Yozgat ili topoğrafik ıslaklık indeksinin (TWI) Coğrafi Bilgi Sistemleri ile belirlenmesi

Öz

Topoğrafik ıslaklık indeksi (TWI), topoğrafik anlamda suya doygun alanların mekânsal dağılımlarının ve boyutlarının ifade edilmesi amacıyla yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Yüksek TWI, belirli bir alanda daha fazla nemin olduğunu ve su hareketinin aşağı doğru eğilimini, dolayısıyla taşkın olaylarına daha yatkın olduğunu gösterir. Bu çalışmada amaç, son zamanlarda yaygın olarak kullanılan Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ile bölge TWI haritasının oluşturulmasıdır. Bu amaçla SRTM DEM adresinden elde edilen 30 m çözünürlüğe sahip sayısal yükseklik modeli ile suya doygun olan veya sulu alanlarının mekânsal dağılımları belirlenmeye çalışılmıştır. Sonuçta, topoğrafyanın zemin nemliliği üzerindeki ve eğimin hidrolojik süreçler üzerindeki etkisini ortaya konulmuştur. Çalışma alanı eğim değerleri 0-70º, yükselti ise 580 - 2360 m arasında değişiklik göstermektedir. Eğim açısından bakıldığında, en fazla eğim yüzdesi (%50.74) 0º-5º değere sahip yerlerde olduğu belirlenmiştir. Buna bağlı olarak eğim derecesi arttıkça kapladığı alan yüzdesinde de azalış olduğu tespit edilmiştir. Bakı değerlerinde ise Güneydoğu, güney ve güneybatı yönleri toplam arazinin yaklaşık %41.38; kuzey, kuzeydoğu ve kuzeybatı yönleri %29.77’lik kısmını kapsamaktadır. Akış birikimine göre, en yüksek değer ve alanın güney (%16.66) yönünde olduğu belirlenmiştir. En az yer kaplayan yön ise %8.99 ile kuzeydoğu yönü olmuştur. Değerlerin büyük bir çoğunluğu %10-16 arasında değişiklik göstermektedir. TWI haritasına göre kurun alanlarda toplamda en yüksek değere 1084.31 km2 ile Merkez ilçede, en düşük değere 58,84 km2 ile Yenifakılı ilçesinde rastlanmıştır. Islak alanın toplamda en fazla 1128.65 km2 ile Boğazlıyan ilçesinde, en düşük ise 144.29 km2 ile Çandır ilçesinde olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• CBS
• DEM
• TWI
• Topoğrafik
• Yozgat

Determination of topographic wetness Index (TWI) of Yozgat province using Geographic Information Systems

Öz

The topographic wetness index (TWI) is widely used to express the spatial distribution and dimensions of water-saturated areas in the topographic sense. A high TWI indicates that there is more moisture in a certain area and that water movement tends downward, thus being more prone to flood events. The aim of this study is to create a regional TWI map with Geographic Information Systems (GIS), which has been widely used recently. For this purpose, the spatial distribution of water-saturated or irrigated areas was tried to be determined with the digital elevation model with 30 m resolution obtained from SRTM DEM address. As a result, the effect of topography on soil moisture and slope on hydrological processes was revealed. The slope values of the study area vary between 0º-70º and the elevation between 580 - 2360 m. When examined in terms of slope, it was determined that the highest slope percentage (50.74%) was in places with 0º-5º values. Accordingly, it was determined that as the slope degree increased, the percentage of the area it covered decreased. In terms of aspect values, the southeast, south and southwest directions cover approximately 41.38% of the total land; the north, northeast and northwest directions cover 29.77%. According to flow accumulation, the highest value and area was determined to be in the south (16.66%) direction. The direction covering the least area was the northeast direction with 8.99%. The majority of the values vary between 10-16%. According to the TWI map, the highest value in total dry area was found in the Central District with 1084.31 km2, and the lowest value was found in the Yenifakılı District with 58.84 km2. It was determined that the total wet area was the highest in Boğazlıyan district with 1128.65 km2, and the lowest in Çandır district with 144.29 km2.

