Uzaktan Algılama ile Belirlenen Baraj Gölü Alanının Zamansal Değişiminin Meteorolojik Kuraklık ile Değerlendirilmesi: Atikhisar Barajı (Çanakkale) Örneği

Year 2019, Volume: 6 Issue: 4, 904 - 916, 16.10.2019

Emre Özelkan

https://doi.org/10.30910/turkjans.633634

Cited By: 5

Abstract

Kuraklık meteorolojik
kökenli bir doğal afettir ve günümüzün en önemli sorunlarından biridir.
Temelinde yağış eksikliği olarak başlayan kuraklığın doğaya ve tüm canlı
hayatına yıkıcı etkileri sürekli olarak artmaktadır. Bu çalışmada
Çanakkale Merkez İlçe sınırlarında bulunan ve bölgenin tek su kaynağı olan
Atikhisar Baraj Gölü su alanının 1984-2018 yılları arasındaki yıllık zamansal
değişimi uydundan uzaktan algılama görüntüleri ile belirlenmiştir ve
meteorolojik kuraklığın bu değişime etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda
bölgedeki meteorolojik kuraklığın değişimi eklenik sapma eğrisi ve standart
yağış indisi (SPI) ile incelenmiştir. Tüm meteorolojik değerlendirmeleri Ekim
ayı başında başlayan 12 aylık su yılı takvimine göre yapılmıştır. Gölün alansal
değişimi Landsat 8 Operational Land Imager (OLI)
multispektral çok-zamanlı uydu görüntülerinden üretilen normalize edilmiş fark
su indisi (NDWI) veri seti ile belirlenmiştir. Meteorolojik veriler ile uyumlu
olması için, tüm görüntüler 1984-2018 yılları arasında kurak dönemin (su
yılının) sonunda elde edilmiştir. Böylelikle 12 aylık su yılı sonundaki
meteorolojik kuraklığın NDWI ile belirlenen su alanına etkisi araştırılmıştır.
Sonuçlar baraj göl alanı değişiminde bir tek meteorolojik kuraklığın etkili
olmadığını göstermektedir. SPI meteorolojik kuraklık indisi değerlerinin
eklenik sapma değerlerine kıyasla yıl bazında göl alanı değişimine daha hassas
olduğu ve NDWI ile belirlenen göl alanı değerleri ile çok daha yüksek ve
anlamlı korelasyonlara sahip olduğu tespit edilmiştir. 

Keywords

Meteorolojik kuraklık, eklenik sapma eğrisi

Thanks

Yazar yağış verilerini ve uydu görüntülerini paylaştıkları için sırasıyla Türkiye Cumhuriyeti Meteoroloji Genel Müdürlüğü’ne ve Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırmaları Kurumu’na (USGS) teşekkür eder.

Evaluation of Temporal Change of Dam Lake Area Determined by Remote Sensing with Meteorological Drought: A Case Study in Atikhisar Dam (Çanakkale)

Abstract

Drought is a meteorological origin natural disaster and
one of the most important problems of today. The drought, which basically
starts as a lack of precipitation, is constantly increasing its destructive
effects on nature and all living life. In this study, the multi-temporal change
of Atikhisar Dam Lake water area, which is located in the borders of Çanakkale
Central District and the only water source of the region, was determined by
satellite remote sensing images between 1984-2018 and the effect of
meteorological drought on this change was investigated. In this context, change
of meteorological drought in the region was examined by the cumulative
deviation curve and standard precipitation index (SPI). All meteorological
evaluations were made according to the 12-months water year calendar beginning
at the beginning of October. The areal variations of the lake was determined by
the normalized difference water index (NDWI) data set generated from Landsat 8
Operational Land Imager (OLI) multispectral multi-temporal satellite images. In
order to be compatible with the meteorological data, all images were obtained
at the end of the dry season (i.e. water year) between 1984-2018. Thus, the
effect of meteorological drought at the end of the 12-months water year on the
water area determined by NDWI was investigated. The results show that not only
the meteorological drought has effect on dam lake area change. Compared to
cumulative deviation values, SPI meteorological drought index values was found
to be more susceptible to annual changes of lake area and had a much higher and
significant correlations with lake area values determined by NDWI.

