Sehirlerdeki jeolojik ve jeofizik arastirmalarin amaci, mühendislere, plancilara, karar vericilere ve genelde bütün topluma yerbilimleri açisindan temel veriler saglamaktir. Kayaçlarin jeolojik ve jeofizik açidan özellikleri ile mühendislik açisindan bilinmesi gereken özellikler arasinda kurulacak baglar daha dogru karar ve projelerin üretilmesine yarayacaktir.

Yeryüzünde uygulanan çesitli jeofizik yöntemler ile, yeraltini olusturan kayaçlarin fiziksel özelliklerinin yatay ve düsey yöndeki degisimleri belirlenebilir. Yogunluk, elektrik özdirenç, manyetik duyarlik ve elastik dalga hizi gibi çesitli fiziksel özellikler ise kayaçlarin cinsine, gözenek ve geçirgenlik katsayisina, içinde bulunan su miktarina baglidir. Çevreyi tahrip etmeyen, uygulamasi çok hizli ve ucuz olan jeofizik incelemeler mekanik sondajlarin ve diger mühendislik deneylerinin geregini kaldirmaz, ancak projelendirme programinin daha iyi yönlendirilerek zaman ve giderlerin en aza indirilmesine yardimci olur. Açik arazide, hatta sehirlerdeki yerlesimlerin müsait bölgelerinde yeraltindaki kosullarin mühendislik veya çevre açisindan incelenmesinde yaygin olarak uygulanan bazi yöntemler asagida kisaca açiklanmistir

---

SISMIK KIRILMA YÖNTEMI

Sismik Kirilma Yöntemi’nde bir kaynakta olusturulan elastik dalgalarin yerin farkli özelliklerdeki katmanlari içinde kirilarak (ve tam yansimaya ugrayarak) yayilmalarina iliskin yol alis (seyahat) zamanlari ölçülür. Bu zaman uzaklik kayitlari daha sonra uygun yöntemler ile islenerek tabakali ortamlarin kalinlik ve sismik dalga hizlarini belirleyen yer alti modelleri olusturulur

Yapilarin projelendirilmesi açisindan önemli olan bazi elastik büyüklükler (Poisson orani, Young modülü, Kayma modülü) arazide veya laboratuvarda ölçülen vp ve vs elastik dalga hizlarindan hesaplanabilir. Ayrica yapi mühendisliginin jeoteknik dalinda çokça kullanilan Standart Penetrasyon Deneyi’nden (SPT) elde edilen ve zeminin tasima gücünü yansitan N sayisi ile enine dalga hizi vs arasinda da bir iliski kurulabilmektedir.

---

ELEKTİRİK VE ÖZDİRENÇ YÖNTEMİ

Jeofizik Mühendisligi’nde en yaygin olarak kullanilan ve en dogru sonuç veren yöntemlerin basinda gelir. Jeofizik elektrik özdirenç arama yöntemi ile, arastirma alaninda, seçilen dizilimin türüne bagli olarak iki uçtan iletken elektrotlar (A ve B) yardimi ile yerin içine (mA) dogru veya alternatif elektrik akimi gönderilir ve bu elektrik akiminin yeryüzünde iki noktada (M ve N) olusturdugu V (mV) gerilim farki polarize olmayan elektrotlar vasitasi ile ölçülür

Arastirilmasi yapilan ortamin görünür elektrik özdirenci ise, Pa = K V Ohm.m bagintisindan hesaplanir (K dizilim katsayisi). I Istanbul Büyüksehir Belediyesi Zemin ve Deprem Inceleme Müdürlügü’nce Kagithane II. Etap yapilarinin yerlesecegi alanda elektrik özdirenç yöntemi ile topografik egim dogrultusunda yedi noktada yapilan derin elektrik sondaj (DES) ölçüm sonuçlari Sekil 4’de görülmektedir. Bu sonuçlar, yapilarin yerlesimi ve hafriyat açisindan, projelendirme sirasinda, bazi tedbirlerin alinmasi konusunda yönlendiricidir.

Bu tür jeofizik ölçümlerin münferit yapilarin projelendirilmesi açisindan ne derece yararli oldugu ortadadir. Ancak Istanbul gibi hizla büyüyen sehirlerde genis ölçekte yerlesim alanlari planlanirken, bölgesel olarak bir çok noktada ve bir çok farkli kayaç üzerinde arazide yerinde yapilacak bu deneylerin jeolojik ve jeofizik açidan önceden degerlendirilmesi, yapilasmada sorun çikaracak alanlarin ve çözüm önerilerinin imar planlarinda yer almasi açisindan son derece önemlidir. Istanbul’lular için birçok yönden önemli olan Beykoz ve Sariyer mücavir alanlarinda yürütülen böyle bir çalisma örnegi de asagidaki haritada görülmektedir . Çok sayidaki ölçüm sonuçlari ayrintili olarak degerlendirilmis ve I.B.B. Sehir Planlama Müdürlügü’nün bölgeye iliskin çalismalarinda analitik veriler olarak kullanilmistir.

