COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ (CBS) DESTEKLİ TAŞKIN VERİ TABANININ OLUŞTURULMASI: TEKİRDAĞ İLİ MARMARA KIYI HAVZALARI ÖRNEĞİ

Transkript

1 COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ (CBS) DESTEKLİ TAŞKIN VERİ TABANININ OLUŞTURULMASI: TEKİRDAĞ İLİ MARMARA KIYI HAVZALARI ÖRNEĞİ M. Cüneyt BAĞDATLI 1, Selçuk ALBUT 2, Bahadır ALTÜRK 3 1 Dr., Namık Kemal Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Biyosistem Mühendisliği Bölümü, 59030, Tekirdağ, bagdat79@hotmail.com 2 Prof. Dr., Namık Kemal Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Biyosistem Mühendisliği Bölümü, 59030, Tekirdağ, salbut@nku.edu.tr 3 Öğ. Gör., Namık Kemal Üniversitesi,Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, 59030, Tekirdağ, balturk@nku.edu.tr ÖZET Bu çalışmada Tekirdağ merkez ilçe sınırları içerisinde yer alan ve Marmara Denizine kıyısı olan dere yataklarına ilişkin havza morfolojisi ile taşkın risk unsurlarının değerlendirilmiş ve elde edilen verilere ilişkin CBS veri tabanı oluşturulmuştur. Araştırmada Tekirdağ Merkez İlçe Belediye imar sahası içerisinde bulunan 12 adet dere yatağına ilişkin havza karakteristik özellikleri ve taşkın risk faktörleri ortaya konulmuştur. Havza karakteristik özelliklerinin belirlenmesinde 1/ ölçekli sayısal topografik haritalar ve toprak haritaları kullanılmıştır. Merkez ilçe sınırları dâhilinde yer alan dere yataklarına ilişkin havza karakteristik özellikleri Arc GIS yazılımı yardımıyla belirlenmiştir. Araştırmada taşkın risk analizleri sonucunda elde edilen bilgilerin havzalar bazında veri tabanına aktarılarak değerlendirilmesi ve sorgulamasına ilişkin veri yönetiminin etkin rolü belirlenmiştir. Bu bağlamda taşkın zarar görebilirlik risklerine ilişkin hidrolojik yaklaşımlar Arc Map ortamında Arc Catolog modülü kullanılarak depolanmış ve elde edilen bilgilerin planlama çalışmalarında etkin olarak kullanılabilmesi için CBS destekli örnek bir taşkın veri tabanı oluşturulmuştur. Çalışma kapsamında elde edilen bilgilerin CBS veri altyapısına aktarılması bu konuda çalışan merkezi yönetimlere bilgi ve verinin yönetimi açısından örnek bir yaklaşım ortaya koymuştur. Yapılan bu çalışmanın Trakya Bölgesi için emsal teşkil etmesi ve diğer taşkın riski oluşturan havzalar bazında da değerlendirilerek ileride tüm Trakya'yı kapsayacak şekilde geliştirilmesi düşünüldüğünde konun örnek bir çalışma olduğu nitelendirilebilir. Anahtar Kelimeler: Tekirdağ, CBS, Taşkın, Veri Tabanı GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS (GIS) DEVELOPMENT of A DATABASE FLOOD SUPPORTED: THE CASE of MARMARA COASTAL BASINS in TEKIRDAG PROVINCE ABSTRACT In this study, the central district of Tekirdag and Marmara Sea coast located within the boundaries of the basin of the river beds and flood risk factors in the morphology of the obtained data were evaluated and developed for the GIS database. Municipal zoning in the Central District of Tekirdag in the study area and flood characteristics of the basin of the river bed 12 risk factors have been determined. Basin characteristics used in determining the scale 1:25,000 digital topographic maps and soil maps. Located in the central district within the boundaries of the characteristics of the basin of river beds were determined with the help of Arc GIS software. As a result of the flood risk analysis based on the information obtained from the study basins is transferred to the database, and query evaluation is determined on the active role of data management. In this context, the hydrological approaches for flood risk vulnerability Arc Arc Map environment and the resulting information is stored using Catolog module can be used as an effective GIS-based planning studies a sample database was created flood. Working under the transfer of the information obtained from working in this field GIS data center infrastructure for the management of government information and data revealed that a sample approach. Thrace region to set a precedent for this study, which creates the risk of flooding and other basins are evaluated on the basis of Thrace to cover all future development can be characterized as a case study considering raising the subject. Keywords: Tekirdag, GIS, Flood, Database 1. GİRİŞ Doğal afet olarak taşkın, bir akarsuyun muhtelif nedenlerle yatağından taşarak, çevresindeki arazilere, yerleşim yerlerine, altyapı tesislerine ve canlılara zarar vermek suretiyle, etki bölgesinde normal sosyo-ekonomik faaliyeti kesintiye uğratacak ölçüde bir akış büyüklüğü oluşturması olayı, şeklinde ifade edilmektedir (Ecer ve Yenigün 2007). Dünyanın birçok bölgesinde aşırı yöresel yağışlardan veya toplu kar erimelerinden sonra yaşanan akarsu taşkınları oldukça yaygındır (Yüksek ve ark. 2008). Risk altındaki sahalarda önceden tedbir alınmaksızın süregelen kontrolsüz kentleşme faaliyetleri dünyanın her köşesinde taşkın afetinin en önemli sebebidir. Tekirdağ il merkezi gün geçtikçe yapılaşmanın arttığı ve yerleşim alan miktarında artış gösterilen bir konum arz etmektedir. Bu bağlamda yapılaşmanın merkez ilçede yoğunlaşması beraberinde dere alanlarının ıslah ve taşkın önleme çalışmalarının da gündeme gelmesinde etkin bir rol oynamaktadır. CBS verileri temel altlık olarak kullanılan bu çalışmada Tekirdağ merkez ilçe sınırları içerisinde yer alan ve Marmara Denizine kıyısı olan dere yataklarına ilişkin havza morfolojisi ve taşkın risk unsurlarının değerlendirilerek dere ıslah