Keywords

Meteorological drought, cumulative deviation curve

References

• Akbulak, C., Erginal, A., Gönüz, A., Öztürk, B., Çavuş, C. 2008. Investigation of land use and coastline changes on the Kepez delta using remote sensing. Journal of Black Sea/Mediterranean Environment, 14(2): 95-106.
• Akbulut, M., Odabaşı, D.A., Kaya, H., Çelik, E.S., Yıldırım, M.Z., Odabaşı, S., Selvi, K. 2009. Changing of Mollusca fauna in comparison with water quality: Saricay Creek and Atikhisar Reservoir Models (Canakkale-Turkey). Journal of Animal and Veterinary Advances, 8(12): 2699-2707.
• Akın, B. 2019. Tuz Gölü Havzası’nın kuraklık analizi. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, 2(1): 44-56.
• Arslan, O., Bilgil, A., Veske, O. 2016. Standart yağış indisi yöntemi ile Kızılırmak Havzası'nın meteorolojik kuraklık analizi. Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 5(2): 188-194.
• Caccamo, G., Chisholm, L.A., Bradstock, R.A., Puotinen, M.L. 2011. Assessing the sensitivity of MODIS to monitor drought in high biomass ecosystems. Remote Sensing of Environment, 115(10): 2626-2639.
• Çamoğlu, G., Demirel, K., Genc, L. 2018. Use of infrared thermography and hyperspectral data to detect effects of water stress on pepper. Quantitative InfraRed Thermography Journal, 15(1): 81-94.
• Dhakar, R., Sehgal, V.K., Pradhan, S. 2013. Study on inter-seasonal and intra-seasonal relationships of meteorological and agricultural drought indices in the Rajasthan State of India. Journal of Arid Environments, 97: 108-119.
• Duan, Z., Bastiaanssen, W.G.M. 2017. Evaluation of three energy balance-based evaporation models for estimating monthly evaporation for five lakes using derived heat storage changes from a hysteresis model. Environmental Research Letters, 12(024005): 1-13.
• Feyisa, G.L., Meilby, H., Fensholt, R., Proud, S.R. 2014. Automated water extraction index: A new technique for surface water mapping using Landsat imagery. Remote Sensing of Environment, 140: 23-35.
• Genc, L., Demirel, K., Çamoglu, G., Asik, S., Smith S. 2011. Determination of plant water stress using spectral reflectance measurements in watermelon (Citrullus vulgaris). American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences, 11(2): 296-304.
• Gorjizade, A., Akhondali, A.M., Zarei, H., Seyyed Kaboli, H. 2014. Evaluation of eight evaporation estimation methods in a semi-arid region (Dez reservoir, Iran). International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research, 2(5): 1823-1836.
• Ji, L., Geng, X., Sun, K., Zhao, Y., Gong, P. 2015. Target detection method for water mapping using Landsat 8 OLI/TIRS imagery. Water, 7(2): 794-817.
• Kale, S., Acarlı, D. 2019a. Shoreline change monitoring in Atikhisar reservoir by using remote sensing and geographic information system (GIS). Fresenius Environmental Bulletin, 28(5): 4329-4339.
• Kale, S., Acarlı, D. 2019b. Spatial and temporal change monitoring in water surface area of Atikhisar Reservoir (Çanakkale, Turkey) by using remote sensing and geographic ınformation system techniques. Alinteri Journal of Agriculture Sciences, 34(1): 47-56.
• Kapluhan, E. 2013. Türkiye’de kuraklık ve kuraklığın tarıma etkisi. Marmara Coğrafya Dergisi, 27: 487-510.
• Karaman, M., Özelkan, E., Tasdelen, S. 2018. Dar nehirlerin Sentinel2-A Uydu görüntüleri ile belirlenebilirliğinde havza hidrojeolojisinin etkisi: Karamenderes (Çanakkale) Örneği. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 4: 140-155.
• Karaman, M., Budakoglu, M., Uca Avci, Z.D., Özelkan, E., Bülbül, A., Civas, M., Tasdelen, S. 2015. Determination of seasonal changes in wetlands using CHRIS/Proba hyperspectral satellite ımages: A case study from Acigöl (Denizli), Turkey. Journal of Environmental Biology, 36: 73-83.
• Ko, B.C., Kim, H.H., Nam, J.Y. 2015. Classification of potential water bodies using Landsat 8 OLI and a combination of two boosted random forest classifiers. Sensors, 15(6): 13763-13777.
• Koca, N. 2005. Atikhisar Barajı’nın (Çanakkale) çevresel ve ekonomik etkileri. Doğu Coğrafya Dergisi, 10(14): 209-233.
• Koçman, A. 1993. Türkiye İklimi. Ege Üniversitesi Edebiyat Fakültesi, Coğrafya Bölümü, İzmir, Türkiye, p. 83.
• Lang, D., Zheng, J., Shi, J., Liao, F., Ma, X., Wang, W., Chen, X., Zhang, M. 2017. A comparative study of potential evapotranspiration estimation by eight methods with FAO Penman-Monteith method in Southwestern China. Water, 9(10)734: 1-18.
• Li, Z., Chen, Y., Fang, G., Li, Y. 2017. Multivariate assessment and attribution of droughts in Central Asia. Scientific Reports, 7(1316): 1-12.
