Heyelan

Heyelan ya da toprak kayması, zemini kaya veya yapay dolgu malzemesinden oluşan bir yamacın yer çekimi, eğim, su ve benzeri diğer kuvvetlerin etkisiyle aşağı ve dışa doğru hareketidir.

Kayalardan, döküntü örtüsünden veya topraktan oluşmuş kütlelerin, çekimin etkisi altında yerlerinden koparak yer değiştirmesine heyelan denir. Bazı heyelanlar büyük bir hızla gerçekleştikleri halde bazı heyelanlar daha yavaş gerçekleşirler. Heyelanlar yeryüzünde çok sık meydana gelen ve çok yaygın bir kütle hareketi çeşididir. Aşınmada önemli rol oynarlar. Büyük heyelanlar aynı zamanda topoğrafyada derin izler bırakırlar. Türkiye'de en fazla görülen yerler Karadeniz Bölgesinde özellikle Doğu Karadeniz şerididir.

Eğimlerin fazla olduğu sahalarda heyelan riski artmaktadır. Bazı sahalarda fay yamaçları dik eğimlerin oluşmasına neden olarak heyelanları kolaylaştırırlar. Yine insanlar kanallar ve yollar açarak ya da yol ve maden kazılarından çıkan toprakları denge açısına erişmiş bulunan yamaçlar üzerine atarak heyelan oluşumuna neden olan koşulları hazırlarlar. Gevşek unsurların denge açısını herhangi bir nedenle aştığı durumlarda heyelan oluşur. Toprağın çökmesidir.

Yağışın ve eğimin fazla olmasıdır ve toprağın killi olmasıdır. En fazla görüldüğü dönem ilkbahardır. Sebebi kar erimeleri ile toprağın suya doygun hale gelmesidir.

Bu tanıma göre, heyelanlar "görünür olan veya makul bir şekilde çıkarsanan bir veya birkaç yüzey boyunca veya nispeten dar bir bölge içinde kesme gerinimi ve yer değiştirmenin hareketi ..." ile sınırlıdır. Heyelanların bir anda gerçekleşebileceğini veya yüzeydeki hareketin kademeli ve ilerici olabileceğini belirtti. Düşmeler (serbest düşüşte izole bloklar), devrilmeler (dikey bir yüzden dönerek uzaklaşan malzeme), yayılır (bir tür çökme), akar (hareket halindeki sıvılaştırılmış malzeme) ve sürünme (yeraltında yavaş, dağıtılmış hareket) hepsi açık bir şekilde heyelan teriminin dışında tutulmuştur.

Plana göre heyelanlar, hareket eden malzemeye ve hareketin gerçekleştiği düzlem veya düzlemlerin biçimine göre alt sınıflandırılır. Düzlemler, yüzeye geniş ölçüde paralel ("translasyonel sürgüler") veya kaşık şeklinde ("rotasyonel sürgüler") olabilir. Malzeme kaya veya regolit (yüzeydeki gevşek malzeme) olabilir, regolit enkaz (iri taneler) ve toprak (ince taneler) olarak alt bölümlere ayrılmıştır. Bununla birlikte, daha geniş kullanımda, Varnes'in hariç tuttuğu kategorilerin çoğu, aşağıda görüldüğü gibi heyelan türleri olarak kabul edilmektedir.

Su ile doygun hale gelen eğim malzemesi, enkaz akışına veya çamur akışına dönüşebilir. Ortaya çıkan kaya ve çamur bulamacı ağaçları, evleri ve arabaları toplayabilir. Bununla birlikte köprüleri ve nehrin kollarını bloke edebilir. Sonucunda ise sel felaketleriyle karşı karşıya kalınabilir.

