Morphometric Factors Controlling the Old and New Debris-Laden Floods in the South-Southwest Catchment Area of the Esence Mountains with the Example of Günebakan (Erzincan) Flood

Abstract

The research area is Günebakan, which represents a large number of parallel drained river basins located in the south-southwest part of the Keşiş (Esence) Mountains (Keşiş Tepe, 3549 m) that border the Erzincan Plain from the north in the northwest (NW)-southeast (SE) direction. The stream includes the Allahmedet Stream and Çadırtepe Stream basins. In this study, the formation and development processes of two flood-overflow events that occurred in Günebakan Stream Basin, the first on 17/07/2011 and the second on 03/07/2020, in the size of a natural disaster and resulted in significant property losses, and their effects on the natural and human environment were examined. In addition, the morphometric characteristics of the Günebakan, Çadırtepe, and Allahmedet stream basins, which are adjacent to each other in the south-southwest catchment area of the Esence Mountains, which surround the Erzincan Plain from the north, were revealed and their flood-overflow potentials were investigated. In this context, with an approach that prioritizes the flood-overflow events occurring in the Günebakan Stream basin, areal, linear, and relief morphometric indices were used to determine the effect levels of the basin morphometry in the flood-overflow events that occur or are likely to occur on the existing running waters. In the analyzes carried out, it was observed that there was a close relationship between the morphometric structure of the relevant basins and the debris-laden floods. In addition, it was concluded that the Günebakan Stream basin in the same catchment area has a higher flood and overflow potential compared to the neighboring basins.

Keywords

• Basin Morphometry
• Erzincan Plain
• Günebakan Stream Basin
• Günebakan Flash Flood-Flood Event

Günebakan (Erzincan) Seli Örneği ile Esence Dağları’nın Güney-Güneybatı Aklanında Oluşan Moloz Yüklü Eski ve Yeni Selleri Denetleyen Morfometrik Faktörler

Abstract

Çalışma alanı Erzincan Ovası’nı kuzeyden, kuzeybatı (KB)-güneydoğu (GD) doğrultusunda sınırlayan Keşiş (Esence) Dağları’nın (Keşiş Tepe, 3549 m) ovaya bakan güney-güneybatı aklanında yer alan, birbirinden subölümü hatları ile ayrılmış, paralel drenajlı çok sayıda akarsu havzasını temsil eden Günebakan Dere, Allahmedet Dere ve Çadırtepe Dere havzalarını kapsamaktadır. Bu çalışmada ilk olarak Günebakan Dere Havzası’nda 17/07/2011, diğeri ise 03/07/2020 tarihinde olmak üzere iki kez afet boyutunda meydana gelen ve önemli mal kayıplarıyla sonuçlanan sel-taşkın olayının oluşum ve gelişim süreciyle doğal ve beşeri çevre üzerindeki etkileri incelenmiştir. İkinci olarak Erzincan Ovası’nı kuzeyden kuşatan Esence Dağları’nın güney-güneybatı aklanında birbirine komşu olan Günebakan, Çadırtepe ve Allahmedet Dere havzalarının morfometrik özellikleri ortaya konularak sel-taşkın üretme potansiyelleri araştırılmıştır. Bu kapsamda Günebakan Dere Havzası’nda oluşan sel-taşkın olayını önceleyen bir yaklaşımla mevcut akarsular üzerinde oluşan/oluşması muhtemel olan sel-taşkın olaylarında havza morfometrisinin etki düzeylerini belirlemek amacıyla alansal, çizgisel ve relief morfometrik indislerden yararlanılmıştır. Çalışma kapsamında yapılan analizlerde havzaların uzunluğu, genişliği, şekli, engebelilik derecesi, drenaj yoğunluğu, akarsu sıklığı ve uzunluğu, akarsuyun çatallanma oranı, yüzeysel akış uzunluğu ve akım toplanma zamanı gibi parametreler değerlendirilmiştir. Analiz sonuçlarına göre havzaların morfometrik yapısıyla moloz akmaları arasında yakın bir ilişki olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre aynı aklandaki Günebakan Dere Havzası’nın gerek yatak eğimi ve genişliği, gerekse çatallanma oranı ve uzunluk değerleri gibi parametreler ölçeğinde komşu havzalara göre sel ve taşkın üretme potansiyeli daha yüksek olan havza olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Keywords

