Kumköy ile Çiftalan (İstanbul Kuzeyi) arasının yerleşime uygunluğunun mühendislik jeolojisi açısından değerlendirilmesi
Assessment of suitability for settlement of the area between Kumköy and Çiftalan (North of İstanbul) in terms of engineering geology
Yazar: BENER PARLA SAÇBAĞLI
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER ÜNDÜL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Kil = Clay ; Mühendislik jeolojisi = Engineering geology ; Yerleşim yeri = Location area ; İstanbul = Istanbul

Özet:
Kumköy ile Karaburun kömür havzasında yer alan inceleme alanı; Kumköy, Uskumruköy kuzeyi, Gümüşdere, Kısırkaya ile Çiftalan mahallelerini kapsamaktadır. İnceleme alanının batısında yer alan Ağaçlı mahallesinde bölgenin madencilik potansiyelinin araştırılmasına yönelik ilk sondaj çalışması 1908 yılında yapılmıştır. Sondajlarda kumlu jeolojik birimlerin altında kömür ara seviyeli killer kesilmiş ve izleyen süreçte İstanbul'un Sarıyer ile Eyüpsultan ilçelerinin kuzeyinde madencilik faaliyetlerine yönelik birçok ocak sahası açılmıştır. Sahanın büyük bir bölümünde kömür üretim faaliyetleri 1995 yılına kadar yoğun biçimde sürdürülmüş ve izleyen süreçte kademeli olarak azaltılmıştır. Madencilik faaliyetleri süresince bölgede dik üretim şevleri oluşturularak orijinal topoğrafya değiştirilmiştir. İnceleme alanının yeraltı suyu seviyesinin yüksek olduğu; Karadeniz'e komşu dik kum aynalarının altında yer alan killi yamaçlar, eski ocak sahalarında oluşturulan dik üretim şevleri ile kil ağırlıklı kontrolsüz yapay dolgu alanlarında kütle hareketleri gelişmiştir.
Araştırma sahasının Sarıyer ile Eyüpsultan belediyelerinin yetki alanındaki Kumköy, Uskumruköy kuzeyi, Gümüşdere, Kısırkaya ile Çiftalan mahallelerinin yerleşime uygunluğu ilgili belediyeler tarafından incelenmiştir. Bu çerçevede 2006 yılında; Sarıyer Belediyesi tarafından Kumköy mahallesi ve 2010 yılında Uskumruköy mahallesi kuzeyi, Gümüşdere ile Kısırkaya mahallelerinin jeolojik-jeoteknik etüt çalışmaları ve 2005 yılında ise Eyüpsultan Belediyesi sorumluluk alanındaki Çiftalan mahallesinin jeolojik-jeoteknik etüt çalışması mühendislik firmalarına ihale edilerek 1/1000 ölçekli Uygulama İmar Planına Esas Jeolojik-Jeoteknik Araştırma Raporları düzenlenmiştir.
Bu kapsamda yayımlanan jeolojik-jeoteknik etüt çalışmalarından inceleme alanındaki jeolojik formasyonların fiziksel ve mekanik özellikleri, Standart Penetrasyon Testi (SPT) değerleri ile yeraltısuyu sondaj verileri temin edilmiştir. Bu çalışma; İstanbul'un Eyüpsultan ile Sarıyer ilçelerinin kuzeyindeki Kumköy ile Çiftalan mahalleleri arasının yerleşime uygunluğunun mühendislik jeolojisi açısından jeolojik-jeoteknik etüt çalışmaları dışında incelendiği ilk akademik tezdir.
Bu tez çalışmasında Sarıyer ile Eyüpsultan belediyelerinin yetki alanındaki mahallelerin yerleşime uygunluğu; formasyonların fiziksel ve mekanik özellikleri, eğim, kütle hareketleri, sıvılaşma, yerel zemin sınıfı, yeraltısuyu derinliği, zemine 30 cm değerinde penetrasyon için gerekli darbe/vuruş sayısı (SPT-N30) değer dağılımı ile taşkın tehlikesi bazında incelenmiştir. Bu bağlamda yapılan çalışmalar aşağıda özetlenmiştir.
İnceleme alanının coğrafi konum ve ulaşım haritası güncel Google Earth uydu görüntülerinden yararlanılarak oluşturulmuştur. Bunun yanında bölgenin; eğim, eşyükselti değerleri, bakı ve hidroloji haritası oluşturulmuştur. 
