Analysis of Flood Risk Areas and Investigation of Urban Flood Resilience in Denizli City

Abstract

Cities are witnessing various urban water problems due to reasons such as sudden and high-intensity rainfalls that occur in a short time due to climate change, urban planning policies that are not sensitive to the climate, and inadequate urban drainage systems. There are various approaches to overcome or adapt to these problems. In this context, the study is based on the hypothesis that urban land use decisions should be developed based on the idea of “resilience” against risks related to climate change, and that risk analysis should be performed first for this purpose. In the study, a search was conducted in the Web of Science (WOS) database in order to determine the analysis methods related to flood risk and their relations with spatial planning decisions, and the bibliometric data of the obtained publications were taken as basis. In this context, keyword analysis was performed on the studies filtered with the “urban flood resistance” scan in the VosViewer 1.6.20.0 program and their methods were examined. The flood risk map of Denizli city was created using the Analytical Hierarchy Process (AHP), which was determined to be the most used method. The risk map has 4 classes indicating “low, medium, high and very high” risk areas. As a result of the analysis, it has been determined that very high - risk areas are located in the south and southwest of the city, in areas close to the river and in areas with little or sparse vegetation. The obtained risk map was superimposed with the 1/25.000 scale master development plan of Denizli city and the spatial plan decisions taken in very high risk areas were evaluated. In this context, it has been determined that the areas with flood risk in the plan largely include urban settlements (Current housing areas, Development housing areas) and working areas (Trade area, Trade+Residential area, Trade+Tourism+Residential area). In this context, strategies regarding flood resilience in the urban planning perspective have been developed based on the example of Denizli city.

Keywords

• Resilience
• Flood risk analysis
• AHP
• Master development plan
• Denizli

Denizli Kentinde Taşkın Riskli Alanların Analizi ve Kentsel Taşkın Direncinin İncelenmesi

Abstract

Kentler iklim değişikliğine bağlı olarak kısa sürede gerçekleşen ani ve yüksek yoğunluklu yağışlar, iklime duyarlı olmayan kentsel planlama politikaları ve yetersiz kentsel drenaj sistemleri gibi nedenlerle çeşitli kentsel su sorunlarına tanık olmaktadır. Söz konusu sorunların üstesinden gelebilmek veya uyum sağlayabilmek için çeşitli yaklaşımlar bulunmaktadır. Bu kapsamda çalışma iklim değişikliğine bağlı risklere karşı “dirençlilik” düşüncesine dayalı kentsel arazi kullanım kararlarının geliştirilmesi, bunun için de öncelikle risk analizinin yapılması gerektiği hipotezinden temellenmiştir. Çalışmada taşkın riskine ilişkin analiz yöntemlerinin tespiti ve mekânsal planlama kararları ile ilişkilerinin belirlenmesi amacıyla Web of Science (WOS) veri tabanında tarama yapılarak, elde edilen yayınların bibliyometrik verisi baz alınmıştır. Bu kapsamda “kentsel taşkın direnci” taramasıyla filtrelenen çalışmaların VosViewer 1.6.20.0 programında anahtar kelime analizi yapılmış ve yöntemleri irdelenmiştir. En fazla kullanılan yöntem olduğu belirlenen Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) kullanılarak Denizli kentinin taşkın risk haritası oluşturulmuştur. Risk haritasında “düşük, orta, yüksek ve çok yüksek” derecede riskli alanları gösteren 4 sınıf saptanmıştır. Analiz sonucunda çok yüksek riskli alanların kentin güney ve güneybatısında akarsuya yakın kesimlerde ve bitki örtüsünün az ya da seyrek olduğu alanlarda yer aldığı tespit edilmiştir. Elde edilen risk haritası Denizli kenti 1/25.000 ölçekli nazım imar planıyla çakıştırılarak çok yüksek riskli alanlarda alınan mekânsal plan kararları değerlendirilmiştir. Bu kapsamda planda taşkın riski bulunan alanların büyük oranda kentsel yerleşme (Mevcut konut alanları, Gelişme konut alanları) ve çalışma alanlarını (Ticaret alanı, Ticaret+Konut alanı, Ticaret+Turizm+Konut alanı) içerdiği tespit edilmiştir. Bu bağlamda Denizli kenti örneğinden yola çıkılarak kent planlama perspektifinde taşkın dirençliliğine ilişkin stratejiler geliştirilmiştir.

