01.2024

Halil Gursoy , Orhan Tatar , Bekir Levent Mesci , Oktay Canbaz , Ali Polat , Zafer Akpınar

https://doi.org/10.25288/tjb.1373825

Abstract

17 Mart 2005 günü Koyulhisar (Sivas, Türkiye) ilçesinin batısında büyük ve karmaşık bir heyelan oluşmuştur. Daha çok moloz ve çamur akması şeklindeki bu heyelan çok kısa bir sürede vadi içerisindeki Kuzulu yerleşim alanı üzerine akmış ve 15 kişi yaşamını yitirmiştir. Kuzulu heyelan bölgesi ve yakın çevresinin gerek bölgesel topografik yapısı gerekse taç ve topuk bölgesinin konumu, bu heyelanın tek türde ve tek bir hareketle sınırlı olarak gelişmiş basit bir kütle hareketi olmadığını göstermektedir. Bu bölgede 17 Mart 2005-Ağustos 2007 dönemleri arasında en az 4 büyük akma hareketi daha gerçekleşmiştir. Bu heyelanı hazırlayan ve hızlandıran en önemli faktörlerden birisi, taç bölgesi ve çevresinde gözlenen yoğun süreksizlik ve normal fay düzlemlerini kullanarak eriyen karlardan sızan yüzey ve yeraltı sularıdır. Bu sular oldukça altere olmuş volkanik kayaçları suya aşırı doygun hale getirmiştir. Altta yer alan kireçtaşı ile altere olmuş volkanik kayaçlar arasında gelişen bir yenilme yüzeyi boyunca büyük çoğunluğu volkanik kayaçlardan türemiş malzemenin hareket etmesine neden olmuştur.

Günümüzde son derece gelişmiş teknolojik cihazlarla detaylı bir şekilde hareket hızları ve yönü izlenebilen kütle hareketlerinin neden ve sonuçlarının doğru yorumlanabilmesi için aynı zamanda bölgenin detaylı temel jeolojik haritalarının da yapılması gereklidir. Kuzulu heyelanının gelişim biçimi ve tetikleyici faktörleri hakkında farklı görüş ve yorumlamalar söz konusu olup, farklılığın temel nedeninin heyelan bölgesi ve çevresinin jeolojik ve tektonik yapısının ayrıntılı araştırılmamasından kaynaklanmaktadır.

Bu çalışmada, bölgenin temel jeolojik özelliklerini ortaya koyan detaylı yeni jeolojik harita yapılmış olup, önceki yapılan çalışmalarla karşılaştırmalı olarak heyelanın özellikleri yeniden değerlendirilmiştir. Kuzulu Heyelan bölgesinin heyelan öncesi ve heyelan sonrası uydu görüntülerinden oluşturulan Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) haritaları yardımıyla toplam 10.367.766 m3’lük bir hacimsel hareket oluşmuş olup, heyelan sınırları içerisinde kalan bölgeden net olarak 9.372.880 m3’lük bir malzemenin aktığı hesaplanmıştır.

Kentsel planlama ve yerleşime uygunluk açısından yapılacak çalışmalarda zeminin mühendislik jeolojisi özelliklerinin yanı sıra çevredeki bölgenin jeomorfolojik yapısı da önem taşımaktadır. Koyulhisar ilçe merkezinin KAFZ gibi aktif bir fay zonunun hemen yakınında ve aktif bir heyelan üzerinde olması, buna tipik bir örnektir. Ayrıntılı jeolojik, jeomorfolojik, heyelan duyarlılık, tehlike ve risk haritalarının yapılması deprem ve heyelanların öncesi ve sonrasında oluşabilecek her türlü zararları önleme açısından büyük önem taşımaktadır.

Keywords

hacim hesaplama, jeolojik haritalama, jeomorfoloji, Kuzulu heyelanı, Koyulhisar

Anatomy of a Landslide: Evaluation of the Importance of Basic Geological Investigations as exemplified in the Kuzulu (Koyulhisar – Sivas, Türkiye) Landslide of 17 March 2005

Abstract

On 17 March 2005, a large and complex landslide occurred west of Koyulhisar (Sivas, Turkey). This landslide, mostly comprising debris derived from volcanic rocks and mud flow, moved over the Kuzulu settlement area in the valley in a very short time and 15 people were killed. The Kuzulu landslide zone is not a simple mass movement limited to a single movement. Instead, complexities are introduced by the regional topographic structure and location of the crown and heel zone so that at least 4 other large flow movements occurred in this region between 17 March 2005 and August 2007. One of the most important factors initiating and accelerating this landslide has been the influence of surface and groundwater seepage from melting snow. This seepage has followed the dense pattern of discontinuities and normal fault planes observed in and around the crown region. These waters saturated the profoundly altered volcanic bedrocks with water, and as a result, a slip surface developed between the underlying limestone and weathered volcanic rocks. This was responsible for the catastrophic mass movement.

