Flash Floods Susceptibility Analysis of Arsuz River Basin

Abstract

Flash floods are among the most common natural disasters that occur in many regions of Türkiye. Arsuz River Basin, located within the borders of Hatay Arsuz, is one of the areas where flash floods events occur. The study aims to analyze Arsuz River Basin's flash flood susceptibility through hydro-morphometric analysis. In the Geographic Information Systems (GIS) based study, 1/25.000 scale Mersin P35b1, Mersin P35b2, Mersin P35b3, Antakya P36a4 topography sheets, and digital elevation model (DEM-10 m) were used for the analysis. For the susceptibility analysis based on hydro-morphometric analysis, 18 indices were used within the scope of linear, areal, and relief morphometry. Since there are 7 sub-basins in the study area, flash flood impact ranking was made between 1-7. Then, all these results were averaged and the average with the lowest value was determined to have the highest flash flood susceptibility. The average with the higher value was considered as the sub-basin with the lowest susceptibility. When the results obtained are analyzed, it is determined that the sub-basins coded SB5-SB6, where Arpagedik and Hüyük settlements are located, have higher flash flood susceptibility. The sub-basins with the lowest flash flood susceptibility are SB1 and SB4 sub-basins. In order to protect and improve water resources for the sustainable management of Arsuz River Basin, there is a need to make a basin management plan in harmony with the environment, considering the results of hydro-morphometric analysis. In this way, the risk of flashflood and flash flood disasters will be reduced.

Keywords

• Arsuz River Basin
• flash flood susceptibility
• hydro-morphometric analysis
• Geographical Information Systems

Arsuz Çayı Havzası’nın Sel Duyarlılık Analizi

Öz

Seller, Türkiye’nin birçok bölgesinde gerçekleşen doğal afetlerin başında gelmektedir. Hatay Arsuz sınırları içerisinde yer alan Arsuz Çayı Havzası’da sel olaylarının gerçekleştiği sahalardan biridir. Çalışmanın amacı, Arsuz Çayı Havzası’nın hidro-morfometrik analizler aracılığıyla sel duyarlılık analizinin yapılmasıdır. Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) temelli gerçekleştirilen çalışmada, analizlerin ortaya konulmasında 1/25.000 ölçekli Mersin P35b1, Mersin P35b2, Mersin P35b3, Antakya P36a4 topografya paftaları ve sayısal yükselti modeli (SYM-10 m) kullanılmıştır. Hidro-morfometrik analizlere göre oluşturulan duyarlılık analizi için çizgisel, alansal ve rölyef morfometri kapsamında 18 adet indis kullanılmıştır. Çalışma sahasında 7 alt havza olmasından dolayı 1-7 arasında sel etki sıralaması yapılmıştır. Ardından tüm bu sonuçların ortalaması alınarak değeri düşük olan ortalamanın en yüksek sel duyarlılığına sahip olduğu belirlenmiştir. Değeri yüksek olan ortalama ise en düşük duyarlılığa sahip alt havza olarak değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde, Arpagedik ve Hüyük yerleşmelerinin olduğu SB5-SB6 kodlu alt havzaların daha yüksek sel duyarlılığına sahip olduğu belirlenmiştir. Sel duyarlılığının en az olduğu alt havzalar ise SB1 ile SB4 alt havzalarıdır. Arsuz Çayı Havzası’nın sürdürülebilir yönetimi için su kaynaklarının korunması ve iyileştirilmesi amacıyla, hidro-morfometrik analiz sonuçlarının dikkate alınalarak, çevre ile uyumlu havza yönetim planının yapılmasına ihtiyaç vardır. Bu sayede sel ve sel afeti riski de azaltılmış olacaktır.

