Reassessment of 1980 Lower Seyhan Plain flood event by using historical satellite data

Öz

The causes of flood events and their occurrence periods, environmental, economic and social impacts of flood events are examined in detail in flood management studies, Historical flood events have been evaluated in line with the technical possibilities of ground observations and measurements in the periods when the floods occurred, Nowadays, technological developments in data supply and analysis have brought the necessity of a new perspective and approach for evaluation of historical events. In this context, in this study, the flood event that took place around the Seyhan river in the Çukurova Region in 1980 was re-examined with the remote sensing approach. The aim of the study is to investigate flood management activities evaluated by terrestrial measurements with a new approach using the satellite-based remote sensing technique, which is one of the newest technologies, and to evaluate the results comparatively. Within the scope of the study, flood inundated areas around the Seyhan river between 27 March and 6 April 1980 were analyzed by using Landsat 3 satellite images by evaluating the Berdan river flood inundated area interaction on the same dates. In this study, which has the goal of reviewing flood inundation areas determined by terrestial measurements in the Seyhan Flood Report prepared by DSİ in 1980, with current software and satellite data, it was determined that 28235.6 ha in Seyhan-Berdan (between Tarsus-Adana-Mediterranean), 669.24 ha in Aynaz, 7876.8 ha in the area between Seyhan River and Sarimsaklı, were flood inundated areas.

Anahtar Kelimeler

• Historical floods
• Remote sensing
• River flood
• Flood inundated area

Tarihi uydu görüntüleri ile 1980 Aşağı Seyhan Ovası taşkın olayının yeniden değerlendirilmesi

Öz

Taşkın yönetimi çalışmalarında taşkın olaylarının nedenleri, oluşma süreçleri, çevresel, ekonomik ve sosyal etkileri detaylı olarak incelenmektedir. Tarihi taşkın olayları, taşkınların gerçekleştiği dönemlerin teknik imkanları, yersel gözlemler ve ölçümler doğrultusunda değerlendirilmiş olup, günümüzde ise veri temini ve analizi konusunda teknolojik gelişmelerin yaşanması, tarihsel olaylara yeni bir bakış açısı ve yaklaşımın gerekliliğini de beraber getirmiştir. Bu kapsamda, bu çalışmada, 1980 yılında Çukurova Bölgesinde gerçekleşen Seyhan nehri taşkın olayı uzaktan algılama yaklaşımı ile tekrar irdelenmiştir. Çalışmanın amacı, yersel ölçümlerle değerlendirilen taşkın yönetimi faaliyetlerine en yeni teknolojilerden olan uydu tabanlı uzaktan algılama tekniği ile yeni bir yaklaşımın araştırılması ve sonuçların karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesidir. Çalışma kapsamında, 27 Mart-6 Nisan 1980 tarihleri arasında Seyhan nehrinde gerçekleşen taşkınların yayılım alanları aynı tarihlerdeki Berdan nehir taşkını yayılım alanı etkileşimi birlikte değerlendirilerek Landsat 3 uydu görüntüleri ile analiz edilmiştir. 1980 yılında DSİ tarafından hazırlanan Seyhan taşkın raporunda yersel ölçümlerle belirlenen taşkın yayılım alanlarının güncel yazılımlarla ve uydu verileri ile tekrar gözden geçirilmesinin amaçlandığı çalışmada, uzaktan algılama yaklaşımı ile Seyhan-Berdan’da (Tarsus-Adana-Akdeniz arasında) 28235.6 ha, Aynaz’da 669.24 ha, Seyhan Nehri ile Sarımsaklı arasında kalan alanda 7876.8 ha alanın taşkın suları altında kaldığı belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Tarihi taşkınlar
• Uzaktan algılama
• Landsat-3
• Nehir taşkını
• Taşkın yayılım alanı
• Historical floods
• Remote sensing
• River flood
• Flood inundated area