Yeni yapilarin yerlesim alanlarinin zeminlerinin çesitli mühendislik jeofizigi yöntemleri ile ön incelenmesinin yararlari disinda, bu tür uygulamalar eski ama tarihi degeri olan yapilarin korunmasinda da çok yararli bilgiler saglar. Örnegin Topkapi Sarayi’nda, Ayasofya Camii’nde, Süleymaniye Camii’nde ve son olarak ta Fatih Camii Külliyesi zemininde eserlere hiçbir zarar vermeden bir çok tür jeofizik ölçümler yapilmistir.

---

YAPILASMA VE JEOFIZIK ÇALISMALARI

Temel Insaatlari:

• Derin Kazilarin Desteklenmesi
• Kaya ve Zemin Ankrajlari
• Mini Kazik Uygulamalari
• Bina Içi Dar Mekanlar Için Özel Delme Makinesi ile Temel Takviyesi
• Enjeksiyon Uygulamalari
• Kazikli Temeller

Zemin Arastirma Çalismalari:

• Jeolojik ve Jeoteknik Etüdler
• Hidrojeolojik Etüdler
• Jeofizik Etüdler
• Temel Sondajlari
• Zemin Mekanigi Laboratuar Deneyleri
• Yükleme Deneyleri
• Presiometre Deneyleri

Zemin Mekanigi :

• Sondaj
• Numune Alma
• Laboratuar Deneyleri
• Geoteknik Rapor

Kaya Mekanigi :

• Sondaj
• Laboratuar Deneyleri
• Permeabilite Deneyleri
• Geoteknik Rapor, Stabilite Analizi

Deniz Çalismalari :

• Batimetrik incelemeler
• Sismik Arastirma

Temel Mühendisligi :

• Deneyler
• Arastirma
• Proje
• Müteahhitlik ve Müsavirlik

Zemin Islahi :

• Enjeksiyon / Grouting
• Kazikli Temeller / Pile Foundation
• Istinat Duvarlari / Retaining Walls
• Ankraj / Anchor
• Zemin Çivileme / Soil Nailing

---

ÇEVRE SORUNLARI VE JEOFIZIK

Bilindigi gibi, jeofizik yöntemler 20. yüzyilin baslarindan beri maden, yeraltisuyu ve petrol aramalari ile deprem arastirmalarinda yaygin olarak kullanilmaktadir. Jeofizigin bu uygulama alanina, 1950'lerden sonra büyük mühendislik yapilarinin (baraj, çok katli binalar, santraller, otoyollar vb.) kurulmasi ile zemin-mühendislik yapisi iliskisinin saptanmasi ve zeminin jeolojik yapisinin ortaya konmasini kapsayan mühendislik jeofizigi eklenmistir. Mühendislik jeofizigi, mühendislik sorunlarinin çözümüne yönelik jeofizik mühendisligi uygulamalari olarak da tanimlanabilir.

Bilindigi gibi, çevre kirliligi; hava, toprak ve suyun fiziksel, kimyasal veya biyolojik olarak kirlenmesi seklinde tanimlanmaktadir. Çevre kirliligi, bu açidan sanayilesme olayindan sonra ortaya çikan bir sorundur. Bu nedenle de çevre sorunlarina çözüm arayislari Dünya'da ve Türkiye'de oldukça yeni bir olaydir. Son 25 yila kadar bu süreci uzatmak mümkünse de, 1980'lerden sonra tüm dünyanin bu sorunla ve çözümüyle ilgilenmeye basladigi söylenebilir. Jeofizik yöntemlerle çevre sorunlarinin çözümüne yönelik çalismalarin, 'Çevre Jeofizigi' olarak ortaya çikmasi da son yillara rastlamaktadir.

Tatli-tuzlu su ayrimi gibi çevre sorunu olarak da görülen yeraltisuyu sorunun çözümüne yönelik çalismalar, dogru akim özdirenç (DC rezistivite) ve daha sonralari özdirenç-Etkisel Kutup-lasma (IP) yömtemleri ile yürütülmüs fakat 'çevre jeofizigi' olarak degil hidrojeoloji sorunlarinin çözümü olarak görülmüstür. Bu nedenle 'çevre jeofizigi' yeni bir jeofizik dali gibi ortaya konmustur. 1990'li yillarda, çevre jeofizigi konusundaki bilgi birikimi oldukça yogunlasmis olup jeofizik literatürüne girmistir.