Anahtar Kelimeler

• Arsuz Çayı Havzası
• sel duyarlılığı
• hidro-morfometrik analizler
• Coğrafi Bilgi Sistemleri

References

1. Abdel-Hamid, M., El Tahan, H., & Elhanaty, H.M. (2016). Statistical Analysis of Morphometric and Hydrologic Parameters in Arid Regions, Case Study of Wadi Hadramaut. Arab Journal of Geosciences,9,88. https://doi.org/10.1007/s12517-015-2195-7
2. Abdelkader, M.M., Al-Amoud, A., El-Alfy, M., El-Feky, A., & Saber, M. (2021). Assessment of flash flood hazard based on morphometric aspects and rainfall-runoff modeling in Wadi Nisah, central Saudi Arabia. Remote Sensing Applications: Society and Environment, (23), 100562.
3. Abdelkarim, A., Al-Alola S.S., Alogayell, H.M., Mohamed, S.A., Alkadi, I.I., & Youssef, I.Y. (2020). Mapping of GIS-Flood Hazard Using the Geomorphometric-Hazard Model: Case Study of the Al-Shamal Train Pathway in the City of Qurayyat, Kingdom of Saudi Arabia. Geosciences, 10, 333. https://doi.org/10.3390/geosciences10090333
4. Abrar, M.F., Iman, Y.E., Mustak, M.B., & Pal, S.K. (2024). Assessment of vulnerability to flood risk in the Padma River Basin using hydro-morphometric modeling and flood susceptibility mapping. Environ Monit Assess, 196, 661 (2024). https://doi.org/10.1007/s10661-024-12780-2
5. AFAD. (2024). T.C. İçişleri Bakanlığı Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı 2023 Doğa Kaynaklı Olay İstatistikleri.
6. Amil, T. A. (2018). Determining of different inundated land use in Salyan Plain during 2010 the Kura River flood through GIS and remote sensing tools. International Journal of Engineering and Geosciences (IJEG), 3(3), 080–086. https://doi.org/10.26833/ijeg.412348
7. Anya, B., & Bhuiyan, C. (2024). Hydro-morphometry of a trans-Himalayan River basin: Spatial variance, inference and significance. Environmental Challenges, 15, 100890. https://doi.org/10.1016/j.envc.2024.100890
8. Avcı, V., & Sunkar, M. (2015). Giresun'da Sel ve Taşkın Oluşumuna Neden Olan Aksu Çayı ve Batlama Deresi Havzalarının Morfometrik Analizleri, İstanbul Üniversitesi, Edebiyat Fakültesi, Coğrafya Bölümü, Coğrafya Dergisi, (30), 91-119.

