18. ESRI KULLANICILAR KONFERANSI

18. ESRI KULLANICILAR KONFERANSI SEL VE TAŞKINA DUYARLI ALANLARIN CBS İLE BELİRLENMESİ: İSTANBUL AVRUPA YAKASI ÖRNEĞİ Arş.Grv. Mustafa YALÇIN Afyon Kocatepe Üniversitesi

İÇERİK Sel ve Taşkın Duyarlılık Alanlarının Belirlenmesi o Sel ve Taşkın Duyarlılığının Belirlenmesinde Klasik Yaklaşımlar o Sel ve Taşkın Duyarlılığının Belirlenmesinde Güncel Yaklaşımlar Hidrolojik Modelleme Yöntemi Çok Ölçütlü Karar Analizi Uygulama o Verilerin Toplanması, Düzenlenmesi ve İşlenmesi o Ölçüt Katmanlarının Normalleştirilmesi o Ölçüt Ağırlıklarının Belirlenmesi o Ölçütlerin Sentezlenmesi o C-ÇÖKA Sonuçlarının Değerlendirilmesi Sonuç ve Öneriler

Taşkın Duyarlılık Alanlarının Belirlenmesi

Taşkın Duyarlılık Alanlarının Belirlenmesinde Kullanılan Klasik Yöntemler Daha önce yaşanmış sel ve taşkınların etki alanlarının bir haritaya işlenmesi Belirli tekrarlama periyotlarına göre tespit edilen en yüksek debiye göre suyun yükselebileceği seviyenin bir haritaya işlenmesi

Taşkın Duyarlılık Alanlarının Belirlenmesinde Kullanılan Güncel Yöntemler Taşkın duyarlılık alanlarının belirlenmesinde literatür taramalarına göre güncel olarak sık kullanılan iki temel yaklaşım bulunmaktadır Hidrolojik Modelleme Yöntemi Çok Ölçütlü Karar Analizi Yöntemi

Hidrolojik Modelleme Yöntemi Hidrolojik modelleme yöntemi üzerinde taşkın olan akarsuyun bazı yaklaşımlarla modellenerek debisinin ve taşıyacağı su kütlesine göre kaplayacağı alanın tahmine dayanmaktadır

CBS Tabanlı Çok Ölçütlü Karar Analizi (C-ÇÖKA) C-ÇÖKA da, CBS nin sağladığı olanaklarla verilerin toplanması, depolanması, düzenlenmesi ve analizi; ÇÖKA olanakları ile coğrafi verilerin ve karar vericilerin tercihlerinin bir karar için birleştirilmesi sağlanmaktadır Çeşitli çok ölçütlü karar verme metodları vardır bunlardan birisi Analitik Hiyerarşi Metodudur

Ölçütlerin Belirlenmesi - İlgili litaratür taramalarının yapılmasıyla diğer çalışmalarda kullanılan ölçütlerin araştırılması - Örnekleme araştırmaları ve ilgili kişiler, karar vericiler ya da uzmanlardan bilgi edinme Elde edilen uzman görüşleri ve literatür taramaları neticesinde taşkın için 6 ölçüt belirlenmiştir. Bu altı ölçüt; eğim, bakı, akış, yükseklik, alt havzaların büyüklüğü, drenaj yoğunluğu

Ölçütler Alt Havza Büyüklüğü: Alt havza büyüklüğü, akarsudaki toplam akım hacmini etkiler. Büyük yağış havzalarında sel ve taşkına neden olan akımlar küçük havzalardakine göre daha uzun sürelidir Eğim: Eğim; yüzeysel akış, toprak nemi ve taban suyu tarafından akarsu akımına yapılan katkılar bakımından önemli bir faktördür. Eğim, biriken yağış miktarını etkilemekte ve düşük eğimlerde taşkın süresi daha uzun olmaktadır

