Developing Ecological Landscape Design Proposals Against Flood Susceptibility in Urban Areas: Antalya, Kemer Example

Abstract

There are many possible impacts of global climate change such as loss of vegetation in urban and rural areas, deterioration in agricultural patterns, heat island effects. One of these effects is floods due to the deterioration of the precipitation regime. Floods threaten ecosystems and human life in urban and rural areas in many ways. In this context, many methods have been developed in the last century to combat flood risk. Landscape architecture discipline with the structural and vegetative measures it has taken also plays an active role in reducing the impact of the floods that will occur. With the ecological landscape design approach that came to the fore in the 20th century, the possible effects of flood can be decreased. This study covers the center of Kemer, which is the district of Antalya, and its nearby neighborhoods. Kemer district was selected as the study area because it faces with flood disasters at different times of the year. The study mainly consisted of 3 stages. In the first stage, literature research was made. In the area determined in line with the data examined in the second stage; the slope, aspect, land use, soil, precipitation and distance to stream maps were graded according to the multi-criteria decision making method on the Geographical Information Systems platform and then flood susceptibility analysis was performed in the ArcGIS environment. According to the results of the analysis, in a possible flood event, it was concluded that 893 ha of agricultural land and 2/3 of the residential areas in the study area will be affected by the flood. As a result of the study, ecological landscape design proposals have been developed in areas with high flood susceptibility. In case of suggestions are implemented, it is expected that besides economic and social benefits, ecological benefits will be gained as well as. The aim of this study is to develop ecological landscape design applications that are less costly and less harmful to the environment than structural engineering-based applications in areas where flood susceptibility is high. With the proposed ecological landscape design approaches, the water flow will be regulated with plant-based applications, while the groundwater will be fed by increasing open green areas and permeable areas.

Keywords

• Multi-Criteria Decision Making
• Ecological Design
• Climate Change
• Flood Susceptibility

Kentsel Alanlardaki Taşkın Duyarlılığına Karşı Ekolojik Peyzaj Tasarım Önerilerinin Geliştirilmesi: Antalya, Kemer Örneği

Abstract

Küresel iklim değişikliğinin, kentsel ve kırsal alanlarda vejetasyon kaybı, tarım deseninde bozulma, ısı adası etkisi gibi birçok olası etkisi mevcuttur. Bu etkilerden biri de yağış rejiminin bozulmasıyla meydana gelen taşkınlardır. Taşkınlar kentsel ve kırsal alanlardaki ekosistemleri ve insan hayatını birçok yönden tehdit etmektedir. Bu kapsamda son yüzyılda taşkın riski ile mücadelede birçok yöntem geliştirilmiştir. Peyzaj mimarlığı disiplini de, almış olduğu yapısal ve bitkisel önlemler ile oluşacak taşkınların etkisinin azaltılmasında etkin rol oynamaktadır. 20. yüzyılda gündeme gelen ekolojik peyzaj tasarım yaklaşımıyla taşkının olası etkileri azaltılabilir. Bu çalışma Antalya’nın ilçesi olan Kemer merkez ve yakın mahallelerini kapsamaktadır. Kemer ilçesi yılın farklı zamanlarında taşkın felaketiyle karşı karşıya kaldığı için çalışma alanı olarak belirlenmiştir. Çalışma 3 aşamadan oluşmuştur. İlk aşamada literatür araştırması yapılmıştır. İkinci aşamada incelenen veriler doğrultusunda belirlenen alanda; eğim, bakı, arazi kullanımı, toprak, yağış ve akarsuya olan uzaklık haritaları Coğrafi Bilgi Sistemleri platformunda çok kriterli karar verme yöntemine göre derecelendirilmiş, daha sonra ArcGIS ortamında taşkın duyarlılık analizi yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre olası bir taşkında 893 ha tarım alanının ve çalışma alanındaki yerleşim alanlarının 2/3’ünün taşkından etkileneceği sonucuna varılmıştır. Çalışma sonucunda taşkın duyarlılığı yüksek alanlarda ekolojik peyzaj tasarım önerileri geliştirilmiştir. Önerilerin uygulanması durumunda ekolojik faydanın yanında ekonomik ve sosyal fayda da sağlanacağı beklenmektedir. Bu çalışmanın amacı taşkın duyarlılığının yüksek çıktığı alanlarda, yapısal mühendislik ağırlıklı uygulamalara göre daha az maliyet çıktısı ve çevreye daha az zarar veren ekolojik peyzaj tasarım uygulamalarının geliştirilmesidir. Önerilen ekolojik peyzaj tasarım yaklaşımlarıyla bitkisel ağırlıklı uygulamalar ile su akışı düzenlenirken, açık yeşil alanlar ve geçirimli alanların artırılmasıyla yeraltı suyunun beslenimi sağlanacaktır.

