Prof. Dr. İLYAS YILMAZER Yazdı: Deprem, sel ve toprak kaymasından nasıl faydalanılır?

Deprem, sel ve toprak kaymasından nasıl faydalanılır?

ÖZET

Yarım asır önce yazarın araştırmaları, deprem, sel ve heyelanın felaket yerine bunları servete dönüştürmenin oldukça kolay ve faydalı (ulusal servet) birer doğa olayı olduğu sağlam bir sonuca ulaştı. 

Bir deprem, felaketini toprak zeminde kurulan binalara/yapılara uygular. Tarıma uygun olmayan Kayalık zeminde bir felakete yol açtığına dair tek bir vaka analizi (örnek olay) yok. Ancak, hemen hemen tüm iç depremler, özellikle doğrultu atımlı ve normal fay bölgeleri sonuçta daha büyük ve daha kalın (a) parçacık hareketlerinin yarattığı kinetik enerji (E k =mv 2 /2, burada m ve v sırasıyla parçacığın kütlesini ve sismik dalga hızını belirtir) ve (b) daha yüksek jeotermal aktif fay bölgelerine özgü eğim.

Ayrıca, toprak örtüsü son derece düşük elastik özellikleri ve daha küçük yoğunluğu nedeniyle oldukça kırılmıştır (parçalanmıştır). Sonuç olarak oksijenli (havalandırılmış) toprak, bitki büyümesini destekliyor.  Ana elementlerce yer yer zenginleştirilen toprak, bakteriler ve dolayısıyla bitkiler için faydalıdır. Esas olarak üst ve orta havzada bulunan yapay dolgu sistemi taşkınları en aza indirmek için pratik bir çözümdür. Bu arada, yapay dolgu arkasındaki taşkın yayılı ovasında biriken killi siltli taneli malzeme, çeşitli mineraller, mineraloidler ve organiklerden oluşan havzadan türetilmiştir. Hatta İyi Tarım Uygulamaları (İTU) için doğal kaynaklardır. Özellikle orta kesimlerde çınar, pavlonya, söğüt, kavak ve benzeri bitkiler için geniş tarım arazileri elde edilir. Son olarak, ama en önemlisi, yeraltı suyu akıntı yönündeki yerleşimlere pompalama yapılmadan evsel ve sulama amaçlı kullanılmak üzere gözle görülür şekilde yeniden şarj edilir.

Heyelanlar, kil mineral dolgulu tabaka düzlemi gibi büyük süreksizliklerin eğimli kayalık zeminler üzerinde dış eğim (dışarı eğimli) tutumuna sahip olduğu düzlemsel bir kayma olarak başlar. Her jeoteknik problem, WDC olarak kısaltılan üçlü su, süreksizlik ve kil mineralinden kaynaklanır. Nihayetinde kalın bir toprak manto yığını genişler. Bu tür toprak zemin, sisteme su girişi kontrol altına alındığında meyvecilik için uygundur.

Anahtar Kelimeler: Deprem, sel, heyelan, kaya, toprak verimliliği, tarım, afetten yararlanma

GİRİŞ

Dünyada her yıl yaklaşık 13 milyon kişi deprem, 1,8 milyar kişi sel ve 5 milyon kişi toprak kaymasından olumsuz etkilenmektedir. Diğer bir deyişle, dünya nüfusunun dörtte biri doğa olaylarından olumsuz etkilenmektedir (Venn, 2012). Yaralı sayısı (ölü ve yaralı) yılda 200 bini aşıyor. Her ne kadar bu doğal olaylar felaketten çok servete dönüştürülebilse de. özellikle milli varlık açısından oldukça kolay ve karlıdır (Leventeli vd., 2020, Yilmazer vd., 2007).

7,7 büyüklüğündeki son deprem 6 Şubat 2023’te Pazarcık/Maraş/Türkiye‘yi vurdu. Merkez üssü Çiğdemtepe/Pazarcık ilçesinin verimli toprak ovasında, killi kireçtaşından oluşan zayıf kaya üzerine kurulmuştur. Buna rağmen ilçe Çiğdemtepe’de can kaybı sıfır iken merkez üssünden yaklaşık olarak 160 ve 200 km uzakta (a) Battalgazi ve (b) Harran toprak ovalarında çok şiddetli bir afet meydana gelmiştir. Merkez üssünde salınan enerji, 1000 Hiroşima Atom Bombasının (HAB) üzerindedir. 1 HAB’ın binde birden azı (<1HAB/1000) Battalgazi ve Harran toprak ovalarına ulaşmış ve büyük bir felakete neden olmuştur. Zayiat binlerceyi aştı. Ancak bu iki geniş toprak düzlüğe bitişik ve kayalık zeminlerdeki yerleşimlerde can kaybı ve hasar maliyeti tamamen sıfırdır.