Alp bölgelerindeki çamurlu enkaz akışları, yapılara ve altyapıya ciddi zararlar verir ve genellikle insan hayatına mal olur. Eğimle ilgili faktörlerin bir sonucu olarak çamurlu döküntü akışları başlayabilir ve sığ toprak kaymaları dere yataklarına zarar vererek geçici su tıkanıklığına neden olabilir. Su birikintileri başarısız olduktan sonra, akış kanalındaki döküntüleri kaplayan akan kütlenin hacminde dikkate değer bir büyüme ile bir "domino etkisi" yaratılabilir. Katı-sıvı karışımı 2,000 kg/m3'e (120 lb/cu ft) kadar yoğunluklara ve 14 m/s'ye (46 ft/s) kadar hızlara ulaşabilir. Bu süreçler normalde, yalnızca yolda biriken tortullardan (birkaç metreküpten yüzlerce metreküpe kadar) dolayı değil, aynı zamanda bazı durumlarda nehir kanalını geçen köprülerin, karayollarının veya demiryollarının tamamen kaldırılmasına bağlı olarak ilk ciddi yol kesintilerine neden olur. Hasar, genellikle çamur döküntüsü akışlarının genel bir eksik tahmininden kaynaklanır: örneğin dağ vadilerinde köprüler, genellikle akışın çarpma kuvveti tarafından tahrip edilir çünkü bunların aralıkları genellikle yalnızca bir su tahliyesi için hesaplanır. Enkaz akışından etkilenen İtalyan Alplerindeki küçük bir havza için (alan 1,76 km2 (0,68 mil kare)), ana kanalın orta kısmında yer alan bir bölüm için 750 m3 / s' lik (26.000 cu ft / s) bir tepe deşarjı tahmin edilmiştir. Aynı kesitte, maksimum öngörülebilir su deşarjı (HEC-1 ile), meydana gelen enkaz akışı için hesaplanandan yaklaşık 40 kat daha düşük bir değer olan 19 m3/s (670 cu ft/s) idi.

Toprak akışı, çoğunlukla ince taneli malzemelerin eğim aşağı hareketidir. Yer akışları, 1 mm / yıl (0,039 inç / yıl) ile 20 km / saat (12,4 mil / saat) gibi çok geniş bir aralıktaki hızla hareket edebilir. Bunlar çamur akışlarına çok benzese de, genel olarak daha yavaş hareket ederler ve içeriden akışla taşınan katı malzeme ile kaplanırlar. Daha hızlı olan sıvı akışlarından farklıdırlar. Kil, ince kum ve silt ve ince taneli, piroklastik malzeme toprak akışlarına duyarlıdır. Toprak akışının hızı, akışın ne kadar su içerdiğine bağlıdır: akıştaki su içeriği ne kadar yüksek olursa, hız o kadar yüksek olur.

Toprak akışları, toprağı doyuran ve eğim içeriğine su ekleyen yüksek yağış dönemlerinde çok daha fazla meydana gelir. Çatlaklar, kil benzeri malzemenin yer akışlarına su girmesine neden olan hareketi sırasında gelişir. Su daha sonra gözenek-su basıncını artırır ve malzemenin kesme direncini azaltır.

Bir enkaz kayması, kayaların, toprağın ve döküntülerin su ve / veya buzla karışmış kaotik hareketi ile karakterize edilen bir türüdür. Genellikle kalın bitkili yamaçların doygunluğuyla tetiklenir ve bu da kırık kereste, daha küçük bitki örtüsü ve diğer kalıntıların tutarsız bir karışımına neden olur. Enkaz çığları enkaz kaymasından farklıdır, çünkü hareketleri çok daha hızlıdır. Bu genellikle daha düşük kohezyon veya daha yüksek su içeriğinin ve genellikle daha dik eğimlerin bir sonucudur.

Dik kıyı kayalıkları, yıkıcı enkaz çığlarından kaynaklanabilir. Bunlar, Hawaii Adaları ve Yeşil Burun Adaları gibi okyanus adası volkanlarının batık yanlarında yaygındır. Bu türden bir başka kayma da Storegga heyelanıydı.

Enkaz kayması, çığ düşmesinden çok daha yavaştır. Enkaz çığları çok hızlıdır ve yamaçtan aşağı doğru kayarken tüm kütle sıvılaşır. Bu, doymuş malzemenin ve dik eğimlerin bir kombinasyonundan kaynaklanır. Enkaz yamaçtan aşağı doğru hareket ettikçe, genellikle akış kanallarını takip eder ve tepeden aşağı doğru hareket ederken v şeklinde bir iz bırakır. Enkaz çığları, muazzam hızlarından dolayı eğimin eteğini de geçebilir.

Sturzstrom olarak da adlandırılan bir kaya çığı, büyük ve hızlı hareket eden bir heyelan türüdür. Diğer heyelan türlerinden daha nadirdir ve bu nedenle tam olarak anlaşılamamıştır. Düşük açılı, düz veya hatta biraz yokuş yukarı bir arazide çok uzağa akan tipik olarak uzun bir salgı sergiler. Uzun salgıyı destekleyen mekanizmalar farklı olabilir, ancak bunlar tipik olarak hız arttıkça kayan kütlenin zayıflamasına neden olur.