Keywords

• Çok Kriterli Karar Verme
• Ekolojik Tasarım
• İklim Değişikliği
• Kemer
• Taşkın Duyarlılığı

References

1. Acar C., Acar H., (2020), Kentsel mekanlarda biyofilik peyzaj yaklaşımları ve yeşil altyapı: Singapur örneği, Peyzaj, 2(1), 33-45.
2. Akın Tüzgen G., Karaca Ö., (2021), Çerçi ve Murt Deresi (Fethiye-Muğla) taşkın duyarlılık alanlarının CBS ile çok kriterli karar verme analizi kullanılarak haritalanması, Yerbilimleri, 42(1), 121-143.
3. Aksay C.S., Ketenoğlu O., Kurt L., (2005), Küresel ısınma ve iklim değişikliği, Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi, 1(25), 29-42.
4. An Z., Chen Q., Li J., (2020), Ecological strategies of urban ecological parks a case of Bishan Ang Mo Kio park and Kallang river in Singapore, E3S Web of Conferences, 194, 05060. doi: 10.1051/e3sconf/202019405060.
5. Atik M., Altan T., (2004), Güney Antalya Bölgesindeki ekolojik açıdan önemli biyotoplar ve Avrupa Birliği NATURA 2000 habitatları ile karşılaştırılması, Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 17(2), 225-236.
6. Aybar M., Bilgin A., Sağlam B., (2015), Fitoremediasyon yöntemi ile topraktaki ağır metallerin giderimi, Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 1(1-2), 59-65.
7. Aydınözü D., (2008), Yükseldikçe bölgelerimize göre her 100 m.deki yağış artışı üzerine bir deneme, Marmara coğrafya dergisi, 17, 174-186.
8. Bayazıt Y., (2021), Bilecik ilindeki şehirleşmenin taşkın riski üzerindeki etkilerinin araştırılması, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8(1), 217-227.