39 m yüksekliğindeki İstanbul Kız Kulesi (Res. 1), Kuzey Anadolu fay kuşağının tam kalbinde yer almasına ve üzerine kurulmuş olmasına rağmen 2500 yıldır orijinal kimliğini koruyor. Marmara Denizi’nde batık bir kaya (Triyas yaşlı melanjda kireçtaşı olistoliti). Dolayısıyla kaya tamamen doygundur. Son Marmara depremi (7.6, 17.08.1999, merkez üssü yaklaşık 80 km uzaklıkta), stabilitesini de etkilememiş, merkez üssünden 200 km’den daha uzaktaki toprak düzlüklerde bulunan yerleşim yerlerinde felakete neden olmuştur. Bu gerçeğin arkasındaki sebep üç yönlüdür.

(1) Sismik enerji, güçlü kayada, sığ (d<20 m) su tablasına sahip kalın (t>20 m) toprak mantodakinden bin kat daha hızlı zayıflar. Sismik dalgalar, daha yüksek birim ağırlığa ve elastik özelliklere sahip güçlü kayalarda daha yüksek frekans ve daha yüksek hızla yayılır ve bu da sismik enerjinin daha yüksek kinetik enerji (Ek) harcayarak daha yüksek oranda zayıflamasına neden olur.

(2) Kayadaki dalga hızı, doymuş zemindekinden pratik olarak 40 kat daha yüksektir. Sonuç olarak, kayadan toprağa bir anda aktarılan kinetik enerji Kayadaki dalga hızı, doymuş zemindekinden pratik olarak 40 kat daha yüksektir. Sonuç olarak, kayadan toprağa bir anda aktarılan kinetik enerji  (E krock =m r v r 2 /2) 1600 kattır. (E kr /E ksoil ) toprağın iletebileceğinden daha fazladır (E ks =m s v s 2 /2). Bu nedenle aşırı enerji (1599 E ks ) genlik büyütmesi oluşturarak toprak düzlüklerindeki yerleşimlerde felakete neden olur,
toprağa 10 ila 100 yıl dayanacak bitki kökleri için O2 sağlarken.

(3) Son olarak, Kız Kulesi ince kristalli kireçtaşı üzerine oturmaktadır ve yapı kireçtaşı bloklarla kireç (CaO) harcı ve civardaki kireçtaşından silt, kum ve çakıllarla inşa edilmiştir. Yeniden sementasyon, normal ıslanma ve kuruma koşulları altında çözünür tuz özelliğine sahip kireçtaşına özgüdür (Şekil 2). Daha açık bir ifadeyle, kireç harçlı kireçtaşı bloklardan yapılan kule, ince kristalli kireçtaşı üzerine oturmaktadır. Her üç bileşen de katyon olarak Ca +2’ye sahiptir. Bu nedenle, yeniden simantasyon süreçleri boyunca birleşerek zamanla daha güçlü (birleşik) bir yapı (bkz. Şekil 2) verirler (Yılmazer ve diğerleri 2021, 2011, 2001; Yılmazer, 2002a).

Şekil 1 Kız Kulesi, Marmara Denizi’ne batık bir kireçtaşı olistolit üzerine kurulmuştur.
2500 yıl önceki Kuzey Anadolu Fay kuşağı içerisinde ise halen özgün kimliğini korumaktadır.

Prof. Dr. İlyas YILMAZER

İlyas Yılmazer 1 ve Özgür Yılmazer 2

1 Yılmazer Eğitim ve Müh. Ltd, ilyashocam@gmail.com

2 Ataç Mühendislik ve Müşavirlik Ltd., Ahmet Taner Kışlalı Mah. 2866 caddesi, 35/A, 06810 Ankara

Yılmazer@atacmuhendislik.com.tr

_____________________________________________________________________

Sayın Pror. Dr. İlyas YILMAZER‘in bilimsel makalesinin bir bölümü gazetemiz tarafından hazırlanmıştır. Teknik bazı bölümler, format uymadığından dolayı aktarılamamıştır.

NOT: Bilimsel makalenin tamamı sonraki tarihte, Sayın Prof. Dr. İlyas YILMAZER tarafından güncellenmiştir. Aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz:

SONSÖZ GAZETESİ