FLOOD RISK ANALYSIS USING ANALYTIC HIERARCHY PROCESS (AHP) METHOD IN GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS (GIS) ENVIRONMENT: THE CASE STUDY OF KARABUK PROVINCE

Abstract

Floods are natural events that cause serious loss of life and property and can turn into major disasters in a short time as a result of sudden atmospheric anomalies. A great importance is attached to the management planning of floods, which is a type of meteorological disaster in the world, based on flood risk maps. The objective of this present study is to define the flood hazard areas in Karabuk province by determining the factors that cause floods and to establish a flood susceptibility map of the region. In this regard, a flood susceptibility map was produced for Karabuk province using the Analytic Hierarchy Process (AHP) method. Rainfall, distance to the river, slope, aspect, geology and land use/land cover parameters were used in the flood susceptibility analysis. It has been determined according to the calculations made that the southern, southwestern and northwestern parts of Karabuk province, which has a surface area of approximately 4048.9 km2, are very high risk areas with a rate of 9.27% and are highly susceptible to a possible flood disaster. This study is a guideline study for flood risk planning for Karabuk province and recommendations are presented for disaster risk reduction for the region.

Keywords

• AHP
• GIS
• Karabuk
• Risk Analysis
• Flood Susceptibility Map

COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ (CBS) ORTAMINDA ANALİTİK HİYERARŞİ YÖNTEMİ (AHY) YÖNTEMİ KULLANILARAK TAŞKIN RİSK ANALİZİ: KARABÜK İLİ ÖRNEĞİ

Abstract

Taşkınlar ani atmosferik anomaliler neticesinde kısa sürede büyük afetlere dönüşebilen, ciddi mal ve can kayıplarına neden olan doğa olaylarıdır. Dünyada meteorolojik bir afet türü olan taşkınların yönetim planlamasının taşkın duraylılık haritaları temel alınarak yürütülmesine oldukça önem verilmektedir. Sunulan çalışmanın amacı Karabük ilinde taşkınların gerçekleşmesine neden olan faktörlerin belirlenerek taşkın tehlikesi olan alanları tespit etmek ve bölgenin taşkın duyarlılık haritasını oluşturmaktır. Bu kapsamda Analitik Hiyerarşi Prosesi (AHP) yöntemi kullanılarak Karabük ili için taşkın duyarlılık haritası üretilmiştir. Taşkın duyarlılık analizinde yağış, akarsuya mesafe, eğim, bakı, jeoloji ve arazi kullanım/arazi örtüsü parametreleri kullanılmıştır. Seçilen parametreler AHP yöntemiyle analiz edilmiştir. Yapılan hesaplamalara göre yaklaşık 4048.9 km2 yüzey alanına sahip Karabük ilinin güney, güneybatı ve kuzeybatı kesimlerinin %9.27 oranında çok yüksek riskli alanlar olduğu, olası bir taşkın afetine oldukça duyarlı olduğu belirlenmiştir. Söz konusu çalışma Karabük ili için taşkın risk planlamasına yönelik kılavuz bir araştırma olup bölge için afet riskinin azaltılmasına yönelik öneriler sunulmuştur.

Keywords

• AHP
• CBS
• Karabük
• Risk Analizi
• Taşkın Duyarlılık Haritası.

References

1. AFAD, 2022. Açıklamalı Afet Terimleri Sözlüğü, www.afad.gov.tr, Erişim Tarihi: 20.12.2023.
2. AFAD, 2019. Türkiye’de Afet Kaynaklı ve Doğa Kaynaklı Afet İstatistikleri. İçişleri Bakanlığı Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, www.afad.gov.tr, Erişim Tarihi: 20.12.2023.
3. Aydınözü, D., 2008. Yükseldikçe Bölgelerimize Göre Her 100 m.deki Yağış Artışı Üzerine Bir Deneme. Marmara Coğrafya Dergisi, 17, 172–184.
4. Aydın, M.C., Sevgi Birincioğlu, E., 2022. Flood Risk Analysis Using GIS-Based Analytical Hierarchy Process: A Case Study of Bitlis Province. Applied Water Science, 12, 122. https://doi.org/10.1007/s13201-022-01655-x.
5. Chakraborty S., Mukhopadhyay S., 2019 Assessing Flood Risk Using Analytical Hierarchy Process (AHP) and Geographical Information System (GIS): Application in Coochbehar District of West Bengal, India. Natural Hazards, 99 (1), 247–274. https://doi.org/10.1007/s11069-019-03737-7.
6. Copernicus, 2023. Data of Land Use from Copernicus Land Monitoring Service. https://land.copernicus.eu/ Erişim Tarihi: 28.12.2023.
7. CRED, 2018. Centre for Research on the Epidemiology of Disasters-review of Disaster Events, https://www.cred.be/publications. Erişim Tarihi: 14 April 2019.
8. Das, S., 2018. Geographic Information System and AHP-Based Flood Hazard Zonation of Vaitarna Basin, Maharashtra, India. Arabian Journal of Geosciences, 11(19), 576.

