Kelkit vadisinin aşağı çığırında gelişmiş heyelanların dağılım deseni ve oluşumlarını kontrol eden faktörler

Abstract

Kelkit Çayı, Kuzey Anadolu Fayı tarafından kontrol edilen son derece çizgisel bir vadi şekline sahiptir. Litolojik geçişlerin keskin, topoğrafik rölyef ve eğimin yüksek olduğu bir sahadır. Çalışma alanını oluşturan Kelkit Çayı’nın aşağı çığırı (Umurca-Koyulhisar arası) tektonik ve jeomorfolojik süreçlere bağlı gelişen heyelanların yoğun olduğu bir bölgedir. Çalışmanın amacı heyelan tehlikesinin yüksek olduğu bu alanda heyelanların jeolojik ve jeomorfolojik koşullara bağlı dağılım karakteristiğini ortaya koymaktır. Bu doğrultuda yüksek çözünürlüklü (SPOT, WorldView) uydu görüntülerinden oluşturulan heyelan envanterinin doğruluk kontrolleri arazi çalışmaları ile sağlanmıştır. Çalışma alanında 0.004-23.2 km2 arasında değişen 433 heyelan belirlenmiştir. Bu heyelanlar; akma, düşme, kayma tipinde olmak üzere üç ana sınıf altında haritalanmıştır. Heyelan tiplerinin eğim, rölyef, yükselti değer aralıklarında farklı dağılım gösterdikleri, litolojik olarak ise heyelanların Eosen volkanik çökel kayalarda ve Maestrihtiyen kireçtaşlarında yoğunlaştığı tespit edilmiştir. Özellikle birçoğunun kaya düşmeleri olduğu küçük heyelanların faya yakın zonlarda meydana geldiği tespit edilmiştir. Çalışmada haritalanan heyelanların belirli bir topoğrafik eğim ve rölyef değerleri arasında dağıldıkları ve jeomorfolojik açıdan geliştikleri alanların rastlantısal olmadığı, üst kesimlerde daha düze yakın plato aklanında ve paleo-heyelan topoğrafyaları içerisinde biriken karların ani erimesinin bu sürecin heyelanların tetiklenmesindeki ana neden olduğu ortaya konmuştur.

Distribution pattern and factors controlling the formation of landslides in the downstream part of the Kelkit Valley

Abstract

Kelkit Creek is a highly linear valley controlled by North Anatolian Fault. The region has high topographical relief and slopes with sharp lithological transitions. Landslides due to tectonic and geomorphological processes are common in the downstream part of Kelkit Creek (between Umurca-Koyulhisar), which is the study area. The aim of the study is to reveal the distribution characteristics of the landslides driven by geological and geomorphological conditions in this highly landslides prone region. For this purpose, the accuracy of the landslides inventory obtained from high-resolution satellite images (SPOT, WorldView) was verified via field studies. In the study area, 433 landslides with sizes ranging 0.004-23.2 km2 and types of flow, fall and slides were mapped. It was detected that the distribution of the landslides was different for different slope, relief and elevation ranges. Also, we found out that the landslides were concentrated in Eocene aged sedimentary rocks and Maastrichtian aged limestones. Moreover, we detected that small-sized landslides (especially rock-falls) occurred in zones nearby the fault line. According to the study it was revealed that the distribution of the mapped landslides in the study area was not arbitrary and they were found to be concentrated in certain slope and relief ranges. Finally it was found that the sudden melting of the accumulated snow in the higher altitude plateau catchments and in the paleo-landslide topographies was the main triggering factor for the formation of landslides.

