Şehir altı madenciliği ve tasman etkilerinin diferansiyel ınsar tekniği ile belirlenmesi: Zonguldak metropolitan alanı örneği
Monitoring of undercity mining and subsidence effect by differential insar technique in Zonguldak metropolitan area
Yazar: HÜSEYİN KEMALDERE
Danışman: DOÇ. DR. ŞENOL HAKAN KUTOĞLU ; YRD. DOÇ. DR. HAKAN AKÇIN
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: Tasman = Subsidence

Özet:
Zonguldak Metropolitan Alanı, Türkiye'nin en büyük yer altı madenciliğinin yapıldığı havzanın tam kalbinde yer almaktadır. Bölgede taşkömürü madenciliği 160 yıldan beri sürdürülmektedir. Yeraltından her yıl ortalama 2.5-3 milyon ton taşkömürü çıkarılmaktadır. 160 yıllık üretim toplamı 450-500 milyon tonu bulmaktadır. Günümüzde deniz seviyesinin 155 metre yukarısından 550 metre aşağısına kadar olan kömür damarlarında üretim faaliyeti yapılmaktadır. Havzadaki bu yoğun madencilik faaliyetleri nedeniyle yer üstünde geniş tasman oluşumları gözlenmektedir. Bölgenin mağara sistemleri bakımından da oldukça zengin bir yapıya sahip olması, tasman oluşumlarının tetiklenmesine ve daha da şiddetlenmesine neden olabilmektedir. Tasman oluşumları nedeniyle kentin altyapı ve üstyapı tesisleri önemli zararlara uğramaktadır. Bu nedenle, bölgedeki yüzey deformasyonlarının mevcut yerleşim alanları üzerindeki etkilerinin belirlenmesi için söz konusu deformasyon oluşumlarının mutlaka izlenmesi gerekir.Deformasyon gözlemleri genellikle yersel yöntemlerle yapılmasına rağmen bu yöntemlerin; gözlemlerin yapılacağı alanın topografik yapısı, şehirleşme oranı, bitki örtüsü gibi elverişsiz olabilecek faktörler ve sonuçların elde edilmesindeki zamansal gecikmeler nedeniyle yetersiz kalması, herhangi bir ön bilgi gerektirmeksizin çok geniş alanlardaki yüzey deformasyonlarını belirlemeye olanak sağlayan Diferansiyel Radar Interferometri tekniğini ön plana çıkarmıştır. Farklı zamanlarda alınmış iki yapay açıklıklı radar görüntüsünün faz farkından yararlanarak deformasyonların belirlenebildiği bu yöntemle depremler, volkanik hareketler, buzul hareketleri, heyelanlar, tasmanlar vb. izlenebilmektedir.Bu çalışmada, uygulama bölgesinin oldukça yoğun ormanlık alanlara sahip olması nedeniyle, deformasyonların izlenmesinde, bitki örtüsüne penetrasyonu çok iyi olan L bant ALOS PALSAR, kentsel alanların analizi içinse C bant ENVISAT ASAR uydu görüntüleri kullanılmıştır. Söz konusu görüntülerin analizleri Delft Teknoloji Üniversitesi, Yeryüzü Gözlemleri ve Uzay Sistemleri Enstitüsü tarafından geliştirilen DORIS yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Analizlerde özellikle, bünyesinde çok sayıda eğitim kurumu ve konut barındıran Zonguldak Bahçelievler Mahallesi'nde, sürekliliği olan, çökme şeklinde bir deformasyonun varlığı belirlenmiştir. 2006-2010 yılları arasındaki 42 aylık dönemde uydu bakış doğrultusunda belirlenen deformasyon miktarı 26 cm'dir. Söz konusu bölgenin üniversiteye ve şehrin yeni cazibe alanlarına çok yakın olması nedeniyle, çok katlı yapılaşmanın, dolayısıyla zemine uygulanan baskının günden güne artması, bölgenin karstik boşluklar bakımından zengin olması ve bölge altında yürütülen madencilik faaliyetleri, deformasyonun oluşumuna neden olabilecek etkenler arasında sayılabilir. Deformasyonun kesin nedeninin belirlenebilmesi için jeodezik gözlemlerin yanında jeofizik ve jeolojik analizleri de içeren daha detaylı ve disiplinler arası bir çalışma gerçekleştirilmelidir.

Abstract:
Zonguldak Metropolitan Area is at the heart of the biggest underground mining area of Turkey. In this basin, hard coal production has been carried out for 160 years. Average extraction is about 2.5 - 3 million ton/year. Total production of 160 years is about 400-500 million ton. Today, coal productions are driven between the heights of +155 m and -550 m. Due to these activities, wide subsidence constitutions have been observed in different locations of the basin. Also, the basin is quite rich in cave systems, and this case causes trigger subsidence and increases its rate. Because of the subsidence constitutions, the city infrastructure and superstructure have been experiencing major damages. In this respect, the surface deformations on the basin must be monitored to determine the subsidence effects on the existing settlements.Along with the conventional and terrestrial deformation determination methods, Differential Radar Interferometry which uses phase difference of synthetic aperture radar data acquired in two different times have begun to be employed in monitoring tectonic movements, land slides, volcano eruptions and subsidence etc.In this study, because of the heavily forested area of Zonguldak basin, L band ALOS PALSAR data which can penetrate vegetation and C band ENVISAT ASAR data which are efficient in urban areas were utilized. The data were processed by DORIS which has been developed by TU Delft, Delft Institute of Earth Observation and Space Systems. The maximum rate of the deformation obtained from 2006 to 2010 is 26 cm at line of sight direction in Bahçelievler district of Zonguldak Metropolitan Area. Since the Bahçelievler district is very close to the most popular district of the city, number of new buildings, accordingly compression on the ground, increase day by day. Therefore, compression on the ground, karstic hollows and mining activities under this region can be the reason of subsidence. It requires not only geodetic observations but also geophysical and geological analysis to detect the main reason of the subsidence.