9. Dung, N.B., Minh, D.T., Ahmad, A., Long, N.Q., 2020. The Role of Relative Slope Length in Flood Hazard Mapping Using AHP and GIS Case Study: lam River Basin, Vietnam. Geography Environment Sustainability, 13 (2), 115-123.
10. Dutta, M., Saha, S., Saikh, N.I., Sarkar, D., Mondal, P., 2023. Application of Bivariate Approaches for Flood Susceptibility Mapping: A District Level Study in Eastern India. HydroResearch, 6, 108-121.
11. Danumah J.H., Odai, S., Mahaman B.S., Szarzynski, J., Thiel, M., Adjei, K., Kouame, F., Akpa, L., 2016. Flood Risk Assessment and Mapping in Abidjan District Using Multi-Criteria Analysis (AHP) Model and Geoinformation Techniques, (cote d’ivoire). Geoenvironmental Disasters, 3. 10.1186/s40677-016-0044-y.
12. Dölek, İ., Avci, V.İ., 2017. Muş İlinin Sel ve Taşkın Duyarlılık Haritalarının Oluşturulması. Akademik Sosyal Araştırmalar Dergisi, 44(5), 190-204.
13. Erinç, S., 1969. Klimatoloji ve Metodları. İstanbul Üniversitesi Coğrafya Enstitüsü Yayınları, 994, 35, İstanbul.
14. Fırat F., Dursun Ö.F., 2023. Determination of Basin Characteristics to Provide a Base for the Creation of Malatya Flood Risk Zones; The Example of Darende and Gürün. AJEAS, 1, 1, 73–82.
15. Geofabrik, 2023. Maps and Data, https://www.geofabrik.de/data/ Erişim tarihi: 27.12.2023.
16. Ghosh, A., Kar, S.K., 2018. Application of Analytical Hierarchy Process (AHP) for Flood Risk Assessment: A Case Study in Malda District of West Bengal, India. Natural Hazards, 94, 349–368. https://doi.org/10.1007/s11069-018-3392-y
17. Hagos Y.G., Andualem T. G., Yibeltal M., Mengie M. A., 2022. Flood Hazard Assessment and Mapping Using GIS Integrated with Multi-Criteria Decision Analysis in Upper Awash River Basin, Ethiopia. Applied Water Science 12 (7), 148.
18. 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 (21), 1–16. https://doi.org/10.1007/s12517-019-4754-9.
19. HGM, 2023. Türkiye Cumhuriyeti Milli Savunma Bakanlığı Harita Genel Müdürlüğü. Türkiye İdari Sınırları Verileri. https://www.harita.gov.tr/ Erişim Tarihi: 16.12.2023.
20. Sharir, K., Goh, T., Simon, N., Lee, K.E., Talip, M., Roslee, R., 2022. Assessment of Flood Susceptibility Analysis Using Analytical Hierarchy Process (AHP) in Kota Belud Area, Sabah, Malaysia IOP Conference Series: Earth and Environmental Science Volume 1103 Natural Disaster Seminar.
21. Karabük İl Çevre Durum Raporu, 2022. Karabük Çevre Şehircilik ve İklim Değişikliği İl Müdürlüğü, Karabük.
22. Meral, A., Eroglu, E., 2021. Evaluation of Flood Risk Analyses with AHP, Kriging, and Weighted Sum Models: Example of Capakcur, Yesilkoy, and Yamac Microcatchments. Environmental Monitoring and Assessment, 193(8).
23. Mızraklı, C., 2023. CBS ve Uzaktan Algılama ile Taşkın Duyarlılık Analizi; Batı Karadeniz Örneği. İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 97 s, İstanbul.
24. MGM, 2023. İllere Ait İstatistiki Yağış Verileri. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, https://www.mgm.gov.tr/, Erişim Tarihi 12.12.2023.
25. MGM, 2022. Türkiye Meteorolojik Afetler Değerlendirmesi (2010-2021). Meteorolojik Afetler Şube Müdürlüğü, Ankara.
26. MTA, 2002a. Çalışma Alanına Ait 1/100.000 Ölçekli Jeoloji Haritası, Zonguldak F-28, F-29 Paftaları. Maden ve Tetkik Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
