İZMİT KÖRFEZİ SULAK ALAN KIYISININ UZUN VE KISA DÖNEMLİ DEĞİŞİM SENARYOLARINA GÖRE 2033 VE 2043 YILLARI KIYI DEĞİŞİM MODELLEMESİ

Year 2025, Volume: 20 Issue: 63, 226 - 255, 27.01.2025

Murat Uzun

https://doi.org/10.14783/maruoneri.1459744

Abstract

Kıyı yönetimi açısından önemli verilerin başında, kıyı çizgisinin geçmişten günümüze değişim analizi ve geleceğe dönük tahminleri bulunmaktadır. Bu kapsamda, jeomorfolojik ve antropojenik etkenlerin farklı zamanlarda çeşitli değişimlere yol açtığı İzmit Körfezi sulak alan kıyısının 1975-2023 (uzun) ve 2000-2023 (kısa) dönemlerindeki kıyı değişimlerinin DSAS aracı ile analizi, bu analizlerden üretilen senaryolara göre 2033 ve 2043 yılları kıyı çizgisinin modellenmesi çalışmanın amacını oluşturmaktadır. Araştırmada 11 farklı yıla ait Landsat uydu görüntüleri üzerinden NDWI, MNDWI, WRIindisleri ile kıyı çizgileri üretilmiş, DSAS aracında yer alan NSM, SCE, EPR ve LRR istatistikleri ile analiz edilmiştir. Kantitatif ve mekânsal değişimi ortaya konan İzmit Körfezi sulak alan kıyı çizgileri, Kalman Filter modeli ile iki senaryo kapsamında 2033, 2043 yılları için tahmin edilmiştir. Çalışmada, antropojenik etkenler ile kıyıda bazı delta sahalarının yoğun erozyon ile gerilediği, Kiraz Dere deltasının önce ilerleyip son yıllarda gerilediği, bazı sahalara kıyı dolgu alanlarının yapıldığı tespit edilmiştir. Üretilen modeller, kıyıda değişimlerin devam edebileceğini ortaya koymuştur.

Keywords

Kıyı çizgisi değişimi, DSAS, Kıyı çizgisi modelleme, İzmit Körfezi, Sulak Alan

COASTAL CHANGE MODELLING OF THE GULF OF IZMIT WETLAND COAST IN 2033 AND 2043 ACCORDING TO LONG AND SHORT TERM CHANGE SCENARIOS

Abstract

One of the most important data for coastal management is the analysis of the change of the coastline from past to present and future predictions. In this context, the aim of this study is to analyse the coastal changes of the Gulf of Izmit wetland coast, where geomorphology and anthropogenic factors have caused various changes at different times, in the periods 1975-2023 (long) and 2000-2023 (short) with the DSAS tool, and to model the coastline in 2033 and 2043 according to the scenarios produced from these analyses. In the study, coastlines were produced by NDWI, MNDWI, WRI on Landsat satellite images of 11 different years and analysed with NSM, SCE, EPR and LRR statistics in DSAS tool. The wetland shorelines of Izmit Bay, whose quantitative and spatial changes were revealed, were predicted for the years 2033 and 2043 under two scenarios with the Kalman Filter model. It has been determined that some delta areas on the coast have regressed with intense erosion due to anthropogenic factors from the past to the present, the Kiraz Dere delta has progressed first and regressed in recent years, and coastal filling areas have been built in some areas. The models produced revealed that the changes on the coast may continue.