References

1. Bayrakdar, C., & Görüm, T. (2012). Yeşil Göl heyelanı'nın jeomorfolojik özellikleri ve oluşum mekanizması. Türk Coğrafya Dergisi, (59), 1-10.
2. Blöthe, J. H., Korup, O., & Schwanghart, W. (2015). Large landslides lie low: Excess topography in the Himalaya-Karakoram ranges. Geology, 43(6), 523-526.
3. Brabb, E.E., Pampeyan, E.H., Bonilla, M.G., (1978). Landslide susceptibility in San Mateo County, California. US Geological Survey Misc. Field Studies Map, MF-360, map at 1:62,500 scale.
4. Carrara, A., 1983. A multivariate model for landslide hazard evaluation. Mathematical Geology 15, 403–426.
5. Dai, F. C., & Lee, C. F. (2001). Frequency–volume relation and prediction of rainfall-induced landslides. Engineering geology, 59(3), 253-266.
6. Dai, F. C., Xu, C., Yao, X., Xu, L., Tu, X. B., & Gong, Q. M. (2011). Spatial distribution of landslides triggered by the 2008 Ms 8.0 Wenchuan earthquake, China. Journal of Asian Earth Sciences, 40(4), 883-895.
7. Dor, O., Yildirim, C., Rockwell, T. K., Ben-Zion, Y., Emre, O., Sisk, M., & Duman, T. Y. (2008). Geological and geomorphologic asymmetry across the rupture zones of the 1943 and 1944 earthquakes on the North Anatolian Fault: possible signals for preferred earthquake propagation direction. Geophysical Journal International, 173(2), 483-504.
8. Duman T.Y., Nefeslioğlu H., Gökçeoğlu C., Sönmez H. (2005) 17/03/2005 Kuzulu (Sivas-Koyulhisar) heyelanı, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Jeoloji Etütleri Dairesi, Hacettepe Üniversitesi.