• Havza Morfometrisi
• Erzincan Ovası
• Günebakan Dere Havzası
• Günebakan Sel-Taşkın Olayı

References

1. AFAD (2013), 25/06/2013 tarihli jeolojik etüt raporu, Erzincan Valiliği İl Afet ve Acil Durum Müdürlüğü, Erzincan.
2. AFAD (2021), İl Afet Risk Azaltma Planı (IRAP), Erzincan Valiliği İl Afet ve Acil Durum Müdürlüğü, Erzincan, 182ss.
3. Akkan E., (1961), Erzincan Ovası’nda son tektonik hareketler ve bunların morfolojideki tesiri, Türk Coğrafya Dergisi, 21, 123–139.
4. Akkan E., (1964), Erzincan Ovası ve çevresinin jeomorfolojisi, Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi, Ankara.
5. Akkartal A., Türüdü O., Erbek S.F., (2005), Çok zamanlı uydu görüntüleri ile bitki örtüsü değişim analizi, TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 10. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, 28 Mart-1 Nisan, ODTÜ Kültür ve Kongre Merkezi, Ankara.
6. Aktimur H.T., Sarıaslan M., Yurdakul M.E., Keçer M., Mutlu G., Turşucu A., Aktimur S., Ölçer S., Yıldırım Y., (1995), Erzincan dolayının jeolojisi, MTA Raporu, No: 9792, Ankara, 61ss.
7. Aktimur H.T., Tekirli M.E., Yurkadul M.D., (1990), Geology of the Sivas, Erzincan Tertiary Basin, MTA Bulletin, 111, 25–36.
8. Allen C.R., (1982), Comparisons between the North Anatolian Fault of Turkey and the San Andreas Fault of California, Multidisciplinary Approach to Earthquake Prediction’in İçinde, (Işıkara A.M., Vogel A., Ed.), Vieweg+Teubner Verlag Wiesbaden, Wiesbaden, 67–85.