Kaynakça

1. O. Böhm and K.-F. Wetzel, Flood history of the Danube tributaries Lech and Isar in the Alpine foreland of Germany, Hydrological Sciences Journal, 51:5, 784-798, 2006. https://doi.org/10.1623/hysj.51.5.784
2. I. Olthof, S. Tolszczuk-Leclerc, Comparing Landsat and RADARSAT for Current and Historical Dynamic Flood Mapping, Remote Sens. 2018, 10, 780; 2018. https://doi.org/10.3390/rs10050780
3. M. Barriendos, D. Coeur, M. Lang, M.C. Llasat, R. Naulet, F. Lemaitre, A. Barrera, Stationarity analysis of historical flood series in France and Spain (14th–20th centuries), Natural Hazards and Earth System Sciences,. 3,583–592, 2003.
4. R. Glaser, H. Stangl, Historical floods in the Dutch Rhine Delta, Natural Hazards and Earth System Sciences,. 3, 605–613, 2003.https://doi.org/ 10.5194/nhess-3-605-2003
5. F. Yu, Z. Chen, X. Ren, G. Yang, Analysis of historical floods on the Yangtze River, China: Characteristics and explanations, Geomorphology 113, 210–216, 2009.https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2009.03.008.
6. M. Polemio, O. Petrucci, The occurrence of floods and the role of climate variations from 1880 in Calabria (Southern Italy), Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 129–142, 2012. https://doi.org/10.5194/nhess-12-129-2012.
7. J. Herget, T. Roggenkamp, M. Krell, Estimation of peak discharges of historical floods, Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 4029–4037, 2014.https://doi.org/ 10.5194/hess-18-4029-2014
8. G. Romanescu, C.I. Cimpianu, A. Mihu-Pintilie, C.C. Stoleriu, Historic flood events in NE Romania (post-1990), Journal of Maps, 13(2), 787-798, 2017.https://doi.org/10.1080/17445647.2017.1383944