• Mishra, A.K., Singh, V.P. 2010. A review of drought concepts. Journal of Hydrology, 391(1-2): 204-216. McFeeters, S.K. 1996. The use of normalized difference water index (NDWI) in the delineation of open water features. International Journal of Remote Sensing, 17(7): 1425-1432.
• McKee, T.B., Doesken, N.J., Kleist J. 1993. The relationship of drought frequency and duration to time scales. Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology: American Meteorological Society: 17-22 January 1993, Boston, MA, USA.
• Mohammed, R., Scholz, M. 2017. The reconnaissance drought index: A method for detecting regional arid climatic variability and potential drought risk. Journal of Arid Environments, 144: 181-191.
• Osuch, M., Romanowicz, R.J., Lawrence, D., Wong, W.K. 2016. Trends in projections of standardized precipitation indices in a future climate in Poland. Hydrology and Earth System Sciences, 20: 1947-1969.
• Özelkan, E., Chen, G., Üstündağ, B.B. 2016. Multiscale object-based drought monitoring and comparison in rainfed and irrigated agriculture from Landsat 8 OLI imagery". International Journal of Applied Earth Observation and Geoformation, 44: 159-170.
• Özelkan, E., Karaman, M. 2018a. Baraj göllerindeki meteorolojik ve hidrolojik kuraklığın etkisinin çok zamanlı uydu görüntüleri ile analizi: Atikhisar Barajı (Çanakkale) örneği. Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7(2): 1023-1037.
• Özelkan, E., Karaman, M. 2018b. Kent Alanlarının CBS Ortamında Hidrometeorolojik Değerlendirmesi. Sağlık A (Eds), Değişen ve Gelişen Laspeki Kentsel Altyapısı, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Çanakkale, s. 97-109.
• Schultz, G.A., Engman, E.T. 2012. Remote Sensing in Hydrology and Water Management. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Berlin, Almanya, p. 483.
• Sener, E., Davraz, A., Sener, S. 2010. Investigation of Aksehir and Eber Lakes (SW Turkey) coastline change with multitemporal satellite images. Water Resources Management, 24(4): 727-745.
• Şener, E., Şener, Ş. 2019. Meteorolojik kuraklığın coğrafi bilgi sistemleri tabanlı zamansal ve konumsal analizi: Çorak Gölü Havzası (Burdur-Türkiye) örneği. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 7(3): 596-607.
• Şensoy, S., Demircan, M., Ulupınar, U., Balta, İ. 2008. Türkiye İklimi. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü (DMİ), Ankara, 17 s.
• TÜİK, 2019. Türkiye İstatistik Kurumu Veri Tabanı). Mevcut: http://tuik.gov.tr/PreTabloArama.do?metod=search&araType=vt
• Türkeş, M. 2010. Klimatoloji ve Meteoroloji. Birinci Baskı, Kriter Yayınevi - Yayın No. 63, Fiziki Coğrafya Serisi No. 1, İstanbul, 650 s.
• Veijalainen, N., Ahopelto, L., Marttunen, M., Jääskeläinen, J., Britschgi, R., Orvomaa, M., Belinskij, A., Keskinen, M. 2019. Severe drought in Finland: Modeling effects on water resources and assessing climate change impacts. Sustainability, 11(8) 2450: 1-26.
• Xu, H. 2006. Modification of normalized difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery. International Journal of Remote Sensing, 27(14): 3025-3033.
• Yang, Y., Liu, Y., Zhou, M., Zhang, S., Zhan, W., Sun, C., Duan, Y. 2015. Landsat 8 OLI image based terrestrial water extraction from heterogeneous backgrounds using a reflectance homogenization approach. Remote Sensing of Environment, 171: 14-32.
• Yaykiran, S., Cuceloglu, G., Ekdal, A. 2019. Estimation of water budget components of the Sakarya River Basin by using the WEAP-PGM Model. Water, 11(2) 271: 1-17.
• Yetmen, H. 2013. Van Gölü Havzası’nın kuraklık analizi. 21. Yüzyılda Eğitim ve Toplum Eğitim Bilimleri ve Sosyal Araştırmalar Dergisi, 2(5): 184-198.
• Yıldız, M.Z., Deniz, O. 2005. Kapalı havza göllerinde seviye değişimlerinin kıyı yerleşmelerine etkisi: Van Gölü örneği. Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 15(1): 15-31.
• Yolcubal, İ. 2019. Hidrojeoloji Ders Notları. Kocaeli Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği, http://jeoloji.kocaeli.edu.tr/dosyalar/dersNotlari/hidrojeoloji_ders%20notlari_prof_dr_irfan_yolcubal.pdf.
• Zannouni, K., El Abrach, H., Dhahri, H., Mhimid, A. 2017. Study of heat and mass transfer of water evaporation in a gypsum board subjected to natural convection. Heat Mass Transfer, 53(6): 1911-1921.
• Zhou, Y., Dong, J., Xiao, X., Xiao, T., Yang, Z., Zhao, G., Zou, Z., Qin, Y. 2017. Open surface water mapping algorithms: A comparison of water-related spectral ındices and sensors. Water, 9(4)256: 1-16.