Anahtar Kelimeler

• GIS
• DEM
• TWI
• Topographic
• Yozgat

Kaynakça

1. K. Beven and M. J. Kirkby, ‘‘A physically based, variable contributing area model of basin hydrology’’, Hydrological Science Bulletin, vol. 24, no. 1, p. 43–69. 1979.
2. V. Karakaş, ‘‘Karabük Bölgesinin FR ve AHP Yöntemleri Kullanılarak CBS Tabanlı Heyelan Duyarlılık Haritalarının Üretilmesi’’, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği, Yüksek Lisans Tezi, Erzurum, 2018.
3. E. O’Loughlin, ‘‘Prediction of surface saturation zones in natural catchments by topographic analysis,’’ Water Resources Research, vol. 22, pp. 794-804, 1986.
4. R. Barling, I. Moore and R. Grayson, ‘‘A quasi-dynamic wetness index for characterizing the spatial distribution of zones of surface saturation and soil water content,’’ Water Resources Research, vol. 30, pp. 1029-1044, 1994.
5. H. A. Nefeslioğlu, T. Y. Duman and S. Durmaz, ‘‘Landslide susceptibility mapping for a part of tectonic Kelkit Valley (Eastern Black Sea region of Turkey),’’ Geomorphology, vol. 94, no. 3-4, pp. 401-418, 2008.
6. H. A. Nefeslioğlu, T. Y. Duman and S. Durmaz, ‘‘Landslide susceptibility mapping for a part of tectonic Kelkit Valley (Eastern Black Sea region of Turkey),’’ Geomorphology, vol. 94, no. 3-4, pp. 401-418, 2008.
7. C. Gökçeoğlu, H. Sönmez, H. Nefeslioğlu, T. Duman and T. Can, ‘‘Kuzulu landslide (Sivas, Turkey) and landslide susceptibility map of its close vicinity,’’ Engineering Geology, vol. 81, no. 65-83, 2005.
8. S. Alqadhi, J. Mallick, S. Talukdar, A. A. Bindajam, N. Van Hong and T. Saha, ‘‘Selecting optimal conditioning parameters for landslide susceptibility: experimental research on Aqabat Al-Sulbat, Saudi Arabia,’’ Environmental Science and Pollution Research, vol. 29, no. 3, pp. 3743-3762, 2022.

