Kızılırmak ve Yeşilırmak Deltalarındaki Kıyı Değişimlerinin Landsat TM ve DSAS ile Belirlenmesi

Transkript

1 Türkiye nin Kıyı ve Deniz Alanları VIII. Ulusal Kongresi 27 Nisan 1 Mayıs 2010, Trabzon, L.BALAS(Editör) Kızılırmak ve Yeşilırmak Deltalarındaki Kıyı Değişimlerinin Landsat TM ve DSAS ile Belirlenmesi Yrd.Doç.Dr. Tuncay Kuleli (1) (1) Çukurova Üniversitesi, Su Ürünleri Fakültesi, Temel Bilimler Bölümü, Balcalı Adana Tel: / 2065 / 132 Faks: Özet Kızılırmak ve Yeşilırmak neğir ağızlarında son yirmi yıl içinde meydana gelen kıyı çizgisi değişimleri, Landsat TM uydu görüntüleri ve Sayısal Kıyı Çizgisi Analiz Sistemi (DSAS) yazılımı aracılığı ile tespit edilmiştir. Araştırmada, 2 Ağustos 1989, 22 Ağustos 1999 ve 1 Ağustos 2009 yıllarına ait 20 yıllık bir periyodu kapsayan Landsat TM uydu görüntüleri, kıyı çizgilerinin belirlenmesinde ISODATA sınıflama yöntemi, yıllık kıyı çizgisi değişimlerinin belirlenmesinde ise WLR (Weighted Lineer Regreesion) hesaplamaları kullanılmıştır. Uydu görüntülerinden elde edilen kıyı çizgileri DSAS yazılımı ile analiz edilmiştir. Analizde, Kızılırmak nehir ağzı için yaklaşık 4 km uzunlukta kıyı çizgisi üzerinde 50m aralıklarla 1000m uzunlukta 70 transekt, Yeşilırmak nehir ağzı için yaklaşık 16 km uzunlukta kıyı çizgisi üzerinde 50m aralıklarla 1200m uzunlukta 301 transekt kullanılmıştır. Analiz sonucunda, 20 yıllık bir süreçte, Kızılırmak nehir ağzı kıyı çizgisinin -33m/yıl a varan oranda bir erozyonla yaklaşık 660m kara yönünde yer değiştirdiği, Yeşilırmak nehir ağzı kıyı çizgisinin ise -31m/yıl a varan oranda bir erozyonla yaklaşık 620m kara yönünde yer değiştirdiği tespit edilmiştir. Çok uzun olarak değerlendirilemeycek bir süre olan 20 yıl içinde gözlenen erozyon ve kıyı çizgisi değişimlerinin insan kaynaklı veya iklim değişikliğine bağlı deniz seviyesi yükselmesi ile ilişkili olup olmadığının daha alt ölçeklerde araştırılırak hızla gerekli önlemlerin alınması gerektiği sonucu ortaya çıkmaktadır. Anahtar Kelimeler DSAS, Landsat, kıyı çizgisi, Yeşilırmak, Kızılırmak Giriş