9. Brasch J., (2019), Floodable urban landscapes for a resilient city: potential for the city of Seattle, Doktora Tezi, Washington Üniversitesi, USA.
10. Cutter S.L., Emrich C.T., Gall M., Reeves R., (2018), Flash flood risk and the paradox of urban development, Natural Hazards Review, 19(1), 05017005. doi: 10.1061/(ASCE)NH.1527-6996.0000268.
11. Çelik H.E., Coskun G., Cigizoglu H.K., Ağıralioğlu N., Aydın A., Esin A.I., (2012), The analysis of 2004 flood on Kozdere Stream in Istanbul, Natural hazards, 63(2), 461-477.
12. Davis P.H., (1965-1985), Flora of Turkey and the East Aegean Islands, Volume 1-9, Edinburgh University Press, Edinburgh.
13. Demir V., Keskin A.Ü., (2022), Taşkınların Ekonomik Zararlarının Değerlendirilmesi (Samsun-Mert Irmağı Havzası), International Journal of Engineering Research and Development, 14(2), 663-678.
14. Demir V., Keskin A.Ü., (2022), Taşkın Tehlike Haritalarının Oluşturulması (Samsun, Mert Irmağı Örneği), Türkiye Coğrafi Bilgi Sistemleri Dergisi, 4(1), 47-54.
15. Dönmez S., Aciksöz S., (2010), Landscape planning and design principles of holiday village: Antalya Kemer Ulusoy holiday village, African Journal of Agricultural Research, 5(12), 1448-1455.
16. Fowdar H., Payne E., Deletic A., Zhang K., McCarthy D., (2022), Advancing the Sponge City Agenda: Evaluation of 22 plant species across a broad range of life forms for stormwater management, Ecological Engineering, 175, 106501. doi: 10.1016/j.ecoleng.2021.106501.
17. Galderisi A., Treccozzi E., (2017), Green strategies for flood resilient cities: The Benevento case study, Procedia Environmental Sciences, 37, 655-666.
18. Ghorbani Nejad S., Falah F., Daneshfar M., Haghizadeh A., Rahmati O., (2017), Delineation of groundwater potential zones using remote sensing and GIS-based data-driven models, Geocarto International, 32(2), 167-187.
19. Goonetilleke A., Thomas E., Ginn S., Gilbert D., (2005), Understanding the role of land use in urban stormwater quality management, Journal of Environmental Management, 74(1), 31-42.
20. Görcelioğlu E., (1996), Ormanların sel ve taşkınlar üzerine etkileri, Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 46(1-2-3-4), 15-26.
21. Gratchev I., Jeng D.S., Oh E., (2018), Soil mechanics through project based learning, CRC Press, London, UK, 164ss.
22. Guan X., Wang J., Xiao F., (2021), Sponge city strategy and application of pavement materials in sponge city, Journal of Cleaner Production, 303, 127022. doi: 10.3390/ma14175089.
23. Hammami S., Zouhri L., Souissi D., Souei A., Zghibi A., Marzougui A., Dlala M., (2019), Application of the GIS based multi-criteria decision analysis and analytical hierarchy process (AHP) in the flood susceptibility mapping (Tunisia), Arabian Journal of Geosciences, 12, 653. doi: 10.1007/s12517-019-4754-9.
24. Higgs E., (2003), Nature by design: people, natural process, and ecological restoration, MIT Press, London, 358ss.
25. Hoag C., Fripp J., (2002), Streambank soil bioengineering field guide for low precipitation areas, USDA - NRCS Plant Material Center, Aberdeen, ID, 64ss.
26. Iqbal A., Rahman M.M., Beecham S., (2022), Permeable pavements for flood control in Australia: Spatial analysis of pavement design considering rainfall and soil data, Sustainability, 14(9), 4970. doi: 10.3390/su14094970.
27. Işık F., Bahadır M., Zeybek H.İ., Çağlak Ş., (2020), Karadere Çayı taşkını (Araklı-Trabzon), Mavi Atlas, 8(2), 526-547.
28. İşler S., Oğuz E., Durmuş O., (2016), Antalya Kemer İlçesi İçin Sentetik Yöntemlerle Taşkın Analizi, 4. Ulusal Taşkın Sempozyumu, 21-24 Kasım, Rize, Türkiye.
29. Karmakar S., Simonovic S.P., Peck A., Black J., (2010), An information system for risk vulnerability assessment to flood, Journal of Geographic Information System, 2(03), 129. doi: 10.4236/jgis.2010.23020.
30. Lennon M., Scott M., O'Neill E., (2014), Urban design and adapting to flood risk: the role of green infrastructure, Journal of Urban Design, 19(5), 745-758.
31. Liao K.H., (2012), A theory on urban resilience to floods—a basis for alternative planning practices, Ecology and Society, 17(4), 48. doi: 10.5751/ES-05231-170448.
