Jeoformoloji Jeomorfoloji Dersi Dönem Ödevi HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ JEO467 – JEOMORFOLOJİ DERSİ DÖNEM ÖDEVİ BİLAL KILÇADIR – 20723598 BOLKAR ALTUNTAŞ – 20824484 BURAK KÜÇÜKARSLAN – 20723604 KONU: JEOMORFOLOJİK İNDİSLER ÖDEV TESLİM TARİHİ: 05/01/2012 1 A. JEOMORFOLOJİK İNDİSLER Akarsu havzalarının jeomorfolojik evrimi ve havzaları akaçlayan akarsuların drenaj gelişiminde tektoniğin etkilerinin açıklanmasında pratik metotlardan birisi morfometrik analizler ve amaca göre belirlenen indis hesaplamalarıdır. Drenaj havzalarının boyut, yükselti ve eğim gibi sayısallaştırılabilir topoğrafik özelliklerinden faydalanılarak uygulanan bu yöntemin uygulanmasında ayrıntılı (özellikle 1/25000 ölçekli) topografya haritaları temel alınarak sayısallaştırma işlemi yapılmakta, ardından elde edilen sayısal veriler indis formüllerinde yerine konmaktadır (KELLER ve PINTER, 2002). Tektonik ve yer şekli gelişimi, dolayısıyla jeomorfolojik süreçler arasındaki ilişkileri ortaya çıkarak bu tür çalışmalar Tektonik Jeomorfoloji çalışmaları içinde değerlendirilir (MAYER, 1986) ve aktif tektonik araştırmalarda sıklıkla kullanılmaktadır (Keller, 1986). Çalışılan alanın jeomorfolojik özelliklerine göre uygulanan indisler değişebilir. Drenaj havzası analizlerinde morfometrik analizler somut sonuçlar vermekle birlikte (TUROĞLU, 1997; Öztürk, 2008), en çok kullanılan jeomorfik indisler olarak Drenaj Havzası Asimetrisi, Akarsu Uzunluk-Gradyan İndisi ve Vadi Tabanı Genişliği-Vadi Yüksekliği Oranı gibi indisler tektonik yükselim oranlarının açıklanmasında pratik yararlar sağlamaktadır (KELLER ve PINTER, 2002). Aktif faylarla kontrol edilen drenaj havzalarında tektonik aktivitenin drenaj sistemleri üzerine etkileri, jeomorfik indislerle yapılan modellemeler ve morfometrik yaklaşımlar kullanılarak açıklanabilmektedir. Bu amaçla bir drenaj havzası içinde topografyaya ait ölçülebilir parametreler (boyut-yükselti ve eğim), topografya haritaları ve hava fotoğrafları üzerinden ele alınarak üretilen sayısal verilerden bir sahanın tektonikten etkilenme derecesi ortaya çıkarılabilir. Sayısal ham veri oluşturma aşamasında sayısal arazi modellemesi (Digital Elevation Model - DEM) yöntemini izlemek, verilerin hassasiyeti açısından fayda sağlamaktadır. Nitekim coğrafi koordinatları belirlenmiş ve amaca göre belli kontur aralıklarıyla sayısallaştırılmış bir sahanın morfometrik özelliklerinin çalışılması daha doğru sonuçlar vermektedir. Mevcut çalışmalarda genelde aktif faylarla denetlenen ya da bölgesel tektonik yükselim (uplift) oranlarının yüksek olduğu bölgelerde drenaj havzalarında gözlenen aykırılıklar jeomorfik indisler yoluyla incelenmekte, özellikle aşınmaya karşı direnç faktörünün gözlenmediği sahalarda (homojen litolojik birimler) indis sonuçları 2 yorumlamaya önemli katkı sağlamaktadır. Örneğin VERRIOS vd. (2004) Yunanistan’ın Corinth Körfezi’nde Eliki Fay Zonu boyunca dağ cephesi eğrilik oranı indisi, Akarsu