Ölçütler Yükseklik: Yükseklik, biriken yağış miktarını ya da yağış kayıplarını etkilemesi bakımından önem taşımaktadır Bakı: Bakı, güneşten alınan ısı enerjisi miktarına ve dolayısıyla terleme ve buharlaşma ile su kaybına etki etmektedir

Ölçütler Akış: Birleşik Devler Toprak Koruma Servisi Eğri Numarası (US Soil Conservation Service (SCS) Curve Number: CN) yöntemi, yağış verilerinden akışın belirlenmesinde sıkça kullanılan bir yöntemdir. Akış için kullanılan bağıntı: Bağıntılarda yer alan Yağış miktarı, hidrolojik toprak grupları ve arazi örtüsü bilgilerine göre elde edilir Q : Yüzey akış miktarı (mm) P : Yağış miktarı (mm) S : Su tutma potansiyeli (mm) CN : Yüzey akış eğri numarası

Drenaj Yoğunluğu: Ölçütler Bir havzadaki drenaj durumu veya drenaj kapasitesi, o havzadaki doğal drenaj kanallarını oluşturan ana mecra ve ona bağlı bulunan yan kolların veya derelerin havzaya düşen yağış sularını boşaltabilme yeteneği veya kapasitesidir. Genel bir ifade ile bir havzanın drenaj yoğunluğu ne kadar yüksek ise, o havzadaki drenaj ağının yağış sularını çevreye zarar vermeden akıtma yeteneğinin de o ölçüde yüksek olduğu söylenebilir D d : Havza drenaj yoğunluğu Lu : Toplam akarsu uzunluğu A : Havza alanı

UYGULAMA

Çalışma Alanı

VERİ İŞLEM VE ANALİZİ

Ölçüt Katmanlarının Hazırlanması Veriler 40 adet 1/25000 ölçekli HGK-STH 40 adet 1/25000 ölçekli BTG haritaları 6 adet MGM istasyonlarına ait yağış verileri Ulusal Arazi Örtüsü Verileri İBB CBS Servisi Taşkın sınırı tahmin verileri ( Ayamama, Alibey, Sarısu, Çiftlikköy havzaları)

Yükseklik 40 adet 1/25000 ölçekli sayısal yükseklik paftası birleştirilmiş ve topolojik hatalar düzeltilmiştir Sınır verileri İBB-CBS servisinden güncellenmiştir. Yükseklik eğrileri, göl sınırları ve proje sınırları ile 10 m piksel boyutlu SYM oluşturulmuştur SYM de tepe ve çukur hataları giderilerek daha sağlıklı bir veri elde edilmiştir

Eğim SYM kullanılarak 10 m piksel boyutlu eğim katmanı oluşturulmuştur

Bakı SYM kullanılarak 10 m piksel boyutlu bakı katmanı oluşturulmuştur Oluşan bakı katmanı değerleri derece cinsinden elde edilmiş ve değer aralıkları temsil ettiği yönlere göre oluşturulmuştur Bakı Değerleri Yönler -1.0 Düz Alanlar 0.0 o - 22.5 o Kuzey 22.5 o - 67.5 o Kuzeydoğu 67.5 o - 112.5 o Doğu 112.5 o - 157.5 o Güneydoğu 157.5 o - 202.5 o Güney 202.5 o - 247.5 o Güneybatı 247.5 o - 292.5 o Batı 292.5 o - 337.5 o Kuzeybatı 337.5 o - 360.0 o Kuzey

Bakı Bakı ölçütü katmanı, önem durumuna göre sayısal olarak derecelendirilebilmesi için, Öztürk ün Güney Marmara Havzasında bakı katmanı için taşkın envanterlerini kullanarak yaptığı puanlama kullanılmıştır Bakı Puan Düz Alanlar 10 Kuzey 9 Kuzeydoğu-Kuzeybatı 8 Doğu-Batı 6 Güneydoğu-Güneybatı 4 Güney 2

Alt Havzaların Büyüklüğü Alt havzaları belirlemek için SYM den oluşturulmuş, akış yönü bilgilerine göre alt havzalar otomatik olarak üretilmiştir Akış yönünden otomatik olarak üretilen alt havzalarda kıyı problemi olarak adlandırılan kıyı bölgelerinde çok sayıda alt havza meydana gelmiştir.