2 çalışmalarının da aynı paralellikte götürülmesi ve havza karakteristik özelliklerinin önceden ortaya konulmasıyla ileride meydana gelebilecek taşkınlara karşı hangi risk faktörlerinin yerleşim yerleri üzerinde tehdit unsuru oluşturacağı ortaya konmuştur. Bu çalışmada; Tekirdağ mücavir alanı içerisinde yer alan ve Marmara Denizine kıyısı olan dere yatakları ve bunlara ilişkin havza alanlarının CBS teknikleriyle havza karakteristiklerinin belirlenmesi ve oluşabilecek taşkın risk faktörlerinin ortaya konularak alınabilecek önlemlere ilişkin risk yönetiminin belirlenmiştir. Çalışma sahasının imar sınırları dâhilinde olması ve yapılaşmaya açılacak bölgelerde dere yataklarında oluşabilecek risklerinde göz önüne alınmasına dikkat çekilecek olan bu çalışmada merkezi yönetim birimlerine planlama aşamalarında konuya ilişkin olarak destek sağlayacak bir CBS veri tabanı oluşturulmuştur. Araştırma sahasına ilişkin olarak verilerin sayısal ortama aktarılması ve veri akışında güncellemelerin sağlanarak planlayıcılara veri yönetiminde destek sağlanması bu çalışmanın amaçlanan hedefler arasında yer almıştır. Ayrıca yapılan bu çalışmanın Trakya Bölgesi için emsal teşkil etmesi ve diğer taşkın riski oluşturan havzalar bazında da değerlendirilerek ileride tüm Trakya'yı kapsayacak şekilde veri tabanı çalışmalarının geliştirilmesi düşünüldüğünde konunun ne kadar önemli bir yere sahip olduğu görülmüştür. 2.MATERYAL ve YÖNTEM Araştırma alanı Tekirdağ merkez ilçe sınırları olup toplam km2 yüzölçüme sahiptir. Merkez ilçe sınırları dâhilin de 12 adet dere yatağı bulunup araştırma kapsamında bu havzalara ilişkin bulgulara yer verilmiştir. Şekil 1 de Türkiye haritası üzerinde Tekirdağ ilinin konumu verilmekte ve bu bağlamda araştırma kapsamında değerlendirilecek olan merkez ilçe sınırları görülmektedir.ilgili harita kapsamında Türkiye yükseklik kuşakları lejantı, Tekirdağ ili Büyük Toprak Grupları (BTG) ve Merkez ilçe eğim haritası lejantları ayrı ayrı verilerek çalışma alanına ilişkin detaylı bir açıklama yapılmıştır. Şekil 1: Araştırma alanının yeri ve konumu Araştırma kapsamında Tekirdağ merkez ilçe sınırları dahilinde yer alan dere yataklarına ilişkin havza alanı, çevresi, ana akarsu kolu uzunluğu, bakı ve eğim özellikleri ile havza havza maksimum ve minimum yükseklikleri, akarsu enine ve boyuna profilleri gibi birçok özellikler Arc GIS 9.3 CBS yazılımı yardımıyla belirlenmiştir. Araştırmada İlgili yazılımın Spatial ve 3D analiz modülleri yardımıyla 1/ ölçekli sayısal topografik haritalar kullanılmıştır. Çalışma kapsamında Havza alanlarına ilişkin Havza su verimleri Turc yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. (Özer, 1990; Shaw, 1994). araştırmada kullanılan yağış verileri değerleri Tekirdağ merkez ilçe sınırları dâhilinde yer alan meteoroloji istasyonundan elde edilmiştir. Elde edilen yağış değerlerine ilişkin eksik yıl bulunmamış ve yılları arasındaki tüm değerler dikkate alınarak hesaplamalar yapılmıştır. Çalışmada taşkın pik debilerinin hesaplanmasında Mc-Math yöntemi kullanılmış ve tekerrür yıllarına göre taşkın debileri belirlenmiştir (Kızılkaya, 1988). Elde edilen tüm araştırma verilerinin bir veri tabanına aktarılması ve yönetilmesi çalışmanın amaçlanan hedefleri arasında yer almaktadır. Tüm bu verilerin bilgisayar ortamında düzenli bir şekilde depolanması veritabanı oluşturulmasıyla mümkündür.