Bölgede saha çalışmaları yürütülmüş ve mostralar haritalanmıştır. Mostra gözlenmeyen alanlarda belediyeler tarafından yaptırılan sondaj verilerinden yararlanılmış ve genel jeoloji haritası güncellenmiştir. 
Jeolojik formasyonların mekanik ve fiziksel özellikleri, SPT değerleri ile yeraltısuyu derinlik değerleri; inceleme alanının paylaşıldığı Eyüpsultan ile Sarıyer belediye arşivlerinden temin edilerek değerlendirilmiştir. Bu çalışmada arazi gözlemleri ile sınırları belirlenen kütle hareketleri haritalanmış ve İstanbul Büyükşehir Belediyesi Deprem ve Zemin İnceleme Müdürlüğü (İBB DEZİM) tarafından yayımlanan literatür ile karşılaştırılarak kütle hareketlerinin aktivite düzeyi ortaya konmuştur. Araştırma sahasındaki duraylı alanlar ile heyelan bölgelerinden kesit alınarak heyelan gelişimini kolaylaştıran jeolojik yapı ile yeraltısuyu durumu ortaya konmuştur. İstanbul İl Çevre Düzeni Planı'nda söz edilen arazi kullanım önerileri dikkate alınarak doğa dostu yerleşim alanlarının oluşturulması hedeflenmiş ve jeolojik açıdan sakıncalı alanlar ile orman koruma alanları dışında yerleşime uygunluğu değerlendirilen alan sınırları açıklığa kavuşturulmuştur. Jeolojik formasyonların sıvılaşma potansiyeli ile yerel zemin sınıfı 2018 yılında yürürlüğe giren güncel Türk Bina Deprem Yönetmeliği'nden yararlanılarak analiz edilmiştir. 
Çalışma alanının yerleşime uygunluğu "Çok Kriterli Karar Verme Yöntemi" baz alınarak eğim, kütle hareketi, jeomekanik davranış, sıvılaşma, yerel zemin sınıfı, yeraltısuyu derinliği, SPT-N30 değer dağılımı ile taşkın tehlikesine göre QGIS yazılımında analiz edilmiştir. QGIS yazılımında; yerleşime uygun, yerleşime önlemli uygun, ayrıntılı jeoteknik etüt gerektiren ve yerleşime uygun olmayan alanlar için program bazında uygun görülen minimum ve maksimum risk değerlendirme katsayıları ile risk faktörlerinin toplam değerlendirme katsayı değerleri karşılaştırılarak yerleşime uygunluk haritası üretilmiş ve yerleşim alanındaki gerekli mühendislik önlemlerine değinilmiştir.

Abstract:
The site of investigation in the coal basin of Kumköy and Karaburun comprises the towns of Kumköy, the northern part of Uskumruköy, Gümüşdere, Kısırkaya and Çiftalan. First drilling was served prospections purpose in the year of 1908 in the Ağaçlı town situated in the western part of the site of investigation. During drilling works, coal interbedded clays were found beneath the sandy geological sequences and in the following process, plenty of quarries were opened on the purpose of coal mining activities between the town of Kumköy and Çiftalan. In the large part of the site coal production activities continued until the year of 1995 intensely and in the following process were gradually reduced. Along the mining activities, the original topography of the field was modified due to the construction of the steep production slopes. In the area of investigation, mass movements were developed in the parts where the groundwater level was high; clayey slopes under the sand faces, steep production slopes constructed in the old quarry and clay weighted uncontrolled artificial fill areas.
The suitability for settlement of the towns of Kumköy, northern part of Uskumruköy, Gümüşdere, Kısırkaya and Çiftalan was analyzed by the municipalities of Sarıyer and Eyüpsultan. Within this scope in the year of 2006; the suitability for settlement work was contracted by the municipality of Sarıyer with engineering firms. In the year of 2010, the suitability for settlement of the northern part of Uskumruköy, Gümüşdere and Kısırkaya towns in the realm of authority of the Sarıyer municipality were conducted by engineering firms and in the year of 2005; the suitability analysis for settlement of Çiftalan town which is under part of the Eyüpsultan municipality was done. All those contracts served for geological – geotechnical investigation reports which were required as part of the 1/1.000 scaled implementary development plans. 