9. C. Clark, A 249-Year Record of Floods at Appleby in Westmorland, UK, Journal of Geoscience and Environment Protection, , 8, 1-17, 2020.https://doi.org/10.4236/gep.2020.812001
10. D. Archer, H. Fowler, A historical flash flood chronology for Britain. J Flood Risk Management. 2021;14:e12721,2021.https://doi.org/10.1111/jfr3.12721
11. E. Opolot, Application of remote sensing and geographical ınformation systems in flood management: A Review, Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology 6(10): 1884-1894, 2013.
12. Munasinghe, Dinuke, Sagy Cohen, Yu-Fen Huang, Yin-Phan Tsang, Jiaqi Zhang, and Zheng Fang, Intercomparison of satellite remote sensing-based flood ınundation mapping techniques. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 54 (4): 834–846, 2018. https://doi.org/10.1111/1752-1688.12626.
13. M.A. Akgül, Sentetik Açıklıklı Radar verilerinin Taşkın Çalışmalarında Kullanılması: Berdan Ovası Taşkını, Geomatik Dergisi, 3(2);154-162, 2018.https://doi.org/10.29128/geomatik.378123.
14. M.A. Akgül, M. Çetin, Tarımsal Drenaj Alanlarında Meydana Gelen Taşkınlar ve Etki Alanlarının Uzaktan Algılama ile Belirlenmesi: Aşağı Seyhan Ovası Alt Havzasında Örnek Bir Çalışma, 10,Ulusal Hidroloji Kongresi, , Muğla, 9-12 Ekim 2019.
15. C. Ticehurst, D. Dutta, J. Vaze, A comparison of Landsat and MODIS flood inundation maps for hydrodynamic modelling in the Murray Darling Basin, 21st International Congress on Modelling and Simulation, Gold Coast, Australia, 29 Nov to 4 Dec 2015.
16. İ. Hazır, M.A. Akgül, M. Alkaya, M. Dağdeviren, 27 Ocak-14 Mart 2012 Tarihleri Arasında Hatay İli Amik Ovasında Meydana Gelen Taşkınların Coğrafi Bilgi Sistemleri Kullanılarak Değerlendirilmesi, 4. Ulusal Taşkın Sempozyumu Tebliğler Kitabı, 55-66, 23-25, Rize, Kasım 2016.
17. B M Sukojo ve F Alfiansyah, Flood Disaster Analysis Using Landsat-8 and SPOT-6 Imagery for Determination of Flooded Areas in Sampang, Madura, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 98 012021, 2017.https://doi.org/10.1088/1755-1315/98/1/012021
18. H. Mehmood, C. Conway, D. Perera, Mapping of Flood Areas Using Landsat with Google Earth Engine Cloud Platform, Atmosphere 2021, 12, 866. https://doi.org/10.3390/atmos12070866.
19. Alick R Mwanza, Edwin Nyirenda, and Wilma Nchito, Determination of the lukanga swamps flood boundary using landsat ımagery, rainfall and water level data. Journal of Geosciences and Geomatics, 7(5), 237-244, 2019. https://doi.org/10.12691/jgg-7-5-3
20. M. Ma, C. Liu, G. Zhao, H. Xie, P. Jia, D. Wang, H. Wang, Y. Hong, Flash Flood Risk Analysis Based on Machine Learning Techniques in the Yunnan Province, China, Remote Sens. 2019, 11, 170; 2019. https://doi.org/10.3390/rs11020170
21. E. Çanak, Cumhuriyet Döneminde Adana (Seyhan)’da Meydana Gelen Seller ve Alınan Önlemler (1930-1956), Sosyal Bilimler Dergisi, 13(1), Mart 2015.
22. A. B. Charrua, R. Padmanaban, P. Cabral, S. Bandeira, M. M. Romeiras, Impacts of the Tropical Cyclone Idai in Mozambique: A Multi-Temporal Landsat Satellite Imagery Analysis, Remote Sens., 13, 201. 2021. https://doi.org/10.3390/rs13020201.
23. P. S. Frasier, K. J. Page, Water Body Detection and Delineation with Landsat TM Data, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 66(12), , 1461-1467, December 2000
24. N. R. Mukherjee, C. Samuel, Assessment of the Temporal Variations of Surface Water Bodies in and around Chennai using Landsat Imagery, Indian Journal of Science and Technology, 9(18), May 2016.https://doi.org/10.17485/ijst/2016/v9i18/92089
25. S. Tarigan,. Land cover change and its impact on flooding frequency of Batanghari Watershed, Jambi Province, Indonesia, Procedia Environmental Sciences 33, 386 – 392, 2016. https://doi.org/10.1016/ j.proenv.2016.03.089
26. NASA,https://www.nasa.gov/mission_pages/landsat/overview/index.html; (erişim tarihi: 05.01.2022).
27. NASA, https://landsat.gsfc.nasa.gov/landsat-1-3 (erişim tarihi: 01.09.2021).
28. ESA, https://earth.esa.int/web/eoportal/satellite-missions/l/landsat-1-3 (erişim tarihi: 01.09.2021)
29. USGS,https://www.usgs.gov/landsat-missions/landsat-3?qt science_support_page_related_con=0#qt-science_support_page_related_con (erişim tarihi: 10.01.2022)
30. S. McFeeters, The use of normalized difference water index (NDWI) in the delineation of open water features, International Journal of Remote Sensing, 17(7), 1425-1432, 1996.https://doi.org/10.1080/ 01431169608948714
31. L. Ji, L., Zhang, B. Wylie, Analysis of dynamic thresholds for the normalized difference water ındex, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 75(11), 1307–1317, November 2009.
32. I. Ogashawara, M.P. Curtarelli, C.M. Ferreira, The use of optical remote sensing for mapping flooded areas, Int. Journal of Engineering Research and Application, ISSN:2248-9622, 3(5), Sep-Oct, 956-1960, 2013
33. P.D. Dao, Y. Liou, Object-Based Flood Mapping and Affected Rice Field Estimation with Landsat 8 OLI and MODIS Data, Remote Sens. 7, 5077-5097;2015. https://doi.org/10.3390/rs70505077.
34. T. Bangira, S.M. Alfieri, M. Menenti, A. van Niekerk, Z. Vekerdy, A Spectral unmixing method with ensemble estimation of endmembers: Application to Flood Mapping in the Caprivi Floodplain, Remote Sens. 9, 1013, 2017. https://doi.org/ 10.3390/rs9101013
35. M. Çoşlu, N. K. Sönmez, Aşırı Yağışlar Sonucu Zarar Gören Alanların Sentetik Açıklıklı Radar (SAR) Görüntüleri ile Tespit Edilmesi, III. International Eurasian Agriculture and Natural Sciences Congress, Turkey, Book of Full-Text, 17-20 October 2019.
36. R. Sivanpillai, K. M. Jacobs, C. M., Mattilio, E.V. Piskorski, Rapid flood inundation mapping by differencing water indices from pre- and post-flood Landsat images, Front. Earth Sci. 2021, 15(1): 1–11, https://doi.org/10.1007/s11707-020-0818-0.
37. N. Özçırpıcı, Seyhan Barajı 1975 Yılı Feyezanı, DSİ Teknik Bülteni, , sayı:43, Haziran 1978.
38. S. Babagiray, K. Kalkan, Yağışların tarım alanlarında sebep olduğu göllenmelerin Sentinel-1 uydu görüntüleri ile analizi, Jeodezi ve JeoInformasyon Dergisi, , 8(2):145-160, 2021. https://doi.org/ 10.9733/JGG.2021R0011.T
39. DSİ (1980), Seyhan Taşkın Raporu (27 Mart 1980-6 Nisan 1980), Ankara, 1980.
40. Ş. P. Güvel, M. A. Akgül, H. Aksu, Flood inundation maps using Sentinel-2: a case study in Berdan Plain, Water Supply, 2022. https://doi.org/10.2166/ ws.2022.039
41. Piri Reis (1525). Kitab-ı Baḥriye.