Çevre jeofizigi konulari içinde, izleyen genel sorunlarin çözümüne yönelik çalismalar siralanabilir.

• Yeraltisuyu aramalari,
• Tatli-tuzlu su bölgelerinin sinirlarinin belirlenmesi,
• Yeraltisuyu kirliliginin saptanmasi
• , Yeralti atiksu depolama bölgelerinin saptanmasi,
• Baraj ve göl kaçaklarinin belirlenmesi,
• Yeralti bosluklarinin saptanmasi,
• Kimyasal atik bölgelerinin saptanmasi,
• Evsel atik bölgelerinin saptanmasi,
• Çesitli jeoteknik haritalarin hazirlanmasi,

Bu çalismalara bir kisim özel çevre sorunlarini (Petrol ve dogal gaz boru hatlarindan sizintilarin neden oldugu kirlilik gibi) ve bunlarin çözümlerini eklemek de mümkündür.

Çevre sorununa bagli olarak çözüm için jeofizik yöntemlerden bir veya birkaçi uygulanabilmektedir.

---

UYGULAMA ALANLARI

Jeofizik ölçünler veya ölçmeler asagidakilerin arastirmasina yardimci olabilir.

Ortaya çikan toprak dolgularinin veya tehlikeli atik yerleRin etrafinda ve altindaki zeminin jeolojik ve hidrolojik aktif yapilari. Yeni yerlerin seçimi için jeolojik engeller. Atik yiginlarinin uzanimi ve içerikleri. Basit kütleler. Kirletilmis atik sularin, sizintilarin ve atmosfer kirliliklerinin akisi Jeofizik yöntemlerle tektonik tabakalasma ve aktif hidrolojik yapi ve doku gibi ve diger birçok hallerin kimligi saptanabilir. Bu yöntemlerle yeraltinda jeolojik engellerle korunarak saklanmis bozulmus, kirlenmis yersulari kontrol edilebilir.

Tehlikeli arazi dolgularinin tam dogru uzanimlarini ve atik yerlerini bilmek, herhangi bir risk tahmini için gereklidir. Birçok yerlerde Jeofizikçiler kalin kaplama altindaki gibi kirletilmis sahalarin sinirlarini bulabilirler. Yerli ve bazi endüstriyel atigin beklenmeyen fiziksel tek çesitliligi ayrica detayda arazi dolgularinin altinin arastirilmasina izin vermektedir.

Jeofizikçiler yukaridan kirletilmis materyallerin akici olmayan varligina izin veren gömülü atigin fiziksel özelliklerini daha iyi isleyebilirler. Kirletilmis zemin suyunun yeraltinda izledigi yollarin aranmasi jeofiziksel arastirmanin diger degerli alanidir. Bu yinede, zeminin fiziksel özelliklerinin önemli degisiklikleri üzerine dayanir.

Arazi dolumlari ve yiginlarindan beri birçok atmosfer kirliligi ve sizintilar tuzludur, çözülebilir, kirliliklerin yüklerini tasiyan birçok atiksu jeofizikçiler tarafindan arastirilabilir. Fakat organik sivilarin,örnegin sivi hidrokarbonlarin, konsantrasyon-larinin varligi zayiflayabilir.

Tehlikeli yerler üzerinde jeofiziksel ölçümlerin diger pozitif etkisi çalisan personelin endüstriyel güvenligidir. Jeofizigin akici ve yikici olmamasindan dolayi dogal ve yapay tikanmalar eksiksiz kalir. Toksik gazlar veya sivilar kaçamaz ve saglik tehlikesi düser.

Tablo Çevre Jeofizigi Uygulamalari 

Yöntemler Uygulama sahasi 

Jeoloji Toprak Atiksu Notlar 

Dolgu 

Manyetik (+) + - Sinirli derinlik sokulumu 

Jeoelektrik haritalama (+) + (+) Borular tarafindan karistirilan 

Jeoelektrik sondaj + + + Borular tarafindan karistirilan 

Akim polarizasyonu (+) (+) (+) Arastirma geregi 

Dogal potansiyel (+) (+) (+) Arastirma geregi 

EM yöntemler + + + EM, VLF, TDEM 

Graund radar (+) + (+) Kuru zemin geregi 

Sismik kirilma + (+) - - 

Sismik yansima + - - Pahali 

+ uygulanabilir, (+) sinirli uygulanabilir, - uygulanamaz. 

Jeofizikçilerin basarili ve az masrafli uygulamalari bilginin bir optimumunu çikarmak için dogru metodlari birlestirmekle görevli jeofizikçinin ustaligina ve yerin fiziksel özelliklerine dayanir. Bu islem fiziksel özellikler üzerine farklar eger çok küçükse jeofizik yöntemleri uygulamak bosubosunadir. Iyi örnekler özgül elektrik rezistivite ve sismik hizdir. Iki materyalin rezistivitelerini ayirmak için en az 30 ohm dan itibaren fark etmesi gerekmektedir; sismik hizlar 200 m/s den itibaren degismektedir.