Keywords

Shoreline change, DSAS, Shoreline modelling, Gulf of Izmit, Wetland

References

• Abd-Elhamid, H.F. Zelenáková, M. Baranczuk, J. Gergelova, M.B.; Mahdy, M. (2023) Historical Trend Analysis and Forecasting of Shoreline Change at the Nile Delta Using RS Data and GIS with the DSAS Tool. Remote Sensing, 15, 1737. doi: 10.3390/rs15071737
• Akdeniz, H.B., İnam, Ş. (2023). Spatio-temporal analysis of shoreline changes and future forecasting: the case of Küçük Menderes Delta, Türkiye. J Coast Conserv 27, 34. doi: 10.1007/s11852-023-00966-8
• Aladwani, N. S. (2022). Shoreline change rate dynamics analysis and prediction of future positions using satellite imagery for the southern coast of Kuwait: A case study. Oceanologia, 64(3), 417–432. doi: 10.1016/j.oceano.2022.02.002
• Alevkayalı, Ç., Atayeter, Y., Yayla, O, Bilgin, T., Akpınar, H. (2023). Burdur Gölü’nde uzun dönemli kıyı çizgisi değişimleri ve iklim ilişkisi: Zamansal-mekânsal eğilimler ve tahminler. Türk Coğrafya Dergisi, (82), 37-50. doi:10.17211/tcd.1287976
• Ankrah, J., Monteiro, A., Madureira, H., (2022). Bibliometric Analysis of Data Sources and Tools for Shoreline Change Analysis and Detection. Sustainability, 14, 4895. doi:10.3390/su14094895
• Anthony, E. J., Vanhee, S., Ruz, M. H. (2006). Short-term beach-dune sand budgets on the North Sea Coast of France: sand supply from shoreface to dunes, and the role of wind and fetch, Geomorphology, 81, 316-329. doi:10.1016/j.geomorph.2006.04.022
• Aouiche, I., Daudi, L., Anthony, E. J., Sedrati, M., Ziane, E., Harti, A., Dussouillez, P., (2016). Anthropogenic effects on shoreface and shoreline changes: Input from a multi-method analysis, Agadir Bay, Morocco. Geomorphology-Elsevir, 254, 16-31. doi: 10.1016/j.geomorph.2015.11.013
• Ataol, M., Kale, M.M., Tekkanat, İ.S. (2019). Assessment of the changes in shoreline using digital shoreline analysis system: a case study of Kızılırmak Delta in northern Turkey from 1951 to 2017. Environ Earth Sci 78, 579. doi: 10.1007/s12665-019-8591-7
• Awad, M., El-Sayed, H. M. (2021). The analysis of shoreline change dynamics and future predictions using automated spatial techniques: Case of El-Omayed on the Mediterranean coast of Egypt. Ocean ve Coastal Management, 205, 105568. doi: 10.1016/j.ocecoaman.2021.105568
• Baig, M. R. I., Ahmad, I. A., Shahfahad, Tayyab, M., Rahman, A. (2020). Analysis of shoreline changes in Vishakhapatnam coastal tract of Andhra Pradesh, India: an application of digital shoreline analysis system (DSAS). Annals of GIS, 26 (4), 361–376. doi: 10.1080/19475683.2020.1815839
• Bird, E. (2008). Coastal geomorphology: An introduction Second edition. John Wiley ve Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England.
• Bombino, G., Barbaro, G., D'Agostino, D., Denisi, P., Foti, G., Labate, A., Zimbone, S. M. (2022). Shoreline change and coastal erosion: the role of check dams. first ındications from a case study in Calabria, Southern Italy, CATENA, 217. doi: 10.1016/j.catena.2022.106494
• Brown, A.G., Tooth, S., Bullard, J. E., Thomas, D., Chiverrel, R., Plater, A., Murton, J., (2017). The Geomorphology of the Anthropocene: Emergence, status and implications. Earth Surface Processes and Landforms, 42. 71–90. doi:10.1002/esp.3943.