3 Araştırma kapsamında Tekirdağ merkez ilçe sınırları dâhilinde yer alan dere yataklarına ilişkin özellikler ve havza alanına ait bilgiler Arc GIS 9.3 yazılım yardımıyla veri tabanı şekline dönüştürülmüş ve istenildiğinde harita üzerinde dere yatakları ve havza alanlarına ilişkin bilgilere kısaca ulaşma imkanı sağlanmıştır. Veri tabanı oluşturulurken özellikle Arc Catalog ara yüzü kullanılmış burada Create New Shapefile katmanı oluşturularak ilgili veriler tanımlanmıştır. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI 3.1. Havza Karakteristikleri Araştırma kapsamında öncelikle veri tabanına esas teşkil edecek bilgilerin ortaya konulması gerekmektedir. bu bağlamda Özellikle taşkın çalışmalarında önceliği oluşturan havza karakteristik özelliklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu bağlamda özelikle havza alanlarının Düzensiz Üçgen Ağı "TIN" (Triangular Irregular Network) modeli oluşturulmuş ve buna bağlı olarak da alan ve çevre uzunluk değerleri hesaplanarak ortaya konulmuştur. Özellikle havza karakteristik özelliklerinin belirlenmesinde sayısal topografik haritalar kullanılarak üretilen sayısal yükseklik ve TIN modelleri havzaya ilişkin tüm detayların ortaya konulmasında önemli bir rol oynamaktadır. Çalışmada elde edilen havza alanlarının genel görünümü Şekil 2'de görülmektedir. Şekil 2: Havza alanlarının TIN modeli ve genel görünümü Havza alanlarının alan ve çevre uzunlukları bakımından değerlendirildiğinde en büyük havza alanları Cevizli (A:48.2 km 2, Ç: 32.5 km), Kayı (A:37.8 km 2, Ç:30.6 km), Gazioğlu (A:41.9 km 2, Ç:35.7 km), ve Ağılovası (A:59.8 km 2, Ç:39 km), havza alanları olarak hesaplanmıştır. Havza ana akarsu kolu uzunlukları CBS ortamında hesaplanarak Şekil 3'de verilmiştir.havza ana akarsu kolu uzunlukları bakımından en büyük akarsu kolu uzunluğu km ile Gazioğlu havzasında belirlenmişken en küçük ana akarsu kolu uzunluğu ise 1.73 km ile Tintin Deresi havza alanında bulunmuştur.