Kayma yüzeyinin toprak örtüsü veya aşınmış ana kaya (tipik olarak birkaç santimetreden birkaç metre derinliğe kadar) içinde yer aldığı bir heyelana sığ heyelan denir. Bunlar genellikle enkaz kaymasını, enkaz akışını ve yol kesme yamaçlarının arızalarını içerir.

Sığ toprak kaymaları genellikle düşük geçirgen taban topraklarının üzerinde yüksek geçirgen topraklara sahip eğimli alanlarda meydana gelir. Düşük geçirgen, alt topraklar, suyu daha sığ, yüksek geçirgen topraklara hapsederek üst topraklarda yüksek su basıncı oluşturur. Üst topraklar su ile dolup ağırlaştıkça, eğimler çok dengesiz hale gelebilir ve düşük geçirgen taban topraklarından kayabilir. Diyelim ki üst toprağında silt ve kum, alt toprağında ise ana kaya olan bir eğim var. Yoğun bir yağmur fırtınası sırasında, ana kaya, silt ve kumun üst topraklarında sıkışıp kalan yağmuru koruyacaktır. Üst toprak doymuş ve ağır hale geldikçe, ana kaya üzerinde kaymaya başlayabilir ve sığ bir heyelan haline gelebilir.

Derin oturmuş heyelanlar, kayan yüzeyin çoğunlukla ağaçların maksimum köklenme derinliğinin altında (tipik olarak on metreden daha büyük derinliklerde) olduğu yerlerdir. Genellikle derin regolit, yıpranmış kaya ve ana kayayı içerirler. Öteleme, dönme veya karmaşık hareketle ilişkili büyük eğim kırılmasını içerirler. Bu tür heyelan, potansiyel olarak İran'daki Zagros Dağı gibi tektonik aktif bir bölgede meydana gelir. Bunlar tipik olarak yılda sadece birkaç metre yavaş bir şekilde hareket ederler, ancak bazen daha hızlı da hareket edebilirler. Sığ heyelanlardan daha büyük olma eğilimindedirler ve bir fay veya yatak düzlemi gibi bir zayıflık düzlemi boyunca oluşurlar.

Genel olarak heyelan terimi ile açıklanan bu hızlı kütle hareketleri asıl heyelanlar, göçmeler ve toprak kaymaları olmak üzere üç gruba ayrılabilirler.

Bunların oluşumunda su, hazırlayıcı bir rol oynar. Fakat asıl heyelan kütlesi, su ile hamurlaşmış halde değildir. Kuru bir kütle halinde, fakat kaymaya uygun bir zemin üzerinde yer değiştirmiştir. Bu tip heyelanlar Türkiye'de sık sık oluşurlar. Bu heyelanların en büyük olanları, genellikle bol yağışlı ve dik eğimli sahalarda, özellikle kuvvetle yarılmış, nemli ve litoloji bakımından da elverişli olan Kuzey Anadolu dağlık alanında oluşmuştur. Geyve, Ayancık, Sinop çevresi, Maçka, Of-Sürmene ve Trabzon-Sera heyelanları bunların başlıcalarındandır.

Sera Heyelanı, Trabzon şehrinin 10 km kadar batısında Sera Köyü yakınlarında 1950 yılında oluşmuştur. Heyelanın oluşmasından bir hafta kadar önce, Sera vadisinin dik yamaçlarında derin yarıklar oluşmuş, topoğrafya küçük ölçüde bazı değişikliklere uğramıştır. Fakat asıl heyelan, birkaç dakika gibi kısa bir zaman içinde ve şiddetli bir gürültü ile birlikte oluşmuştur.

Bir kısmı akış şekilleri gösteren, fakat asıl olarak kayma yüzeyleri boyunca yer değiştiren kütlenin ortalama uzunluğu 650 m. genişliği 350 m., kalınlığı ise 65 m. kadardır. Böylece Sera heyelanı sonucunda 15 milyon m³ hacminde kaya ve döküntü yer değiştirmiştir. Bu heyelan kütlesi Sera Deresi'nin vadisini tıkamış ve burada 4 km. uzunluğunda, ortalama 150 m. genişlikte ve 55 m. derinliğinde oldukça büyük bir Heyelan set gölü (Sera Gölü) oluşmuştur.