• Ciritçi, D., Türk, T. (2020). Analysis of coastal changes using remote sensing and geographical information systems in the Gulf of Izmit, Turkey. Environ Monit Assess 192, 341-360. doi:10.1007/s10661-020-08255-9
• Çehreli, Z., Börekçi O. S. (2000). İzmit Körfezi Akıntı Modellemesi, III Ulusal Kıyı Mühendisliği Smepozyumu, Kardelen Ofset, İstanbul.
• Çelik M. A., Kızılelma, Y., Gülersoy, A. E., Denizdurduran, M., (2013). Farklı Uzaktan Algılama Teknikleri Kullanılarak Aşağı Seyhan Ovası Güneyindeki Sulak Alanlarda Meydana Gelen Değişimin İncelenmesi (1990-2010), Turkish Studies, 8(12), 263-284.
• Çoban, H., Koç, Ş., Kale, M. M. (2020). Shoreline changes (1984 – 2019) in the Çoruh delta (Georgia/Batumi). International Journal of Geography and Geography Education (IGGE), 42, 589-601. doi: 10.32003/igge.741573
• Darwish, K., Smith, S.E., Torab, M., Monsef, H., and Hussein, O. (2017). Geomorphological Changes along the Nile Delta Coastline between 1945 and 2015 Detected Using Satellite Remote Sensing and GIS. J. Coast. Res, 33(4): 786–794. doi: 10.2112/JCOASTRES-D-16-00056.1
• Davidson-Arnott, R., (2010). Introduction to Coastal Processes and Geomorphology, University Press Cambridge. United Kingdom.
• Dev Roy, S., Trivedi, S. (2023). Geospatial Assessment of Long-Term Changes (1937–2019) in Mangrove Vegetation and Shoreline Dynamics of Godavari Estuary, East Coast of India. J Indian Soc Remote Sens 51, 1309–1327. doi: 10.1007/s12524-023-01698-w
• Erinç, S., (1986). Kıyılardan Yararlanmada Hukuki Düzenlemelere Jeomorfolojinin Katkısı, Jeomorfolojisi Dergisi, 14:1-5.
• Erinç, S. (2001). Jeomorfoloji I (Güncelleştirenler; A. Ertek, C. Güneysu). İstanbul: Der yayınları.
• Erol, O., (1989). Türkiye’de Kıyıların Doğal Niteliği, Kıyı ve Kıyı Varlıklarının Korunmasına İlişkin Kıyı Kanunu ve Uygulamaları Konusunda Jeomorfolojik Yaklaşım, İstanbul Üniv. Deniz Bilimleri ve Coğrafya Enstitüsü Bülten, 6: 15-46.
• Esmail, M., Mahmod, W. E., Fath, H. (2019). Assessment and prediction of shoreline change using multi-temporal satellite images and statistics: Case study of Damietta coast, Egypt. Applied Ocean Research, 82, 274–282. doi: 10.1016/j.apor.2018.11.009
• Gao, Bo-Cai (1996). NDWI-A normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid water from space. Remote Sensing of Environment. 58 (3): 257–266. doi: 10.1016/S0034-4257(96)00067-3
• Garipağaoğlu, N., Uzun, M., (2014). Kıyı Çizgisi Değişiminin Yaratacağı Riskler Açısından İzmit Körfezi Kıyılarının Değerlendirilmesi, Uluslararası Sosyal Araştırmalar Dergisi, 7(31). 469-480.
• Ghoneim, E., Mashaly, J., Gamble, D., Halls, J., AbuBakr, M. (2015). Nile Delta exhibited a spatial reversal in the rates of shoreline retreat on the Rosetta promontory comparing pre- and post-beach protection. Geomorphology, 228, 1–14. doi: 10.1016/j.geomorph.2014.08.021
• Gómez-Pazo, A.; Payo, A.; Paz-Delgado, M.V.; Delgadillo-Calzadilla, M.A. (2022). Open Digital Shoreline Analysis System: ODSAS v1.0. J. Mar. Sci. Eng. 2022, 10, 26. doi:10.3390/jmse10010026
• Grottolli, H., Biausque, M., Jackson, D., Cooper, J. A. (2023). Long-term drivers of shoreline change over two centuries on a headland-embayment beach. Earth Surface Processes and Landforms published by John Wiley ve Sons 2023, 1-21. doi:10.1002/esp.5641
• Goudie, A., (2020). The human impact in geomorphology – 50 years of change, Geomorphology, 366, 106-120 doi: 10.1016/j.geomorph.2018.12.002