4 Şekil 3: Havza alanları ana akarsu kolları Havza alanlarının eğimsel dağılımları bakıldığında ana akarsu kolu eğimi en yüksek olan havza %5.6 ile Donlu Deresi olurken, en düşük eğim değerine sahip ana akarsu eğimi ise %1 ile Ağılovası Deresinde görülmektedir. Havza ortalama yükseklik değerleri bakımından en yüksek değer m ile Cevizli havzasında, en düşük ortalama yükseklik değeri ise 53.3 m ile Kurusavutlar havzasında olduğu görülmektedir. Havza maksimum yükseklik değerlerine bakıldığında en yüksek değer 310 m ile Cevizli Deresi Havza alanında görülürken bu değeri sırasıyla 260 m ve 250 m maksimum havza yükseklik değeriyle Kayı ve Aydınpınar Havzaları takip etmektedir. Havza minimum yükseklik değerleri bakımından ise tüm havzalar kıyı havza konumunda oldukları ve havza çıkış noktaları Marmara Denizi olduğu için minimum yükseklik değerleri tüm havzalarda 2.5 m olarak belirlenmiştir. CBS ortamında dere yataklarındaki enine değişimin ortaya konulması amacıyla yapılan analizler sonucunda dere yataklarındaki değişimin trapez kanal kesit görünümü arz ettiği bu da arazinin topografyası ile yağışın değişim durumuna bağlı olarak şekilsel özellik gösterdiği görülmektedir. Boyuna profil analizleri sonucunda havzaların tamamı deniz kıyısına dik bir konum arz ettiği için özellikle mansap kısımları m kotundadır. Havzalar özellikle denize uzak üst noktalardan yüzey akışları toplayarak mansap kısımları olan Marmara Denizine iletmektedir. Örneğin Cevizli Dere yatayda alınan 5 km'lik boyuna profildeki değişiminde yataydaki mesafeye bağlı olarak mesafe azaldıkça mansaptaki kot değişiminin de azalarak 0-2,5 m kotuna düştüğü görülmektedir. Şekil 4'de verilen bazı havza alanlarının enine ve boyuna profil kesit grafiklerinde değişimin durumu detaylı olarak görülmektedir.

5 Şekil 4: Enine ve boyuna profil kesitleri 3.2. Havza Su Verimleri Havza su verimlerinin değişimi uzun yıllar bazında ( ) Turc yöntemine göre hesaplanmıştır. Bu bağlamda Havzaların 48 yıllık su verim değerlerinin değişim durumu yıllar bazında tablolar halinde düzenlenmiştir. Havza su verimlerinin Turc yöntemine göre A= katsayısı için 12 havzada hesaplanmış ortalama havza su verimlerinin yıllar bazında değişim durumları verilen Şekil 5'de verilen grafikte detaylı olarak görülmektedir. Şekil 5: Havza ortalama su verimleri 3.3. Havza Taşkın Debileri Tekirdağ merkez ilçe sınırları dâhilin de bulunan ve Marmara Denizine kıyısı olan havzalardan en yüksek kapasiteli su verimleri dört büyük havzada görülmektedir. Buda ilgili havzaların taşkın riski konusunda dikkat edilmesi gereken ve göz ardı edilemeyecek havzaların başında geldiğini göstermektedir. Havzalara ilişkin olarak Mac-Math yöntemine göre meydana gelecek taşkın debilerinin tekerrür durumlarına göre Tablo 1'de hesaplanarak özet halde sunulmuştur.

6 Tablo1: Havza taşkın debileri (m 3 /s) Havza taşkın debileri bakımından en yüksek 10 yıllık tekerrür aralığındaki taşkın debisi 55,8 m 3 /yıl ile Cevizli havzasında en düşük 10 yıllık tekerrür aralığındaki taşkın debisi ise Havza büyüklüğüne bağlı olarak 2,2 m 3 /yıl ile Kurusavutlar Havzasında görülmektedir Havza Toprak Gurupları Havza bazında yüzey akış hesaplanırken, havza içindeki her bir hidrolojik toprak grubunun kapladığı alan bulunması son derece önemlidir. Bu bağlamda taşkın riskini etkileyen önemli parametrelerden biri olan hidrolojik toprak gruplarının havzalar bazında dağılım durumları belirlenerek Şekil 7 de verilen harita üzerinde detaylı olarak gösterilmiştir. Şekil 7: Havza alanları hidrolojik toprak gruplarının dağılımları A grubu hidrolojik toprak grupları araştırma havzalarına göre en yüksek alansal dağılım % 42 ile Aydınpınar havzası gelmekte ve bu havzayı % 29 luk bir dağılımla Gavurayazma havza alanı takip etmektedir.