9. Avcı V., Günek H., (2015), Uludere Havzası’nın (Bingöl) jeomorfolojik özelliklerinin belirlenmesinde morfometrik analizlerin kullanımı, Adıyaman Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 21, 745–770.
10. Avci V., Sunkar M., (2015), Giresun’da sel ve taşkın oluşumuna neden olan Aksu Çayı ve Batlama Deresi havzalarının morfometrik analizleri, Coğrafya Dergisi, 30, 91–119.
11. Avci 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, 28(2), 15–41.
12. Avci V., (2023), Esmahanım Deresi Havzası’nın (Akçakoca-Düzce) morfometrik özellikleri ve taşkınlara etkisi, Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 25(1), 96–118.
13. Balcı A.N., Öztan Y., (1987), Sel kontrolü, Karadeniz Üniversitesi Orman Fakültesi, Genel Yayın No: 113, Fakülte Yayın No: 12, Karadeniz Üniversitesi Basımevi, Trabzon, 466ss.
14. Barka A.A., Gülen L., (1989), Complex evolution of the Erzincan Basin (eastern Turkey), Journal of Structural Geology, 11(3), 275–283.
15. Bekar Ö.A., Akpınar E., (2022), 9 Haziran 2022 Erzincan seli, Erzincan Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 15(2), 119–136.
16. Biswas S., Sudhakar S., Desai V.R., (1999), Prioritisation of Subwatersheds Based on Morphometric Analysis of Drainage Basin: A Remote Sensing and GIS Approach, Journal of the Indian Society of Remote Sensing, 27(3), 155–166.
17. Bottino G., Crivellari R., (1998), Analisi di collate detritiche connesse con l'evento allu-vionale del 5–6 Novembre 1994 nell'anfiteatro morenico de Ivrea. Hydrogeological Risk, Countermeasures and Use of the Canavese Territory: Proceedings National Conference, Ivrea, Italy, ss.36–46.
18. Bozkurt E., (2001), Neotectonics of Turkey – a synthesis, Geodinamica Acta, 14(1–3), 3–30.
19. Bozkurt N.E., Zontul M., Aslan Z., (2018), Uydu verilerine dayalı olarak bitki örtüsü analizi, Aurum Mühendislik Sistemleri ve Mimarlık Dergisi, 2(1), 75–82.
20. Calligaris C., Zini L., (2012), Debris flow phenomena: a short overview?, Earth Sciences’in İçinde, (Dar I.A., Ed.), IntechOpen Limited, Croatia, ss.71–90.
21. Chitra C., Alaguraja P., Ganeshkumari K., Yuvaraj D., Manivel M., (2011), Watershed characteristics of Kundah subbasin using remote sensing and GIS techniques, International Journal of Geomatics and Geosciences, 2(1), 311–335.
22. De Graff J.V., (2014), Improvement in quantifying debris flow risk for post-wildfire emergency response, Geoenvironmental Disasters, 1, 5, doi: 10.1186/s40677-014-0005-2.
23. Elbaşı E., Özdemir H., (2018), Marmara Denizi akarsu havzalarının morfometrik analizi, Coğrafya Dergisi, 36, 63–84.
24. Erinç S., (1953), Doğu Anadolu coğrafyası, İstanbul Üniversitesi Yayınları No: 572, İstanbul Üniversitesi Edebiyat Fakültesi Coğrafya Enstitüsü Yayını, No: 15, İstanbul, 124ss.
25. Fural Ş., Cürebal İ., İnan F., (2019), Elmalı'da (Antalya) yağışın tetiklediği sel, taşkın ve çamur akıntısı afetlerinin jeomorfolojik analizi, Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi, 3, 49–61.
26. Gregory K.J., Walling D.E., (1976), Drainage basin form and process: A geomorphological approach, Halsted Press, New York, NW, USA, 456ss.
27. Günek H., (2016), Hidrografya araştırmaları ve analizler, Fiziki Coğrafyada Araştırma Yöntemleri ve Teknikleri’nin İçinde, (Özgen N., Karadoğan S., Ed.), Pegem Akademi Yayınları, ss.313–336.
28. Horton R.E., (1945), Erosional development of streams and their drainage basins, hydrophysical approach to quantitative morphology, Bulletin of the Geological Society of America, 56, 275–370.
29. Horton R.E., (1932), Drainage-basin characteristics, EOS, Transactions American Geophysical Union,13(1), 350–361. IPCC, (2007), Climate Change 2007: Synthesis Report, https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ar4_syr_full_report.pdf, [Erişim 11 Ağustos 2022].
30. Iverson R.M., (1997), The physics of debris flows, Reviews of Geophysics, 35(3), 245-296.
31. Jeffrey A., David A., Jonathan W., (2008), Initiation conditions for debris flows generated by runoff at Chalk Cliffs, Central Colorado, Geomorphology, 96, 270–297.
32. King H.M., (2018), What is a debris flow?, https://geology.com/articles/debris-flow/, [Erişim 11 Ağustos 2022].
33. Kirpich Z. P., (1940), Time of concentration of small agricultural watersheds, Civil Engineering, 10(6), 362-368.
34. Kopar İ., Polat S., Hadimli H., Özdemir M., (2005), 4-6 Mart 2004 Pulur Çayı (Ilıca-Erzurum) sel-taşkın afeti, Doğu Coğrafya Dergisi, 10(13), 187–218.
