Üç boyutlu kaya düşme analizleri ile olası tehlike haritası üretilmesi ve önlem yapıları tasarımı: Gümüşhane kent merkezi örneği

Abstract

Trabzon-Erzurum Karayolu üzerinde bulunan Gümüşhane ili merkez ilçe yerleşkesi sarp bir topoğrafyaya sahip olup, iklimsel ve morfolojik yapının etkisi sonucu, hemen hemen her mevsim sıklıkla gerçekleşen kaya düşme olayları zaman zaman can ve mal kayıplarına sebep olabilmektedir. Bu nedenlerden ötürü Gümüşhane ili merkez yerleşkesinin kaya düşme potansiyeli açısından büyük tehdit oluşturan kuzey yamaçları inceleme alanı olarak seçilmiştir. Bu çalışmada, Gümüşhane il merkezindeki yerleşim alanlarını tehdit eden yüksek sarp yamaçlardaki kaynak kaya alanlarının yanı sıra, düşmüş ve askıdaki bloklar belirlenmiş ve düşmüş olan blokların yerleri dikkate alınarak, kaya düşme envanter haritası oluşturulmuştur. Daha sonra, kaya düşme olasılığı yüksek olan kaynak kaya alanlarında belirlenen hatlarda RocPro3D programı kullanılarak, kaya düşme analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucunda, düşen blokların yayılma mesafesi, sıçrama yüksekliği, yuvarlanan kaya bloklarının kinetik enerjileri ve çelik bariyer uygulamaları ile düşmesi olası blokları önleme olanakları irdelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda, inceleme alanında yayılım gösteren yerleşkelerin üst kotlarında belirlenen H1, H2, H3, H7 ve H9 kaynak kaya hatlarından yuvarlanan kaya blokları sırasıyla Oltanbey Mahallesi, Hasanbey Mahallesi, Özcan Mahallesi, Yeni Mahalle ve Eskibağlar Mahallesi yerleşkelerini tehdit etmektedir. H5, H6 ve H8 kaynak kaya hatlarından yuvarlanan kaya blokları, sırasıyla Karaer Mahallesi, İnönü Mahallesi, Yeni Mahalle, Eskibağlar Mahallesi ve Gümüşhane Üniversitesi yerleşkeleri ile kaynak kaya alanları arasında yayılım göstermekte olup, mevcut yerleşkeleri tehdit etmemektedir. Buna ek olarak H4 nolu kaynak kaya alanından yuvarlanan kaya blokları herhangi bir yerleşkeyi tehdit etmemektedir. Yapılan 3D kaya düşme analizleri sonucunda kaya düşme tehlikesi altında olan yerleşkelerde önlem yapılarından çelik bariyer uygulaması yapılarak yeniden analizler gerçekleştirilmiş ve tehlikeyi ortadan kaldıracak en ekonomik ve güvenli farklı bariyer çeşitleri önerilmiştir. Tüm veriler ışığında elde edilen sonuçlar ArcGIS bilgisayar programında değerlendirilip, bariyer uygulamasının öncesi ve sonrası durumları gösteren olası tehlike haritası üretilmiştir. Anahtar Kelimeler: Coğrafi Bilgi Sistemleri, Çelik Bariyer, Gümüşhane, Kaya Düşmesi, Olası Tehlike Haritası, RocPro3D

The central district campus of Gümüşhane province, located on the Trabzon-Erzurum Highway, has steep topography, and because of the climatic and morphological structure, rockfall events that occur frequently in almost every season can cause loss of life and property from time to time. For these reasons, the northern slopes of the centrum of Gümüşhane, which pose a great threat to the rockfall potential, were selected as the study area. In this study, fallen and suspended blocks were identified as well as source rock areas on high steep slopes that threaten residential areas in Gümüşhane city center, and a rockfall inventory map was created by considering the locations of the fallen blocks. Subsequently, rockfall analyzes were carried out using RocPro3D program on the lines determined in the source rock areas with high probability of rockfall. As a result of these analyzes, the spreading distance of the falling blocks, the jump height, the kinetic energies of the rolling rock blocks, and the possibilities of preventing the blocks that may fall with the steel barrier applications were examined. As a result of the analysis, rock blocks rolling from the source rock lines H1, H2, H3, H7, and H9 determined at the upper elevations of the settlements spread in the study area threaten the settlements of Oltanbey District, Hasanbey District, Özcan District, Yeni District and Eskibağlar District, respectively. Rock blocks rolling from the H5, H6 and H8 source rock lines spread between the campuses of Karaer District, İnönü District, Yeni District, Eskibağlar District and Gümüşhane University and source rock areas, respectively, and do not threaten the existing campuses. In addition, rock blocks rolling from the source rock area H4 do not threaten any settlement. As a result of the 3D rockfall analysis, re-analyzes were carried out by applying steel barrier from precaution structures in the settlements under the risk of rockfall, and the most economical and safe different barrier types to eliminate the danger were proposed. The results obtained in the light of all data were evaluated in the ArcGIS computer program, and a potential hazard map showing the conditions before and after the barrier application was produced. Keywords: Geographical Information Systems, Gümüşhane, Potential Hazard Map, Rockfall, RocPro3D, Steel Barrier