9. S. Pourali, C. Arrowsmith, N. Chrisman, A. Matkan and D. Mitchell, ‘‘Topography Wetness Index Application in Flood-Risk-Based Land Use Planning,’’ Appl. Spatial Analysis, vol. 9, pp. 39-54, 2016.
10. I. Moore, R. Grayson and A. Ladson, ‘‘Digital terrain modeling: a review of hydrological, geomorphological, and biological applications,’’ Hydrological Processes, vol. 5, pp. 3-30, 1991.
11. S. Ghosh, S. Soumik and B. Biswajit, ‘‘Flood Susceptibility Zonation Using Advanced Ensemble Machine Learning Models within Himalayan Foreland Basin,’’ Natural Hazards Research, vol. 2, no. 4, pp. 363-374, 2022.
12. C. Conoscenti, C. Di Maggio and E. Rotiglian O, ‘‘GIS analysis to assess landslide susceptibility in a fluvial basin of NW Sicily (Italy),’’ Geomorphology, vol. 94, pp. 325- 339, 2008.
13. E. Özşahin, ‘‘Tekirdağ İlinde Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Analitik Hiyerarşi Süreci kullanarak heyelan duyarlılık analizi,’’ Humanitas-Uluslararası Sosyal Bilimler Dergisi, vol. 3, pp. 167-186, 2014.
14. Ş. Tağıl, ‘‘Kazdağı Milli Parkı’nda arazi örtüsü organizasyonunu kontrol eden jeomorfometrik faktörler: Bir CBS yaklaşımı,’’ Coğrafi Bilimler Dergisi, vol. 4, no. 2, pp. 37-47, 2006.
15. R. Sørensen, U. Zinko and J. Seibert, ‘‘On the calculation of the topographic wetness index: evaluation of different methods based on field observations,’’ Hydrology and Earth System Sciences, vol. 10, no. 1, p. 101–112, 2006.
16. I. Moore, P. Gessler and G. Nielson, ‘‘Soil Attribute Prediction using Terrain Analysis,’’ Soil Science Society of America Journal, vol. 57, pp. 443-452, 1993.
17. A. Güntner, J. SeibertandS. Uhlenbrook, ‘‘Modeling spatial patterns of saturated areas: An evaluation of different terrain indices,’’ Water Resour. Res., vol. 40, 2004.
18. D. Wolock and G. McCabe, ‘‘Differences in topographic characteristics computed from 100- and 1000-m resolution digitalelevation model data,’’ Hydrological Processes, vol. 14, pp. 987-1002, 2000.
19. E. M. Schneiderman, T. S. Steenhuis, D. J. Thongs, Z. M. Easton, M. S. Zion, A. L. Neal, G. F. MendozaandM. T. and Walter, ‘‘Incorporating variable source area hydrology into a curvenumber-based watershed model,’’ Hydrological Process, vol. 3430, p. 3420–3430, 2007.
20. Z. Easton, D. Fuka, M. Walter, D. Cowan, E. M. Schneiderman and T. Steenhuis, ‘‘Re-conceptualizing the soil and water assessment tool (SWAT) model to predict runoff from variable source areas,’’ Journal of Hydrology, vol. 348, pp. 279-291, 2008.
21. L.J. Agnew, S. Lyon, P. Gérard-Marchant, V. B. Collins, A. J. Lembo, T. S. Steenhuis ve M. T. and Walter, ‘‘Identifying hydrologically sensitive areas: bridging the gap between science and application,’’ J. Environ. Management, vol. 78, pp. 63-76, 2006.
22. S. M. Reaney, S. N. Lane, A. L. Heathwaite and L. Dugdale, ‘‘Risk-based modelling of diffuse land use impacts from rural landscapes upon salmonid fry abundance,’’ Ecol. Modell, vol. 222, p. 1016–1029, 2011.
23. R. Marjerison, H. Dahlke, Z. Easton, S. Seifert ve M. and Walter, ‘‘A Phosphorus Index transport factor based on variable source area hydrology for New York State,’’ J. Soil Water Conserv., vol. 66, pp. 149-157, 2011.
24. B. Buchanan, Variable source area hydrology, artificial drainage and non-point source pollution in northeastern U.S. agricultural landscapes, Ph.D. thesis, Department of Natural Resources, Cornell University, Ithaca, NewYork, 2013.
25. Yozgat, ‘‘Yozgat Valiliği - Çevre Şehircilik ve İklim Değişikliği Müdürlüğü.’’, https://yozgat.csb.gov.tr/ilimiz-cografyasi-i-2341. [Erişim tarihi: 24-Ekim-2024].
26. MGM, ‘‘Meteoroloji Genel Müdürlüğü.’’, https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?m=YOZGAT. [Erişim Tarihi: 25-Ekim-2024].
27. HGK, ‘‘Harita Genel Komutanlığı.’’, https://www.harita.gov.tr/index. [Erişim Tarihi: 21-Ekim-2024].
28. M. Werner, ‘‘Shuttle Radar Topography Mission. Mission overview,’’ Journal of Telecommunication, vol. 55, pp. 75-79, 2001.
29. T. Farr, P. Rosen, E. Caro, R. Crippen, R. Duren, S. Hensley, M. Kobrick, M. Paller, E. Rodriguez, L. Roth, D. Seal, S. Shaffer, J. Shimada, J. Umland, M. Werner, M. Oskin, D. Burbank and D. Alsdorf, ‘‘The Shuttle Radar Topography Mission. Rev.,’’ Geophys, vol. 45, 2007.
30. ESRI, ‘‘ESRI Türkiye - DEM Verilerini Kullanarak Drenaj Ağı Çıkarmak.’’, https://blog.esri.com.tr/dem-verilerini-kullanarak-drenaj-agi-cikarmak/. [Erişim Tarihi: 23-Ekim-2024].
31. J. Wilson and J. Gallant, Terrain Analyses: Principles and Applications, John Wiley & Sons, Inc., 2000.
32. B. N. Saka ve İ. Atmaca, ‘‘Uzaktan Algılama Yöntemleri ile Kentsel Yüzey Sıcaklıklarının Haritalanması, Yozgat Kenti Örneği,’’ Bozok Journal of Engineering and Architecture (BJEA), cilt 2, sayı 2, s. 38-43, 2023.