7 3.5. CBS Taşkın Veri Tabanı Araştırma kapsamında taşkın planlamaları konusunda temel altlığı oluşturacak tüm bilgiler belirlenerek hesaplamalar ve harita altlıkları ortaya konulmuştur. Bilginin yönetimi ve değerlendirilmesi açsından tüm veriler oluşturulan CBS veri tabanına Şekil 8'de verilen örnek veri akışı izlenerek girilmiş ve sorgulama işlemine hazır hale getirilmiştir. Şekil 8: Örnek bir CBS taşkın veri tabanına ilişkin veri akış şeması Elde edilen veriler ışığında taşkın planlama çalışmalarında gerekli olan veriler havza karakteristik özellikleri, toprak özellikleri, su verimleri, Yağış-şiddet-süre tekerrür ilişkileri, dere yataklarındaki değişimler, arazi kullanım kabiliyetleri gibi daha birçok bilgi veri tabanına aktarılarak istenildiğinde tüm havzaların sorgulaması yapılacak hale getirilmiştir. Sorgulama işlemlerinde tüm veriler güncellenebilir ve değiştirilebilir nitelikte olup özellikle havza alanlarına ilişkin taşkın çalışmalarında ihtiyaç duyulan tüm bilgi ve hesaplamalara yardımcı olacak düzeyde oluşturulmuştur. Şekil 9'da oluşturulan taşkın çalışmalarında temel altlığı sağlayacak tüm verileri içeren bir veri tabanı ve sorgulama sonuçlarına ilişkin yapılan bir uygulama görülmektedir. Şekil 9: Taşkın veri tabanı sorgulama sonuçları

8 4. SONUÇ ve ÖNERİLER Taşkın gerçeği son yıllarda küresel iklim değişikliğine paralel olarak artış göstermektedir. bu bağlamda özellikle yerel yönetimlerin de imar planlarını dere yatakları dikkate alınmadan oluşturması taşkından etkilenme riskini arttırmaktadır. Bununla beraber taşkınla ilgili önlemlerin alınması ve özellikle dere yataklarının ıslah edilmesi kaçınılmaz olmaktadır. Taşkın önleme çalışmalarında sorumlu kuruluşlarının özellikle bilgi ve veri yönetim konularında güncellenebilir bir veri bankası oluşturmaları gerekmektedir. Veriye hızlı ulaşmak ve planlama çalışmalarında etkin veri yönetimini sağlamak ancak veri tabanı oluşturmakla mümkün kılınabilir. Verinin güncellenebilir olması gerektiğinde problemli taşkın alanlarına ilişkin planlama çalışmalarının hızlandırılması açısından son derece önemlidir. Araştırma kapsamında oluşturulan taşkın veri tabanı tüm havza alanlarına ilişkin belirlenen tüm verilerin etkin yönetimini sağlamış ve bilgiler üzerinde gerekli güncellemelere olanak sağlayacak sayısal bir bilgi yapısı oluşturmuştur. Taşkın veri tabanının tüm diğer alanlara örnek teşkil edecek düzeyde planlanması ve giderek bu konunun yaygınlaştırılarak verilerin sayısal ortamda haritalar altlık kullanılarak depolanması uygun olacaktır. Taşkın alanları için oluşturulacak veri tabanının tüm planlayıcılarla paylaşımının sağlanması ve bilginin tek elden yönetimiyle veri sirkülasyonunda önemli bir döngü oluşturacaktır. Taşkın ile ilgili verilerin özellikle CBS yazılımları yardımıyla sayısal ortama aktarılması ve kullanıma açılarak gerekli altlık haritalarla desteklenmesi planlama aşamalarında etkin bir proje yönetimini ortaya koyacağı kaçınılmaz olacaktır. TEŞEKKÜR Bu çalışma Namık Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyosistem Mühendisliği Anabilim Dalında Prof. Dr. Selçuk Albut Danışmanlığında yürütülen Doktora Tezinin sonuçlarından faydalanılarak ortaya konulmuştur. Ayrıca ilgili çalışma Namık Kemal Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi (NKUBAP DR.10.03) tarafından desteklenmiştir. KAYNAKLAR Ecer, R. ve Yenigün, K., GAP Bölgesinde Kentsel Altyapının Bir Taşkın Örneğinde İrdelenmesi; Nedenler ve Öneriler, s.186, TMMOB Afet Sempozyumu, 5-7 Aralık Kızılkaya, T., Sulama ve Drenaj, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, DSİ Genel Müdürlüğü Yayınları, s. 390, Özer, Z., Su Yapılarının Projelendirilmesinde Hidrolojik ve Hidrolik Esaslar (Teknik Rehber) Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Yayınları. s Shaw, E. M., Hydrology in Practice, Chapman and Hill Press, London, 569 pp. Yüksek, Ö., Kankal, M., Önsoy, H., Filiz, M. H., Doğu Karadeniz Havzası Taşkınları Üzerine Genel Bir Değerlendirme, Taşkın, Heyelan ve Dere Yataklarının Korunması Konferansı,V. Dünya Su Forumu Türkiye Bölgesel Hazırlık Toplantıları Bildiriler Kitabı, s.18, Ağustos.