For this scope; physical and mechanical engineering properties of the geological formations present in the site of investigation, SPT and groundwater drilling data were provided from the geological – geotechnical investigation reports. This study is the first academical thesis where suitability for the settlement area between Kumköy and Çiftalan towns was analyzed except the geological – geotechnical investigation reports.
In this thesis the suitability for settlement of the towns in the realm of authority of Sarıyer and Eyüpsultan municipalities was researched in terms of the physical and mechanical engineering properties of geological formations present in the site of investigation, slope, mass movements, liquefaction potential, soil class, groundwater depth, SPT-N30 value distribution and flood hazard. The studies in this sense were summarized below.
The geographical position and transportation map were created by the up-to-date Google Earth satellite images. Climatic characteristics and vegetation of the site of investigation were interpreted which were the data of Kumköy State Meteorological Station. Slope, contour values and aspect map were created. The hydrology was clarified and its effect on the landslides was determined.
Between Kumköy and Çiftalan towns field studies were conducted and the outcrops were mapped. The areas where there was no outcrop; benefited from the drilling data which were provided from the Sarıyer and Eyüpsultan municipalities and the general geology map was updated. 
The physical and mechanical engineering properties of the geological formations, SPT and groundwater depth values were provided from the Eyüpsultan and Sarıyer municipality archives and assessed. In this study, the mass movements were mapped by field observations and compared with literature published by Istanbul Metropolitan Municipality Earthquake and Soil Research Management where the activity state was explained. Cross sections were taken from stable and landslide areas to show the geological structure and groundwater potential which triggered landslides. The suggestions mentioned in the environmental plan of Istanbul City were considered for creation of ecofriendly settlement areas. On the other hand the boundaries of settlement areas were clarified whose suitability were assessed within the frame of this study; except the geologically unfavorable and forest shelter belts with respect of the environmental plan of Istanbul City. The liquefaction potential of the geological formations and soil class determination was based on the current Turkish Building Earthquake Code which went on effect in the year of 2018.
The suitability for settlement of the site of investigation was analyzed with the multicriteria decision method in terms of physical and mechanical properties of the geological formations, slope, mass movement, liquefaction potential, soil class, groundwater depth, SPT-N30 value distribution and flood hazard at the QGIS software. In this software minimum and maximum risk assessment coefficients were computed by multiplying the weighting coefficients by minimum and maximum risk scores. For those scores suitable, slightly restricted, severely restricted and unsuitable settlement areas were determined and by comparing the minimum and maximum risk assessment coefficient intervals of the slope, mass movement, liquefaction potential, soil class, groundwater depth, SPT-N30 value distribution in shallow foundation depth to foundation depth with two basements and flood hazard factors and land use map was prepared. Most of the investigation site consisted of slightly and severely restricted areas in terms of slope percent, mass movement potential in case of construction activities, liquefaction potential, groundwater potential, weak soils according to the SPT-N30 value distribution for shallow to foundation depth with two basements. The zone was divided into 250 m width and 250 m length for detailed suitability analysis and coordinated between the towns of Kumköy and Çiftalan.
The engineering precautions required for the new settlement areas and landslide sites were mentioned according to the current Turkish Earthquake Code. In suitable areas local engineering precautions may be taken and no mass movement, liquefaction potential and flood risk was present like the slightly restricted areas. On the other hand soil was formed of very stiff clays and dense sands except volcanics. As a result in slightly restricted areas in terms of mass movements where slope percent was between 5 and 15; the groundwater level should rise until 5 m depth from the soil surface and in severely restricted areas  with percent of 10 to 30 upto 10 m. Since most of the landslides were situated beside Black Sea slurry trench construction was proposed and slide piles should be fixed below the hard clays. In the areas vulnerable to liquefaction effect the groundwater should rise up to 10 m and soil improvement was mandatory. Against settlement and bearing capacity problems in uncontrolled fill areas with slope percent between 0 and 5 maximum two storey buildings should be designed after soil improvement and for % 5 to 15 slopes detailed geotechnical surveys were required. Soil improvements was needed in severely restricted areas such as uncontrolled fills with low SPT-N values. In the between part of the artificial ponds present in Çiftalan town construction activities should be outlawed because of uncontrolled artificial fill depth with minimum 15 to 70 m and groundwater rise which caused landslides by heel undermining. In severely restricted areas construction activities should be outlawed until detailed geotechnical surveys were conducted. Unsuitable settlement areas comprised of flood hazard areas and steep rock fall and toppling areas beside Black Sea.