Dünyanın en yoğun havalimanlarından biri olan Kansai Uluslararası Havalimanı (KIX), benzeri görülmemiş bir sorunla karşı karşıya. Havalimanı, her geçen gün biraz daha batıyor! Osaka Körfezi üzerinde, ıslah edilmiş bir arazide yer alan havalimanının iki yapay adası, yavaş ama emin adımlarla, havalimanına ait yapılar ve çevredeki deniz suyunun ağırlığına yenik düşüyor. Bu çökme veya zeminin aşağıya doğru hareketi, havalimanının uzun vadeli yaşayabilirliği açısından büyük bir endişe kaynağı durumunda.
Sorun Ne?
Kansai Havalimanı’nın batışı, başlangıçta yılda 10 santimetre (4 inç) çökme yaşanacağını öngören mühendisler tarafından hafife alınmıştı. Ancak havalimanını taşıyan adalar, 1994 yılında havalimanının faaliyete başlamasından bu yana, şaşırtıcı bir şekilde, yaklaşık 8,2 metre (27 feet) battı. Bu hızlı çöküş, deniz tabanının, silt ve kilden oluşan yumuşak yapısından kaynaklanıyor. Havaalanının pistleri, terminalleri ve diğer yapılarının ağırlığı da zemini sıkıştırdıkça, adalar yavaş yavaş körfeze doğru batıyor.
Havalimanı Nasıl İnşa Edildi?
Deniz dolgusu ile elde edilen topraklar, ıslak bir süngere benzetilebilir. Havaalanı binalarının devasa ağırlığını taşıyabilmesi için, kuru ve yoğun bir temele oturtulması gerekiyor. Bu dönüşümü gerçekleştirmek için Kansai inşaat ekipleri, killi deniz tabanının üzerine 1,5 metre derinlikte kum döşedi. Ardından her biri yaklaşık 16 inç çapında 2,2 milyon dikey boru yerleştirildi. Borular kile gömüldükten sonra, çevredeki topraktan ve altındaki katmanlardan nemi emebilen kumla dolduruldu.
Bir sonraki adım, kum tabakasının üstüne yeni toprak yüklemekti. İnşaat mühendisleri Osaka Körfezi’nden toprak çıkardı. Yakındaki dağlardan çok daha fazlası getirildi. Hatta katmanları oluşturmak için Çin ve Kore’den toprak taşındı. Toprak kütlesi, nemi daha az yoğun olan kum veya fitillere sıkıştırdı. Yeni toprağın altındaki katmanlar yoğun ve gözeneksizdi. İçlerindeki nem, kılcal hareket yoluyla fitilin içine yalnızca yatay olarak ilerleyebilecekti. Su, daha sonra boşaltılmak veya buharlaşmak için yüzeye doğru ilerleyip, toprağı terk ederken katmanları sağlamlaştırarak daha sert hale getirdi ve deformasyon olasılığını azalttı.
Operasyon alanını korumak için Kansai’yi çevreleyen bir deniz duvarı inşa edildi. 48.000 beton blok ve molozdan oluşan duvar, yüzlerce ton ağırlığındaki çelik odalara sabitlenmiş durumda. Tarama ve doldurma devam ettikçe eklenen katmanlar, deniz seviyesinden 65 feet yüksekliğe kadar ulaştı.
Deniz tabanına yeni toprak yığma çalışmalarının birkaç aşamasında, yeni seviyenin sağlamlaşması ve oturması için çalışmalar durduruldu. Katmanlar, 50 yıl boyunca deniz seviyesinden 13 feet yüksekte kalacağı tahmin edilen bir yükseklikte sabitlendikten sonra, hidrolik krikolara dayanan 900 sütun toprağa çakıldı. Binaların temelleri, oturma oranındaki değişiklikleri dengelemek için krikolarla ayarlanabilen bu sütunlara dayanıyor.