Araştırmalar, bu heyelanın oluşumunda normalden daha fazla yağışlı geçen kış mevsimi ile karların hızla erimesine neden olan Föhn karakterinde güney rüzgarlarının etkisi olduğunu göstermektedir. Bu yolla zemine çok fazla oranda su sızmıştır. Zaten bu sahada çözülme çok derinlerde olduğu gibi, andezitik kayalar ve yastık lavlar derin diyaklazlarla yarılmış, aralarındaki bağlar gevşektir. Bu durum, su ile doygunlaşan arazinin kaymasını ayrıca kolaylaştırmıştır. Bundan başka, yamaç eğimlerinin çok fazla olması ve özellikle Sera deresinin yamacın alt kısmını oyması heyelanın oluşumunda rol oynamış olmalıdır.

Falezlerin ve yamaçların gerilemesi, menderes halkalarının büyümesi sırasında alttan oyma sürecine bağlı olarak sık sık göçmeler oluşur. Göçmüş kütleler veya bloklar büyük oldukları durumda, bunlar arasında küçük göller veya yamaçlarda taraçalara benzer sahanlıklar oluşur. Küçük ve Büyük Çekmece göllerinin kenarlarında ve bu iki göl arasındaki deniz kıyısı boyunca bu tür göçmelerin tipik örnekleri yaygındır.

Kütle hareketi sırasında sadece toprak tabakası, bir dağın veya tepenin tamamı aşağıya doğru kayar. Sadece ana kayanın üzerindeki toprak katmanının yer değiştirmesine toprak kayması adı verilir.

Denizin altında meydana gelen veya suya çarpan toprak kaymaları, örn. Denizde önemli kaya düşmesi veya volkanik çöküş , tsunamilere neden olabilir. Büyük heyelanlar ayrıca, genellikle yüzlerce metre yükseklikte olan megatsunami oluşturabilir. 1958'de Alaska'daki Lituya Körfezi'nde böyle bir tsunami meydana geldi.

Piroklastik akış, volkanlardan çıkan ve sıcak gazlardan beslenmiş kor halindeki kül ve lav parçaları ile volkanik yamaçlardan çok hızlıca aşağıya akan sıcak akıntılardır.

Heyelan tehlike analizi ve haritalamalar sonucunda katastrofik kayıpların azaltılması için yararlı bilgiler sağlayabilir ve sürdürülebilir arazi kullanım planlaması için kılavuzların geliştirilmesine yardımcı olabilir. Analiz, heyelan ile ilgili faktörleri tanımlamak, eğim arızalarına neden olan faktörlerin göreceli katkısını tahmin etmek, faktörler ve heyelanlar arasında bir ilişki kurmak ve böyle bir ilişkiye dayanarak gelecekte heyelan tehlikesini tahmin etmek için kullanılır. Heyelan tehlikesini analiz etmek için kullanılan faktörler genellikle jeomorfoloji, Jeoloji, arazi kullanımı/arazi örtüsü ve hidrojeoloji olarak gruplandırılabilir.Heyelan tehlikelerini haritalamak için birçok faktör göz önünde bulundurulduğundan, CBS uygun bir araçtır, çünkü hızlı ve etkili bir şekilde ele alınabilen büyük miktarda mekansal referanslı veriyi toplama, depolama, manipülasyon, görüntüleme ve analiz etme işlevlerine sahiptir. Uzaktan algılama teknikleri, heyelan tehlikesini değerlendirmek ve analiz etmek için de yaygın olarak kullanılmaktadır. Hava fotoğrafları ve uydu görüntüleri, dağıtım ve sınıflandırma gibi heyelan özelliklerini ve gelecekteki olayları tahmin etmek için kullanılacak eğim, litoloji ve arazi kullanımı/arazi örtüsü gibi faktörleri toplamak için kullanılır. Öncesi ve sonrası görüntüler, bir olaydan sonra manzaranın nasıl değiştiğini, heyelanı tetikleyebilecek şeyleri ortaya çıkarmaya yardımcı olur ve rejenerasyon ve iyileşme sürecini gösterir.

Uydu görüntülerini CBS ve yer çalışmaları ile birlikte kullanarak, gelecekteki muhtemel heyelan olaylarının haritalarını oluşturmak mümkündür. Bu tür haritalar, önceki olayların yerlerini göstermeli ve gelecekteki olayların muhtemel yerlerini açıkça belirtmelidir. Genel olarak, heyelanları tahmin etmek için, oluşumlarının belirli jeolojik faktörler tarafından belirlendiğini ve gelecekteki heyelanların geçmiş olaylarla aynı koşullar altında gerçekleşeceğini varsaymak gerekir. Bu nedenle, geçmiş olayların gerçekleştiği jeomorfolojik koşullar ile gelecekteki koşullar arasında bir ilişki kurmak gerekir.

