Hava lidar verileri ile enerji nakil hatlarının yer seçiminde jeomorfolojik haritalama tabanlı bir yaklaşım
A geomorphic mapping based approach to site selection of energy transmission lines with airborne lidar data
Yazar: ABDÜSSAMET YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. TOLGA GÖRÜM
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Katı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı / Jeodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Heyelan = Landslide ; Jeomorfoloji = Geomorphology

Özet:
Sürdürülebilir kalkınmanın ve sanayileşmenin en önemli koşullarından biri kesintisiz enerji iletimidir. 
Enerji nakil hatlarından biri olan Yüksek Gerilim Hatları, elektrik üretim tesisleriyle dağıtım tesisleri arasında yüksek voltajlı elektriğin iletilmesini sağlayan nakil hatlarıdır. Birçok enerji nakil koridorunda olduğu gibi Yüksek Gerilim Hatlarının planlama ve yer seçimlerinde yüzey süreçleri ve özellikle bu hatlar için tehlike teşkil eden kütle hareketleri elektrik iletiminin sürekliliği bakımından önemlidir. 
İletim hatlarındaki taşıyıcı direklerin ortalama direk temel derinlikleri 4 metredir. Bu zonu etkileyen ve taşıyıcı direk temellerinde veya gövdelerinde oluşturdukları deformasyonlara bağlı hattın güvenliğini tehdit etmesi açısından, hat güzergahlarındaki heyelanların tanımlanması ve öznitelik bilgilerini içeren envanterlerin oluşturulması enerji iletiminin sürdürülebilirliği açısından yüksek öneme sahiptir. Söz konusu elektrik iletim hatlarının planlanmasında heyelanlara bağlı jeomorfolojik tehlike değerlendirmeleri sezgisel yaklaşım (uzman deneyimine bağlı), saha gözlem raporları ve orta ölçekli heyelan katalogları kullanılarak yapılmaktadır. Ancak lokal ölçekte mühendislik yapılarının planlamasında hassasiyet, doğruluk ve süre açısından bu altlıklar mevcut heyelan tehlikesinin bilinmesi ve buna bağlı önlem alınması konusunda yetersiz kalmaktadır. 
Hat güzergahlarında özellikle engebeli ve bitki örtüsü ile kaplı alanlardaki heyelan varlığı ve buna bağlı gelişebilecek yamaç süreçleri kaynaklı problemler büyük ölçüde planlama dışında kalmaktadır. Hat güzergahlarındaki engebeli ve yoğun bitki örtüsüyle kaplı alanlarda heyelanların tanımlanması ve envanterlerinin oluşturulmasında özellikle de optik görüntülerden yapılan yorumlamalar da vejetasyona bağlı kısıtlamaları ortadan kaldırması açısından Light Detection and Ranging (LiDAR) Yöntemi kullanılmıştır. 
Çalışma kapsamında LiDAR verilerinden 1 m çözünürlüğe sahip Sayısal Yükselti Modelleri (SYM) üretilmiştir. SYM türevleri kullanılarak 12 km uzunluğunda ve yaklaşık 500 m genişliğinde koridor halinde heyelan envanterleri oluşturulan Yüksek Gerilim Hattı güzergahlarında toplamda 208 adet heyelan haritalanmıştır. Yine aynı alanda her bir heyelan için yapılan jeomorfolojik tehlike analizlerine bağlı olarak oluşturulan güvenli yanaşma zonları ile heyelan gövdesine maksimum yaklaşım mesafelerini belirleyerek taşıyıcı direklerin heyelanlardan etkilenmesi minimize edilmiştir. 
Çalışma sonucunda ülke yüz ölçümüne kıyasla nispeten çok küçük bir alanda haritalanan heyelan sayısı Türkiye'nin heyelan gerçeğini tekrar gün yüzüne çıkarmaktadır. 
Enerji Nakil Hatları güzergahlarında bulunan heyelanlara ait envanterlerin oluşturulması ve güvenli yanaşma zonlarının belirlenmesi ile planlanan ya da işletmede olan hatlarda alınabilecek önlemlerde planlayıcıya karar desteği sağlanmıştır.

Abstract:
One of the most essential parameters of sustainable development and industrialization is uninterrupted energy transmission. Due to the increasing population and industrialization, energy demand is constantly increasing. In this context, energy production, transmission and distribution services must be able to continue uninterrupted in order for the energy supply to satisfy the increasing demand.