Kansai adalarını yaratma çalışmaları 1987’de başladı. 1990’a gelindiğinde, ilk adanın öngörülen 19 feet yerine 27 feet batması mühendisleri alarma geçirdi. Havaalanını denizden kurtarmak için işçiler yolcu terminalinin altını kazdı. Hidrolik krikoların altına demir plakalar yerleştirildi. Sütunlar kademeli olarak kaldırıldı. Bu düzeltici önlemlere rağmen, havaalanı batmaya devam edecek. Her iki yılda bir Kansai’nin üzerine oturduğu krikolar, gerekirse yeniden ayarlanacak. 900 sütunun her birinde, mühendislerin eğimi kontrol edebileceği bir ölçüm cihazı bulunuyor.
Kansai için hesaplanan resmi bir tahmini ömür olmadığı söylense de Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nde mühendislik profesörü olan Gholamreza Mesri, 2. adanın deniz seviyesinden 13 metre yüksekteki uyarı noktasına, 2023 gibi erken bir tarihte ulaşabileceğini öngörmüştü. Bir tayfun, doğrudan Kansai’ye çarparsa ve dalgalar duvarın üzerinden kayarsa, pistler ve binalar suyun altında kalabilir.
Batma oranının ötesinde, mühendisler aynı zamanda düzgünsüzlük konusunda da endişe duyuyorlar; Kansai adalarının farklı bölgeleri farklı oranlarda batıyor. Mühendisler, Kansai’nin 1. adadaki yolcu terminalinin merkezinde, bodrum katında binanın uçlarına göre daha yüksek derecede çökme ölçtü. İşçiler, çatlakları veya bükülmeleri en aza indirmek için havaalanı pistlerini beton yerine asfaltla kaplayarak, başka yerlerdeki düzensiz batışlarla başa çıkmayı planladı.
Genel olarak hangarların ve otoparkların ağırlığının, adaları oluşturan 69,5 mil karelik dolgunun ürettiği milyarlarca poundluk kuvvetle karşılaştırıldığında, çökme üzerinde çok az etkisi olduğu görülüyor. Tamamen yakıt ve yolcularla dolu bir Airbus A380’in, geri kazanılan toprağın ağırlığının, yüzde 0,0003’ünden daha hafif olduğu tahmin ediliyor.
Batışla Mücadele
Batmayı gidermek için mühendisler, havaalanının altyapısını destekleyen, ayarlanabilir sütunlardan oluşan gelişmiş bir sistem kurdu. Binaların temellerinden uzanan bu kolonlar, zeminin aşağı doğru hareketini telafi edecek şekilde hidrolik olarak yükseltilebiliyor. “Kriko” olarak bilinen bu uygulama, batma oranı havalimanına göre değiştiği için sürekli devam ettirilmesi gereken bir sürecin parçası.
Kriko sisteminin düzgün çalıştığından emin olmak için düzenli takip ve bakım oldukça önemli. Zemine ve yapılara gömülü sensörler, çökmeyi ve eğimi takip ediyor. Mühendisler krikoları gerektiği gibi ayarlıyor. Bu karmaşık izleme ve düzeltme sistemi, havalimanının operasyonel bütünlüğünü korumak için çok önemli.
Zamana Karşı Yarış
Batmaya karşı koyma çabalarına rağmen KIX’in uzun vadeli geleceği belirsizliğini koruyor. Havaalanının ömrünün 50 ila 100 yıl arasında olacağı öngörülüyor. Ancak çöküntü oranının artması, havaalanının etkili bir şekilde çalışabilme becerisine ilişkin endişeleri artırıyor. Batma şu anki hızıyla devam ederse, havaalanı önümüzdeki birkaç on yıl içinde, tamamen deniz sularının altında kalabilir.
Geleceğe Yönelik Stratejiler
KIX’in ömrünü uzatmak için Japon hükümeti, adaları çevreleyen deniz duvarının yüksekliğinin artırılması, yerden suyu uzaklaştırmak için ek pompalar kurulması ve toprak güçlendirme teknikleri konusundaki potansiyelin araştırılması da dahil olmak üzere, bir dizi önlem önerdi. Bu önlemler zemini stabilize etmeyi ve çökme oranını yavaşlatmayı amaçlıyor.
Ancak bu çözümler kendi zorluklarını da beraberinde getiriyor. Deniz duvarının yükseltilmesi, havalimanının estetiğini etkileyecek. Aynı zamanda mevcut tesislerin yeniden konumlandırılmasını gerektirebilir. Ek pompaların takılması da çok ciddi bir altyapı ve bakım maliyetini beraberinde getirecek. Zemin güçlendirme teknikleri umut verici olsa da henüz geliştirilme aşamasında. KIX için gereken ölçekte tam olarak etkili olmayabilir.