9. Avcı, V., & Sunkar, M. (2018). Bulancak’ta (Giresun) Sel ve Taşkın Olaylarına Neden Olan Pazarsuyu, İncüvez, Kara ve Bulancak Derelerinin Morfometrik Analizleri. Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi The Journal of International Social Sciences, 28(2), 15-41.
10. Bajracharya P., & Jain, S. (2021). Characterization of drainage basin hypsometry: A generalized approach. Geomorphology, 381, 107645. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107645
11. Bozdoğan, M., & Canpolat, E. (2023). Drenaj Havzalarındaki Morfotektonik Özelliklerin Jeomorfik Analizlerle İncelenmesi: Delibekirli (Kırıkhan / Hatay) Havzası Örneği. Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi (11), 22-51. https://doi.org/10.46453/jader.1207265
12. Charlton, R. (2007). Fundamentals of Fluvial Geomorphology. London: Routledge.
13. Chen, W., Li, Y., Xue, W., Shahabi, H., Li, S., Hong, H., Wang, X., Bian, H., Zhang, S., Pradhan, B., & Ahmad, B. Bin. (2020). Modeling flood susceptibility using data-driven approaches of naïve Bayes tree, alternating decision tree, and random forest methods. Science of the Total Environment, 701, 134979. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134979
14. Costache, R., & Bui, D. T. (2019). Spatial prediction of flood potential using new ensembles of bivariate statistics and artificial intelligence: A case study at the Putna river catchment of Romania. Science of The Total Environment, 691, 1098-1118.
15. Cürebal, İ., & Erginal, A. E. (2007). Mıhlı Çayı Havzası’nın Jeomorfolojik Özelliklerinin Jeomorfik İndislerle Analizi. Elektronik Sosyal Bilimler Dergisi, 19(6), 126-135. https://dergipark.org.tr/tr/pub/esosder/issue/6133/82245
16. Ergül, T., & Aydın, O. (2025). Küçük Melen İğneler Havzası’ndaki taşkınların hidrolojik modelleme yöntemiyle (HEC-HMS) belirlenmesi. Geomatik, 10(1), 1-14. https://doi.org/10.29128/geomatik.1492923
17. Elbaşı, E., & Özdemir, H. (2018). Marmara Denizi Akarsu Havzalarının Morfometrik Analizi. Journal of Geography, (36), 63-84.
18. Erkal, T., & Taş, B. (2013). Jeomorfoloji ve İnsan Uygulamalı Jeomorfoloji, Yeditepe Yayınevi.
19. Erol Görür, A. & Karadeniz, C. (2018). Morfometrik parçaların havza hidrolojisi açısından değerlendirilmesi. Türk Ormancılık Dergisi, 19(4), 447-454. https://doi.org/10.18182/tjf.476776
20. Ersoy, Ş. (2015). 2014 Yılındaki Doğa Afetlerine Küresel Bir Bakış. Teknik Rapor. Yıldız Teknik Üniversitesi Doğa Bilimleri Araştırma Merkezi. TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası Yayınları, No: 122.
21. Ersoy, Ş. (2016). 2015 Yılının Doğa Kaynaklı Afetleri “Dünya ve Türkiye. Yıldız Teknik Üniversitesi Doğa Bilimleri Araştırma Merkezi. TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası Yayınları, No: 125.
22. Ertoğral, O. (2024). Morfometrik Analiz Yönteminin Taşkın Riski Ön Değerlendirme Çalışmalarında Kullanılabilirliği: Yomra Örneği. TÜCAUM 2024 Uluslararası Coğrafya Sempozyumu (TÜCAUM 2024 International Geography Symposium) 8-10 Ekim 2024 /8-10 October 2024, Ankara. 291-303. https://tucaum.ankara.edu.tr/wp-content/uploads/sites/280/2024/12/TM-21-Okan-Ertogral-291-303.pdf
23. Ertoğral, O., & Çiçek, İ. (2024). Morfometrik Analiz Yönteminin Taşkın Riski Ön Değerlendirme Çalışmalarında Kullanılabilirliği: Yomra Örneği. The Journal of Academic Social Sciences,156, 266-288. Esen, F. (2022). Ayancık çayı havzası’nda (Sinop) meydana gelen taşkın olaylarının havza morfometrisi açısından değerlendirilmesi. lnternational Journal of Geography and Geography Education, 47, 233-257.
