Heyelanların yaratmış olduğu deformasyon etkilerinin fiber optik yöntemlerle sahada izlenmesi

Heyelanlar, dünya genelinde sıklıkla meydana gelen en tehlikeli doğal afetler arasındadır ve genellikle yoğun yağış, depremler, kar erimesi veya insan faaliyetleri tarafından tetiklenirler. İnsan yaşamı üzerindeki doğrudan etkilerinin ötesinde, heyelanlar, yapısal ve altyapı sistemleri (konutlar, hastaneler, tren yolları, boru hatları, vb.), ve ekolojik denge üzerindeki olumsuz etkileriyle önem taşırlar. 21. yüzyılın başından bu yana, iklim değişikliğiyle ilişkili aşırı meteorolojik olaylar, dünya genelinde heyelanların sıklığını ve şiddetini artırmıştır. Türkiye'de, iklimsel koşullara ek olarak, sismik olaylar heyelanların tetiklenmesine önemli ölçüde katkıda bulunmaları heyelan risk değerlendirme ve yönetim süreçlerinin önemini artırmış ve etkili önleme ve eylem stratejilerinin geliştirilmesini zorunlu kılmıştır. En önemli stratejiler arasında etkili heyelan izleme yöntemlerinin benimsenmesi ve bunun sonucunda erken uyarı sistemlerinin geliştirilmesi yer alır. Heyelan izlemede, ekstensometreler, inklinometreler, jeodezik yaklaşımlar, fotogrametrik modeller, ve uzaktan algılama veya uydu teknikleri dahil olmak üzere sayısız metodoloji tanımlanmıştır. Ancak, bu yöntemler gerçek zamanlı veri akışı ve veri iletiminde kısa tepki süresi konusunda sınırlamalara sahiptirler. Fiber optik teknolojiler ise, diğer yöntemlere göre, yüksek doğruluk, uzun mesafe ölçüm kapasitesi ve zorlu çevresel koşullarına dayanıklılık gibi önemli avantajlara sahiptir. Bu sistemler, yer hareketlerini ve deformasyonları gerçek zamanlı olarak tespit etmeyi sağlar ve heyelan riskleri için erken uyarı mekanizmalarına entegre edilir. Bu tez çalışmasında, ışık temelli teknolojilerden biri olan fiber optik sistemlerin heyelan izleme alanındaki potansiyeli, Türkiye'nin Yalova ilinde bir pilot heyelan sahasında incelenmiştir. Bölgenin tercih edilmesinde, mevcut yoğun yağışlar ile aktif fay hatları ve bu etkiler ile bölgede gözlemlenen sürekli kütle hareketinin varlığı etkili olmuştur. Bu tez kapsamında yapılan Limit Denge Yöntemleri (LEM) analizi ile bölgenin heyelanlara karşı hassasiyeti kanıtlanmıştır. Fiber optik kablolarından elde edilen verilerin analizinde, noktasal algılama metodu olan geleneksel Optik Zaman Alanı Reflektometre (OTDR) yöntemi yerine, kablo boyunca sürekli ölçüm sağlayan Dağıtılmış Gerinim ve Sıcaklık Algılama (DSTS) metotlarından olan Brillouin Optik Zaman Alanı Analizcisi (BOTDA) teknolojisi tercih edilmiştir. Yalovadaki pilot çalışmada, çapları 3 mm ve 4.5 mm olan fiber optik kablolar BOTDA sistemine entegre edilmiş ve yaklaşık 50 m'lik bir izleme alanı planlı bir konfigürasyonla kurulmuştur. Bu çalışmada, kablolarda sismik aktivite ve yağış sonucu meydana gelen deformasyonlar (gerilmeler) 50 gün boyunca izlenmiştir. İzleme alanının en aktif noktasında, gerilme değerleri, 3 mm'lik fiber kablo için -2000'den 7000 µε'ye ve 4.5 mm'lik fiber kablo için -500'den 2000 µε'ye kadar önemli değişiklikler göstermiştir. Küresel örnekleri sınırlı sayıda olan bu çalışmanın, Türkiye'de gelişmiş izleme ve erken uyarı sistemlerinin kurulmasında öncülük etmesi beklenmektedir.