27. MTA, 2002b. Çalışma Alanına Ait 1/100.000 Ölçekli Jeoloji Haritası, Bolu G-28, G-29 Paftaları. Maden ve Tetkik Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
28. MTA, 2010. Çalışma Alanına Ait 1/100.000 Ölçekli Jeoloji Haritası, Kastamonu D-30, E-30, F-30 Paftaları. Maden ve Tetkik Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
29. MTA, 2011. Çalışma Alanına Ait 1/100.000 Ölçekli Jeoloji Haritası, Çankırı G-30 Paftası. Maden ve Tetkik Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
30. Myers, J.H., Alpert, M.I., 1968. Determinant Buying Attitudes: Meaning and Measurement. Journal of Marketing, 32(4), 13-20.
31. Nistor, M.M., 2019. Vulnerability of Groundwater Resources under Climate Change in the Pannonian Basin. Geo-Spatial Information Science, 22(4), 345-358.
32. Ortaç, G., 2019. Filyos Çayı Havzası’nın (Karabük-Gökçebey) Çok Kriterli Karar Verme Yöntemi Yardımıyla Taşkın Risklerinin Belirlenmesi. Karabük Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, 124 s. Karabük.
33. Oğuz, E., Oğuz, K., Öztürk, K., 2022. Düzce Bölgesi Taşkın Duyarlılık Alanlarının Belirlenmesi. Geomatik, 7(3), 220-234.
34. Poussin, J.K., Botzen, W.W., Aerts, J.C., 2014. Factors of Influence on Flood Damage Mitigation Behaviour by Households. Environmental Science Policy, 40, 69-77.
35. Rahmati, O., Zeinivand, H., Besharat, M., 2016. Flood Hazard Zoning in Yasooj region, Iran, Using GIS and Multi-Criteria Decision Analysis. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 7(3), 1000-1017.
36. Selvam,R.A., Jebamalai A.R.A., 2023. Application of the Analytical Hierarchy Process (AHP) for Flood Susceptibility Mapping Using GIS Techniques in Thamirabarani River Basin, Srivaikundam Region, Southern India, Natural Hazards, Journal of the International Society for the Prevention and Mitigation of Natural Hazards, Springer; International Society for the Prevention and Mitigation of Natural Hazards, 118(2), 1065-1083, September.
37. Saaty, T. L., 1980. The Analytic Hierarchy Process: Planning, Priority Setting, Resource Allocation. Mc Graw-Hill, New York, 19.
38. Saaty, T. L., 1990. How to Make a Decision: the Analytic Hierarchy Process. European Journal of Operation Research, 48, 9–26.
39. Sahana, M., Patel, P.P., 2019. A Comparison of Frequency Ratio and Fuzzy Logic Models for Flood Susceptibility Assessment of the Lower Kosi River Basin in India. Environmental Earth Sciences, 78, 1-27.
40. Seejata, K., Yodying, A., Wongthadam, T., Mahavik, N., Tantanee, S., 2018. Assessment of Flood Hazard Areas Using Analytical Hierarchy Process Over the Lower Yom Basin, Sukhothai Province. Procedia Engineering. 212, 340-347. 10.1016/j.proeng.2018.01.044.
41. 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.
42. 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.
43. SYGM, 2019. Batı Karadeniz Havzası Taşkın Yönetim Planı. Tarım ve Orman Bakanlığı Su Yönetimi Genel Müdürlüğü, Ankara.
44. SYGM, 2023. Batı Karadeniz Havzası Kuraklık Yönetim Planı. Tarım ve Orman Bakanlığı Su Yönetimi Genel Müdürlüğü, Cilt 1, Ankara.
45. 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.
46. TÜİK, 2023. Nüfus İstatistikleri Portalı. Türkiye İstatistik Kurumu, https://data.tuik.gov.tr/ Erişim tarihi: 27.12.2023.
47. USGS, 2023. Earth Data and Digital Elevation Model (DEM) for Karabük Province. United States Geological Survey. https://www.usgs.gov/ Erişim Tarihi: 7.12.2023.