Sayısal Yükseklik Modeli Kullanılarak Bazı Havza Karakteristiklerinin Saptanması ve Arazi...

9
KSÜ Mühendislik Bil. Der., Özel Sayı, 2012 KSU J. Engineering Sci., Special Edition, 2012 I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, KahramanmaraĢ 197 Sayısal Yükseklik Modeli Kullanılarak Bazı Havza Karakteristiklerinin Saptanması ve Arazi Kullanımı Turgay DĠNDAROĞLU 1 , Müdahir ÖZGÜL 2 , Mustafa Y. CANBOLAT 2 1 Orman Bölge Müdürlüğü, Erzurum 2 Atatürk Üniversitesi Toprak Bölümü, Erzurum ÖZET: Bir su toplama havzasında ekolojinin esasları temel alınarak, toplumun sosyal, ekonomik ve kültürel geliĢimini sağlayacak Ģekilde doğal kaynakların sürdürülebilir kullanımının planlanması ve yönetilmesi önemlidir. Coğrafi bilgi sistemleri birçok doğal kaynakla ilgili çok kullanıĢlı uygulama araçları sunmaktadır. Bunlardan biride su havzalarındaki hidrolojik modellemelerdir. Bu uygulamaların temeli Sayısal Yükseklik Modelinin doğru oluĢturulmasına bağlıdır. Havza alanı, alt havza alanı, drenaj ağları ve su akıĢ yönleri ve buna benzer havza karakteristikleri CBS kullanılarak hassas bir Ģekilde tespit edilebilmiĢtir. Bu çalıĢmada Erzurum Ġli Kuzgun baraj gölü havza alanında Arcinfo/Archydro yazılımları kullanılarak bazı havza karakteristikleri belirlenmiĢtir. Belirlenen h avza karakteristikleri temel alınarak arazi kullanım kabiliyet sınıfları ve aktüel arazi kullanımları haritalanmıĢtır. Sonuçta araĢtırma alanı için optimum alan kullanım haritası elde elde edilmiĢtir. Elde edilen haritalar incelendiğinde iĢlemeli tarım yapılan alanların yaklaĢık % 6’sının tarıma elveriĢli olmayan VI ve VII sınıf araziler olduğu, mera olarak kullanılan alanların yaklaĢık % 8,69’u VI. Sınıf araziler olduğundan bu alanlar orman olarak kullanılması gerektiği tespit edilmiĢtir. Anahtar Kelimeler: Coğrafi Bilgi Sistemleri, Sayısal Yükseklik Modeli, Havza, Hidroloji, Arazi kullanımı Determination Some Characteristics of Basin Using Digital Elevation Models and Land Use ABSTRACT: A catchment basin according to the principles of ecology, society, social, economic and cultural development to ensure sustainable use of natural resources planning and management is important. Geographic information systems for many natural resources offers a very useful application tools. One of them models of the hydrological basins of water. The basis of these applications depends on the creation of accurate Digital Elevation Model. Basin area, sub-basin area, drainage networks and water flow directions, and other similar watershed characteristics using GIS can be determined precisely. In this study, the reservoir watershed area of Erzurum Province Raven ArcInfo / Archydro some watershed characteristics were determined using the software. Determined on the basis of catchment characteristics and land use capability classes mapped on current land uses. After all the research area is obtained for the optimum land use map. Approximately 6% of the resulting maps are analyzed areas unsuitable for agriculture, farming class VI and VII, 8.69% of the fields used as pasture VI. Class use of forest lands. Keywords: Geographic Information Systems, Digital Elevation Model, Watershed, Hydrology, Land use 1.GİRİŞ Günümüzde çok sayıda ve farklı amaçlara hizmet eden Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) yazılımları mevcuttur. Bu sistemler hızlı, güvenilir ve birbirlerine kolayca entegre olabilecek esneklikteki programlardır. Elde edilen haritalarla görsel veri elde etmek mümkün olduğundan coğrafi bilgi sistemleri özellikle karar verme aĢamasında önemli kolaylıklar sağlamaktadır. CBS havz a ölçekli çalıĢmalarda da hassas bir çalıĢma platformu sunmaktadır. OluĢturulan modellerde havza sınırları ve alt havza ayrımları yapılabilmektedir. Parametreleri ölçülebilen modeller, havzadaki süreçler ve bunların fiziksel anlamları ile kurulup, bilinen havza özelliklerinden hareket ederek tahmin edilebilen parametreleri kullanmaktadır. Ancak, model uygulamasının kapsamı ve ölçeği arttıkça, model karmaĢıklığı da artabilmekte ve buna bağlı olarak gereken parametre sayısı da artmaktadır. ______________________________________________ *Sorumlu Yazar: Turgay DĠNDAROĞLU, [email protected] Belirsizlik parametrelerinin çoğalması, fiziksel bazlı modellerin havza ölçeğinde uygulanmasını kısıtlamaktadır. Böylece, havza ölçeğinde parametreleri ölçülebilen modellerin uygulanmasını zorlaĢtırmaktadır (Al-Abed ve Whiteley 2002). Havza modellemede Namnam Havzası’nın sınırlarının belirlenmesi ve karakterizasyonunda “basins” uygulaması (Baloch ve Tanık 2009) CBS ortamında yapılmıĢtır. Bursa Karacabey Ġnkaya Göleti Havzasında cbs kullanarak sayısal yükseklik modelini kullanarak havza sınırlarını belirlenmiĢtir (Akkaya ve ark. 2004). Sayısal yükseklik modelleri, su kaynakları ile ilgili çalıĢmalarda eğim ve yön(bakı) haritalarının, vadi tabanları ve sırtlarının, drenaj ağlarının ve drenaj ağlarının büyüklük, uzunluk, eğim gibi özelliklerinin, havza ve alt havza özelliklerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır (Garbrecht ve Martz 1999). Havza ve alt havza sınırlarının belirlenmesi aĢamasında yapılan iĢlemler, yüzeysel akıĢ-akarsu ağının belirlenmesi, havza dıĢ sınırlarının belirlenmesi ve elde edilen havza bütününün alt havzalara bölünmesidir (Tong

Transcript of Sayısal Yükseklik Modeli Kullanılarak Bazı Havza Karakteristiklerinin Saptanması ve Arazi...

KSÜ Mühendislik Bil. Der., Özel Sayı, 2012

KSU J. Engineering Sci., Special Edition, 2012

I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, KahramanmaraĢ

197

Sayısal Yükseklik Modeli Kullanılarak Bazı Havza Karakteristiklerinin Saptanması ve Arazi

Kullanımı

Turgay DĠNDAROĞLU1, Müdahir ÖZGÜL2, Mustafa Y. CANBOLAT2

1 Orman Bölge Müdürlüğü, Erzurum

2 Atatürk Üniversitesi Toprak Bölümü, Erzurum

ÖZET: Bir su toplama havzasında ekolojinin esasları temel alınarak, toplumun sosyal, ekonomik ve kültürel geliĢimini sağlayacak Ģekilde doğal kaynakların sürdürülebilir kullanımının planlanması ve yönetilmesi önemlidir. Coğrafi bilgi

sistemleri birçok doğal kaynakla ilgili çok kullanıĢlı uygulama araçları sunmaktadır. Bunlardan biride su

havzalarındaki hidrolojik modellemelerdir. Bu uygulamaların temeli Sayısal Yükseklik Modelinin doğru

oluĢturulmasına bağlıdır. Havza alanı, alt havza alanı, drenaj ağları ve su akıĢ yönleri ve buna benzer havza

karakteristikleri CBS kullanılarak hassas bir Ģekilde tespit edilebilmiĢtir. Bu çalıĢmada Erzurum Ġli Kuzgun baraj gölü

havza alanında Arcinfo/Archydro yazılımları kullanılarak bazı havza karakteristikleri belirlenmiĢtir. Belirlenen havza

karakteristikleri temel alınarak arazi kullanım kabiliyet sınıfları ve aktüel arazi kullanımları haritalanmıĢtır. Sonuçta

araĢtırma alanı için optimum alan kullanım haritası elde elde edilmiĢtir. Elde edilen haritalar incelendiğinde iĢlemeli

tarım yapılan alanların yaklaĢık % 6’sının tarıma elveriĢli olmayan VI ve VII sınıf araziler olduğu, mera olarak

kullanılan alanların yaklaĢık % 8,69’u VI. Sınıf araziler olduğundan bu alanlar orman olarak kullanılması gerektiği

tespit edilmiĢtir.

Anahtar Kelimeler: Coğrafi Bilgi Sistemleri, Sayısal Yükseklik Modeli, Havza, Hidroloji, Arazi kullanımı

Determination Some Characteristics of Basin Using Digital Elevation Models and Land Use

ABSTRACT: A catchment basin according to the principles of ecology, society, social, economic and cultural

development to ensure sustainable use of natural resources planning and management is important. Geographic

information systems for many natural resources offers a very useful application tools. One of them models of the

hydrological basins of water. The basis of these applications depends on the creation of accurate Digital Elevation

Model. Basin area, sub-basin area, drainage networks and water flow directions, and other similar watershed

characteristics using GIS can be determined precisely. In this study, the reservoir watershed area of Erzurum Province Raven ArcInfo / Archydro some watershed characteristics were determined using the software. Determined on the basis

of catchment characteristics and land use capability classes mapped on current land uses. After all the research area is

obtained for the optimum land use map. Approximately 6% of the resulting maps are analyzed areas unsuitable for

agriculture, farming class VI and VII, 8.69% of the fields used as pasture VI. Class use of forest lands.

Keywords: Geographic Information Systems, Digital Elevation Model, Watershed, Hydrology, Land use

1.GİRİŞ Günümüzde çok sayıda ve farklı amaçlara

hizmet eden Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) yazılımları

mevcuttur. Bu sistemler hızlı, güvenilir ve birbirlerine

kolayca entegre olabilecek esneklikteki programlardır.

Elde edilen haritalarla görsel veri elde etmek mümkün

olduğundan coğrafi bilgi sistemleri özellikle karar verme

aĢamasında önemli kolaylıklar sağlamaktadır. CBS havza

ölçekli çalıĢmalarda da hassas bir çalıĢma platformu

sunmaktadır. OluĢturulan modellerde havza sınırları ve alt havza ayrımları yapılabilmektedir. Parametreleri

ölçülebilen modeller, havzadaki süreçler ve bunların

fiziksel anlamları ile kurulup, bilinen havza

özelliklerinden hareket ederek tahmin edilebilen

parametreleri kullanmaktadır. Ancak, model

uygulamasının kapsamı ve ölçeği arttıkça, model

karmaĢıklığı da artabilmekte ve buna bağlı olarak gereken

parametre sayısı da artmaktadır.

______________________________________________ *Sorumlu Yazar: Turgay DĠNDAROĞLU, [email protected]

Belirsizlik parametrelerinin çoğalması, fiziksel

bazlı modellerin havza ölçeğinde uygulanmasını

kısıtlamaktadır. Böylece, havza ölçeğinde parametreleri

ölçülebilen modellerin uygulanmasını zorlaĢtırmaktadır (Al-Abed ve Whiteley 2002). Havza modellemede

Namnam Havzası’nın sınırlarının belirlenmesi ve

karakterizasyonunda “basins” uygulaması (Baloch ve

Tanık 2009) CBS ortamında yapılmıĢtır. Bursa

Karacabey Ġnkaya Göleti Havzasında cbs kullanarak

sayısal yükseklik modelini kullanarak havza sınırlarını

belirlenmiĢtir (Akkaya ve ark. 2004). Sayısal yükseklik

modelleri, su kaynakları ile ilgili çalıĢmalarda eğim ve

yön(bakı) haritalarının, vadi tabanları ve sırtlarının,

drenaj ağlarının ve drenaj ağlarının büyüklük, uzunluk,

eğim gibi özelliklerinin, havza ve alt havza özelliklerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır (Garbrecht ve Martz

1999). Havza ve alt havza sınırlarının belirlenmesi

aĢamasında yapılan iĢlemler, yüzeysel akıĢ-akarsu ağının

belirlenmesi, havza dıĢ sınırlarının belirlenmesi ve elde

edilen havza bütününün alt havzalara bölünmesidir (Tong

KSÜ Mühendislik Bil. Der., Özel Sayı, 2012

KSU J. Engineering Sci., Special Edition, 2012

I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, KahramanmaraĢ

198

ve Chen 2002). Sayısal yükseklik modelleri (DEM) arazi

yüzey morfolojileri (U.S. Geological Survey 1987)

hakkında detaylı bilgi elde etmek için kullanılabilir.

Geleneksel olarak raster iĢleme sistemleri ve

algoritmaları, eğim, bakı ve yükselti (Klingebiel ve ark.

1998) gibi yüzey analizlerini (Peucker ve Douglas 1975)

hesaplamak için kullanılır. ABD’deki havza analizi modellemesine yönelik birçok uygulamaya yapılmıĢ ve

havza karakteristikleri belirlenmiĢtir (Carrubba 2000,

Bergman ve ark. 2002, Endreny 2003, Uchrin 2007).

Havzadaki araziler, toprak iĢlemeye karĢı gösterdikleri

sınırlayıcı özelliklerine göre, hiçbir sorunu bulunmayan I.

sınıf araziler ile hiçbir bitkisel üretime olanak vermeyen

VIII. sınıf arasında, sorunların yoğunluğu I. sınıftan VIII.

sınıfa doğru gittikçe artmaktadır. Bu sekiz arazi

sınıfından ilk dördü toprak iĢlemeye uygun, son dördü ise

orman, mera gibi devamlı bitki örtüsü altında

bulundurulmak zorundadır. Ülkemiz nüfusunun az

olduğu dönemlerde, kurala uygun olarak I-IV. sınıf araziler iĢlenmekte iken, özellikle Ġkinci Dünya

SavaĢından sonra artan mekanizasyon olanakları ile

özellikle mera ve ormanlardan açılan araziler de

iĢlenmeye baĢlanmıĢtır. 1934 yılında 11.677.000 hektar

alan tarım arazisi, 1955'te %100 artıĢ ile 22.808.000

hektara çıkmıĢ ve o yıllarda ülkemiz dünyada 4. buğday

dıĢ satımcısı ülke durumuna yükselmiĢtir. Tarım

arazilerindeki alan artıĢı günümüze dek sürmüĢ ve son 25

yılda 4.891.000 hektarlık bir artıĢ ile 27.699.000 hektara

yükselmiĢtir. Bu dönem içinde 1934 yılında 44.329.000

hektar olan çayır-mera arazisi, 1955'te 31.000.000 hektar, 1980'de ise 21.101.000 hektara inmiĢtir. Diğer yandan

verimli tarım arazileri de konut, sanayi, turistik tesis gibi

alanlara dönüĢtürülmüĢtür. Bunun sonucu olarak Ģehir

çevrelerindeki tarım arazilerine doğru yayılmalar

baĢlamıĢtır. ġehirlerin etrafındaki bağ, bahçe ve tarla

arazileri büyük bir hızla yeni yerleĢim bölgelerine

dönüĢmüĢtür (DPT 1997).

2.MATERYAL VE YÖNTEM

2.1. Materyaller

AraĢtırma, Erzurum Ġli Aziziye (Ilıca) Ġlçesinin

60 km kuzey batısında bulunan ve Yukarı Fırat havzası

sınırları içerisinde kalan Kuzgun Baraj Gölü çevresinde

yürütülmüĢtür. ÇalıĢma alanı sınırları içerisinde

Kızılkale, Toprakkale, Arapköy, Ahırcık, Kabaktepe,

BaĢovacık, BaĢkent, Bingöze, Karakale, Ovacık, Çatak,

Sırlı, Çamlıca ve Aynalıkale köyleri bulunmaktadır (ġekil

1). Kuzgun Barajı su toplama alanı jeolojik olarak Alt

Kretase yaĢlı kireçtaĢları üzerinde bulunmaktadır.

Havzanın yarısına yakını Üst Miosen formasyonlarıyla

kaplıdır. AraĢtırma alanı engebeli bir yapıya sahip olup içerisinde toplam 104 adet tepe bulunmaktadır. Bunların

en küçüğü 2184 metre yükseltiyle Tıkızlar Tepesi, en

yükseği ise 3116 metre ile YolbaĢı Tepesidir. Havzanın

kuzey doğusuna doğru andezit, spilit ve profit’in

bulunduğu alanlar yayılmaktadır. Bu alanların hemen alt

kısmında alüvyal materyaller üzerinde oluĢmuĢ

toprakların yayılım gösterdiği eğimi düĢük çayır alanları

mevcuttur.

Yörede kıĢ sıcaklıkları düĢük, yaz sıcaklıkları

ise yüksektir. ÇalıĢma alanı ve yakın çevresi yıllık

ortalama sıcaklığı 5.3oC dir. Yıllık yağıĢ ortalaması 409 mm’dir. Mayıs ayı en yağıĢlı aydır. En düĢük ortalama

sıcaklık -15.5oC ile Ocak ayında en yüksek ortalama

sıcaklık ise 27.6oC ile Ağustos ayında yaĢanmaktadır.

ÇalıĢmanın yapıldığı bölgede karasal iklim koĢullarının

egemen olması nedeniyle alçak alanlarda yaz baĢlarından

itibaren kuruyan ot toplulukları ile yüksek yerlerde sarı

çamlardan ibaret olan orman toplulukları yer almaktadır.

AraĢtırma alanında orman örtüsünün bulunduğu alanlar,

sarıçam (Pinus sylvestris) ve titrek orman kavağı

(Populus tremula) ile saf veya karıĢık meĢcere Ģeklinde

kaplıdır.

Şekil 1. AraĢtırma alanının topoğrafik haritası

KSÜ Mühendislik Bil. Der., Özel Sayı, 2012

KSU J. Engineering Sci., Special Edition, 2012

I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, KahramanmaraĢ

199

Mera ve çayır örtüsünün bulunduğu alanlar, Caltha ssp.,

Alchemilla ssp., Dactylorhiza ssp., Viburnum ssp.,

Taraxacum ssp., Muscari ssp., Acantholimon ssp.,

Hippophae ssp., Padus ssp., Lonicera ssp., Malus ssp.,

Tulipa ssp., Thymııs ssp., Papaver ssp., Verbascum ssp.,

Festuca ovina, Artemisia ssp., Bromssp., ve Bromus ssp.

vb. türleri ile kaplıdır.

2.2.Yöntem

Havza ve Alt Havza Sınırları ve Drenaj

Ağlarının Tespiti: Öncelikler bölgeninin Sayısal

Yükseklik Modeli (SYM) hazırlanmıĢtır. Havzada yer

alan akarsuların su akıĢ yönü ArcHydro Tool programı ile

tespit edilmiĢtir (Maidment ve ark. 2002). Havza alanının

modellenmesinde D8 yöntemi kullanılmıĢtır (Jenson ve

Domingue 1988). D8 yöntemi, Archydro programında

sayısal yükseklik modeli üzerinde su akıĢ yönleri

hesaplanmıĢ ve buna bağlı olarak havza sınırları tespit

edilmiĢtir (ġekil 2). Son olarak akarsu ağının modellenmesi yapılmıĢtır.

Havzadaki yüzeylerin hidrolojik özelliklerinin

belirlenmesinde “Flow Direction” fonksiyonu kullanılmıĢ

ve raster olarak her hücreden akıĢ yönü belirlenmiĢtir. Bu

fonksiyonun kullanımında bir yüzey verisi girilmiĢ ve her

Şekil 2. Sayısal yükseklik modeli ile havza alanının belirlenmesi

hücrenin akım yönünü gösteren bir raster çıktı elde

edilmiĢtir. ÇıkıĢ “Drop raster” seçeneği seçilerek elde

edilen raster ve hücrelerin merkezleri arasındaki mesafe

için akıĢ yönü boyunca her hücreden yükseklik

maksimum değiĢim oranı gösterilerek yüzde olarak ifade

edilmiĢtir. Hücrede akıĢ, yükseklik değeri kendi

değerinden düĢük olan komĢu hücrelere doğru olmaktadır. AkıĢlarda sekiz komĢu hücreye doğru çıkıĢ

yönleri elde edilmiĢtir (ESRI 2006), (ġekil 3 ve 4).

Drenaj ağlarının oluĢturulmasında, su ve diğer

maddelerin toplanma alanı “drenaj havzası”, suyun bir

bölgenin dıĢına dökülme noktasıda akma noktası olarak

ifade edilmiĢtir.

Şekil 3. AkıĢ yönü algoritması

Şekil 4. Sayısal Yükseklik Modeli ile drenaj ağlarının

belirlenmesi

Toprak Yapısı, Arazi Kullanım Kabiliyet

Sınıfları ve Aktif Alan Kullanım Durumu Tespiti:

Yapılan çalıĢmada analog ortamdaki 1/100.000

ölçeğindeki Erzurum Ġli arazi varlığı haritaları (KHGM

2000) üzerinde yer alan her poligon sayısallaĢtırılarak belirlenen kontrol noktaları ile UTM koordinat sistemine

dönüĢümü yapılmıĢtır. Poligonların öznitelik

değerlerinden birisi olan büyük toprak grupları, arazi

kullanım kabiliyet sınıf (AKKS) değerleri ve aktif arazi

kullanım durumu bilgileri veri tabanına girilmiĢtir.

Sonuçta sayısal yükseklik modeli kullanılarak elde edilen

havza sınırları kullanılarak optimum arazi kullanım

haritası oluĢturulmuĢtur.

KSÜ Mühendislik Bil. Der., Özel Sayı, 2012

KSU J. Engineering Sci., Special Edition, 2012

I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, KahramanmaraĢ

200

3. Araştırma Bulguları

AraĢtırma alanında havza sınırlarının

belirlenmesinde temel olarak Sayısal Yükseklik

Modelinden (SYM) yararlanılmıĢ (ġekil 5) ve bu model

üzerinde D8 yaklaĢımıyla su akıĢ yönleri bu modelden

faydalanılarak akıĢ toplanma modeli oluĢturulmuĢtur. Kullanılacak topografik verilerin SYM ızgara (raster)

biçiminde olmaları gerekmektedir. Izgara verileri,

yanyana ve düzenli yerleĢtirilmiĢ hücreler olarak

tanımlanan bu hücreler tipik olarak kare biçiminde ve x-y

yönlerinde sıralı olarak yerleĢtirilmiĢtir. SYM raster veri

setinde her hücrenin bir yükselti özniteliği bulunmaktadır

(Bolstad 2003, Jenson ve Trautwein 1987). SYM modeli

oluĢturulurken eĢit yükseklikli üç köĢenin oluĢturduğu

düz üçgenler belli yükseklik ve koordinat bilgisi bulunan

ilave ara noktalarla düzeltilmiĢ, böylece daha yumuĢak

yapılı bir model oluĢmuĢtur.

AkıĢ yönlerinin belirlenmesinde ızgaradaki her

hücredeki akım yönü bir araya getirilerek arazideki drenaj

yönleri belirlenmiĢtir (ġekil 6). D8 algoritması herhangi

bir hücredeki akımın aralarında eğim en fazla olan düĢük

kottaki komĢusuna doğru olduğunu kabul eden tek akım

yönlü bir algoritmadır (O'Callaghan ve Mark 1984). Bu

algoritmada kenardakiler dıĢındaki her hücrenin sekiz komĢusu vardır ve bunlar 1- Doğu, 2- Kuzeydoğu, 3-

Kuzey, 4- Kuzeybatı, 5- Batı, 6- Güneybatı, 7- Güney, 8-

Güneydoğu olarak kodlanmıĢtır. Alternatif olarak

kullanılabilecek Dinf yaklaĢımında (Tarboton 1997) ise,

üçgen petekler dikkate alınarak en fazla eğim olan yönde

akıĢ olduğu kabul edilmiĢtir.

Akarsu ağının mevcut olduğu durumlarda ise,

akım yönleri bir shape dosyası ile belirlenebilmektedir.

Hesaplanan grid değerlerine göre her bir grid hücresi

0’dan baĢlayıp 10452’ye kadar çıkan değerler almıĢtır.

Şekil 5. Sayısal Yükseklik Modeli haritası

Şekil 6. AkıĢ yönleri haritası

KSÜ Mühendislik Bil. Der., Özel Sayı, 2012

KSU J. Engineering Sci., Special Edition, 2012

I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, KahramanmaraĢ

201

Siyah ile gösterilen alanlardaki grid değeri

sıfır, grid değeri büyüdükçe hücrelerin aldığı renk daha

açıktır. En yüksek gridin ulaĢtığı değer 10452 olup bu

noktalar en fazla akıĢın toplandığı yerlerdir (ġekil 7).

Elde edilen bu akıĢ toplanma modeli üzerinde alt sınır

değeri, aktif değer olan sıfır üzeri alınarak, proje alanına

yönelik drenaj ağı göstermektedir.

Grid değerinin aldığı en yüksek nokta,

oluĢturulan model içinde en çok suyun toplandığı ve çıkıĢ

yaptığı noktadır. Drenaj yoğunluğu (Dy); havza

içerisindeki toplam drenaj yolları uzunluğu (473,8 km),

havza alanına (236,33km2) bölünerek (2,00 km/km2)

bulunmuĢtur. AraĢtırma alanında 146 adet sulu dere, 437

adet kuru dere tespit edilmiĢtir. Toplam olarak 583 adet

drenaj yolu mevcuttur (ġekil 8). Alanın drenaj sıklığı 2,4

olarak bulunmuĢtur. Drenaj yoğunluğunun fazla

olmasının nedeni eğim, toprak ve ana kaya özelliklerine

bağlı olarak suyun yüzeysel akıĢa geçmesinden kaynaklanmaktadır. Havzanın aĢırı engebeli arazi

niteliğinde olması, vejetasyon örtüsünün tahrip edilmesi,

üst toprağın yer yer tamamen taĢınmıĢ olması, alt

toprağın dayanıksız ve geçirgenliğinin az olması drenaj

yoğunluğunun yüksek çıkmasının baĢlıca nedenleridir

(Tarboton 1997). AraĢtırma alanı içersinde kaba dendritik

drenaj ağı sistemi daha yaygın olarak tespit edilmiĢtir.

Maksimum akıĢ toplanma noktasını besleyen drenaj ağı ve alanı bu noktaların aldığı değerlere göre

belirlenmiĢtir. Bu alan aynı zamanda havza alanını da

oluĢturmaktadır (ġekil 9). Havza bölümlerinin

belirlenmesinde akarsu ağı belirlendikten sonra her

akarsu bölümü için alt havzalar veya drenaj alanları

belirlenmiĢtir (ġekil 10).

AraĢtırma alanı havza sınırları dahilinde büyük

toprak grupları bakımından değerlendirildiğinde, % 50,00

oranında CE ( Kestane rengi), % 14,71 K (Kolüvyal), %

35,29 X (Bazaltik) (Çizelge 1) toprak grupları alanda

mevcuttur (ġekil 11).

Şekil 7. AkıĢ toplanma değerleri haritası

Şekil 8. AraĢtırma alanının drenaj ağı haritası

KSÜ Mühendislik Bil. Der., Özel Sayı, 2012

KSU J. Engineering Sci., Special Edition, 2012

I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, KahramanmaraĢ

202

Şekil 9. AraĢtırma alanının havza sınır haritası

Şekil 10. Alt havza sınırları haritası

Şekil 11. AraĢtırma alanı büyük toprak grupları haritası

KSÜ Mühendislik Bil. Der., Özel Sayı, 2012

KSU J. Engineering Sci., Special Edition, 2012

I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, KahramanmaraĢ

203

Çizelge 1. Büyük toprak grupları ve kapladıkları alanlar

BTG Alan (Ha) Oran (%)

CE( Kestane rengi) 11249,249 50,00

K (Kolüvyal) 3310,019 14,71

X (Bazaltik) 7940,8917 35,29

TOPLAM 22500,16 100,00

Havza topraklarının AKKS alansal olarak

değerlendirildiğinde, %1.20 I.sınıf arazi, %7.58 II.sınıf

arazi, %0.94 III.sınıf arazi, %21.60 IV.sınıf arazi, %13.89

VI.sınıf arazi, %54.79 VII.sınıf arazi olarak belirlenmiĢtir

(Çizelge 2). Sürdürülebilir arazi kullanımı için toprakların

kabiliyetlerine göre kullanılması gerekmektedir. AraĢtırma alanındaki arazi kullanım kabiliyet sınıfları ve

aktüel alan kullanımları beraber incelendiğinde (ġekil 12)

iĢlemeli tarım yapılan alanların yaklaĢık % 6’sının tarıma

elveriĢli olmayan VI ve VII sınıf araziler olduğu

görülmektedir (Çizelge 3). Böylece tarımsal amaçla

kullanılan 1375 ha alan diğer kullanımlara tahsis

edilmelidir. Mera olarak kullanılan alanların yaklaĢık %

8,69’u olan 1954 ha alan VI. Sınıf araziler olduğundan bu

alanlar orman olarak kullanılmalıdır. Bu nedenle iĢlemeli

tarım için uygun olmayan alanların diğer kullanımlara

dönüĢtürülmesi önerilmiĢtir. Bu amaçla havza alanı için optimum arazi kullanım haritası oluĢturulmuĢ ve VI sınıf

araziler orman, VII sınıf arazilerin mera olarak

kullanılması, VIII sınıf alanların ise doğal hayata terk

edilmesi planlanmıĢtır (ġekil 13).

Şekil 12. AraĢtırma alanı arazi kabiliyet sınıfları ve aktüel alan kullanımı haritası

Çizelge 2. Arazi kullanım kabiliyet sınıfları ve kapladıkları alanlar

AKK Alan (Ha) Oran (%)

I 269,30 1,20

II 1704,55 7,58

III 212,55 0,94

IV 4859,45 21,60

V 0,00 0,00

VI 3124,78 13,89

VII 12328,92 54,79

VIII 0,62 0,00

TOPLAM 22500,16 100,00

KSÜ Mühendislik Bil. Der., Özel Sayı, 2012

KSU J. Engineering Sci., Special Edition, 2012

I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, KahramanmaraĢ

204

Çizelge 3. Arazi kullanım kabiliyet sınıfları ve aktif arazi kullanımlarının kapladıkları alanlar

AKK Aktif alan kullanımı Alanı (Ha) Oran (%)

I YerleĢim 124,73 0,55

I Çayır 144,57 0,64

II Çayır 1292,76 5,75

II Tarım 411,79 1,83

III Tarım 212,55 0,94

IV Tarım 3436,45 15,27

IV Mera 1423,00 6,32

VI Tarım 1170,57 5,20

VI Mera 1954,22 8,69

VII Orman 796,48 3,54

VII Tarım 204,00 0,91

VII Mera 11328,44 50,35

VIII Mera 0,62 0,00

TOPLAM

22500,16 100,00

Şekil 13. AraĢtırma alanı optimum arazi kullanımı haritası

4. SONUÇLAR Bu çalıĢmada sayısal yükseklik modeli

kullanılarak bir havzanın gösteriminde, önemli rolü olan

su akıĢ yönleri ve drenaj ağlarının haritalanması

gerçekleĢtirilmiĢtir. Her bir akarsu bölümünün fiziksel

karakteristikleri, alt havzaların ve arazi kullanımının

belirlenmesinde pilot bir havzada CBS ortamında

yürütülen çalıĢma ile belirlenmiĢtir. Archydro

kullanılarak oluĢturulan model yapısı, CBS programının

ileri düzeydeki becerileri sayesinde havza alanı fiziksel

anlamda oldukça iyi temsil edilebilmiĢtir. Sonuç olarak,

ArcGIS’in veri iĢleme, havza sınırlarının belirlenmesi,

havza karakterizasyonu, model kurulması, model

öniĢlemleri ve havzanın fiziksel özelliklerinin

görselleĢtirilmesi amaçlarıyla kullanılan kuvvetli bir

araçlar grubu olduğu, Türkiye’deki havzalarda da uygulanabileceği ortaya konulmuĢ ve ihtiyaç duyulan

girdiler üretilebilmiĢtir.

Belirlenen havza karakteristikleri havzadaki

toprak ve arazi özellikleriyle entegre edilerek havzayı

değerlendirmek için daha güçlü ve anlamlı bir veri ortaya

KSÜ Mühendislik Bil. Der., Özel Sayı, 2012

KSU J. Engineering Sci., Special Edition, 2012

I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, KahramanmaraĢ

205

konulmuĢtur. Bu amaçla arazi kullanım planları yapılarak

tarıma elveriĢli olmayan (VI ve VII. Sınıf) araziler orman

ve meraya terk edilmelidir. Bu alanda ormanlaĢtırma

çalıĢmaları su üretimine yönelik yapılmalıdır. AraĢtırma

alanındaki meralar orman rejimi altında bulunan orman

içi ya da orman kenarı mera konumundadır. Bu bölgede

ülkemizin diğer bölgelerinde olduğu gibi herhangi bir otlatma sistemi uygulanmayıp geleneksel otlatma Ģekli

yürümektedir. Otlatma hayvan besinlerinin bulunduğu

alanlara göre hayvanların dolaĢtırılması Ģeklinde

yapılmaktadır. Özellikle gençlik çağındaki biyolojik

bağımsızlığını kurtaramamıĢ bölgelerde otlatma

yapılırken orman vejetasyonu yemlik yaprak olarak

yararlanılmasıyla tahrip edilmektedir. Orman

bütünlüğünün korunması biyolojik çeĢitliliğinde

korunması anlamına geldiğinden orman içi meralarda

otlatma ve mera ıslah çalıĢmaları orman yönetim

planlarının gereklerine uyularak yapılmalıdır.

Türkiye'de çevre yönetimindeki baĢarısızlığın temel

nedeni ilgili politikaların yetersizliğinden ziyade,

hazırlanan plan ve politikaların uygulamaya

aktarılamamasıdır. Bu baĢarısızlığın nedenlerinden

biriside yönetsel yapıdaki karmaĢa ve bütüncül bir arazi

kullanım politikasının olmamasıdır (Dindaroğlu 2011).

Bu nedenle yanlıĢ arazi kullanımları tespit edilerek

kullanım dönüĢümlerinin yapılabilmesi için gerekli yasal

düzenlemelere gidilmelidir.

KAYNAKLAR

Al-Abed, N.A., Whiteley, H.R. 2002. Calibration of the

Hydrological Simulation Program Fortran (HSPF)

model using automatic calibration and geographical

information systems, Hydrological processes, 16:

3169-3188.

Baloch M.A., Tanık A. 2009. Havza modelleme:

Namnam Havzası'nın sınırlarının belirlenmesi ve

karakterizasyonunda BASINS uygulaması. ĠTÜ

dergisi/e. Su kirlenmesi kontrolü 19(1-2): 85-97

Akkaya A., Gündoğdu K.S., A. Osman, D. 2004.

www20.uludag.edu.tr/~tys/havzasym.pdf Tarih

09.11.2010. Saat 11:17

Garbrecht, J. And Martz, L.W. 1999. Digital Elavetion Model Issues In Water Resources Modelling. 19th

ESRI

Tong, S.T.Y. ve Chen, W. 2002. Modeling the

relationship between land use and surface water

quality, Journal of Environmental Management, 66:

377-393.

U.S. Geological Survey, 1987. Digital Elevation Models:

U.S. Geological Survey Data User's Guide 5, 38 p.

Klingebiel, A.A., Horvath, E.H., Reybold, W.U., Moore,

D.G., Fosnight, E.A., Loveland, T.R. 1988. A Guide

for the Use of Digital Elevation Model Data for Making Soil Surveys: U.S. Geological Survey Open-

File Report 88-102, 18 p.

Peucker, T.K., Douglas, D.H. 1975. Detection of surface-

specific points by local parallel processing of discrete

terrain elevation data: Computer Graphics and Image

Processing, Vol. 4, pp. 375-387.

Carrubba, L. 2000. Hydrologic modeling at the watershed

scale using NPSM, Journal of the American Water

Resources Association, 36, 6, 1237-1246. GIS for

Water Resources. Eds. Maidment, D. R. Redlands,

California: ESRI Press. pp 203. Bergman, M.J., Green, W. Donnangelo, L.J. 2002.

Calibration of storm loads in the South Prong

Watershed, Florida, using BASINS/HSPF, Journal of

the American Water Resources Association, 38(5):

1423-1436.

Endreny, T.A., Somerlot, C. ve Hassett, J.M. 2003.

Hydrograph sensitivity to estimates of map

impervious cover: A Winhspf Basins case study,

Hydrological processes, 17, 1019-1034. International

User Conference, Environmental Systems Research

Institute, San Diego, California, 26-30

Uchrin, C.G. 2007. Modeling the hydrology and water quality using BASINS/HSPF for the upper Maurice

River Watershed, New Jersey, Journal of

Environmental Science and Health, Part A, 42(3):

289-303.

DPT, 1997. Ulusal Çevre Eylem Planı Raporu. Arazi

kullanımı ve kıyıların yönetimi. ISBN 975-19-1676-3,

60. Ankara

Maidment, D.R., Morehouse S., Grise S., 2002: Arc

Hydro framework. In: Arc Hydro:

Jenson, S.K., Domingue, J.O. 1988. Extracting

topographic structure from digital elevation data for geographical information system analysis.

Photogrametric Engng Remote Sensing 54, 1593-

1600.

ESRI, 2006. Gis and mapping software.

http://www.esriturkey.com.tr/ESRI (Environmental

Systems Research Institute). 2002. ArcInfo Desktop,

Version 8.3. Redlands, CA.

KHGM, 2000. Erzurum Ġli Arazi Varlığı. T.C.

BaĢbakanlık Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü

Yayınları, Ġl Rapor No:25, Ankara

Bolstad, P. 2003. GIS fundamentals: A first text on

Geographic Information Systems, Eider Press White Bear Lake, Minnesota.

Jenson, S. K., and C. M. Trautwein, 1987. Methods and

applications in surface depression analysis:

Proceedings of Auto-Carto 8, Baltimore, Maryland,

pp. 137-144.

O'Callaghan, J.F. ve Mark, D.M., (1984). The extraction

of drainage networks from digital elevation data,

Computer Vision, Graphics And Image Processing,

28: 328-344.

Tarboton, D.G., (1997). A New method for the

determination of flow directions and contributing areas in grid digital elevation models, Water

Resources Research, 33(2): 309-319.

Dindaroğlu T, 2001. Kuzgun Baraj Gölü ve Çevresinde

Doğal Kaynak Envanterinin Tespiti Ġle Toprak ve Su

Kalitesi Yönünden Sürdürülebilirliğinin

Değerlendirilmesi. Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri

Enstitüsü Toprak Bilimi Anabilim Dalı, Doktora Tezi,

Erzurum 2011.