35. Kopar İ., Polat P., (2020), Molla Tepe (Mollaköy-Erzincan) perlitik volkan konisi’nin jeolojik-jeomorfolojik özellikleri ve Molla Tepe perlitinin endüstriyel madde olarak değerlendirilmesi, Atatürk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 24(3), 1529–1554.
36. Korkanç S.Y., Korkanç M., (2006), Sel ve taşkınların insan hayatı üzerindeki etkileri, Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 8(9), 42–50.
37. Kumar R., Kumar S., Lohani A.K., Nema R.K., Singh R.D., (2000), Evaluation of geomorphological characteristics of a catchment using GIS, GIS India, 9(3), 13–17.
38. Magesh N.S., Jitheshlal K.V., Chandrasekar N., Jini K.V., (2013), Geographical information system based morphometric analysis of Bharathapuzha River Basin, Kerala, India, Applied Water Sciences, 3, 467–477.
39. Manu M.S., Anirudhan S., (2008), Drainage cahercteristics of Achankovil River Basin, Kerala, Journal of Geological Society of India, 71(6), 841–850.
40. Mayer L., (1990), Introduction to quantitative geomorphology: an exercise manual, Prenctice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 380ss.
41. Melton M.A., (1957), An analysis of the relations among elements of climate, surface properties and geomorphology, Department of Geology, Columbia University, Technical Report, 11, Project NR 389-042. Office of Navy Research, New York, 118ss.
42. MGM, (2020), Erzincan meteoroloji istasyonu, uzun yıllar tüm parametreler bülteni, Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Ankara.
43. Miller V.C., (1953), A quantitative geomorphic study of drainage basin characteristic in the clinch mountain area, Virginia and Tennesse, Department of Geology Columbia University, New York, ss.389–402.
44. Mortan K., (1991), Erzincan stratejik planı (1991-2006), Erzincan Valiliği, Erzincan, 84ss.
45. Najar Gh. N., Pandey P., (2018), Drainage morphometric analysis of watershed basin of river beas at harike pattan, punjab-using remote sensing and GIS approach, International Journal of Advance Research in Science and Engineering, 7(4), 641-653.
46. Nebert K., (1959), Munzur Dağı bölgesinin jeolojisi, MTA Dergisi, 52, 35–44.
47. Okay A.I., Şahintürk O., (1997), Geology of the Eastern Pontides, Regional and Petroleum Geology of the Black Sea and Surrounding Region’in İçinde, (Robinson A.G., Ed.), AAPG Memoir 68, ss.291–311.
48. Okay A.I., Tüysüz O., (1999), Tethyan sutures of northern Turkey, The Mediterranean Basins: Tertiary extension within the Alpine Orogen’in İçinde, (Durand B., Jolivet L., Horváth F., Séranne M., Ed.), Geological Society, London, Special Publication 156, ss.475–515.
49. Özdemir H., (2011), Havza morfometrisi ve taşkınlar, Fiziki Coğrafya Araştırmaları; Sistematik ve Bölgesel, Türk Coğrafya Kurumu Yayınları, No:5, ss.507–526.
50. Özdemir H., Bayrakdar C., (2008), 16 Kasım 2007 Tuzla Deresi taşkınının nedenleri üzerine bir araştırma (Silivri-İstanbul), Türk Coğrafya Dergisi, 49, 123–139.
51. Özdemir H., Bird D., (2008), Evalution of morphometric parameters of drainage networks drived from topographic maps and DEM in point of floods, Environmental Geology 56, 1405–1415.
52. 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.
53. Patton P.C., (1988), Drainage basin morphometry and floods, Flood Geomorphology’nin İçinde, (Baker V.R., Kochel R.C., Patton P.C., Ed.), John Wiley & Sons Inc, USA, ss.51–65.
54. Patton P.C., Baker V.R., (1976), Morphometry and floods in small drainage basins subject to diverse hydrogeomorphic controls, Water Resources Research, 12(5), 941-952.
55. Pike R.J., Wilson S.E., (1971), Elevatio-Relief ratio hypsometric ıntegral and geomorphic area-altitude analysis. Geological Society of America Bulletin, 82(4), 1079-1084.
56. Rastogi R.A., Sharma T.C., (1976), Quantitative analysis of drainage basin characteristics, Journal Soil and Water Conservation in India, 26(1-4), 18–25.
57. Reddy G.P.O., Maji A.K., Gajbhiye K.S., (2004), Drainage morphometry and its influence on landform characteristics in basaltic terrain, Central lndia—a remote sensing and GIS approach, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 6(1), 1–16.
58. Ritter D. F., Kochel R. C., Miller J. R., (2002), Process geomorphology, Fourth Edition, McGraw-Hill, Boston, USA, 560ss.
59. Sayhan H., (2014), Yarıkurak bölgelerdeki çamur akıntısı olayına Oltu Çayı havzasından bir örnek, Türk Coğrafya Dergisi, 33, 237–259.