Uzunluk-Gradyan İndisi, Vadi Tabanı Genişliği-Vadi Yüksekliği Oranı indisi ve boyuna topografik simetri faktörü indisi analizlerinden yola çıkarak Eliki Fay zonunun yüksek tektonik aktivite sınıfına dâhil olduğunu tespit etmişlerdir. Drenaj havzasının gelişiminde yapısal unsurların etkisi araştırılır. Çalışmaların amacı seçilen morfometrik analizler ve indis çalışmalarına dayalı olarak havzadaki drenaj asimetrisinin gelişimi ve talveg-yamaç profillerinin düzenlenmesinde tektoniğin etkilerini ortaya koymaktır. İndis çalışmalarında ani değişimler görüldüğünde uydu görüntüleri tekrar incelenir, tespit edilen çizgisel zonlarda drenajı ve morfolojyi denetleyen etkiler arazide tanımlanarak haritalanır. Jeomorfik indis uygulaması çalışmalarında, incelenen sahanın morfolojik yapısına göre, basit matematiksel hesaplamalara dayalı olan indisler kullanılır. Örneğin faylarla kontrol edilen bir dağ cephesinin morfolojik evrimi ve aktif tektoniği incelenirken “Dağ Cephesi Sinuositesi “(Smf)” ve dağ cephesinin etek boyunca uzunluğu (Lmf) ile düz bir çizgi boyunca uzunluğu (Ls) arasındaki oransal ilişki ele alınarak Smf=Lmf/Ls indis formülü uygulanmaktadır. Drenaj havzalarının incelenmesinde ise “Hipsometrik Eğri ve Hipsometrik İntegral”, “Drenaj Havzası Asimetrisi”, “Akarsu Uzunluk-Gradyan (SL) İndeksi” ve “Vadi Tabanı Genişliği-Vadi Yüksekliği Oranı” gibi jeomorfik indisler kullanılabilir (Keller and Pinter, 1996). Herhangi bir çalışmada bölgenin jeomorfolojik gelişimi açıklanırken amaca uygun olarak bazı jeomorfik indisler örnek bölge üzerinde uygulanır. Çalışma sahası ve çevresinin topografya haritaları üzerinden coğrafi koordinatları belirlenip ve belli kontur aralığı ile bilgisayar programında sayısallaştırma işlemi yapılır. Elde edilen tüm veriler yine bir bilgisayar programı kullanılarak ASCII formatına çevrilip, buradan tüm morfometri ve jeomorfik indis hesaplamaları yapılarak, elle veri oluşturma ve işlemenin doğurabileceği hatalar en aza indirgenir. Kanal morfolojisi “Akarsu Uzunluk - Gradyan İndeksi” açısından değerlendirildiğinde SL=(?H/?L)L formülü kullanılır. SL akarsu boy-gradyan indisini gösterirken, ?H akarsu kanalının yükseklik değişimini (maksimum yük/minimum yük), ?L akarsu 3 segmentinin uzunluğunu, L ise indis hesaplama noktası ile akarsu kaynak yükseltisi arasındaki mesafenin m olarak değerini ifade etmektedir. Vadi kanalı boyunca olası tektonik aktivite, kaya direnci ve topoğrafya arasındaki ilişkilerin değerlendirilmesi amacıyla SL indisi kullanılmaktadır (Hack, 1973; Edward ve Pinter, 2002). İndis formülü ve hesaplama parametreleri Şekil 1’de gösterilmektedir. Şekil 1: İndis Formülü ve Hesaplama Parametreleri Şekilde, bir incelemeye konu olan sahada yapılan gözlemler, arazi incelemeleri ve bilgisayar ortamında yapılan analizler sonucunda havzada drenaj kuruluşu ve gelişimini farklı aşınma süreçlerine ve tektonik aktivitenin gücüne bağlamak mümkündür. Morfometrik veriler arazi gözlemleri ile