24. Farhan, Y., Anbar A., Al-Shaikh, N., & Mousa, R. (2017). Prioritization of Semi-Arid Agricultural Watershed Using Morphometric and Principal Component Analysis, Remote Sensing, and GIS Techniques, the Zerqa River Watershed, Northern Jordan. Agricultural Sciences, 08, 113–148. https://doi.org/10.4236/as.2017.81009
25. Fural, Ş., & Poyraz, M. (2015). Değirmendere Havzası’nın (Edremit) Jeomorfolojik ve Hidrografik Özelliklerine Morfometrik Yaklaşım” Coğrafya’da Yeni Yaklaşımlar. Prof. H. C. Dr. İbrahim Atalay’ın 45. Meslek Yılına Armağan, Dokuz Eylül Üniversitesi Yayınları, S, 495-508, İzmir.
26. Ghasemlounia, R., & Utlu, M. (2021). Flood prioritization of basins based on geomorphometric properties using principal component analysis, morphometric analysis and Redvan’s priority methods: A case study of Harşit River basin. Journal of Hydrology, 603, 127061. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.127061
27. Hatay-İRAP (2021). T.C. Hatay Valiliği İl Afet ve Acil Durum Müdürlüğü, İl Afet Risk Azaltma Planı. https://hatay.afad.gov.tr/kurumlar/hatay.afad/HATAY-I%CC%87RAP-2022.pdf
28. Herece, E. (2008). Doğu Anadolu Fayı (DAF) Atlası. MTA Özel Yayın Serisi-13.
29. Hızal, A. (1984). Havza fotoğrafları yorumlamasının havza amenajmanı (Ova Deresi Havzası, Kocaeli) çalışmalarında uygulanma olanaklarının araştırılması. İ.Ü. Yayın No: 3144, O.F. Yayın no: 341, İstanbul
30. Islam, A., & Deb Barman, S. (2020). Drainage basin morphometry and evaluating its role on flood-inducing capacity of tributary basins of Mayurakshi River, India. SN Applied Sciences, 2, 1087. https://doi.org/10.1007/s42452-020-2839-4
31. Kamuş, A. O., & Atalay Dutucu, A. (2023). Hidromorfometrik Analizlerle Esmahanım Deresi Havzasının Taşkın Duyarlılığının Belirlenmesi. Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi, (11), 1-21. https://doi.org/10.46453/jader.1182773
32. Kaur, M., Singh, S., Verma, V.K., & Pateriya, B. (2014). Quantitative Geomorphological Analysis & Land Use/ Land Cover Change Detection of Two Sub-Watersheds in NE region of Punjab, India. ISPRS Technical Commission VIII Symposium, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 8, 371–375. https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XL-8-371-2014
33. Kumar, S., & Chaudhary, B.S. (2016). GIS applications in morphometric analysis of Koshalya-Jhajhara watershed in northwestern India. Journal of the Geological Society of India, 88, 585–592. https://doi.org/10.1007/s12594-016-0524-4
34. Mahala, A. (2020). The significance of morphometric analysis to understand the hydrological and morphological characteristics in two different morpho-climatic settings. Applied Water Science, 10, 33. https://doi.org/10.1007/s13201-019-1118-2
35. Mahmood, S., & Rahman, A. U. (2019). Flash flood susceptibility modeling using geo-morphometric and hydrological approaches in Panjkora Basin, Eastern Hindu Kush, Pakistan. Environmental Earth Sciences, 78, 1-16
36. Melton, M. (1957). An analysis of the relation among elements of climate, surface properties and geomorphology. Office of Naval Research Technical Report No. 11, 99. New York.
37. Mensah-Brako, B., Ampiaw, F., Kotei, R., & Kyaku, P. (2025). Flash flood susceptibility assessment using geospatial technology-based morphometric analysis in Waya watershed, Volta River basin, Ghana. Watershed Ecology and the Environment, 7 (2025), 58-73.
38. Miller, V. C. (1953). Quantitative geomorphic study of drainage basin characteristics in the Clinch Mountain area, Virginia and Tennessee. Technical report (Columbia University. Department of Geology); no. 3.
39. Nişancı, G. Ş., Cihangir, M. E., & Küçükönder, M. (2024). Türkiye’de Ana Akarsu Havzaları Ölçeğinde Morfometrik İndislerle Sel/Taşkın Arasındaki İlişkinin Değerlendirilmesi. Doğu Coğrafya Dergisi, 29(51), 13-40. https://doi.org/10.17295/ataunidcd.1461010