Alt Havzaların Büyüklüğü Kıyı problemi bulunan bölgelerde küçük havzalar uzman görüşleri ve bölgede manuel olarak sırtların oluşturulması ve drenaj katmanı ile birlikte değerlendirilerek birleştirilmiştir. 10 m piksel boyutlu alt havzaların büyüklüğü katmanı oluşturulmuştur.

Drenaj Yoğunluğu Katmanı 40 adet 1/25000 ölçekli sayısal drenaj verisi birleştirilmiş ve topolojik hatalar düzeltilmiştir Her bir alt havza için toplam drenaj uzunluğu belirlenmiştir. Toplam drenaj uzunluğu alt havza alanına bölünerek drenaj yoğunluğu katmanı elde edilmiştir

Akış Çalışma alanında akışı belirlemek için; yağış, hidrolojik toprak grubu ve arazi kullanımı verileri kullanılmıştır. Yağış-akış ilişkisi, SCS eğri numarası yöntemine göre belirlenmiştir Çalışma alanında akışı belirlemek için; yağış, hidrolojik toprak grubu ve arazi kullanımı verileri kullanılmıştır. Yağış-akış ilişkisi, SCS eğri numarası yöntemine göre belirlenmiştir

Yağış Yağış miktarının yersel dağılımını belirlemek için 6 adet meteoroloji istasyonlarına ait verileri enterpole edilerek 10 m piksel boyutlu grid katman oluşturulmuştur

Arazi Örtüsü Arazi örtüsü verileri için Ulusal Arazi Örtüsü Projesi verileri ve İBB-CBS servisi 2010 ortofoto verileri kullanılmıştır.

Hidrolojik Toprak Grupları 1/25000 ölçekli TRGM den elde edilen BTG haritaları kullanılmıştır.

Yüzey Akış Eğri Numarası Arazi kullanımı bilgileri ve hidrolojik toprak sınıflarına göre yüzey akış eğri numarası (CN) hesaplanmış ve 10 m piksel boyutlu grid veriye dönüştürülmüştür Arazi Örtüsü Açıklamalar Ortalama Geçirimsiz Alan (%) Yerleşim (Yüksek Çoklu-Aile, Apartmanlar, Daireler, yoğunluklu) Karavan Kampı Yerleşim (Orta yoğunluklu) Yerleşim (Düşük yoğunluklu) Ticari alanlar Perakendeciler, Alışveriş Merkezleri,Ticari Bölgeler Endüstriyel alanlar Arıtma Tesisleri, Okullar, Hafif Sanayi Alanları Geçici, Bozulmuş Gelişme Sahaları, Taş ocağı, Çakıllı Alanlar Bölgeler Zirai Alanlar Ekili Araziler, Bakliyat Ürünleri, Bitkiler Açık alanlar Parklar, golf sahaları, çim saha, mezarlıklar Hidrolojik Toprak Gruplarına Göre Eğri Numarası A B C D 65 77 85 90 92 Tek-Aile Yoğun 30 57 72 81 86 Tek-Aile - Düşük 15 48 66 78 83 85 89 92 94 95 72 81 88 91 93 5 76 85 89 91 5 67 77 83 87 5 39 61 74 80 Çayır Mera, Çayır, Otlak, 5 30 58 71 78 Orman (Sık) Karışık Orman, Fundalık ve toprak 5 30 55 70 77 kombinasyonu Orman (Seyrek) Koruluk, Ağaç ve çim kombinasyonu 5 43 65 76 82 Geçirimsiz Alanlar Sulak alanlar Kaplamalı Otopark, Alışveriş Merkezleri, Yollar Su Oluşumu, Göller, Havuzlar, Sulak Alanlar 98 98 98 98 98 100 100 100 100 100

Akış Katmanı S 25400 254 CN Q (P 0. 2S) 2 (P 08. S) Formüller uygulanarak akış katmanı oluşturulur.