Metal borular veya kablolar, yollar, binalar, vb. gibi yerlesim yerlerindeki tesisatlarin karisiklik etkisini herhangi bir ölçüm baslangicindan önce hesaba katmak gerekir. bunlarin bulunuslari, herhangi jeofiziksel hareketleri sinirlayabilir tesisat-larca karismadan kalan metodlarin uygulamalarini isteyebilir. Bundan dolayi arazi üzerine bir kablo veya boru - dedektörü ile öncelikle gitmek tavsiye edilebilir. Bazi uzmanlar el - yapi etkiler görülmeyebilir; yüksek voltaj güç hatlarinin indüksiyonu yüzlerce metre uzakta üzerine elektromanyetik ölçümleri etkiyecektir.

---

SINIRLAMALAR VE AMAÇLARI

çevre jeofiziginin hedefleri ve kullanilan uygun metodlari listelemektedir. Sadece yüzey ölçümleri eklidir.

Asagida çevre problemlerini çözmek için jeofizik yöntemlerin uygunlugu detayda tartisilmaktadir.

Çevre Jeofiziginin Amaçlari

Yöntemler Amaçlar

Yeni atik Endüstriyel atik Terkedilmis yer Akifer gözenegindeki Akifer eklemindeki Jeolojik atik sular atik sular engel

Manyetik + + + - - - 
Jeoelektrik 
haritalama + + + + + + 
Jeoelektrik sondaj + + - + + + 
Akim 
polarizasyonu + + * + * + 
Self potansiyel * + - * - -
EM, VLF, TDEM + + + + + * 
Ground radar * * + - - * 
Sismik kirilma * * - + - + 
Sismik yansima - - - + - * 
Uygunluk ;+=iyi, *= sinirli, -= imkansiz 

---

DEGERLENDIRME VE YORUMLAMA

Degerlendirme ve yorumlama jeofizik arazi çalismasi olarak ayni dikkat ve önemle yapilmalidir.

Günümüzde, degerlendirme özel jeofiziksel bilgisayar programlarinin mevcudiyetinden beri geçmisten daha kolay ve daha hizlidir. Çalismak için bilgisayari yerlestirmek zaman kazandirir fakat düsünmenin önüne geçmez. Biçimsel ve genellestirilmis bilgisayar sonuçlari düzenin açiklamalarina ve nesnenin bilinen özelliklerine göre düzeltilmelidir.

Sonuç raporu jeofizikçi olmayanlara açiklayici olmalidir, bunun gibi, fakat veriler çok mükemmelce tekrar degerlendirme ve yorumlamalari mümkün kilacak sekilde dökümanlanmalidir. Bütün haritali kisimlar ve diger grafikler dogru karsilastirmayi kuvvetlendirmek için ayni ölçü içinde gösterilmelidir.

Kirliliklerin uzanimi, sizintilarin hidrolik yollari ve bir arazinin jeolojisi ile ilgili jeofiziksel raporlar bir sonuç raporunda detayli olarak tartisilmalidir. Sonuçlarin özel uygunlugu tatismadan jeofiziksel verilerin sade biçimsel bir gösterimi yeterli degildir.

Jeofizik çalismanin yapildigi sahada uygulanilan yöntemin önemi büyüktür. Aranilan seyin niteligine ve arastirma sahanin jeofizik, jeolojik durumuna göre çalismayi yapan kisilerin en iyi verileri elde etmesine yardimci olacak ve en az masrafli yöntemi kullanmalari gerekir.

Ölçme islemi, ölçme öncesi ve genel ölçme olarak iki safhada düsünülebilir. Ölçme öncesinde sadece ucuz ve hizli manyetik, jeoelektrik ve elektromanyetik metodlar kullanilmali, genel ölçmede ise ölçme öncesinin sonuçlariyla, seçilmis arazinin sismik kirilma, sismik yansima ve akim polarizasyonu gibi jeofizik yöntemler uygulanilarak detayli bir sekilde arastirilmasi olarak düsünülebilir.

Bütün bu çalismalara baslarken jeofizik masraflarin karsilastirilmasi ve jeofizik arastirma maliyetlerinin iyi belirlenmesi gerekir.

KAYNAKLAR

KEÇELI,A., KAYA,M.A., TÜRKER,E., KAMACI,Z., (1992), Çevre Jeofizigi, II. Yeralti Kaynaklari ve Çevre Sempozyumu, Kusadasi

VOGELSONG,D., (1995), Environmental Geophysics, Springler Verlog, Berlin