To correctly interpret the causes and consequences of mass movements, where the movement speeds and directions can be monitored in detail using the advanced technological tools available today, detailed geological mapping is essential. There are currently differing interpretations of the development and triggering factors responsible for the Kuzulu landslide. This is primarily because the geological and tectonic structure of the landslide zone and its surroundings have not hitherto been investigated in the necessary detail.

In this study, a detailed new geological map revealing the basic geological features of the region has been compiled and the characteristics of the landslide re-evaluated for comparison with previous studies. With the help of Digital Elevation Model (DEM) maps created from the satellite images of the Kuzulu Landslide area before and after the landslide, a total volumetric movement of 10,367,766 m3 is estimated to have occurred. We calculate that a net 9,372,880 m3 of material flowed from the area within the landslide boundary.

Any assessments of ground suitable for settlement with a view to urban development and planning requires a proper understanding of the geomorphological structure of the surrounding region and the engineering geological properties of the ground. The fact that Koyulhisar district centre is located both in the immediate vicinity of an active fault zone such as KAFZ and on an active landslide area emphasises this issue. Detailed geological, geomorphological, landslide susceptibility, hazard and risk maps are of great importance to prevent or mitigate the damaging consequences of earthquakes and the landslides that they may be motivated.

Keywords

geological mapping, geomorphology, Koyulhisar, Kuzulu landslide, volume calculation