32. Lin L., Wu Z., Liang Q., (2019), Urban flood susceptibility analysis using a GIS-based multi-criteria analysis framework, Natural Hazards, 97(2), 455-475.
33. Macháč J., Louda J., (2019), Urban wetlands restoration in floodplains: a case of the city of pilsen, Czech Republic, Nature-Based Flood Risk Management on Private Land’in İçinde (Hartmann T., Slavíková L., McCarthy. S., Ed.) Springer Cham, ss.111-126.
34. Makhzoumi J., Pungetti G., (2003), Ecological landscape design and planning, Taylor & Francis, London, UK, 352ss.
35. Mangukiya N.K., Sharma A., (2022), Flood risk mapping for the lower Narmada basin in India: a machine learning and IoT-based framework, Natural Hazards, 113, 1285–1304.
36. Meral M., (2015), Akarsu kıyı şevleri rehabilitasyon yöntemlerinde yapısal, bitkisel ve biyoteknik (karma) yaklaşımlar, Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi, Edirne.
37. Oğuz E., Oğuz K., Öztürk K., (2022), Düzce bölgesi taşkın duyarlılık alanlarının belirlenmesi, Geomatik, 7(3), 220-234.
38. Oğuz K., Oğuz E., Coşkun M., (2016), Coğrafi bilgi sistemleri ile taşkın risk alanlarının belirlenmesi: Artvin ili örneği, 4. Ulusal Taşkın Sempozyumu, 21-24 Kasım, Rize, ss.1-12.
39. Özay C., Mammadov R., (2013), Ağır metaller ve süs bitkilerinin fitoremediasyonda kullanılabilirliği, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 15(1), 68-77.
40. Özcan O., (2008), Sakarya Nehri alt havzası’nın taşkın riski analizinin uzaktan algılama ve CBS ile belirlenmesi, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
41. Özkoca T., Keskin A.Ü., (2022), Analysis of the Effect of Climate Change on Flood Flows of Kemer Ağva River, Antalya, Journal of Nature, 1, 6576. doi: 10.36937/janset.2022.6576.
42. Özşahin E., (2013), Arnavutluk’ta Taşkın Risk Analizi, International Journal of Eurasia Social Sciences, 2013(12), 91-109.
43. Palazzo E., (2019), From water sensitive to floodable: Defining adaptive urban design for water resilient cities, Journal of Urban Design, 24(1), 137-157.
44. Palazzo E., Wang S., (2022), Landscape design for flood adaptation from 20 years of constructed ecologies in China, Sustainability, 14(8), 4511. doi: 10.3390/su14084511.
45. Pallathadka A., Sauer J., Chang H., Grimm N.B., (2022), Urban flood risk and green infrastructure: Who is exposed to risk and who benefits from investment? A case study of three US cities, Landscape and Urban Planning, 223, 104417. doi: 10.1016/j.landurbplan.2022.104417.
46. Pathan A.I., Girish Agnihotri P., Said S., Patel D., (2022), AHP and TOPSIS based flood risk assessment-a case study of the Navsari City, Gujarat, India, Environmental Monitoring and Assessment, 194(7), 509. doi: 10.1007/s10661-022-10111-x.
47. Pham B.T., Avand M., Janizadeh S., Phong T.V., Al-Ansari N., Ho L.S., Prakash I., (2020), GIS based hybrid computational approaches for flash flood susceptibility assessment, Water, 12(3), 683. doi: 10.3390/w12030683.
48. Rahmati O., Zeinivand H., Besharat M., (2016), Flood hazard zoning in Yasooj region, Iran, using GIS and multicriteria decision analysis. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 7(3), 1000-1017.
49. Rauch W., Ledin A., Eriksson E., Deletic A., Hunt III W.F.B., (2012), Stormwater in urban areas, Water Research, 46(20), 6588-6588.
50. Restemeyer B., Woltjer J., van den Brink M., (2015), A strategy-based framework for assessing the flood resilience of cities–A Hamburg case study, Planning Theory & Practice, 16(1), 45-62.
51. Saliş O.B., (2020), Antalya Boğaçayı havzasında arazi kullanımında meydana gelen değişimler ve yarattığı sorunlar, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi Cerrahpaşa, İstanbul.
52. Selçuk L., Selçuk A.S., Kakapoğlu D., (2016), Coğrafi bilgi sistemleri (CBS) tabanlı çok kriterli karar analizi (ÇKKA) kullanılarak, Van ili merkez ilçelerinin kentsel taşkın duyarlılık değerlendirmesi, Van/Türkiye, Yerbilimleri, 37(1), 1-18.
53. Senan C.P., Ajin R.S., Danumah J.H., Costache R., Arabameri A., Rajaneesh A., Kuriakose S.L., (2022), Flood vulnerability of a few areas in the foothills of the Western Ghats: a comparison of AHP and F-AHP models, Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, doi: 10.1007/s00477-022-02267-2.