40. Ogarekpe, N. M., Obio, E. A., Tenebe, I. T., Emenike, P. C., & Nnaji, C. C. (2020). Flood vulnerability assessment of the upper Cross River basin using morphometric analysis. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 11(1), 1378-1403.
41. Ouma, U. Y., & Tateishi, R. (2014). Urban flood vulnerability and risk mapping using integrated multi-parametric ahp and GIS: Methodological overview and case study assessment. Water, 6, 1515–1545.
42. Özdemir, H. (2007). Havran Çayı Havzasının (Balıkesir) CBS ve Uzaktan Algılama Yöntemleri İle Taşkın ve Heyelan Risk Analizi (Tez No.215084). [Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
43. Özdemir, H. (2008). Havran Çayı ’ nın (Balıkesir) Taşkın Sıklık Analizinde Gumbel ve Log Pearson Tip III Dağılımlarının Karşılaştırılması Comparison of Gumbel and Log Pearson type III distributions in flood frequency analysis of Havran River. Coğrafi Bilimler Dergisi, 6, 41–52. https://doi.org/10.1501/Cogbil_0000000081
44. Ozdemir, H., & Bird, D. (2009). Evaluation of morphometric parameters of drainage networks derived from topographic maps and DEM in point of floods. Environmental Geology, 56, 1405–1415. https://doi.org/10.1007/s00254-008-1235-y
45. Özdemir, H. (2011). Havza Morfometrisi ve Taşkınlar, Fiziki Coğrafya Araştırmaları; Sistematik ve Bölgesel, İstanbul, Türk Coğrafya Kurumu Yayınları, No:5: 507-526.
46. Özdemir, H., & Bayrakdar, C. (2014). 16 Kasım 2007 Tuzla Deresi taşkınının nedenleri üzerine bir araştırma (Silivri-İstanbul). Türk Coğrafya Dergisi, (49), 123-139. https://doi.org/10.17211/tcd.02208
47. Özdemir, H., & Akbas, A. (2025). Evaluating the capability of UAV-Derived DEMs for flood hazard analysis. Physical Geography, 46(3), 175–195. https://doi.org/10.1080/02723646.2025.2467912
48. Özşahin, E. (2010). Komşu Akarsu Havzalarının Morfometrik Analizi: Sarıköy ve Kocakıran Dereleri Üzerine Temel Bir Çalışma (Gönen Havzası, Güney Marmara), Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 20(1), 139-154.
49. Rai, P.K., Singh, P., Mishra, V.N., Singh, A., Sajan, B., & Shahı, A.P. (2019). Geospatial Approach for Quantitative Drainage Morphometric Analysis of Varuna River Basin, India. Journal of Landscape Ecology, 12, 1–25. https://doi.org/10.2478/jlecol-2019-0007
50. Rajasekhar, M., Raju, G.S., & Raju, R.S. (2020). Morphometric analysis of the Jilledubanderu River Basin, Anantapur District, Andhra Pradesh, India, using geospatial technologies. Groundwater Sustainable Development, 11, 100434. https://doi.org/10.1016/j.gsd.2020.100434
51. Sakthivel, R., Jawahar Raj, N., Sivasankar, V., Akhila, P. & Omine, K. (2019). Geo-spatial technique-based approach on drainage morphometric analysis at Kalrayan Hills, Tamil Nadu, India. Applied Water Science, 9, 24. https://doi.org/10.1007/s13201-019-0899-7
52. Shekar, P.R., & Mathew, A. (2024) Morphometric analysis of watersheds: A comprehensive review of data sources, quality, and geospatial techniques. Watershed Ecology and the Environment, 6, 13-25. https://doi.org/10.1016/j.wsee.2023.12.001
53. Sreedevi, P.D., Owais, S., Khan, H.H., & Ahmed, S. (2009). Morphometric analysis of a watershed of South India using SRTM data and GIS. Journal of the Geological Society of India, 73,543–552. https://doi.org/10.1007/s12594-009-0038-4
54. Strahler, A.N. (1957). Quantitative Analysis of Watershed Geomorphology, Transactions, American Geophysical Union, 38, 913-920. https://doi.org/10.1029/TR038i006p00913
55. Strahler, A.N. (1964). Quantitative Geomorphology of Drainage Basins and Channel Networks. Handbook of Applied Hydrology, McGraw Hill. New York, 439-476.