Ders Alındı mı?
KIX’in batması, ıslah edilmiş bir arazide inşaat yapmanın zorluklarını net bir şekilde hatırlatıyor. Mühendisler, bu tür projelere başlamadan önce, zeminin stabilitesini dikkatle değerlendirmek ve olası sorunlara karşı önlem almaya hazırlıklı olmak gerektiğini düşünüyor. KIX’in yaşadığı bu kötü deneyim, aynı zamanda Japon hükümetini, ıslah edilen araziyi istikrara kavuşturmak için yeni teknikler geliştirmeye yönelik araştırmalara daha fazla yatırım yapmaya teşvik etti. Bu, gelecekteki altyapı projeleri için olumlu sonuçlar doğurabilir.
Deniz Üstüne Havalimanı Yapmak Mantıklı mı?
Kansai, 1994’te hizmete başladığında, maliyetinin 8 milyar Dolar olduğu tahmin ediliyordu. Ancak 2008’de yapılan onarımlar ve modifikasyonlarla bu rakam 20 milyar Dolar’a çıktı. Islah edilmiş arazilere havalimanları inşa etmek için bu kadar risk almak ve para harcamaya değer mi tartışması gündeme geldi.
Bir havaalanı inşa etmeyi veya genişletmeyi planlarken, şehirler veya diğer kuruluşlar (Kansai’nin durumunda Japonya Ulaştırma Bakanlığı) şehre ve onun ulaşım bağlantılarına yakın olan, pahalı olan ve birçok kazançlı kullanım için aranan arazileri satın almak ister. Maliyetleri analiz ederken, yalnızca arazi ve inşaat maliyetini değil; aynı zamanda inşaatın çevresel maliyetini, şehir sakinlerinin ve etkilenen endüstrilerin yer değiştirmesi ve onlara verilmesi gereken tazminat masrafları da dahil olmak üzere, uçak gürültüsünün insani maliyeti de hesaba katılmak zorunda. İnşaatçılar, bu yüksek maliyetlere karşılık, havalimanının ekonomideki rolünü tartıyor. Belki de biraz mühendislik kibiriyle inşaatçılar, şehir merkezine yakın ama denizin açıklarında, nüfuslu bölgelerden uzakta yeni araziler yaratmanın, uzun vadede insanların yaşadığı havalimanları inşa etmekten daha ucuz olduğuna karar verdi.
2006 yılında, Kansai mülkünü yöneten Kansai Uluslararası Arazi Geliştirme Şirketi’nden T. Furudoi, “Kansai’nin Osaka Itami Uluslararası Havaalanı’nı çevreleyen uçak gürültüsü kirliliği sorununa temel bir çözüm olarak planlandığını” söyledi.
1964 yılında ilk uçak Itami’ye iner inmez Osaka sakinleri protesto etmeye ve dava açmaya başladı. Çok sayıda dava açıldı ve sonunda Japonya yüksek mahkemesi, bu kişilere tazminat ödenmesine karar verdi. Ulaştırma Bakanlığı planlamacıları, Kansai Havalimanı için kıyıdan üç mil açıkta bir alan seçti. Bu bölge, uçakların tüm varış ve kalkış rotasının, yerleşik yaşamın olmadığı alanlar üzerine denk geleceği şekilde planlandı.
Kansai Uluslararası Havalimanı’nı yüksek ve kuru tutmak pahalıydı. Ancak havaalanı, Osaka’yı dünyaya bağlama işini yaptı. Dünyanın en yoğun havalimanlarından biri haline gelmeyi başardı. Havalimanı ayrıca, 2001 yılında Amerikan İnşaat Mühendisleri Derneği tarafından, milenyumun inşaat mühendisliği anıtlarından biri olarak onurlandırıldı.