• Guerrera, F., Martín-Martín, M., Tramontana, M., Nimon, B., Essotina Kpémoua, K. (2021). Shoreline changes and coastal erosion: The case study of the coast of Togo (Bight of Benin, West Africa Margin). Geosciences, 11 (2), 40. doi: 10.3390/geosciences11020040
• Hakkou, M., Maanan, M., Belrhaba, T., El khalidi, K., El Ouai, D., Benmohammadi, A. (2018). Multi-decadal assessment of shoreline changes using geospatial tools and automatic computation in Kenitra coast, Morocco. Ocean ve Coastal Management, 163, 232–239. doi: 10.1016/j.ocecoaman.2018.07.003
• Himmelstoss, E. A., Henderson, R. E., Kratzmann, M. G., Farris, A. S. (2018). Digital Shoreline Analysis System (DSAS) Version 5.0 User Guide (No. 2018-1179). US Geological Survey.
• Hossain, S., Yasir, M., Wang, P., Ullah, S., Jahan, M., Hui, S., Zhao, Z., (2021). Automatic shoreline extraction and change detection: A study on the southeast coast of Bangladesh. Marine Geology 441, 1-15. doi: 10.1016/j.margeo.2021.106628
• Hoşgören, M. Y. (1995). İzmit Körfezi Havzasının Jeomorfolojisi, İzmit Körfezi Kuvaterner İstifi, Editör, E. Meriç, S. 343-348, Kocaeli.
• Hu, X., & Wang, Y. (2020). Coastline Fractal Dimension of Mainland, Island, and Estuaries Using Multi-temporal Landsat Remote Sensing Data from 1978 to 2018: A Case Study of the Pearl River Estuary Area. Remote Sensing, 12, 2482. doi: 10.3390/rs12152482
• Kale, M.M., Ataol, M. Tekkanat, İ.S. (2019). Assessment of shoreline alterations using a Digital Shoreline Analysis System: a case study of changes in the Yeşilırmak Delta in northern Turkey from 1953 to 2017. Environ Monit Assess 191, 398. doi: 10.1007/s10661-019-7535-8
• Kazı, H., Karabulut, M. (2023). Monitoring the shoreline changes of the Göksu Delta (Türkiye) using geographical information technologıes and predictions for the near future. International Journal of Geography and Geography Education (50), 329-352. doi: 10.32003/igge.1304403
• Kılar, H., Çiçek, İ. (2018). Göksu Deltası Kıyı Çizgisi Değişiminin DSAS Aracı ile Belirlenmesi. Coğrafi Bilimler Dergisi, 16 (1) , 89-104 . doi: 10.1501/Cogbil_0000000192
• Kılar, H., (2023). Shoreline change assessment using DSAS technique: A case study on the coast of Meriç Delta (NW Türkiye). Regional Studies in Marine Science, 57, 102737. doi: 10.1016/j.rsma.2022.102737
• Kuleli, T., (2010). Quantitative analysis of shoreline changes at the Mediterranean Coast in Turkey Environ. Monit. Assess. 167, 387–397.
• Kuleli, T., Güneroğlu, A., Karslı, F., Dihkan, M., (2011). Automatic detection of shoreline change on coastal Ramsar wetlands of Turkey, Ocean Engineering 38, 1141–1149. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2011.05.006
• Kumar Das, S., Sajan, B., Ojha, C., Soren, S. (2021). Shoreline change behavior study of Jambudwip island of Indian Sundarban using DSAS model. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 24(3, Part 2), 961–970. doi: 10.1016/j.ejrs.2021.09.004
• Lazuardi, Z., Karim, A., Sugianto, S. (2022). Analisis Perubahan Garis Pantai Menggunakan Digital Shoreline Analysis System (DSAS) di Pesisir Timur Kota Sabang. Jurnal Ilmiah Mahasiswa Pertanian, 7(1). doi:10.17969/jimfp.v7i1.18872
• Long, J.W., and Plant, N.G., (2012). Extended Kalman Filter framework for forecasting shoreline evolution: Geophysical Research Letters, 39(13),1–6.