54. Saaty T.L., (1977), A scaling method for priorities in hierarchical structures, Journal of mathematical psychology, 15(3), 234-281. doi: 10.1016/0022-2496(77)90033-5.
55. Shaban A., Khawlie M., Abdallah C., (2006), Use of remote sensing and GIS to determine recharge potential zones: the case of Occidental Lebanon, Hydrogeology Journal, 14(4), 433-443.
56. Song C., (2022), Application of nature-based measures in China's sponge city initiative: Current trends and perspectives, Nature-Based Solutions, 2, 100010. doi: 10.1016/j.nbsj.2022.100010.
57. Souissi D., Zouhri L., Hammami S., Msaddek M.H., Zghibi A., Dlala M., (2020), GIS-based MCDM–AHP modeling for flood susceptibility mapping of arid areas, southeastern Tunisia, Geocarto International, 35(9), 991-1017.
58. Sönmez N., Onur I., Sari M., Maktav D., (2009), Monitoring changes in land cover/use by CORINE methodology using aerial photographs and IKONOS satellite images: a case study for Kemer, Antalya, Turkey, International Journal of Remote Sensing, 30(7), 1771-1778.
59. Sözer B., Kocaman S., Nefeslioğlu H.A., Fırat O., Gökçeoğlu C., (2019), Değiştirilmiş AHP (M-AHP) yöntemi kullanılarak Ankara için taşkın duyarlılık haritası üretimi, Harita Dergisi, 162, 12-24.
60. Swain K.C., Singha C., Nayak L., (2020), Flood susceptibility mapping through the GIS-AHP technique using the cloud, ISPRS International Journal of Geo-Information, 9(12), 720. doi: 10.3390/ijgi9120720.
61. Tokgözlü A., Özkan E., (2018), Taşkın risk haritalarında AHP yönteminin uygulanması: Aksu Çayı Havzası örneği, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Sosyal Bilimler Dergisi, (44), 151-176.
62. TÜBİVES, (2004), Turkish Plants Data Service, http://194.27.225.161/yasin/tubives, [Erişim 10 Haziran 2022].
63. Uncapher A., Erskine C., (2012), Creating rain gardens: capturing the rain for your own water-efficient garden, Timber Press, London, UK, 208ss.
64. URL-1, (2022), Antalya İl Çevre Durum Raporu 2011, Antalya Valiliği Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü, https://docplayer.biz.tr/ 7429357-Antalya-valiligi-cevre-ve-sehircilik-il-mudurlugu.html [Erişim 19 Ocak 2022].
65. URL-2, (2022), Dünya geneli şehirlerde iklim verileri, https://tr.climate-data.org/ [Erişim 9 Haziran 2022].
66. URL-3, (2022), Corine Land Cover General Description, https://land.copernicus.eu/local/urban-atlas [Erişim 19 Ocak 2023].
67. URL-4, (2022), Türkiye İstatistlik Kurumu, https://www.tuik.gov.tr/, [Erişim 28 Ekim 2022].
68. URL-5, (2022), Maps and Statistics of the World and Regions, https://www.atlasbig.com/, [Erişim 15 Haziran 2022].
69. URL-6, (2022), Cumhuriyet Gazetesi, Antalya Kemer'de kuvvetli sağanak sele neden oldu, https://www.cumhuriyet.com.tr/galeri/ antalya-kemerde-kuvvetli-saganak-sele-neden-oldu-1172747, [Erişim 28 Ekim 2022].
70. Vojinovic Z., (2020), Nature-based solutions for flood mitigation and coastal resilience: analysis of EU-funded projects, Publications Office of the European Union, https://data.europa.eu/doi/10.2777/374113, [Erişim 9 Haziran 2022].
71. Wang G., Liu Y., Hu Z., Lyu Y., Zhang G., Liu J., Liu L., (2020), Flood risk assessment based on fuzzy synthetic evaluation method in the Beijing-Tianjin-Hebei metropolitan area, China, Sustainability, 12(4), 1451. doi: 10.3390/su12041451.
72. Yenipınar E., Kayhan M.M., Çubukçu E.A., Demir V., Sevimli M.F., (2021), Türkiye’nin Uzun Dönem Yağış Miktarının IDW ve Kriging Yöntemleri ile Tahmin Edilmesi, Türkiye Uzaktan Algılama Dergisi, 3(2), 47-52.
73. Yılmaz C.B., Bodu H., Yüce E.S., Demir V., Sevimli M.F., (2023), Türkiye’nin uzun dönem ortalama sıcaklık (°C) değerlerinin üç farklı enterpolasyon yöntemi ile tahmini, Geomatik, 8(1), 9-17.
74. Yurdakul İ., (2015), Kirletilmiş topraklarda ve sularda bitkisel iyileştirme teknikleri ve önemi, Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 2(1), 55-62.
75. Zahran S., Brody S.D., Peacock W.G., Vedlitz A., Grover H., (2008), Social vulnerability and the natural and built environment: a model of flood casualties in Texas, Disasters, 32(4), 537-560.