karşılaştırıldığında arazinin kanal morfolojisi ile havza gelişiminin belirtilen fayların aktiflik durumları ile bağlantılı oldukları anlaşılmaktadır. İndis hesaplamaları sonucu bu yorum yapılabilir. B. İNDİS UYGULAMALARI 1. Akarsu Uzunluk - Gradyan İndeksi [SL=(?H/?L)L] Akarsu Uzunluk - Gradyan İndeksi, akarsu vadilerinde, akış kanalı boyunca tektonik, kayaç direnci ve topoğrafya ilişkilerinin analizinde kullanılmaktadır ve indis formülü [SL=(?H/?L)L] şeklindedir (HACK, 1973; KELLER ve PINTER, 2002). Buna göre SL akarsu boy-gradyan indeksini, ?H akarsu kanalının yükseklik değişimini (maksimum yük/minimum yük), ?L akarsu kanal parçasının uzunluğunu, L indeks hesaplama 4 noktası ile akarsu kaynak yükseltisi arasındaki mesafenin m olarak değerini ifade eder. Şekil 2: Bayramdere Talveg Profili Boyunca SL İndisi ölçüm aralıkları (a) ve değerleri (b). 5 2. Vadi Tabanı Genişliği-Vadi Yüksekliği Oranı Vadi tabanı genişliği-vadi yüksekliği oranı indisi tektoniğin vadi yamaç profilleri üzerindeki etkileri konusunda fikir vermesi nedeniyle kullanılmaktadır ve indis formülü [Vf=2.Vfw / (Eld-Esc) + (Erd-Esc)] şeklindedir (BULL, 1977, BULL ve McFADDEN, 1977; BULL, 1978, KELLER, 1986). Bu formüle göre yüksek Vf değerleri düşük yükselme oranını ve dolayısıyla yamaç işlenmesini gösterirken, düşük Vf değerleri tektonik yükselme paralelinde kuvvetle kazılan vadileri karakterize edecektir. Böylece derine kazma faaliyetinin tektonikle ilişkisi değerlendirilebilmektedir. Formül açılımına göre Vf: Vadi Tabanı Genişliği – Vadi Yüksekliği Oranı, Vfw: Vadi Tabanı Genişliği, Eld: Sol Vadi Kesimi Yüksekliği, Erd: Sağ Vadi Kesimi Yüksekliği ve Esc: Vadi Tabanı Yüksekliği’ne karşılık gelir (KELLER ve PINTER, 2002). 3. Drenaj Havzası Asimetrisi Bu indis havza gelişimi üzerinde tektonik kontrolün tanımlanmasında sıklıkla kullanılır (HARE ve GARDNER, 1985; COX, 1994). İndis formülü T = DaDd dir. Buna göre Da havza ortası ekseni ile aktif menderes kuşağı arasındaki mesafe, Dd ise havza ortası ekseni ile su bölümü arasındaki mesafedir. Şekil 3: Drenaj Havzası Asimetrisi İndisi Uygulanan Bir Sahanın Haritası C. SONUÇ Morfometrik analizler ve indis hesaplamaları drenaj havzası gelişimi tektonik ilişkileri konusunda somut veriler sunmaktadır. Havzalarda uygulanan üç indis çalışmasında 6 havzanın geliştiği volkanik ve metamorfiklerden oluşan kütlenin akaçlanmasında tektoniğin denetleyici olduğunu gösterir. D. KAYNAKLAR ? http://www.sosyalbil.selcuk.edu.tr/sos_mak/makaleler/ (A. Evren ERGİNAL ve İsa CÜREBAL) ? Türk Coğrafya Dergisi, Sayı 50, s. 61-68, İstanbul, 2008. (Beyhan ÖZTÜRK ve A. Evren ERGİNAL) ? http://tr.wikipedia.org/wiki/Ana_Sayfa ? http://www.cografyam.net ? http://www.yerbilimleri.com ? http://yunus.hacettepe.edu.tr/~kdirik ? http://www.google.com.tr/imghp?hl=tr&tab=wi ? James S. Monroe ve Reed WICANDER (Kadir DİRİK ve Mehmet ŞENER), Fiziksel Jeoloji, 5. Türkçe Baskı, 2007, TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası