Watershed Morphometric Analysis with Geographic Information Systems: The Case of Sarayköy Pond Basin (Çankırı)

Abstract

The aim of this research is to investigate the watershed morphometric characteristics of two sub-catchments (agriculture – grassland sub-catchment (AGsC) (283.32 ha) and (forest catchment (FsC) (484.36 ha)) within the Sarayköy pond watershed with geographic information systems (GIS). digital elevation models (DEM) of sub-catchments were created through GIS with ArcGIS 10.3.1 versioned programs with using ASTER GDEM (10 m resolution). Linear (one dimensional), areal (two dimensional) and relief (three dimensional) of catchment morphometric properties were investigated through DEM. Both sub-catchments are in the middle-sized watershed class. 33.57% of AGC and 9.43% of FC consists of flat and moderately sloping areas. There are 13 seasonal and continuous streams in AGC and 20 in FC. AGC consists of 35% agriculture, 65% forest and grassland areas, 85% forest and 15% grassland areas of FC. There is no cultivated area in OH. Considering the morphometric properties of FC, the danger of erosion, flood and overflow is higher than AGC. Therefore, forests of FsC should be protected.

Keywords

• Ecosystem-based integrated watershed planning
• morphometry
• Çankırı

Coğrafi Bilgi Sistemleri İle Havza Morfometrik Analizi: Sarayköy Göleti Havzası (Çankırı) Örneği

Öz

Bu araştırmanın amacı, Sarayköy Göleti Havzası içerisinde bulunan iki alt havzanın (Tarım - Mera Havzası (TMH) (283.32 ha)) ve (Orman Havzası (OH) (484.36 ha)) Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ile morfometrik özelliklerinin incelenmesidir. Havzalara ait 10 m çözünürlüklü ASTER GDEM’den faydalanılarak CBS ortamında ArcGIS 10.3.1. versiyonlu programlar ile Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) oluşturulmuştur. SYM üzerinden çizgisel (bir boyutlu), alansal (iki boyutlu) ve relief (üç boyutlu) morfometrik özellikler incelenmiştir. Her iki alt havza da küçük havza sınıfındadır. TMH’nın %33,57’si, OH’nın %9,43 düz ve orta eğimli arazilerden oluşmaktadır. TMH’nda 13, OH’nda ise 20 mevsimsel ve devamlı dere vardır. TMH’nın %35 tarım, %65’i orman ve mera arazilerinden, OH’nın ise %85 orman ve %15’i orman içi mera arazilerinden oluşmaktadır. OH’sının morfometrik özellikleri dikkate alındığında erozyon, sel ve taşkın üretme potansiyeli TMH’na göre daha yüksektir. OH’nda mevcut orman varlığı korunmalıdır.

Anahtar Kelimeler

• Ekosistem tabanlı entegre havza planlama
• morfometri
• Çankırı

References

1. Altıparmak, S., Türkoğlu, N., 2018. Yakacık Çayı Havzasının (Hatay) morfometrik analizi. DTCF Dergisi 58(1): 353-374.
2. Anonim, 2011. Çankırı İl Çevre Durum Raporu. T.C. Çankırı Valiliği Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü, Çankırı.
3. Anonim, 2016. Eldivan Meteoroloji İstasyonu iklim verileri (1980-2015). T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Ankara.
4. Aslan, T.A., 2005. Coğrafi bilgi sistemi olanakları ile bazı havza özelliklerinin belirlenmesi. KSÜ Fen ve Mühendislik Dergisi, 8(2): 128-134.
5. Balcı, N., Özyuvacı, N., 1988. Havza Amenajmanı. II. İ.Ü. Orman Fakültesi, Yüksek Lisans Ders Notları. İstanbul.
6. Beard, L.R., 1975. Generalized Evaluation Of Flash Flood Potential, Austin: Univ. Texas Center Water Res. Tech. Rpt. CRWR- 124: 1-27.
7. Beheim, E., Rajwar, G.S., Haigh, M., Krecek, J., 2010. Integrated Watershed Management: Perspectives And Problems. Springer Science and Business Media. Hardcover ISBN: 978-90-481-3768-8, pp: 273.
8. Carlston, C.W., 1963. Drainage Density and Stremflow. Physiographic and Hydraulic Studies of Rivers Geological Survey Professional Paper 422-C, United States Government Printing Office, Washington.

9. Çepel, N., 1995. Orman ekolojisi, İ. Ü. Orman Fak. Yayınları, İ.Ü. Y. N: 3518, O. F. Y. N: 399, ISBN: 975-404-061-3, İstanbul.
10. Elbaşı, E., Özdemir, H., 2018. Marmara denizi akarsu havzalarının morfometrik analizi. Coğrafya Dergisi, 36: 63-84.
11. Garipoğlu, N., Uzun, M., 2020. Havza yönetiminin gelişim evreleri ve farklı modelleri. International Journal of Geography and Geography Education (IGGE), 43: 338-357.
12. Ghany, M.K.A., 2015. Quantitative morphometric analysis of drainage basins between qusseir and Abu Dabbab Area, Red Sea Coast, Egypt using GIS and Remote Sensing Techniques. International Journal of Advanced Remote Sensing and GIS, 4(1): 1295-1322.
13. Girgin, E., 2008. Bütüncül havza planlaması ve yönetiminin hukuki temele dayandırılması. TMMOB 2. Su Politikaları Kongresi Bildirileri, s: 377-388, Ankara.
14. Goudie, A., 2004. Encyclopedia of Geomorphology. London Routledge: International Association of Geomorphologists, Taylor and Francis Group V: 1. ISBN: 978-041-5863001.
15. Göl, C., 2002. Çankırı Eldivan yöresinde arazi kullanım türleri ile bazı toprak özellikleri arasındaki ilişkiler. A.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Ankara.
16. Göl, C., Bulut, S., Bolat, F., 2017. Comparison of different interpolation methods for spatial distribution of soil organic carbon and some soil properties in the Black Sea backward region of Turkey. Journal of African Earth Sciences, 134: 85-91.
17. Göl, C., Dengiz, O., 2007. Land use and land cover variation and soil properties of Cankırı-Eldivan Karataşbağı river basin. University of Ondokuz Mayıs, J. Agric. Sci. Turk., 22: 86-97.
18. Göl, C., Sezgin, M., Dölarslan, M., 2010. Evaluation of soil properties and flora under afforestation and natural forest in semi-arid climate of Central Anatolia. Journal of Environmental Biology, 31(1): 21-26.
19. Göl, C., Ünver, İ., Özhan, S., 2004. Çankırı-Eldivan yöresinde arazi kullanma türleri ile yüzey toprağı nemi arasındaki ilişkiler. Süleyman Demirel Üniversitesi, Orman Fakültesi Dergisi, A (2): 17-29.
20. Görür, A.E., Karadeniz, C., 2018. Morfometrik parametrelerin havza hidrolojisi bakımından değerlendirilmesi. Türkiye Ormancılık Dergisi, 19 (4): 447 454.
21. Heathcote, I.W., 2009. Integrated Watershed Management, Principles and Practice (Second Edition) USA: John Wiley & Sons, Inc.
22. Horton, R.E., 1932. Drainage basin characteristics. Trans. American Geophysical Union 13: 350-361.
23. Horton, R.E., 1945. Erosional development of stream and their drainage basin. Hydrogeological approach to quantitative morphology, Bulleting of Geological Society of America, 56: 275-361.
24. Hoşgören, M.Y., 2010. Hidrografya’nın ana çizgileri I. (6. Baskı). İstanbul: Çantay Kitabevi. ISBN: 975-7206-40-7.
25. Keller, E.A., Pinter, N., 2002. Active tectonics eartquakes, uplift and landscape. second edition, Prentice Hall, Newjersey. ISBN-13: 978-013-088-230-1.
26. Kumar, R., Lohani, A.K., Nema, R.K., Singh, R., 2000. Evaluation of geomorphological characteristics of catchment using GIS. GIS India, 9(3): 13 17.
27. Lyon, J.G., 2002. GIS for water resources and watershed management. In GIS for water resource and watershed management. CRC Press. ISBN- 9780415286077.
28. Martins, A.K., Gadiga, B.L., 2015. Hydrological and morphometric analysis of upper yedzaram catchment of Mubi in Adamawa State, Nigeria. Using Geographic Information System (GIS), World Environment 5(2): 63 69.
29. Mody, J., 2004. Achieving accountability through decentralization: Lessons for integrated river basin management. Policy Research Working, Paper No:3346. World Bank, Washington, D.C. pp. 33-46.
30. OGM, 2015a. Türkiye Orman Varlığı 2015. T.C. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Orman Genel Müdürlüğü, 32s., Ankara.
31. OGM, 2015b. 1996-2015 Amenajman Planı, Ankara Orman Bölge Müdürlüğü, Çankırı Orman İşletme Müdürlüğü, Merkez İşletme Şefliği Amenajman Planı, Çankırı.
32. Ödeker, B., Türkoğlu, N., 2020. Sabuncular Deresi Havzası'nın (Rize/Çayeli) morfometrik özelliklerinin coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ile belirlenmesi. DTCF Dergisi, 60(1): 14-38.
33. Özdemir H., Bird, D., 2009. Evalution of morphometric parameters of drainage networks drived from topographic maps and DEM in point of floods. Environmental Geology, 56, 1405-1415.
34. Özdemir, H., 2007. Havran Çayı Havzasının (Balıkesir) CBS ve uzaktan algılama yöntemleriyle taşkın ve heyelan risk analizi. İstanbul Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Coğrafya Anabilim Dalı, Doktora Tezi, İstanbul.
35. Özdemir, H., 2011. Havza morfometrisi ve taşkınlar. Fiziki coğrafya araştırmaları; sistematik ve bölgesel, Türk Coğrafya Kurumu Yayınları, 5: 507-526, İstanbul.
36. Özhan, S., 2004. Havza Amenajmanı. İstanbul Üniversitesi, Orman Fakültesi, İ.Ü. Rektörlük Yayın No: 4510, Orman Fakültesi Yayın No: 481, İstanbul.
37. Patton, P.C., 1988. Drainage basin morphometry and floods. In: Baker VR, Kochel RC, Patton PC (eds) Flood geomorphology. Wiley, USA, pp 51-65.
38. Patton, P.C., Baker, V.R., 1976. Morphometry and floods in small drainage basins subject to diverse hydrogeomorphic controls. Water Resour Res, 12: 941-952.
39. Reddy, G.P.O., Maji A.K., Gajbhiye K.S., 2002. GIS for morphometric analysis of drainage basins. GIS India, 4: 9-14.
40. Reddy, G.P.O., Maji, A.K., Gajbhiye, K.S., 2004. Drainage morphometry and its influence on landform characteristics in basaltic terrain, Central India-a remote sensing and GIS approach. Int J Appl Observ Geoinf., 6: 1-16.
41. Ritter, D.F., Kochel, R.C., Miller, J.R., 2002. Process geomorphology. Fourth Edition, McGraw-Hill.
42. Sağıroğlu, M., 1998. Karlık Tepe civarının (Çankırı) florası. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara.
43. Schumm, S.A., 1956. Evolution of drainage systems and slopes in badlands at Perth Amboy, New Jersey. GSA Bulletin, 67, 597-646.
44. Soil Survey Staff (SSS), 1999. Soil taxonomy a basic of soil classification for making and interpreting. Soil Survey Staff, Washington D.C. USA.
45. Sreedevi, P.D., Sreekanth, P.D., Khan, H.H., Ahmed, S., 2013. Drainage morphometry and its influence on hydrology in a semi-arid region: using SRTM data and GIS. Environmental Earth Sciences, 70(2): 839-848.
46. Strahler, A.N., 1964. Quantitative geomorphology of drainage basins and channel networks. In: Chow, V.T. (Ed.), Handbook of Applied Hydrology, McGraw Hill Book, New York, pp. 4-76.
47. Turoğlu, H., Aykut, T., 2019. Ergene nehri havzası için hidromorfometrik analizlerle taşkın duyarlılık değerlendirmesi. Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi, 2: 1-15.
48. Tuttu, G., Akkemik, Ü., 2017. Çankırı-Korubaşı tepe ve civarındaki jipsli alanların florası. Ot Sistematik Botanik Dergisi, 24(1): 45-88.
49. Utlu, M., Özdemir, H., 2018. Havza morfometrik özelliklerinin taşkın üretmedeki rolü Biga Çayı havzası örneği. Coğrafya Dergisi, 36: 49-62.
50. Uzun, M., 2014. Lale Dere (Yalova) havzası'nın jeomorfolojik özelliklerinin jeomorfometrik analizlerle incelenmesi. Route Educational and Social Science J., 1: 3.
51. Verstappen, H.Th., 1983. Applied Geomorphology. International Institute for Aerial Survey and Earth Science (ITC), Enschede, Holand.
52. Yılmaz, H., Göl, C., Ediş, S., 2011. The importance of watershed characteristics in integrated watershed management, a case of Gökdere watershed Turkey. Fresenius Environmental Bulletin, 20(12): 3126-3134.
53. Zimpfer, G.L., 1982. Hydrology and geomorphology of an experimental drainage basin. PhD. Dissertation. Fort Collins: Colo State Univ. USA.