• McFeeters, S. K. (1996). The use of the Normalized Difference Water Index (NDWI) in the delineation of open water features, International Journal of Remote Sensing, 17:7, 1425-1432, doi: 10.1080/01431169608948714
• Mukhopadhyay, A., Ghosh, P., Chanda, A., Ghosh, A., Ghosh, S., Das, S., Ghosh, T., Hazra, S. (2018). Threats to coastal communities of Mahanadi delta due to imminent consequences of erosion – Present and near future. Science of The Total Environment, 637–638, 717–729. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.05.076
• Murray, J., Adam, E., Woodborne, S., Miller, D., Xulu, S., Evans, M. (2023). Monitoring shoreline changes along the southwestern coast of South Africa from 1937 to 2020 using varied remote sensing data and approaches. Remote Sensing, 15 (2), 317. doi: 10.3390/rs15020317
• Nassar, K., Mahmod,W. E., Fath, H., Masria, A., Nadaoka, K., Negm, A. (2019). Shoreline change detection using DSAS technique: Case of North Sinai coast, Egypt. Marine Georesources ve Geotechnology, 37(1), 81–95. doi:10.1080/1064119X.2018.1448912.
• Öztürk D., Uzun, S. (2023). Kızılırmak Deltası Kıyı Çizgisinin EPR ve LRR Yöntemleriyle 1984–2022 Periyodunda Değişim Analizi ve 2030 Yılı Tahmini. Coğrafi Bilimler Dergisi, 21(2), 306-339. doi: 10.33688/aucbd.1310132
• Palanisamy, P., Sivakumar, V., Velusamy, P., Natarajan, L. (2024). Spatio-temporal analysis of shoreline changes and future forecast using remote sensing, GIS and kalman filter model: A case study of Rio de Janeiro, Brazil. Journal of South American Earth Sciences, 133, 104701. doi: 10.1016/j.jsames.2023.104701
• Pouye, I.; Adjoussi, D.P.; Ndione, J.A.; Sall, A. (2023). Topography, Slope and Geomorphology’s Influences on Shoreline Dynamics along Dakar’s Southern Coast, Senegal. Coasts 2023, 3, 93–112. doi: 10.3390/coasts3010006
• Samra, R. M., Ali, R. R., (2021). Applying DSAS tool to detect coastal changes along Nile Delta, Egypt. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science 24(3-1), 463-470 doi: 10.1016/j.ejrs.2020.11.002
• Sesli, F. A. (2010). Mapping and monitoring temporal changes for coastline and coastal area by using aerial data images and digital photogrammetry: A case study from Samsun, Turkey. International Journal of the Physical Sciences, 5(10), 1567-1575.
• Shen, L & Li, C, (2010) Water body extraction from Landsat ETM+ imagery using adaboost algorithm 18th International Conference on Geoinformatics, IEEE (2010), 1-4. https://doi.org/10.1109/GEOINFORMATICS.010.5567762
• Singh, K. V., Setia, R., Sahoo, S., Prasad, A., Pateriya, B. (2015). Evaluation of NDWI and MNDWI for assessment of waterlogging by integrating digital elevation model and groundwater level. Geocarto International, 1-12. doi:10.1080/10106049.2014.965757
• Siyal, A. A., Solangi, G. S., Siyal, P., Babar, M. M., Ansari, K. (2022). Shoreline change assessment of Indus delta using GIS-DSAS and satellite data. Regional Studies in Marine Science, 102405 doi: / 10.1016/j.rsma.2022.102405
• Song, Y., Shen, Y., Xie, R., Li, J. (2021). A DSAS-based study of central shoreline change in Jiangsu over 45 years. Anthropocene Coasts, 4(1), 115-128. doi: 10.1139/anc-2020-0001
• Spencer, T., Schuerch, M., Nicholls, N., Hinkel, J., Lincke, D., Vafeidis, A., Reef, R., McFadden, L., Brown, S., (2016). Global coastal wetland change under sea-level rise and related stresses: The DIVA Wetland, Change Model, Global and Planetary Change 139. 15–30. doi: 10.1016/j.gloplacha.2015.12.018