2 Kıyı bölgeleri, çok sayıda canlı ve cansız kaynaklarla sosyo-ekonomik öneme sahip dünyadaki en karmaşık ekosistemlerden biridir. Bu öneminin yanı sıra, kıyı bölgeleri, kıyısal erozyonun da dahil olduğu çeşitli doğal ve insan kaynaklı tehditlerle karşı karşıyadır. Kıyı erozyonu, doğal ya da insan kaynaklı faktörlerden kaynaklanan, sahil çizgisi boyunca meydana gelen kalıcı arazi kaybı olarak değerlendirilmektedir. Kıyı erozyonuna neden olan en önemli doğal faktörlerr arasında rüzgar ve fırtına, kıyı boyu akıntıları, göreceli deniz seviyesi yükselmesi ve arazi eğimi gelirken, kıyı mühendisliği yapıları, baraj ve rezervuar inşaası, dip taraması, maden çıkarılması ve su temini gibi faktörler de kıyı erozyonuna neden olan başlıca insan kaynaklı etmenler olarak sıralanabilir (Coastal Engineering Manual, 2002). Kyı erozyonu sonucu üç farkli etki ya da risk ortayaa çıkabilmektedir. Bu riskler; ekolojik, sosyal ve ekonomik değere sahip alanların yok olması; doğal kumul sistemlerin bozulması veya zarar görmesi; ve taşkın risklerinin artması şeklindedir (Eurosion, 2004). Kıyı çizgisi pozisyonunn bilinmesi, kıyısal problemlerle mucadelede, kıyının kara ve deniz tarafındaki kaynakların taımlanmasında ve ölçülmesinde en temel gereksinimdir. Bu nedenle, kıyı çizgisinin veya deniz-kara sınırının belirlenmesi, kıyı çizgisi değişimlerinin tespiti, kıyı bölgesi yönetimi, havza sınırlarının çizilmesi ve taşkın koruma çalışmaları gibi bir çok konu açısından önem taşımaktadır. Ancak, geleneksell yer ölçüm teknikleri ile kıyı çizgisinin veya deniz-kara sınırının belirlenmesi özellikle çok geniş alanlarda zaman alıcı, zor ve bazı durumlarda imkansız bir iş olarak karşımıza çıkmaktadır (Cracknell, 1999). Uzaktan algılama teknikleri ve sağladığı verileri ise özellikle kıyı çizgisi değişimlerinin tahmininde, kıyısal alanların ve delta bölgelerin araştırılmasında ve izlenmesinde geniş alanlar için çok önemli ön bilgiler sağlayabilmektedir (Ciavola ve diğerleri. 1999; Yang ve diğerleri 1999). Bu çalışmada, Karadeniz kıyılarında yer alan, Kızılırmak ve Yeşilırmak nehir ağızlarındaki kıyı bölgeleri, kıyı çizgisi değişimleri açısından incelenmiştir. Kızılırmak ve Yeşilırmak deltaları, Kızılırmak ve Yeşilirmak nehirlerinin getirmiş olduğu sediment sonucu Karadenize doğru bir deltaik oluşum yaratmıştır. Sedimantasyon, yığışım, erozyon ve insan kullanımları, çalışma alanını oluşturan iki delta bölgesinde kıyı boyunca bir takım morfolojik değişimlere neden olmuştur. Bu değişimler ve etkileşimler, uzaktan algılama ve görüntü işleme yöntemleri, Kıyı Çizgisi Analiz Sistemi (DSAS) ve Landsat TM uydu görüntüleri kullanılarak 20 yıllık bir süre açısından analiz edilmiştir. Çalışma alanı Çalışma alanı, Türkiye nin Karadeniz kıyısında yer alan ve iki büyük nehirin oluşturduğu Kızılırmak ve Yeşilırmak deltaları kıyı bölgesidir (Çizim 1). Çizim 1: Çalışma alanı (Çevre ve Orman Bk., 2010)

3 Bir bölümü Ramsar Alanı olan Kızılırmak deltası, Information Sheet on Ramsar Wetlands RIS e göre aşağıda yer aldığı gibi tarif edilmiştir:... Karadeniz kıyısı boyunca yer alan Kızılırmak deltası Sinop ve Sapsun illeri ve N, E koordinatları arasında yer almaktadır. Delta, Samsun un Ondokuz Mayıs, Bafra ve Alaçam sınırları içindedir. Ortalama yüksekliği deniz seviyesinde olup deltanın toplam yüzey alanı ha dır. Delta içinde bir çok göl yer almaktadır. Bunlar, nehirin batı kısmında Karaboğaz ve Mülk gölleri, doğu tarafında Balık, Uzun, Gıcı, Tatlı, Cernek, Liman, Alımlı, Paralı, Tuzlu ve Sülüklü gölleridir. Kızılırmak deltası, uzunluğu km, alanı km 2 olan İç ve Doğu Anadolu yu kapsayan bir havanın denize döküldüğü yerde oluşmuştur.... Yeşilırmak deltası, Samsun İl Çevre ve Orman Müdürlüğü (2010) tarafından aşağıda yer aldığı gibi tarif edilmiştir:... Türkiye nin Karadeniz kıyılarındaki en büyük deltalarındandır. Deltanın çok büyük bir bölümü kurutularak tarım alanına dönüştürülmüştür. Deltanın doğu bölümünde yer alan ve kısmen de olsa doğal özelliğini koruyabilmiş Simenlik Gölü Akgöl sulak alan kompleksi, kumul alanlar ve bunların arkasında geniş bir ağaçlandırma sahası mevcuttur. Simenlik Gölü Akgöl ün hektarlık yüzölçümünün 200 hektarı açık su alanı, gerisi sazlık ve bataklıktır.terme Gölardı Simenlik Gölü Yaban Hayatı Geliştirme Sahası 3355 Ha büyüklüğündedir.1999 yılından bu yana, Gelemen Sülün Üretme İstasyonunda ürettiğimiz sülünler sahada doğaya salınmıştır. Sahada yaban hayvanlarından Tilki ve Çakal bulunmaktadır. Göller Bölgesi kuş ve balık açısından zengindir.balaban, Gece Balıkçılı, Alaca Balıkçıl, Saz Delicesi, Uzunbacak ve Irmak Bülbülü büyük olasılıkla bölgede kuluçkaya yatıp, üreyen türlerdir. Delta, Yeşilbaş, Yağmurcun, Elmabaş, Pakta, Kılkuyruk gibi göçmen su kuşları içinde kış süresince çok önemlidir.sahada Sahilçamı, Fıstıkçamı, Dışbudak ve Kavak ağaçlandırma sahaları bulunmaktadır.çobanyatağı mevkiinde, 274 hektarlık bir alanda 19 Mayıs Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü öğretim üyeleri tarafından Akgöl ve Simenlik Göllerinde incelemeler yapılmaktadır. Deltada tarımsal alanların açılmasıyla çok sayıda köy kurulmuş ve bu sahalarda fındık, çeltik üretimi artmıştır.... Materyal ve Metod Bu çalışmada, 2 Ağustos 1989, 22 Ağustos 1999 ve 1 Ağustos 2009 yıllarına ait 20 yıllık bir periyodu kapsayan Landsat TM uydu görüntüleri kullanılmıştır. Uydu görüntülerinin farklı yıllarda fakat aynı aylarda, mümkünse aynı ayın birbirine yakın günlerinde olacak şekilde temin edilmesine özen gösterilmiş, böylece mevsimsel olarak artaya çıkabilecek kıyı çizgisi değişimlerinin fark oluşturması ortadan kaldırılmaya çalışılmıştır. Kıyı çizgilerinin tespitinde Landsat TM uydu görüntülerinin Band 5 ve Band 2 için basit görüntü oranlama tekniği (Simple image ratioing technique) olarak Band 5 / Band 2 kullanılmıştır. Oranlama sonunda elde edilen görüntülere; Eğer B5/B2 < 1 ise, piksel değeri 255, değil ise 0 algoritması uygulanmış ve deniz-kara ayırımını gösteren siyah-beyaz (bitonal) görüntü elde edilmiştir (Guariglia ve diğerleri, 2006). Çizim 2a görüldüğü gibi elde edilen bitonal görüntü, uygun coğrafi bilgi sistemi (CBS) yazılımı aracılığı ile vektör formata dönüştürülerek, her bir yıla ait uydu görüntüsü için kıyı çizgisi elde edilmiştir (Çizim 2b). a b