Geological, geomorphological and meteorological processes such as earthquake landslides and hurricanes that develop along the routes of power transmission lines can often affect energy transmission activity by disrupting the collapse of the pylon in the power transmission lines, breaking the transmission wire and consequences interrupting the energy transmission. 
High Voltage Lines, which are Energy Transmission Lines, are transmission lines that enable the transmission of high voltage electricity between energy generation facilities and distribution facilities. As with many energy transmission corridors, the surface processes and especially mass movements in the planning and site selections of High Voltage Lines are posed a significant threat to these lines, which are important for the continuity of electrical transmission. 
Landslides are defined as rock, soil and debris that form the slope, moving in the direction of the slope due to gravity and often increased water content. Sudden and prolonged rainfall, sudden snow melts, changes in local base (water) level, earthquakes and anthropogenic activities are the most common triggering factors of landslides. It is also observed that anomalies in temperature and precipitation regimes observed on a global scale due to global climate change cause landslide type, volume and frequency distribution to change on a regional and global scale.  Landslides that develop mostly in the type of slide, flow and fall on line routes, causing collapses and bending of the corresponding pylon, pose a high risk to line safety. This makes it even more important to identify landslides and carry out hazard assessments, which is a highly dynamic geomorphological process for the protection of costly engineering structures. 
The average foundation depth of the pylon in the transmission lines is 4 meters. In order to affect this zone and threaten the safety of the line due to the deformations they create on the pylon mast foundations or bodies, the identification of landslides along line routes and the inventory map containing attribute information are of high importance for the sustainability of energy transmission. 
Geomorphological hazard assessments due to landslides are carried out using the heuristic approach (expert-based), field observation reports, and regional-scale landslide catalogs to plan these electricity transmission lines. Although field work forms the basis of the choice of location, it is often carried out locally along a specific corridor predetermined for the transmission line. However, surface processes are in very large areas and in mutual interaction. Very complex hillside processes such as landslides are a process that can vary in impact distances, not only within the local corridors in question, but also from much more remote areas. In addition, landslides that bear the characteristics of the stream basins in which they develop are affected by the base level changes in these basins and short-term land cover changes. In this context, in terms of precision, accuracy, and working life in planning engineering structures on a local scale; these data are incommensurate to understand the modern landslide hazard and take related measures. In this respect, within the scope of this thesis, landslides, which are geomorphological processes that damage energy transmission activity as a result of the deformations they create in the foundations of energy transmission pylon, are evaluated in the selection and planning of transmission lines, while geomorphological and methodical principles are included.
The presence of landslides on line paths, especially in dense vegetation-covered hillslopes, and the problems caused by the hillslope processes that may develop accordingly are largely excluded from planning. Light Detection and Ranging (LiDAR) Method was used to identify landslides and inventory mapping in areas covered with mountains and dense vegetation on line routes, especially interpretations from optical images, to eliminate restrictions related to vegetation. 
Digital Elevation Models (DEM) with a resolution of 1 m is produced from LiDAR data. A total of 208 landslides were mapped on high voltage lines routes where landslide inventories mapping in corridors 12 km long and approximately 500 m wide using LiDAR DEM derivatives. 
Modified Analytic Hierarchy Process (M-AHP) method is used within the scope of the activity status of landslides mapped in the study area and geomorphological relative hazard assessment, and related classifications have been established. In determining the activity status of landslides, parameters such as Topographic Roughness Index (TRI), average slope ratio of landslide headscarp and channel density were used and then these parameters were weighted according to their severity. Then, activity, speed and volume parameters were weighted for geomorphological relative hazard assessment. In this context, the activity status and geomorphological relative hazard models produced and the geomorphological hazard status due to landslides along the route of the power transmission line were determined. As a result of the identification of landslides in the study area, the creation of avoidance zones and the production of geomorphological hazard models, the pylon foundations of the power transmission lines were excluded from the deformation zones, ensuring the operational safety and sustainable use of the power transmission line.
As a result of the study, the number of landslides mapped in a relatively small area compared to the country's re-reveals the reality of Turkey's landslides. 
This thesis study has led to the development of a rule-based approach to landslide hazard assessments based on expert opinion methods in determining the routes of power transmission lines. In this context, it has been contributed to reducing the dangers that may occur due to landslides developing on the routes of power transmission lines and ensuring line safety and sustainable energy use. Within the scope of the study, a measurable decision support system based on geomorphological assessments was developed for the benefit of Power Transmission Line projects using subordinates such as landslide and avoidance zones, activity status where expert opinion is evaluated on a semi-quantitative basis with M-AHP method, and geomorphological hazard assessment.