Doğal afetler, çevre ile çatışma içinde yaşayan insanların dramatik bir örneğidir.Erken tahminler ve uyarılar, maddi hasarın ve can kaybının azaltılması için çok önemlidir. Heyelanlar sık sık meydana geldiğinden ve dünyadaki en yıkıcı güçlerden bazılarını temsil edebileceğinden, onlara neyin neden olduğu ve insanların ortaya çıkmasını önlemeye nasıl yardımcı olabileceği ya da meydana geldiklerinde onlardan nasıl kaçınabileceği konusunda iyi bir bilgiye sahip olmak çok önemlidir. Sürdürülebilir arazi yönetimi ve gelişimi, heyelanların olumsuz etkilerini azaltmak için de önemli bir anahtardır.

CBS, heyelan analizi için üstün bir yöntem sunar, çünkü büyük miktarda veriyi hızlı ve etkili bir şekilde yakalamasına, depolamasına, manipüle etmesine, analiz etmesine ve görüntülemesine izin verir.Bu kadar çok değişken söz konusu olduğundan, Dünya yüzeyinde neler olup bittiğinin tam ve doğru bir tasvirini geliştirmek için birçok veriyi içinde barındırması gereklidir. Araştırmacıların, herhangi bir yerdeki heyelanları tetikleyen en büyük faktörlerin neler olduğunu bilmeleri gerekmektedir.CBS kullanarak, geçmiş olayları ve hayatları, mülkleri ve parayı kurtarma potansiyeline sahip olası gelecekteki olayları göstermek için son derece ayrıntılı haritalar oluşturulabilir.

90'lı yıllardan bu yana, CBS, Val Pola felaketi (İtalya) alanında toplanan izleme verilerine dayanan bir harita üzerinde gerçek zamanlı risk değerlendirmelerini göstermek için karar destek sistemleriyle birlikte başarıyla kullanılmıştır.

Storegga Slide, yaklaşık 8.000 yıl önce toplam 3500 km3 alanı ve kalınlığı 32 metre olan, günümüzdeki İzlanda büyüklüğündeki alanda heyelan meydana geldi.Norveç'in batı kıyılarında, Doggerland ve Kuzey Denizi'ne bağlı diğer ülkelerde büyük tsunamilere neden oldu. Bu heyelanın tarihin en büyüklerinden olduğu düşünülüyor.

Heart Mountain'ı şimdiki konumuna taşıyan heyelan, şimdiye kadar keşfedilen en büyük kıtasal heyelan. Heyelanın meydana gelmesinden 48 milyon yıl sonra, erozyon heyelanın büyük bir kısmını ortadan kaldırdı.

Flims Rockslide, yaklaşık 12 km3 hacmi. İsviçre'de, yaklaşık 10000 yıl önce, buzul sonrası Pleistosen / Holosen'de görülmüş Alpler ve kuru topraklarda meydana gelen en büyük heyelan.

Yeni Zelanda'nın Kuzey Adası'nda MÖ 200 civarında Waikaremoana Gölü'nü oluşturan heyelan, Ngamoko Range, Waikaretaheke Nehrine doğru kaydı ve bir baraj oluşturdu. Bunun sonucunda 256m derinliğinde Waikaremoana Gölü oluştu.

Manang-Brag çığ, son buzul dönemine ait bir stadlar arası dönemde Nepal'in Annapurna Bölgesi'ndeki Marsyangdi Vadisi'ni oluşturmuş olabilir.  Tek bir olayda 15 km 3 malzemenin taşınmış olduğu tahmin ediliyor ve bu durum onu en büyük kıtasal toprak kaymalarından biri yapıyor.

Katmandu Nepal'in 60 km kuzeyinde büyük bir yamaç kayması, tahmini 10–15 km 3. Bu heyelan oluşmadan önceki dağ, dünyanın 8000m üzerindeki 15. dağı olabilir.

Güneş sistemindeki birçok cisimde geçmişteki heyelanların varlığı tespit edilmiştir. Ancak gözlemlerin çoğu yalnızca sınırlı bir süre için gözlem yapan sondalar tarafından yapıldığından, son zamanlarda ne kadar heyelan meydana geldiği bilinmemektedir. Hem Venüs hem de Mars, yörüngedeki uydular tarafından uzun vadeli haritalamaya tabi tutulmuş ve her iki gezegende de heyelan örnekleri gözlemlenmiştir.