4 Çizim 2: Band 5 / Band 2 oranından elde edilmiş bitonal görüntü (a) ve kıyı çizgisi (b) Kıyı çizgilerine ait yıllık değişimlerin (m/yıl) belirlenmesinde ise DSAS yazılımı aracılığı ile ±5m belirsizlikte ve %90 güven aralığında WLR (Weighted Lineer Regression) hesaplamaları kullanılmıştır. Analizde, Kızılırmak nehir ağzı için yaklaşık 4 km uzunlukta kıyı çizgisi üzerinde 50m aralıklarla 1000m uzunlukta 70 transekt, Yeşilırmak nehir ağzı için yaklaşık 16 km uzunlukta kıyı çizgisi üzerinde 50m aralıklarla 1200m uzunlukta 301 transekt kullanılmıştır (Çizim 3). Çizim 3: Transektlere göre Kızılırmak ve Yeşilırmak nehir ağızlarında yılları arasındaki kıyı çizgi değişim oranları Sonuç ve Değerlendirme Uzaktan algılama veri ve teknikleri ile sayısal kıyı çizgisi analiz sistemi kullanılarak 1989 ile 2009 yılları arasıdaki 20 yılı kapsayan bir süreçte, Kızılırmak ve Yeşilırmak nehir ağızlarındaki kıyı çizgisi değişimleri analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarının yer aldığı Çizelge 1 ve Çizim 3 ten de anlaşılacağı gibi, her iki kıyı bölgesinde de erozyonun etkili olduğu ve kıyı çizgisinin kara tarafında ilerlediği tespit edilmiştir. Çizelge 1 den de anlaşılacağı gibi, özellikle Kızılırmak nehir ağzında son 20 yıl içinde kayda değer bir erozyonun söz konusu olduğu tespit edilmiştir. Kıyı çizgisinin 4 km lik bir bölümünde, 50 m aralıklarla toplam 70 adet transekt incelendiğinde, nehir ağızının bu bölümünde şiddeti -33 m/yıl a varan oranda bir erozyonun varlığı gözlenmiştir. Kıyı çizgisinin 1989 ile 2009 yılı arasında yaklaşık 660 m ye varan oranda kara tarafında ilerlediği belirlenmiştir. Kızılırmak neğir ağızındaki ortalama erozyonun ise m/yıl olduğu tespit edilmiştir. Transektlerin konumu göz önüne alındığında, erozyonun en fazla, alanın doğu kısmında olduğu gözlenmiştir (Çizim 3). Yeşilırmak nehir ağzındaki kıyı değişiminde de erozyon ön plana çıksa da, alanın bazı bölümlerinde yığışım olduğu gözlenmişti (Çizelge 1). Kıyı çizgisinin 16 km lik bir bölümünde, 50 m aralıklarla toplam 301 adet transekt incelendiğinde, nehir ağızının bu bölümünde şiddeti -31 m/yıl a varan oranda bir erozyonun varlığı gözlenmiştir. Kıyı çizgisinin 1989 ile 2009 yılı arasında yaklaşık 620 m ye varan oranda kara tarafında ilerlediği belirlenmiştir. Kızılırmak neğir ağızındaki ortalama erozyonun ise m/yıl olduğu tespit edilmiştir. Transektlerin konumu göz önüne alındığında, erozyonun en fazla, alanın orta, nehirin denize döküldüğü kısmında olduğu gözlenmiştir (Çizim 3).