Sonuç olarak Kansai Uluslararası Havalimanı, üzerinde durduğu yapay adaların batması nedeniyle, benzeri görülmemiş bir zorlukla karşı karşıya. Çökmeyi önleme çabalarına rağmen, havalimanının uzun vadede sürdürülebilirliği belirsizliğini koruyor. Japon hükümeti KIX’in ömrünü uzatmak için çeşitli stratejiler araştırıyor. Ancak bu çözümler kendi zorluklarını da beraberinde getiriyor. KIX batışından elde edilen deneyim, büyük altyapı projeleri için arazilerin rehabilitesinde görev alan mühendisler ve politikacılar için oldukça kıymetli dersler içeriyor.
ABD’de San Francisco Havalimanı Batıyor!
ABD’nin bazı havalimanlarındaki pistlerin, batma oranına ilişkin yapılan yeni bir çalışma, dikkatlerin bu konuya dönmesine neden oldu.
Virginia Tech’ten Oluwaseyi Dasho ve Manoochehr Shirzaei, San Francisco Uluslararası Havalimanı (SFO) pistlerinin, ABD’deki diğer havalimanlarına göre daha hızlı battığını tespit etti. Dasho ve ekibi, yedi yıl boyunca ABD’nin kıyı kesimindeki 15 havaalanının altyapısını inceledikten sonra, SFO’daki pistlerin, yılda 10 mm (0,4 inç) civarında battığı sonucuna ulaştı.
Yapılan çalışma batışın, pist yüzeyi boyunca aynı şekilde olmadığını; bazı alanların daha fazla battığını gösteriyor. Bu durum, yüzey düzgünlüğünü bozuyor ve yıllar geçtikçe hasarı daha da artırıyor. Pist üzerinde, etrafına göre daha yüksek noktalar bulunması, eğim değişimine; pist boyunca çöküntü ve çıkıntılara yol açıyor. Pistte diferansiyel çökme olması, pistte hasarlanma riskini daha da yükseltiyor. Pist üzerinde oluşan şişkinlik, yağmur yağdığında göllenme etkisi oluşturuyor.
Bilim insanları, çevremize karşı daha dikkatli olmamızı ve kullandığımız altyapıların, iklim değişikliğinin etkilerine maruz kaldığının bilincine varmamızı tavsiye ediyor.
SFO Havalimanı sözcüsü tarafından yapılan açıklamada, havalimanını yükselen deniz sularından korumak için geliştirilen Kıyı Şeridi Koruma Programı‘nın 2080’deki su seviyesine karşı koruma sağlayacak kadar kapsamlı olduğu ve bu programın gerekliliklerinin de 2040’ta tamamlanacağı bilgisi paylaşıldı. Batan pistlerin yakın gelecekte, havalimanı için bir tehdit oluşturmayacağını yineledi.
Eğer arazinin çökmesi ve pistlerin batmasını azaltacak bir önlem alınmazsa, havacılık emniyetini tehdit eden durumlarla karşılaşılabilir. Ancak şu an itibariyle her şey güvende görünüyor.
ABD’de Başka Hangi Havalimanları Risk Altında?
San Francisco Havalimanı’nın dört pisti var. Doğu-batı yönünde uzanan iki paralel pist, kuzey-güney yönündeki iki paralel pistle kesişiyor.
Araştırmacılar, pistlerin yüksekliğini kaydetmek için uydu görüntülerini kullandı. Virginia Tech’ten çevre güvenliği uzmanı Shirzaei, bunun ABD havalimanlarındaki pistler için şimdiye kadar oluşturulmuş ilk çökme veri seti olduğunu söyledi.
Geliştirilen teknoloji, araştırmacılar tarafından bu pistlerin dikey yüksekliğinin, erime ve donmadan kaynaklanan çok küçük deformasyonların bile ölçülebileceği kadar önemli bir doğrulukla hesaplamasına olanak tanıdı.
Çalışma sonunda SFO’nun, ABD’deki en yüksek batma oranına sahip havalimanı olduğu bulunurken, Los Angeles Uluslararası Havalimanı ise yılda 1,7 mm (0,07 inç) ile en düşük batma oranına sahip havalimanı oldu. Çalışma kapsamında değerlendirilen havalimanlarından yüzde 96’sının düşük risk altında olduğu; ancak Virginia’nın Arlington County kentindeki Ronald Reagan Ulusal Havaalanı ile Florida’daki Tampa ve Orlando havalimanlarının da yüksek hasar riski altında olduğu belirlendi.
