Integrating green infrastructure and urban disaster strategies for pre-disaster planning: enhancing earthquake resilience in Istanbul

Istanbul’s high earthquake risk and dense urban fabric create the need for innovative and preventive planning approaches to demonstrate a more resilient urban structure against disaster risks. The 1999 Marmara Earthquake caused approximately 17,000 deaths, prompting the designation of open spaces as assembly zones. However, the majority of these areas opened to construction over the years, which has led to significant weakness in disaster preparedness. Similarly,the 2023 Türkiye-Syria Earthquakes, which caused more than 50.000 casualties in Türkiye alone, demonstrated that there are still significant gaps in building safety and crisis management within the country. In this regard, this thesis argues that integrating green infrastructure into Istanbul’s urban planning can help fill these preparedness gaps by providing vital functions such as evacuation routes and temporary shelter areas. Cutter’s Social Vulnerability Theory provides a key aspect to this study. According to him, the impact of a hazard is shaped not only by its physical magnitude but also by the social vulnerability of the affected population. In this context, the neighborhoods of Istanbul were mapped according to social, economic, and physical vulnerability indicators, with priority given to implementing green infrastructure interventions in high-risk areas. This analysis was supported by Geographic Information Systems (GIS) and Support Vector Machine (SVM) modeling. This methodology enables the identification of risk “hotspots” with high accuracy by combining multiple layers, including earthquake risk, building stock, and population. International examples also helped the development of this study. Examples such as Tokyo and San Francisco have integrated the function of parks as temporary shelters and evacuation areas into planning processes. Inspired by these approaches, this thesis proposes linear and horizontal green corridors along Vatan Caddesi in the Fatih district of Istanbul. The spine-like axis is reconstructed to connect existing parks, public spaces, and open areas, serving both daily use and as a safe passage and gathering space in times of disaster. The width and linear character of this street, combined with the high density of the surrounding population, make this axis a strategic opportunity for pre-disaster planning. This study targets the gap that is often described as “the potential of open spaces in the cities in terms of disaster resilience has not been sufficiently investigated.” Combining city-scale vulnerability with green infrastructure planning offers both a theoretical contribution and a practical strategy for local governments and planners. Thus, a proactive disaster resilience framework moves beyond traditional, reactive disaster response approaches towards a proactive and inclusive approach to building urban resilience.

L’elevato rischio sismico di Istanbul e il tessuto urbano densamente popolato rendono necessari approcci innovativi e preventivi alla pianificazione, al fine di dimostrare una struttura urbana più resiliente ai rischi di catastrofi. Il terremoto di Marmara del 1999 causò circa 17.000 vittime, portando alla designazione di spazi aperti come zone di raccolta. Tuttavia, la maggior parte di queste aree è stata aperta all’edilizia nel corso degli anni, il che ha portato a una significativa debolezza nella preparazione alle catastrofi. Allo stesso modo, i terremoti del 2023 in Turchia e Siria, che hanno causato più di 50.000 vittime solo in Turchia, hanno dimostrato che esistono ancora notevoli lacune nella sicurezza degli edifici e nella gestione delle crisi all’interno del Paese. A questo proposito, la presente tesi sostiene che l’integrazione delle infrastrutture verdi nella pianificazione urbana di Istanbul può contribuire a colmare queste lacune di preparazione, fornendo funzioni vitali quali vie di evacuazione e aree di rifugio temporaneo. La teoria della vulnerabilità sociale di Cutter fornisce un aspetto chiave per questo studio. Secondo lui, l’impatto di un pericolo è determinato non solo dalla sua entità fisica, ma anche dalla vulnerabilità sociale della popolazione colpita. In questo contesto, i quartieri di Istanbul sono stati mappati in base a indicatori di vulnerabilità sociale, economica e fisica, dando priorità all’implementazione di interventi di infrastrutture verdi nelle aree ad alto rischio. Questa analisi è stata supportata dai sistemi informativi geografici (GIS) e dalla modellazione Support Vector Machine (SVM). Questa metodologia consente di identificare con elevata precisione i “punti caldi” di rischio combinando più livelli, tra cui il rischio sismico, il patrimonio edilizio e la popolazione. Anche esempi internazionali hanno contribuito allo sviluppo di questo studio. Esempi come Tokyo e San Francisco hanno integrato la funzione dei parchi come rifugi temporanei e aree di evacuazione nei processi di pianificazione. Ispirandosi a questi approcci, questa tesi propone corridoi verdi lineari e orizzontali lungo Vatan Caddesi nel quartiere Fatih di Istanbul. L’asse a forma di colonna vertebrale viene ricostruito per collegare i parchi esistenti, gli spazi pubblici e le aree aperte, fungendo sia da uso quotidiano che da passaggio sicuro e spazio di raccolta in caso di calamità. La larghezza e il carattere lineare di questa strada, combinati con l’alta densità della popolazione circostante, rendono questo asse un’opportunità strategica per la pianificazione pre-calamità. Questo studio si concentra sulla lacuna spesso descritta come “il potenziale degli spazi aperti nelle città in termini di resilienza alle catastrofi non è stato sufficientemente studiato”. La combinazione della vulnerabilità su scala urbana con la pianificazione delle infrastrutture verdi offre sia un contributo teorico che una strategia pratica per i governi locali e i pianificatori. Pertanto, un quadro proattivo di resilienza alle catastrofi va oltre i tradizionali approcci reattivi di risposta alle catastrofi verso un approccio proattivo e inclusivo alla costruzione della resilienza urbana.