5 Çizelge 1: Kızılırmak ve Yeşilırmak nehir ağızlarında yılları arasındaki kıyı çizgi değişimleri Kızılırmak Deltası Yşilırmak Deltası Kıyı Çizgisinin Ortalama Değişim Oranı (m/yıl) -16, Erozyon (m/yıl) Ortalama En Düşük En Yüksek Yığışım (m/yıl) Ortalama En Düşük En Yüksek Transekt Sayısı Transekt Uzunluğu (m) Kıyı Uzunluğu Çalışmadan elde edilen bulgulara paralel olarak, Kızılırmak deltasında meyda gelen erozyonun coğrafi analizini yapan Yılmaz (2005), 1987 yılında yapılan Altınkaya Barajı nın inşaasından sonra, deltadaki sediment bütçesinin bozulmasından dolayı, deltanın tüm kıyılarında erozyon sürecinin tehdit yarattığını belirtmiştir. Benzer şekilde, Yrşilırmak üzerinde inşa edilen barajlardan dolayı, deltadaki sediment bütçesinde azalma meydana geldiği, bu nedenle deltanın küçüldüğü gözlenmiştir (Uzun, 2005). Bu çalışma kapsamında, Kızılırmak ve Yeşilırmak gibi dinamik kıyı yapısına sahip kıyı alanlarındaki, on yıllarla ifade edilebilecek bir zaman süreci içinde ortaya çıkan kıyı değişimlerinin, uzaktan algılama veri ve teknikleri ile bir coğrafi bilgi sistemi yazılımı aracılığı ile çalışan DSAS analiz sistemi kullanılarak tespiti yapılmaya çalışılmıştır. Çalışma alanında gözlenen kıyı değişimlerin neden ve sonuçları bu araştırmanın kapsamı dışında tutulmuştur. Sonuç olarak, uzaktan algılama verileri kullanılarak çok farklı şekillerde kıyı çizgisi tespiti ve sayısal kıyı çizgisi tespiti yöntemleri kullanılabilmekteir. Genel olarak, en uygun kıyı çizgisi değişimi tespiti tekniği olarak tek bir teknik önermek ya da belirlemek yerine, yapılan uygulamaya ve amaca yönelik değişik tekniklerin kullanılması tercih edilmelidir. Kaynaklar Coastal Engineering Manual (2002). US Army Corps of Engineers. Available on-line at: Eurosion (2004). Living with coastal erosion in Europe: sediment and space for sustainability. Office for Of- ficial Publications of the European Communities, Luxembourg. Cracknell, A. P. (1999). Remote sensing techniques in estuaries and coastal zone an update. International Journal of Remote Sensing, 19(3), Ciavola, P., Mantovani, F., Simeoni, U., & Tessari, U. (1999). Relation between river dynamics and coastal changes in Albania: an assessment integrating satellite imagery with historical data. International Journal of Remote Sensing, 20(3), Yang, X., Damen, M. C. J., & Van Zuidam, R. A. (1999). Use of thematic mapper imagery with a geographic information system for geomorphologic mapping in a large deltaic lowland environment. International Journal of Remote Sensing, 20(4),

6 Çevre ve Orman Bk., ( Erişim zamanı Information Sheet on Ramsar Wetlands RIS ( 20RIS pdf) Erişim zamanı; Samsun İl Çevre ve Orman Müdürlüğü, ( Erişim zamanı; Guariglia, A., Buonamassa, A., Losurdo, A., Saladino, R., Trivigno, M. T., Zaccagnino, A., et al. (2006). A multisource approach for coastline mapping and identification of shoreline changes. Annals of Geophysics, 49(1). Yılmaz, C., (2005). Kızılırmak Deltasında Meydana Gelen Erozyonun Coğrafi Analizi. İstanbul Teknik Üniversitesi, Avrasya Yerbilimleri Enstitüsü, Haziran 2005, TURQUA Türkiye Kuvaterner Sempozyumu V, s Uzun, A. (2005). Samsun İli Kıyılarında Antropojenik Değişmeler. İstanbul Teknik Üniversitesi, Avrasya Yerbilimleri Enstitüsü, Haziran 2005, TURQUA Türkiye Kuvaterner Sempozyumu V, s