References

• AFAD-ARAS, (2023a). https://www.afad.gov.tr/kurumlar/afad.gov.tr/3506/xfiles/96-2014060215311-heyelan_yogunluk_a1_olceksiz.pdf (Erişim tarihi 20 Ekim 2023)
• AFAD-ARAS, (2023b). https://www.afad.gov.tr/afet-risk-azaltma-sistemi-aras. Afet Risk Azaltma Sistemi web sayfası (Erişim tarihi 5 Ekim 2023)
• Cruden, D. M. (1991). A Simple Definition of a Landslide. Bulletin of the International Association of Engineering Geology, 43, 27-29.
• Çan, T., Duman, T. Y., Olgun, Ş., Çörekçioğlu, Ş., Karakaya Gülmez, F., Elmacı, H., Hamzaçebi S. ve Emre, Ö. (2013). Türkiye Heyelan Veri Tabanı. TMMOB Coğrafi Bilgi Sistemleri Kongresi, 11-13 Kasım 2013, Ankara.
• Dai, F. C., Lee C. F. & Ngai, Y. Y. (2002). Landslide risk assessment and management: an overview. Engineering Geology, 64, 65–87.
• Das, H. O., Sönmez, H., Gökçeoğlu, C. & Nefeslioğlu, H.A. (2013). Influence of seismic acceleration on landslide susceptibility maps: a case study from NE Turkey (the Kelkit Valley). Landslides, 10, 433–454.
• Duman, T., Gökçeoğlu, C., Nefeslioğlu, H.A. ve Sönmez H. (2005). 17/03/2005 Kuzulu (Sivas-Koyulhisar) Heyelanı. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Jeoloji Etütleri Dairesi ve Hacettepe Üniversitesi. https://www.mta.gov.tr/v3.0/sayfalar/bilgi-merkezi/deprem/pdf/sugozu_heyelani.pdf
• Duman, T. Y., Çan, T. ve Emre, Ö. (2011). 1/1.500.000 ölçekli Türkiye Heyelan Envanteri Haritası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Özel Yayınlar Serisi-27, Ankara, Türkiye. ISBN: 978-605-4075-84-3
• Erik, D. ve Yılmaz, H. (2005). 17.03.2005 Kuzulu (Sugözü Koyulhisar Sivas) moloz çığı. 58.Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildiri Özetleri Kitabı (s.: 179-180). 11-17 Nisan 2005, Ankara.
• Fell, R. (1994). Landslide risk assessment and acceptable risk. Canadian Geotechnical Journal, 31, 261–272. https://doi.org/10.1139/t94-031
• Florinsky, I. V. (2012). Digital Terrain Modeling: A Brief Historical Overview, Chapter-1. In I. V. Florinsky (Ed.), Digital Terrain Analysis in Soil Science and Geology (pp.:1-4). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-804632-6.00001-8
• Gili, J. A., Corominas, J. & Rius, J. (2000). Using Global Positioning System techniques in landslide monitoring, Engineering Geology 55, 167-192.
• Gökçeoğlu, C., Sönmez, H., Nefeslioğlu, H., Duman, T.Y. & Çan, T. (2005). The 17 March 2005 Kuzulu landslide (Sivas, Turkey) and landslide-susceptibility map of its near vicinity. Engineering Geology, 81(1), 65–83.
• Hastaoğlu, K.Ö. & Şanlı, D. U. (2011). Monitoring Koyulhisar landslide using rapid static GPS: a strategy to remove biases from vertical velocities, Natural Hazards,58, 1275-1294. https://doi.org/10.1007/s11069-011-9728-5
• Karadoğan, S. & Yıldırım, A. (2007). Fault zone landslides: The Effects and Geomorphological Characteristics of Koyulhisar (Sivas-Turkey) Landslide, March 2005. International Symposium on Geography, Environment and Culture in the Mediterranean Region (pp.: 193-200). 5-8 June 2007, Kemer-Antalya/Turkey.
• Kilburn, C. R. J. & Petley, D.N. (2003). Forecasting giant, catastrophic slope collapse: lessons from Vajont, Northern Italy. Geomorphology, 54, 21–32.
• Li, T. & Wang, S. (1992). Landslide Hazards and their Mitigation in China. Science Press, Beijing, 84 pp.
• Öztürk, K. (2002). Heyelanlar ve Türkiye’ye etkileri. G.Ü. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 22(2), 35-50.
• Semenza, E. & Ghirotti, M. (2000). History of the 1963 Vaiont slide: the importance of geological factors. Bulletin of Engineering Geology and the Environment 59, 87–97 https://doi.org/10.1007/s100640000067
• Schuster, R. L &, Fleming, R. W. (1986). Economic losses and fatalities due to landslides. Bulletin of the Association of Engineering Geologists, 23(1), 11– 28.
• Sendir, H. & Yılmaz I. (2002). Structural, geomorphological and geomechanical aspects of the Koyulhisar landslides in the North Anatolian Fault Zone (Sivas, Turkey). Environmental Geology, 42, 52-60. https://doi.org/10.1007/s00254-002-0528-9
• Seymen, İ. (1975). Kelkit Vadisi Kesiminde Kuzey Anadolu Fay Zonunun Tektonik Özelliği [Dr. Tezi]. İstanbul Teknik Üniversitesi Maden Fakültesi.
• Şengör, A. M. C, Tüysüz, O., İmren C., Sakınç, M., Eyidoğan H., Görür N., Le-Pichon X. & Rangin, C. (2005). The North Anatolian Fault; A new look. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 33, 37–112.
• Tatar, O., Gürsoy, H., Koçbulut, F. ve Mesci, B. L. (2005). Active fault zones and landslides: the 17 March 2005 Kuzulu (Koyulhisar) landslide. Cumhuriyet Bilim Teknik Dergisi, 941, 5–6.
• Terlemez, İ. ve Yılmaz A. (1980). Ünye-Ordu-Koyulhisar- Reşadiye arasında kalan yörenin stratigrafisi. Türkiye Jeoloji Bülteni (Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni), 23(2), 179-191. https://www.jmo.org.tr/resimler/ekler/eacf7a18a32812d_ek.pdf
• Terzioğlu, N. (1986). Reşadiye, Gölköy ve Koyulhisar arasındaki Tersiyer-Kuvaterner yaşlı volkanitlerin genel stratigrafik özellikleri. C.Ü. Müh. Fak Dergisi, Seri A- Yerbilimleri, 3(1), 3-13.
• Toprak, V. (1989). Tectonic and stratigraphic characteristics of the Koyulhisar segment of the North Anatolian Fault Zone (Sivas, Turkey) [PhD thesis]. Middle East University, Ankara.
• Ulusay, R., Aydan, Ö. & Kılıç, R. (2007). Geotechnical assessment of the 2005 Kuzulu landslide (Turkey). Engineering Geology, 89, 112–128. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2006.09.020
• Wu, W. & Sidle, R.C. (1995). A distributed slope stability model for steep forested basins, Water Resources Research, 31(8), 2097– 2110.
• Yıldırım, A. (2006). Koyulhisar-Kuzulu (Sivas) heyelanının jeomorfolojik etüdü, Eastern Geographical Review, 11(15), 323-338.
• Yılmaz, I., Ekemen, T., Yıldırım, M., Keskin, I. & Özdemir, G. (2006). Failure and flow development of a collapse induced complex landslide: the 2005 Kuzulu (Koyulhisar-Turkey) landslide hazard. Environmental Geology, 49(3), 467-476.
• Yılmaz, I. (2009). A case study from Koyulhisar (Sivas-Turkey) for landslide susceptibility mapping by artificial neural Networks. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 68: 297–306. https://doi.org/10.1007/s10064-009-0185-2