Sondaj Verilerine Dayalı Olarak Zemin Sınıfları, Atterberg Limitleri ve Su Muhtevası için CBS Tabanlı IDW Mekânsal Tahmin Haritalarının Oluşturulması: Elazığ İli Merkezi Örneği

Abstract

Bu çalışmada, Elazığ ili merkezindeki 210 adet sondaj verilerinden konuya yönelik belirli sayılardaki sondaj verileri kullanılarak birleşik zemin siniflandirma sistemi esaslarınında zemin analizleri, atterberg limitleri analizi, su muhtevası içerikleri, yer altı su seviyesi parametreleri coğrafi bilgi sistemi kullanılarak 133,65 m2’lik çalışma alanı için görsel analizleri CBS temelli Inverse Distance Weighting Method (IDW)una dayalı model tahmin haritalar oluşturularak yapılmıştır. Sonuç olarak, çalışma alanında sığ derinliklerde (1.5–4.5 m) ML, GM ve CL sınıfları baskınken, orta derinliklerde (7.5–9 m) GM ile birlikte MH sınıfının yaygınlaştığı, daha derin seviyelerde (15 m) ise ML, SM ve GM türlerinin yeniden hakim hale geldiği tahmin edilerek modellenmiştir. Ayrıca, %11–20 su muhtevası değerinin çalışma alanında hakim olduğu, diğer aralıkların (%0–10, %21–30 ve %31–44) farklı derinliklerde değişen oranlarda ortaya çıkacağı, genel dağılım düşük–orta su içeriğinin hâkim olduğu, yeraltı suyu bakımında çalışma alanının zengin olmadığı tahmin edilerek modellenmiştir. Likit limit, plastik limit ve plastisite indisi değerlerine göre iki farklı zemin zonunu olduğu hazırlanan IDW model tahmin haritaları ile ortaya konmuştur.

Keywords

• CBS
• USCS
• Atterberg Limitleri
• IDW
• Geoteknik Özellikler

GIS-Based IDW Mapping of Soil Index Properties: A Case Study of Elazığ Center

Abstract

In this study, soil analyses based on the Unified Soil Classification System (USCS), Atterberg limits, water content values, and groundwater level parameters were carried out for a 133.65 m² study area using a geographic information system (GIS). For this purpose, selected borehole data from a total of 210 boreholes located in the city center of Elazığ were used, and GIS-based model prediction maps were generated using the Inverse Distance Weighting (IDW) method. As a result, it was modeled that, within the study area, ML, GM, and CL soil classes are dominant at shallow depths (1.5–4.5 m), GM occurs together with MH at intermediate depths (7.5–9 m), and ML, SM, and GM types become dominant again at deeper levels (15 m). In addition, it was modeled that water content values of 11–20% are dominant across the area, while other ranges (0–10%, 21–30%, and 31–44%) occur at varying proportions at different depths. Overall, the distribution indicates predominantly low to medium water content, and the groundwater potential of the study area is not considered rich. According to the liquid limit, plastic limit, and plasticity index values, two distinct soil zones were identified, as demonstrated by the IDW-based model prediction maps.

Keywords

• GIS
• USCS
• Atterberg Limits
• IDW
• Geotechnical properties

References

1. [1] K. Terzaghi, R. B. Peck, and G. Mesri, Soil Mechanics in Engineering Practice, 3rd ed. New York, NY: John Wiley & Sons, 1996.
2. [2] B. M. Das, Principles of Geotechnical Engineering, 7th ed. Boston, MA: Cengage Learning, 2010.
3. [3] H. Akyıldız, “Elektroosmoz ve ısıl işlemler yöntemleri ile zeminlerin iyileştirilmesi ve stabilizasyonu,” Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 10, no. 3, pp. 1137–1144, 2019.
4. [4] Y. A. Topçuoğlu and Z. Gürocak, “Zemin güçlendirmede maksimum dayanım için optimum bazalt fiber oranının belirlenmesi,” Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 14, no. 3, pp. 479–487, 2023.
5. [5] M. Öztürk, “Influence of waste textile on the unconfined compressive strength of cohesive soil,” Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 16, no. 2, pp. 471–478, 2025.
6. [6] M. C. Acar and D. Özdemir, “Geographical information system approach in evaluating geotechnical properties of soils: Kayseri Oymaağaç case study,” Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, vol. 38, no. 2, pp. 1079–1092, 2023.
7. [7] A. İskenderoğlu, “Terra Rossa oluşumlarının CBS uygulamaları ile değerlendirilmesi, Akseki (Antalya) örneği,” Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 11, no. 1, pp. 271–282, 2020.
8. [8] E. Tanış and R. Çelik, “CBS tabanlı AHP çok kriterli karar verme yöntemi (ÇKKY) kullanılarak Van Gölü Güzelsu alt havzası taşkın risk haritalarının çıkarılması ve değerlendirilmesi,” Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 15, no. 4, pp. 941–950, 2024.