Keywords

• Dirençlilik
• Taşkın risk analizi
• AHP
• Nazım imar planı
• Denizli

References

1. Abdrabo, K. I., Kantoush, S. A., Esmaiel, A., Saber, M., Sumi, T., Almamari, M., & Ghoniem, S. (2023). An integrated indicator-based approach for constructing an urban flood vulnerability index as an urban decision-making tool using the PCA and AHP techniques: A case study of Alexandria, Egypt. Urban Climate, 48, 101426.
2. Afsari, R., Nadizadeh Shorabeh, S., Kouhnavard, M., Homaee, M., & Arsanjani, J. J. (2022). A spatial decision support approach for flood vulnerability analysis in urban areas: A case study of Tehran. ISPRS International Journal of Geo-Information, 11(7), 380.
3. Akay, S., (2019). Kent formunun morfolojik analizi; Denizli örneği. [Yüksek Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi], Denizli, Türkiye.
4. Akın, 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.
5. Akıncı, H., & Demirarslan, K. O. (2022). Site selection for municipal solid waste landfill: Case study of Artvin, Turkey. Environmental & Engineering Geoscience, 28(3), 293-310.
6. Alves, R. A., Rudke, A. P., de Melo Souza, S. T., dos Santos, M. M., & Martins, J. A. (2024). Flood vulnerability mapping in an urban area with high levels of impermeable coverage in southern Brazil. Regional Environmental Change, 24(3), 96.
7. Aydınözü, D., (2008). Yükseldikçe bölgelerimize göre her 100 m.deki yağış artışı üzerine bir deneme. Marmara Coğrafya Dergisi, 17, 172–184
8. Bertilsson, L., Wiklund, K., Tebaldi, I., Rezende, O. M., Verol, A. P., & Miguez, M. G. (2019). Urban flood resilience-A multi-criteria index to integrate flood resilience into urban planning. Journal of Hydrology, 573, 970-982.