Ölçüt Katmanlarının Normalleştirilmesi Ölçüt katmanları farklı değer aralıklarında ve ölçü birimlerinde olduğundan, ölçütleri bir arada işleme koyabilmek ve birbirleri ile karşılaştırabilmek için her katman 0-1 aralığında değerler alacak şekilde normalleştirilmiştir

Normalleştirilmiş Ölçüt Katmanları

Ağırlıkların Belirlenmesi Ağırlıkların belirlenmesinde, 2009 yılında Öztürk ün Marmara Havzasında çalışmasındaki daha önce yaşanmış sel ve taşkın etki alanları ve havzanın geneliyle yaptığı karşılaştırmalar, literatür bilgileri ve uzman görüşü sonucu elde ettiği ikili karşılaştırma değerleri kullanılmış ve buna göre karşılaştırma matrisi hazırlanmıştır. İkili karşılaştırmaların tutarlılık oranı hesaplanarak, 0.017 bulunmuştur. Bu değer 0.10 dan küçük olduğu için işleme devam edilerek, ağırlıklar hesaplanmıştır.

Ağırlıkların Belirlenmesi Buna göre ağırlıklar aşağıdaki tabloda verilmektedir; Ölçüt Katmanları Ağırlıklar Akış 0.35 Yükseklik 0.11 Eğim 0.15 Bakı 0.06 Alt Havza Büyüklüğü 0.12 Drenaj Yoğunluğu 0.21

Sel ve Taşkın Duyarlılığın Belirlenmesi Ölçütler normalleştirilip ağırlıklandırıldıktan sonra AHY Kapsamında ağırlıklarıyla birlikte sentezlenmektedir. Sentezlemede her bir ölçüt ağırlıklarıyla birlikte çarpılıp, tüm ölçütler toplanmıştır.

Sel ve Taşkın Duyarlılık Haritası

Sınıflandırmalar Oluşturulan sel ve taşkın duyarlılık haritası doğal aralıklı sınıflandırma yöntemi ile 5 ayrı duyarlılık derecesi ile sınıflandırılmıştır. Buna göre sel ve taşkın duyarlılık alanları çok yüksek riskli, yüksek riskli, orta risk, düşük risk ve çok düşük riskli bölgeler olarak sınıflandırılmıştır

ÇÖKA ile elde edilen duyarlılık sınıfları rasyonel yönteme göre 500 yıllık taşkın debi hesabına göre elde edilen Sarısu, Ayamama, Alibey ve Çiftlikköy Deresi Havzaları tahmini taşkın sınırları ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar

Karşılaştırmalar TÜM DERELER ORTALAMA CBS-ÇÖKV DUYARLILIK Rasyonel Yönteme Göre Taşkın Sınırı İçerisinde Kalan CBS- ÇÖKA Duyarlılık Sınıfları(%) Çok Yüksek Yüksek Orta Düşük Çok Düşük % 74 % 23 % 2 % 1 % 0

SONUÇ VE ÖNERİLER Çok ölçütlü karar analizine dayalı olarak geliştirilen örnek uygulama sonucunda sel ve taşkın duyarlılığı yüksek olan alanlar rasyonel yönteme göre elde edilen taşkın sınırı verileriyle karşılaştırıldığında %97 lik uyum sağladığı görülmüştür Ölçütlerin belirlenmesi ve ağırlıklandırılması sübjektif konu olup tartışmaya açıktır. Klasik yöntemlere alternatif oluşturmuştur Küçük ölçekte yapılan bu çalışmada duyarlılık alanları belirlenmiş ve bu duyarlılık alanlarının büyük ölçekli çalışmalar için yol göstermesi beklenmektedir.

TEŞEKKÜRLER