9. [9] F. Canyurt, R. Acar, and B. Çırağ, “İçme suyu dağıtım sistemlerinin arıza ve altyapı rehabilitasyon önceliği analizi: Erzurum ili örneği,” Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 16, no. 2, pp. 521–527, 2025.
10. [10] F. Şevgin, Z. F. Toprak, and İ. Dölek, “Determining the overflow of Kalecik Basin using fuzzy SMRGT method,” Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 16, no. 2, pp. 461–470, 2025.
11. [11] M. Daniyal, G. M. Sohail, and H. M. A. Rashid, “GIS-based mapping of geotechnical and geophysical properties of Lahore soils,” Environmental Earth Sciences, vol. 82, no. 22, p. 540, 2023.
12. [12] A. F. Cabalar, B. Karabas, B. Mahmutluoglu, and O. Yildiz, “An IDW-based GIS application for assessment of geotechnical characterization in Erzincan, Turkey,” Arabian Journal of Geosciences, vol. 14, no. 20, p. 2129, 2021.
13. [13] T. Şengül and B. Karabaş, “Investigation of liquefaction potential in the central district of Kütahya using geographic information system,” Bilecik Şeyh Edebali University Journal of Science, vol. 8, no. 2, pp. 817–825, 2021.
14. [14] W. Hassan et al., “Statistical interpolation and spatial mapping of geotechnical soil parameters of District Sargodha, Pakistan,” Bulletin of Engineering Geology and the Environment, vol. 82, no. 1, p. 37, 2023.
15. [15] Ö. Yıldız, “Integrated GIS-based mapping and ANFIS modelling for seismic and geotechnical characterization of soil properties,” KSCE Journal of Civil Engineering, vol. 28, no. 9, pp. 3708–3721, 2024.
16. [16] D. Hamdani, P. Pratikso, and Y. F. Arifin, “Geotechnical zonation of cone penetration test-based bearing capacity using GIS interpolation and pile driving analyzer validation,” Engineering, Technology & Applied Science Research, vol. 15, no. 5, pp. 28265–28272, 2025.
17. [17] ASTM International, Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System), ASTM D2487-17. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2017. doi: 10.1520/D2487-17.
18. [18] R. D. Holtz, W. D. Kovacs, and T. C. Sheahan, An Introduction to Geotechnical Engineering, 2nd ed. Upper Saddle River, NJ: Pearson, 2011.
19. [19] K. Ö. Çetin, M. Ilgaç, G. Can, E. Çakır, and B. Söylemez, Preliminary report on engineering and geological effects of the January 24, 2020 magnitude 6.7 earthquake in Elazığ, Turkey, Technical report, 2020.
20. [20] A. Elsaid, “The assessment of seismic site effects during the 24 January 2020 Elazig–Sivrice Mw 6.8 earthquake,” M.S. thesis, Middle East Tech. Univ., Ankara, Türkiye, 2022.
21. [21] İ. Ö. Dedeoğlu, M. Yetkin, Y. Calayır, and H. Erkek, “January 24, 2020 Sivrice–Elazığ (Türkiye) earthquake: Seismic assessment of the earthquake territory, geotechnical findings, and performance of masonry buildings,” Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, vol. 48, no. 4, pp. 2393–2412, 2024.
22. [22] Y. B. Sonmezer, M. Celiker, and H. Simsek, “Evaluation of the seismic site characterization of Kovancılar (Elazig), Turkey,” Bulletin of Engineering Geology and the Environment, vol. 83, no. 1, p. 42, 2024.
23. [23] Ministry of Environment, Urbanization and Climate Change, Elazig Province Environment Status Report. Accessed: Dec. 25, 2025. [Online]. Available: elazig.csb.gov.tr/ilimiz-hakkinda-i-681
24. [24] M. Turan, “Alluvial fan growth in a seismically active intermontane foreland basin: Kuşçular Formation, Eastern Turkey,” Scientific Research and Essays, vol. 6, no. 22, pp. 4681–4699, 2011.
25. [25] M. Palutoğlu, “Tectonics, seismicity, and microzonation of Elazığ city center,” Ph.D. dissertation, Fırat Univ., Elazığ, Türkiye, 2014.
26. [26] A.F. Cabalar, A. Canbolat, N. Akbulut, S.H. Tercan, and H. Isik. "Soil liquefaction potential in Kahramanmaras, Turkey." Geomatics, Natural Hazards and Risk 10.1, 2019.
27. [27] B. Karabaş, “Use of geographic information system for evaluating some geotechnical properties in Malatya, Turkey,” M.S. thesis, Hasan Kalyoncu Univ., Gaziantep, Türkiye, 2019.
28. [28] A. N. Akçal, “Geotechnical microzonation of Antalya Province central district soils using geographical information systems,” Ph.D. dissertation, Akdeniz Univ., Inst. of Science, Antalya, Turkey, 2020.
29. [29] E. Civelekler and E. Pekkan, “The application of GIS in visualization of geotechnical data (SPT–soil properties): A case study in Eskisehir–Tepebaşı, Turkey,” International Journal of Engineering and Geosciences, vol. 7, no. 3, pp. 302–313, 2022.
30. [30] Ö. Yıldız, “Seismic site characterization of Battalgazi in Malatya, Turkey,” Arabian Journal of Geosciences, vol. 15, p. 867, 2022.
31. [31] M. Orhan, Soil Mechanics Laboratory Tests. Ankara, Türkiye: Gazi Bookstore, 2013.
32. [32] İ. Yılmaz, M. Yıldıran, and İ. Keskin, Soil Mechanics Laboratory Tests and Solved Problems. Ankara, Türkiye: Seçkin Publishing, 2017.
33. [33] H. Tanyeri, “Use of geographical information system for the evaluation of some geotechnical properties in Batman, Türkiye,” M.S. thesis, Hasan Kalyoncu Univ., Gaziantep, Türkiye, 2023.