9. Bulti, D. T., Girma, B., & Megento, T. L. (2019). Community flood resilience assessment frameworks: A review. SN Applied Sciences, 1, 1-17.
10. Ceylan, M. & Vural, A. (2023). Yeraltı suyu potansiyel alanlarının coğrafi bilgi sistemleri (GIS) ve analitik hiyerarşi süreci (AHP) yöntemi ile belirlenmesi: Gökdere Havzası (Gümüşhane) örneği. U. Özkaya (Ed.), International Conference on Scientific and Academic Research, 342-349.
11. Copernicus, (2023). Programme of the European Unıon. https://dataspace.copernicus.eu
12. ÇŞİDB, (2025). Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü Meteoroloji 2024 Yılı İklim Değerlendirmesi. https://mgm.gov.tr/FILES/iklim/yillikiklim/2024-iklim-raporu.pdf
13. Doorga, J. R., Magerl, L., Bunwaree, P., Zhao, J., Watkins, S., Staub, C. G., ... & Boojhawon, R. (2022). GIS-based multi-criteria modelling of flood risk susceptibility in Port Louis, Mauritius: towards resilient flood management. International Journal of Disaster Risk Reduction, 67, 102683.
14. Dölek, İ., (2015). Sungu beldesi ve yakın çevresinde (Muş) sel ve taşkına duyarlı alanların belirlenmesi. Marmara Coğrafya Dergisi, 31, 258-280
15. Duman, N. & İrcan, M.R. (2022) Coğrafi bilgi sistemleri tabanlı Çankırı Merkez ilçesinin taşkın duyarlılık analizi. Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi, 9, 50-66.
16. 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.
17. Eastman, J.R. (2003). Idrısı kilimanjaro: guide to GIS and image processing. Clark Labs.
18. Fischer, K., Hiermaier, S., Riedel, W., & Haring, I. (2018). Morphology dependent assessment of resilience for urban areas. Sustainability, 10(6), 2-14.
19. Gao, M., Wang, Z., & Yang, H. (2022). Review of urban flood resilience: insights from scientometric and systematic analysis. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(14), 8837.
20. Gao, Z., Geddes, R. R., & Ma, T. (2020). Direct and indirect economic losses using typhoon-flood disaster analysis: An application to Guangdong province, China. Sustainability, 12(21), 8980.
21. Ghajari, Y., Alesheikh, A. A., Modiri, M., Hosnavi, R., & Abbasi, M. (2017). Spatial modelling of urban physical vulnerability to explosion hazards using GIS and fuzzy MCDA. Sustainability, 9(7), 1274.
22. Gigovic, L., Pamucar, D., Bajic, Z., & Drobnjak, S. (2017). Application of GIS-interval rough AHP methodology for flood hazard mapping in urban areas. Water, 9(6), 360.
23. Gu, Y., Sun, J., Cai, J., Xie, Y., & Guo, J. (2024). Urban planning perspective on food resilience assessment and practice in the Zhengzhou Metropolitan Area, China. Land, 13(10), 1625.
24. Günek, H. (2020). Türkiye'nin toprak coğrafyası: Türkiye'nin toprakları, toprak sorunları ve erozyon. Pagem Akademi, 235-262, Ankara.
25. 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.
26. 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, 1-16.
27. Holling, C. S. (1996). Engineering resilience versus ecological resilience. Engineering within Ecological Constraints, 31(1996), 32.
28. Hoque, M.A.A., Tasfia, S., Ahmed, N., & Pradhan, B. (2019). Assessing spatial flood vulnerability at Kalapara Upazila in Bangladesh using an analytic hierarchy process. Sensors, 19(6), 1302.
29. Hussain, M., Tayyab, M., Ullah, K., Ullah, S., Rahman, Z. U., Zhang, J., & Al-Shaibah, B. (2023). Development of a new integrated flood resilience model using machine learning with GIS-based multi-criteria decision analysis. Urban Climate, 50, 101589.
30. Idrees, M. O., Olateju, S. A., Omar, D. M., Babalola, A., Ahmadu, H. A., & Kalantar, B. (2022). Spatial assessment of accelerated surface runoff and water accumulation potential areas using AHP and data-driven GIS-based approach: the case of Ilorin metropolis, Nigeria. Geocarto International, 37(27), 15877-15895.
31. Johannessen, A., & Wamsler, C. (2017). What does resilience mean for urban water services?. Ecology and Society, 22(1).
32. Kaaviya, R., & Devadas, V. (2021). Water resilience mapping of Chennai, India using analytical hierarchy process. Ecological Processes, 10, 1-22.
33. Kadıoğlu, M. (2019). Kent selleri: yönetim ve kontrol rehberi. Marmara Belediyeler Birliği Kültür Yayınları. https://www.marmara.gov.tr/uploads/old-site/2020/10/KENT-SELLERI-kucuk.pdf