60. Schumm S.A., (1956), Evolution of drainage systems and slopes in badlands at Perth Amboy, New Jersey, Geological Society of American Bulletin, 67(5), 597–646.
61. Senadeera K.P.G.V., Piyasiri S., Nandalal K.D.W., (2004), The evaluation of morphometric characteristics of kotmale reservoir catchment using GIS as a tool, Sri Lanka, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. 34, Part XXX, ss.1-6.
62. Sherman L.K., (1932), Streamflow from Rainfall by Unit-Graph Method, Engineering News Record, 108, 501–505. Singh D.S., Awasthi A., (2011), Implication of drainage basin parameters of Chhoti, Gandak River, Ganga plain, India, Journal of the Geological Society of India, 78, 370–378.
63. Stchepinsky V., (1941), Erzincan mıntıkasının jeolojisi ve maden zenginlikleri, Maden Teknik ve Arama Enstitüsü Yayınları, Seri C, No. 2, Ankara, 101ss.
64. Strahler A.N., (1952), Hypsometric (area-altitude curve) analysis of erosional topography, Geological Society of America Bulletin, 63, 1117-1141.
65. Strahler A.N., (1957), Quantitative analysis of watershed geomorphology, Transactions, American Geophysical Union, 38, 913-920.
66. Strahler A.N., (1964), Handbook of applied hydrology, Quantitative Geomorphology of Drainage Basins and Channel Networks’in İçinde, (Chow V., Ed.), McGraw-Hill, New York, NY, ss.439-476.
67. Şaroğlu F., Güner Y., (1981), Doğu Anadolu'nun jeomorfolojik gelişimine etki eden öğeler; jeomorfoloji, tektonik, volkanizma ilişkileri, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 24, 39-50.
68. Şengör A.M.C., Yılmaz, Y., (1981), Tethyan evolution of Turkey: a plate tectonic approach, Tectonophysics, 75, 181-241.
69. Tarhan N., (2007), 1:100.000 ölçekli açınsama nitelikli Türkiye jeoloji haritaları, No: 68, Erzincan I43 paftası izahnamesi, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi, Ankara.
70. Tarhan N., (2008), 1:100.000 ölçekli açınsama nitelikli Türkiye jeoloji haritaları, No: 84, Erzincan I42 paftası izahnamesi, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi, Ankara.
71. Thomas J., Joseph S., Thrivikramji K. P., Abe G., (2011), Morphometric analysis of the drainage system and its hydrological implications in the rain shadow regions, Kerala, India, Journal of Geographical Sciences, 21(6), 1077- 1088.
72. Trenberth K., Dai A., Rasmussen R., Parsons D., (2003), The changing character of precipitation, Bulletin of the American Meteorological Society, 84(9), 1205-1217.
73. Turoğlu H., (1997), İyidere Havzası’nın hidrografik özelliklerine sayısal yaklaşım, Türk Coğrafya Dergisi, 32, 355-364.
74. Tüysüz O., (1993), Erzincan çevresinin jeolojisi ve tektonik evrimi, II. Ulusal Deprem Sempozyumu, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası, Deprem Müh. Türkiye Milli Komitesi, İTÜ Yapı ve Deprem Uyg-Araştırma Merkezi, 10-13 Mart, Ankara, ss.271-280.
75. URL-1, (2023), NDVI (Normalleştirilmiş Fark Bitki Örtüsü İndeksi) Nedir?, https://esular.com/nedir/ndvi-normallestirilmis-fark-bitki-ortusu-indeksi-nedir/, [Erişim 25 Şubat 2023].
76. Uysal A., Sunkar M., (2022), Erzincan Ovası kuzeyindeki yerleşmelerin yer değiştirmesine neden olan afetler: sel, taşkın ve çamur akmaları, Afet ve Risk Dergisi, 5(2), 693-714.
77. Verstappen H.Th., (1983), Applied Geomorphology: Geomorphological Surveys for Environmental Development, Elsevier, Amsterdam, 442ss.
78. Wetherald R.T., Manabe S., (2002), Simulation of hydrologic changes associated with global warming, Journal of Geophysical Research, 107(D19), 4379, doi:10.1029/2001JD001195.
79. Winter M.G; Shackman L., Macgregor F., Nettleton I.M., (2005), Background to Scottish landslides and debris flows, Scottish Road Network Landslide Study: Implementation’in İçinde, (Winter M.G., Macgregor F., Shackman L., Ed.), Transport Scotland, Edinburgh, UK, ss.12-24.
80. Yalçın F., Polat P., (2021), Erzincan Ovası’nda yer alan birikinti koni ve yelpazelerinin genel özellikleri, sınıflandırılması ve antropojenik degradasyonu. Gaziantep University Journal of Social Sciences, 20(3), 1043-1068.
81. Zaitunah A., Samsuri Ahmad A. G., Safitri R. A., (2018), Normalized difference vegetation index (NDVI) analysis for land cover types using landsat 8 oli in besitang watershed, Indonesia, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 126, 012112, doi:10.1088/1755-1315/126/1/012112.