56. Stoffel, M., Wyzga, B., & Marston, R.A. (2016). Floods in Mountain Environments: A Synthesis. Geomorphology, 272,1–9. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2016.07.008
57. Tarım ve Orman Bakanlığı Su Yönetimi Genel Müdürlüğü. (2017). Taşkın Yönetimi.
58. Turoğlu, H. (1997). İyidere Havzasının Hidrografik Özelliklerine Sayısal Yaklaşım, İstanbul, Türk Coğrafya Dergisi, 32, 355-364.
59. Turoğlu, H. (2005). Bartın’da Meydana Gelen Sel ve Taşkınlara Ait Zarar Azaltma ve Önleme Önerileri. İ.T.Ü. Türkiye Kuvaterner Sempozyumu V,104-110.
60. Turoğlu, H., & Özdemir, H. (2005). Bartın'da Sel ve Taşkınlar; Sebepler, Etkiler, Önleme ve Zarar Azaltma Önerileri, ISBN 975–9060–04–3, Çantay Kitapevi.
61. Turoğlu, H. (2010-a). Yapılaşmaların doğal akım yönü ve akım miktarı üzerindeki etkileri, Ankara Üniversitesi, TÜCAUM VI. Ulusal Coğrafya Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 29-36.
62. Turoğlu, H. (2010-b). Şehirsel Gelişmenin İstanbul Selleri Üzerindeki Etkisi. İstanbul’un Afetlerden Zarar Görebilirliği Sempozyumu, 46-56.
63. Turoğlu, H. (2011a). İstanbul'da Meydana Gelen Sel ve Taşkınlar, Fiziki Coğrafya Araştırmaları; Sistematik ve Bölgesel. (Ed.: Deniz Ekinci), Babil Basım,411-430.
64. Turoğlu, H. (2011b). Şehirsel Gelişmenin İstanbul Selleri Üzerindeki Etkisi. İstanbul’un Afetlerden Zarar Görebilirliği Sempozyumu 2010. İstanbul’un Afetlerden Zarar Görebilirliği Sempozyumu Bildiriler Kitabı, İTO Yayınları, Yayın no:2011–13, 46-56, İstanbul.
65. Turoğlu, H. (2019). Şehir Seli ve Taşkını Araştırmalarında Sayısal Yüzey Modellemesi (SYM) ve İnsansız Hava Aracı (İHA) Verisi Kullanımı. Coğrafya Araştırmalarında Coğrafi Bilgi Sistemleri Uygulamaları, s.1-28. Pegem Akademi Yayınevi. Turoğlu, H., & Aykut, T. (2019). Ergene Nehri Havzası İçin Hidromorfometrik Analizlerle Taşkın Duyarlılık Değerlendirmesi, Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi, 2, 1-15. https://dergipark.org.tr/tr/pub/jader/issue/44568/538941
66. TÜİK. (2022). https://data.tuik.gov.tr › Bulten (Çevirimiçi)
67. Url-1: https://www.emdat.be/publications/ Erişim Tarihi: 19.05.2025
68. Url-2: https://www.iskenderunhaber.com/2015/01/24/arsuzda-selin-biraktigi-hasar-agir/ Erişim Tarihi: 10.01.2024
69. Url-3: https://www.youtube.com/watch?v=kSLw9WuHvvw Erişim Tarihi: 01.07.2023
70. Url-4: https://sozgazetesi.com.tr/2024/01/05/arsuz-sele-teslim/ Erişim Tarihi: 04.06.2024
71. Utlu, M., & Özdemir, H. (2018). Havza Morfometrik Özelliklerinin Taşkın Üretmedeki Rolü Biga Çayı Havzası Örneği, Coğrafya Dergisi, 36, 49-62. https://doi.org/10.26650/JGEOG408101
72. Utlu, M., & Ghasemlounia, R. (2021). Flood Prioritization Watersheds of the Aras River, Based on Geomorphometric Properties: Case Study Iğdır Province. Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi, (6), 21-40. https://doi.org/10.46453/jader.781152
73. Utlu, M. (2023). Frekans Oranı ve Shannon Entropisi Yöntemi Kullanarak Ezine Çayı Havzası Taşkın Duyarlılık Analizi (Kastamonu-Bozkurt). Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi, (11), 160-178. https://doi.org/10.46453/jader.1358845
74. Valkanou, K., Karymbalis, E., Papanastassiou, D., Soldati, M., Chalkias, C., & Papanastassiou, K.G. (2020). Μorphometric Analysis for the Assessment of Relative Tectonic Activity in Evia Island, Greece. Geosciences, 10, 264. https://doi.org/10.3390/geosciences10070264
75. Waiyasusri, K., & Chotpantarat, S. (2020). Watershed prioritization of kaeng lawa sub-watershed, khon kaen province using the morphometric and land-use analysis: A case study of heavy flooding caused by tropical storm podul. Water (Switzerland), 12. https://doi.org/10.3390/W12061570