34. Karacan, G., & Gökce, D. (2023). İklim değişikliği ile yerel mücadele: iklim eylem planları ile mekânsal planların bütünleştirilmesi. PLANARCH-Design and Planning Research, 7(2), 181-190.
35. Karakuş, C.B. & Demirel, C. (2022). Coğrafi bilgi sistemi tabanlı analitik hiyerarşi süreci kullanılarak taşkın tehlike haritalaması. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 10(4), 1155-1173.
36. Kittipongvises, S., Phetrak, A., Rattanapun, P., Brundiers, K., Buizer, J. L., & Melnick, R. (2020). AHP-GIS analysis for flood hazard assessment of the communities nearby the world heritage site on Ayutthaya Island, Thailand. International Journal of Disaster Risk Reduction, 48, 101612.
37. Koroma, A. O., Saber, M., & Abdelbaki, C. (2024). Urban flood vulnerability assessment in Freetown, Sierra Leone: AHP Approach. Hydrology, 11(10), 158.
38. Köroğlu, B., & Akıncı, H. (2023). Coğrafi bilgi sistemleri tabanlı çok kriterli karar analizi ile Giresun İli Dereli ilçesinin taşkın duyarlılık analizi. Artvin Çoruh Üniversitesi Mühendislik Ve Fen Bilimleri Dergisi, 1(2), 62-81.
39. Köse, Y., Şahin, Ş., & Müftüoğlu, V. (2024). Ankara Çayı Havzası’nın kentsel planlama kapsamında taşkın duyarlılığı açısından değerlendirilmesi. İdealkent, 16(43), 512-543.
40. Liang, Y., Wang, C., Chen, G., & Xie, Z. (2024). Evaluation framework ACR-UFDR for urban form disaster resilience under rainstorm and flood scenarios: A case study in Nanjing, China. Sustainable Cities and Society, 107, 105424.
41. Lin, L., Wu, Z., & Liang, Q. (2019). Urban flood susceptibility analysis using a GIS-based multi-criteria analysis framework. Natural Hazards, 97, 455-475.
42. Meerow, S., Newell, J. P., & Stults, M. (2016). Defining urban resilience: A review. Landscape and Urban Planning, 147, 38-49.
43. Msabi, M. M., & Makonyo, M. (2021). Flood susceptibility mapping using GIS and multi-criteria decision analysis: A case of Dodoma region, central Tanzania. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 21, 100445.
44. MTA, (2023). Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü. https://eticaret.mta.gov.tr/index.php?route=product/category&path=2_6
45. Mushwani, H., Ahmadzai, M. R., Ullah, H., Baheer, M. S., & Peroz, S. (2024). A comprehensive AHP numerical module for assessing resilience of Kabul City to flood hazards. Urban Climate, 55, 101939.
46. Nguyen, H. N., Fukuda, H., & Nguyen, M. N. (2024). Assessment of the susceptibility of urban flooding using gıs with an analytical hierarchy process in Hanoi, Vietnam. Sustainability, 16(10), 3934.
47. Nistor, M.M., (2019). Vulnerability of groundwater resources under climate change in the Pannonian Basin. Geo-Spatial Information Science, 22(4), 345-358.
48. Nkonu, R. S., & Antwi, M. (2024). A novel ANN-CA and MCDA integrated framework for predicting urban expansion and its implications on future flood risk, Accra Metropolis. Environmental Development, 52, 101061.
49. Ocak, F., & Bahadır, M. (2020). Örnek taşkın risk modeli oluşturulması ve Ünye şehrindeki derelere ait taşkın risk analizleri. Journal of Academic Social Science Studies, 13(80).
50. Osseni, A. A., Gbesso, G. H. F., Yevide, S. I. A., & Godonou, E. R. A. (2024). Suitability evaluation for urban green space areas in seme-podji district (Southern Benin), using GIS and AHP methods. Revue Internationale de Geomatique, 33.
51. Özay, B. (2021). Coğrafi Bilgi Sistemleri tabanlı taşkın duyarlılık analizi; Mersin ili örneği. [Yüksek Lisans Tezi, Mersin Üniversitesi], Mersin, Türkiye.
52. Özcan, O., (2017). Taşkın tespitinin farklı yöntemlerle değerlendirilmesi: Ayamama Deresi örneği. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 3, 9-27.
53. Pancar, Z. B., & Gökce, D. (2022). Hidro-Meteorolojik karakterli afet riski bulunan alanlardaki mevcut mekânsal planlama kararları: Serik (Antalya) örneği. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 13(2), 229-245.
54. Partigöç, N. S., & Dinçer, C. (2024). Coğrafi bilgi sistemleri (CBS) tabanlı afet risk analizi: Denizli ili örneği. Geomatik, 9(1), 27-44.