9. Erdem, F. (1987). Kelkit Havzasında Sediment Erozyon İlişkileri, Jeomorfoloji Dergisi, Sayı 15, sayfa 65-73, Ankara
10. Gokceoglu, C., Sonmez, H., Nefeslioglu, H. A., Duman, T. Y., & Can, T. (2005). The 17 March 2005 Kuzulu landslide (Sivas, Turkey) and landslide-susceptibility map of its near vicinity. Engineering Geology, 81(1), 65-83.
11. Gorum, T., Gonencgil, B., Gokceoglu, C., & Nefeslioglu, H. A. (2008). Implementation of reconstructed geomorphologic units in landslide susceptibility mapping: the Melen Gorge (NW Turkey). Natural Hazards, 46(3), 323-351.
12. Gorum, T., Fan, X., van Westen, C. J., Huang, R. Q., Xu, Q., Tang, C., & Wang, G. (2011). Distribution pattern of earthquake-induced landslides triggered by the 12 May 2008 Wenchuan earthquake. Geomorphology, 133(3), 152-167.
13. Gorum, T., Korup, O., van Westen, C. J., van der Meijde, M., Xu, C., & van der Meer, F. D. (2014). Why so few? Landslides triggered by the 2002 Denali earthquake, Alaska. Quaternary Science Reviews, 95, 80-94.
14. Gökçe, O., Özden, Ş., Demir, A., (2008) Türkiye’de afetlerin mekânsal ve istatiksel dağılımı, T.C Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü Afet Etüt ve Hasar Tespit Daire Başkanlığı, Ankara.
15. Gökçeoğlu, C., & Ercanoğlu, M. (2001). Heyelan duyarlılık haritalarının hazırlanmasında kullanılan parametrelere ilişkin belirsizlikler. Yerbilimleri/Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi Dergisi, 5(23), 189-206.
16. Guzzetti, F., Carrara, A., Cardinali, M., & Reichenbach, P. (1999). Landslide hazard evaluation: a review of current techniques and their application in a multi-scale study, Central Italy. Geomorphology, 31(1), 181-216.
17. Guzzetti, F., Peruccacci, S., Rossi, M., & Stark, C. P. (2007). Rainfall thresholds for the initiation of landslides in central and southern Europe. Meteorology and atmospheric physics, 98(3-4), 239-267.
18. Gürsoy, H., Tatar, O., Mesci, L., Koçbulut F., (2005). Kuzey Anadolu Fay Zonu üzerinde gelişen 17 Mart 2005 Kuzulu Mahallesi Heyelanının (Sugözü Köyü – Koyulhisar, Sivas) jeolojik, jeomorfolojik özellikleri ve mevcut risk durumu, ATAG-9: Aktif Tektonik Araştırma Grubu 9. Toplantısı, 22-24 Eylül.
19. Gürsoy, H., Tatar, O., Koçbulut, F., Mesci, B.L., Akpınar, Z., Tunçer D., ve Yaman, S., (2006) Kuzulu (Sugözü-Koyulhisar, Sivas) heyelan bölgesinin temel jeolojik özellikleri: heyelan sahasında gözlenen tektonik yapıların heyelanın gelişiminde rolü var mı?. ATAG10 - Aktif Tektonik Araştırma Grubu 10. Toplantısı, s. 44-45, Sivas.
20. Hungr, O., Leroueil, S., & Picarelli, L. (2014). The Varnes classification of landslide types, an update. Landslides, 11(2), 167-194.
21. Keçer, M & Tüfekçi, K. (1986). Kuzey Anadolu Fayına Bağlı Olarak Neotektonik Dönemde Oluşan Suşehri Havzası’nın Evrimi, Jeomorfoloji Dergisi, Sayı 14, sayfa 57-63, Ankara
22. Korup, O., & Stolle, A. (2014). Landslide prediction from machine learning. Geology Today, 30(1), 26-33.
23. Larsen, M. C., & Torres-Sánchez, A. J. (1998). The frequency and distribution of recent landslides in three montane tropical regions of Puerto Rico. Geomorphology, 24(4), 309-331.
24. Nefeslioglu, H. A., Duman, T. Y., & Durmaz, S. (2008a). Landslide susceptibility mapping for a part of tectonic Kelkit Valley (Eastern Black Sea region of Turkey). Geomorphology, 94(3), 401-418.
25. Nefeslioglu, H. A., Gokceoglu, C., & Sonmez, H. (2008b). An assessment on the use of logistic regression and artificial neural networks with different sampling strategies for the preparation of landslide susceptibility maps. Engineering Geology, 97(3), 171-191.
26. Nefeslioglu, H. A., Sezer, E. A., Gokceoglu, C., & Ayas, Z. (2013). A modified analytical hierarchy process (M-AHP) approach for decision support systems in natural hazard assessments. Computers & Geosciences, 59, 1-8.
27. Owen, L. A., Kamp, U., Khattak, G. A., Harp, E. L., Keefer, D. K., & Bauer, M. A. (2008). Landslides triggered by the 8 October 2005 Kashmir earthquake. Geomorphology, 94(1), 1-9.
28. Regmi, N. R., Giardino, J. R., & Vitek, J. D. (2014). Characteristics of landslides in western Colorado, USA. Landslides, 11(4), 589-603.
29. Tatar, O., Poyraz, F., Gürsoy, H., Cakir, Z., Ergintav, S., Akpınar, Z., & Polat, A. (2012). Crustal deformation and kinematics of the Eastern Part of the North Anatolian Fault Zone (Turkey) from GPS measurements. Tectonophysics, 518, 55-62.
30. TUİK 2014, Adrese dayalı nufüs bilgi sistemi. http://www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt_id=1059
31. van Westen, C. J., Van Asch, T. W., & Soeters, R. (2006). Landslide hazard and risk zonation—why is it still so difficult?. Bulletin of Engineering geology and the Environment, 65(2), 167-184.
32. Varnes, D. J. (1958). Landslide types and processes. Highway Research Board Special Report, (29).
33. Wu, C. H., Chen, S. C., & Chou, H. T. (2011). Geomorphologic characteristics of catastrophic landslides during typhoon Morakot in the Kaoping Watershed, Taiwan. Engineering Geology, 123(1), 13-21.
34. Yıldırım, A. (2006). Koyulhisar-Kuzulu (Sivas) Heyelanının Jeomorfolojik Etüdü/(The geomorphological survey of Koyulhisar-Kuzulu (Sivas) Landslide). Doğu Coğrafya Dergisi, 11(15).
35. Yilmaz, A., Oral, A., & Bilgiç, T. (1985). Yukarı Kelkit çayı yöresi ve güneyinin temel jeoloji özellikleri ve sonuçları. MTA raporu 112s.
36. Yılmaz I. (2009) A case study from Koyulhisar (Sivas-Turkey) for landslide susceptibility mapping by artificial neural networks, Bull. Eng. Geol. Environ. 68, s. 297–306.
37. Yilmaz, I., Ekemen, T., Yildirim, M., Keskin, İ., & 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.
38. Zabci, C., Akyüz, H. S., Karabacak, V., Sançar, T., Altunel, E., Gürsoy, H., & Tatar, O. (2011). Palaeoearthquakes on the Kelkit Valley segment of the North Anatolian Fault, Turkey: Implications for the surface rupture of the historical 17 August 1668 Anatolian earthquake. Turkish Journal of Earth Sciences, 20(4), 411-427.