• Tağıl, Ş., Cürebal, İ. (2005). Altinova Sahilinde Kiyi Çizgisi Değişimini Belirlemede Uzaktan Algilama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri. Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 15(2), 51-68.
• Tağıl, Ş., Alevkayaliı, Ç., Aytan, B. (2023). Gediz Deltası Sulak Alanı Boyunca Kıyı Şeridi Evrimi ve Erozyon Hassasiyetinin Değerlendirilmesi. Ege Coğrafya Dergisi, 32(Cumhuriyet’in 100. Yılı Özel Sayısı), 127-142. doi:10.51800/ecd.1322803
• Tarı, U., Tüysüz, O. (2008). İzmit Körfezi ve çevresinin morfotektoniği. İTÜ Mühendislik dergisi, 7 (1), 17-28.
• Tarolli, P., Cao, W., Sofia, G., Evans, D., Ellis, E. (2019). From features to fingerprints: A general diagnostic framework for anthropogenic geomorphology. Progress in Physical Geography. 43 (1). 95-128. doi: 10.1177/0309133318825284
• Tucker, C. J. (1979). Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation. Remote Sensing of Environment 8(2): 127-150.
• Turoğlu, H., (1996). İzmit Körfezi Doğu Kıyısı Dolgusunun Mühendislik Jeomorfolojisi Açısından Etüdü, İstanbul Üniversitesi Edebiyat Fakültesi Coğrafya Dergisi, 4, 321-343.
• Turoğlu, H., (2009). 3621 Sayılı Kıyı Kanunun ve Onun Uygulama Problemleri, Türk Coğrafya Dergisi, 53: 31-40.
• Turoğlu, H., (2017). Deniz ve Göllerde Kıyı, Yasal ve Bilimsel Boyutlarıyla Kıyı, (Editörler: H. Turoğlu, H. Yiğitbaşıoğlu) Jeomorfoloji Derneği Yayını No: 1.
• Turoğlu, H. (2019). Yapay kıyıların jeomorfolojik tanımlaması: Diliskelesi kıyıları örneği (Kocaeli, Türkiye). Coğrafya Dergisi. 39. 11-27. doi: 10.26650/JGEOG2019-0015
• Turoğlu, H., Duran, A. (2021). Filyos Çayı Deltasında (Karadeniz) kıyı çizgisi değişiklikleri ve yakın geleceğe yönelik göstergeler. Türk Coğrafya Dergisi, (78), 61-74. doi: 10.17211/tcd.1016928
• Uzun, M., (2014). İzmit Körfezi Doğu Kıyısındaki Kıyı Alanı ve Kıyı Çizgisinde Meydana Gelen Zamansal Değişimlerin CBS ve Uzaktan Algılama Teknikleri ile İncelenmesi, Uluslararası Sosyal Araştırmalar Dergisi, 7(33). 440-457.
• Uzun, M. (2015). Hersek Deltasında (Yalova) Kıyı Çizgisi-Kıyı Alanı Değişimleri ve Etkileri. Doğu Coğrafya Dergisi, 19(32), 27-48. https://doi.org/10.17295/dcd.78126
• Uzun, M. (2021). İzmit Körfezi Kıyılarında İnsan Kaynaklı Jeomorfolojik Değişimler ve Süreçler. Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi, (7), 61-81. doi: 10.46453/jader.983465
• Uzun, S.M. (2023). Riva (İstanbul) Kıyılarında Doğal ve Antropojenik Etkenlerle Değişen Kıyı Çizgisinin DSAS Aracı ile Analizi, Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi (11): 95-113. doi: 10.46453/jader.1335105
• Xu, H. (2006). Modification of Normalised difference water index NDWI to enhance open water features in remotely sensed imagery. International Journal of Remote Sensing, 27(14), 3025-3033.
• Wu, Q.; Miao, S.; Huang, H.; Guo, M.; Zhang, L.; Yang, L.; Zhou, C. (2022). Quantitative Analysis on Coastline Changes of Yangtze River Delta based on High Spatial Resolution Remote Sensing Images. Remote Sensing. 14, 310. doi: 10.3390/rs14020310
• Yasir, M., Hui, S., Hongxia, Z., Hossain, M. S., Fan, H., Zhang, L., Jixiang, Z. (2021). A Spatiotemporal Change Detection Analysis of Coastline Data in Qingdao, East China. Scientific Programming, 2021, 6632450. doi: 10.1155/2021/6632450