55. Peker, E. & Aydın, C.İ. (2019). Değişen iklimde kentler; yerel yönetimler için azaltım ve uyum politikaları. IPM-Mercator Politika Notu. https://ipc. sabanciuniv. edu/Content/Images/Document/degisen-iklimde-kentler-yerel-yonetimler-icin-azaltim-ve-uyum-politikalari-61f167/degisen-iklimde-kentler-yerel-yonetimler-icin-azaltim-ve-uyum-politikalari-61f167. Pdf
56. Pokhrel, S. (2019). Green space suitability evaluation for urban resilience: an analysis of Kathmandu Metropolitan city, Nepal. Environmental Research Communications, 1(10), 105003.
57. Rözer, V., Mehryar, S., & Surminski, S. (2022). From managing risk to increasing resilience: a review on the development of urban flood resilience, its assessment and the implications for decision making. Environmental Research Letters, 17(12), 123006.
58. Saaty, T. (2001). Fundamentals of the analytic hierarchy. D.L. Schmoldt (Ed.), The analytic hierarchy process in natural resource and environmental decision making (15-35). Kluwer Academic Publishers.
59. Saral, A., & Musaoğlu, N. (2011). Çok kriterli karar verme ve bilgi difüzyonu yöntemleri ile taşkin risk analizi. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası 13. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, 18-22.
60. Sezik, M., & Dokuyucu, E. (2025). İklim Değişikliği ve Türkiye’de kentlerin iklim değişikliği politikalarına uyum sorunları. Kent Akademisi, 18(1), 540-562.
61. Shahabi, H., Keihanfard, S., Ahmad, B.B., & Amiri, M.J.T. (2014). Evaluating boolean, ahp and wlc methods for the selection of waste landfill sites using GIS and satellite images. Environmental Earth Sciences, 71(9), 4221-4233.
62. Stefanidis, S., & Stathis, D. (2013). Assessment of flood hazard based on natural and anthropogenic factors using analytic hierarchy process (AHP). Natural Hazards, 68, 569-585.
63. Sütünç, H.S.S. & Yavuz, V.S. (2022). Taşkın risk alanlarının analitik hiyerarşi süreci kullanılarak mikro-havza ölçeğinde değerlendirilmesi. İdealkent, 13(37), 1667-1690.
64. Tanış, E., & Çelik, R. (2024). CBS tabanlı ahp çok kriterli karar verme yöntemi (ÇKKY) kullanılarak Van Gölü Güzelsu alt havzası taşkın risk haritalarının çıkarılması ve değerlendirilmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 15(4), 941-950.
65. Tehrany, M. S., Pradhan, B., & Jebur, M. N. (2015). Spatial prediction of flood susceptible areas using rule based decision tree (DT) and a novel ensemble bivariate and multivariate statistical models in GIS. Journal of Hydrology, 504, 69-79.
66. Tekin, Ö. F. (2023). Kentsel kriz ve krizler çağının kent modelleri. Kent ve Kriz, 1.
67. 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.
68. TUCBS, (2023). Türkiye Ulusal Coğrafi Bilgi Sistemleri, https://basic.atlas.gov.tr/?_appToken=&metadataId=1096232
69. Tumini, I., Villagra-Islas, P., & Herrmann-Lunecke, G. (2017). Evaluating reconstruction effects on urban resilience: a comparison between two Chilean tsunami-prone cities. Natural Hazards, 85, 1363-1392.
70. TÜİK, (2024). Türkiye İstatistik Kurumu, Adrese Dayalı Nüfus Kayıt Sistemi. https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn=95&locale=tr
71. USGS, (2023). United States Geological Survey, Earth Explorer. https://earthexplorer.usgs.gov/
72. Ünal, A., Çamcı, K.G., & Tonyaloğlu, E.E. (2022). Çok kriterli karar analizi ile doğal afetlerde haritalama: Aydın ili sel-taşkın riski örneği. Journal of International Studies, 6(2), 136-150.
73. Wang, Z., Li, Z., Wang, Y., Zheng, X., & Deng, X. (2024). Building green infrastructure for mitigating urban flood risk in Beijing, China. Urban Forestry & Urban Greening, 93, 128218.
74. Waseem, M., Ahmad, S., Ahmad, I., Wahab, H., & Leta, M.K. (2023). Urban flood risk assessment using AHP and geospatial techniques in swat Pakistan. Applied Sciences, 5, 215.
75. Yurteri, C. (2024). Coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ortamında analitik hiyerarşi yöntemi (AHY) yöntemi kullanılarak taşkın risk analizi: Karabük ili örneği. Mühendislik Bilimleri Ve Tasarım Dergisi, 12(2), 298-318.
76. Zeydalinejad, N., Javadi, A. A., Baldock, D., & Webber, J. L. (2024). An integrated hydrological-hydrogeological model for analysing spatio-temporal probability of groundwater infiltration in urban infrastructure. Sustainable Cities and Society, 116, 105891.