Flood Modeling with HEC-RAS and Flood Damage Analysis from Sentinel-2 Remote Sensing Image: Example of Çakmak Creek (Çınar Region) in Diyarbakır

Abstract

Flood is one of the important disasters that may cause loss of life and property by spilling the water out of the river bed due to various reasons or if there is more water than the capacity in the streambed. With the increasing population density and the increase of unplanned settlements, the loss of life and property as a result of floods becomes inevitable. Especially with the Geographical Information Systems that have started to enter every field of life in recent years, risk maps based on flood risk analysis have become the primary factor in settlement planning. In this study, 1/1000 scaled map of Çınar district of Diyarbakır province and the reliefs of the culverts on the stream bed were provided. The obtained maps and relays were processed in the HEC-RAS program and a hydraulic model was studied by integrating 1 dimension and 2 dimensions in Çakmak Creek. Sentinel-2 satellite image of Çakmak stream for the year 2020 was obtained and controlled classification of Sentinel-2 image was made using remote sensing method and QGIS SCP plug-in, settlements and agricultural lands were determined. The flood propagation resulting from the hydraulic model and the land use situation produced by remote sensing technique are overlapped; Surface measurements of settlements and agricultural lands affected by floods were determined.

Keywords

• HEC-RAS
• Flood Analysis
• QGİS
• SCP
• Remote Sensing

HEC-RAS İle Taşkın Modelleme ve Sentinel-2 Uzaktan Algılama Görüntüsünden Taşkın Hasar Analizi: Diyarbakır İli Çakmak Deresi Çınar Bölgesi Örneği

Öz

Taşkın; akarsu yatağında su iletim kapasitesinin çeşitli nedenlerle düşmesi veya akarsu yatağında iletileceğinden daha çok suyun olması halinde suyun yatak dışına taşarak can ve mal kaybına neden olabilen ve önlem alınması gereken önemli afetlerdendir. Artan nüfus yoğunluğuyla beraber çarpık kentleşmenin artmasıyla taşkınlar sonucu can ve mal kayıplarının da yaşanmasını kaçınılmaz kılmaktadır. Son yıllarda hayatın her alanına girmeye başlayan Coğrafi Bilgi Sistemleri ile taşkın risk analizlerine dayalı taşkın risk haritaları, yerleşim planlamalarında esas alınan öncelikli etmen olmaya başlamıştır. Bu çalışmada Diyarbakır ili Çınar ilçe Merkezine ait 1/1000 ölçekli halihazır haritası ve dere yatağı üzerindeki menfezlerin röleveleri tedarik edilmiştir. Elde edilen halihazır harita ve röleveler HEC-RAS programında işlenerek Çakmak Deresinde 1 boyut ve 2 boyut hidrolik hibrit model çalışılmıştır. Çakmak deresinin 2020 yılına ait Sentinel-2 uydu görüntüsü elde edilip Uzaktan algılama ile QGIS SCP eklentisi kullanılarak Sentinel-2 görüntüsünün kontrollü sınıflandırması yapılıp yerleşim yerleri ve tarım arazileri belirlenmiştir. Hidrolik model sonucu oluşan taşkın yayılımı ile uzaktan algılama ile üretilen arazi kullanım durumu çakıştırılıp; taşkından etkilenen yerleşim alanlarının ve tarım arazilerinin yüz ölçümleri belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• HEC-RAS
• Taşkın Analizi
• QGİS
• SCP
• Uzaktan Algılama

References

1. Akkaya, U. (2016). Meriç ve Tunca Nehirlerinin Edirne Şehir Merkezi Kısmında 2 Boyutlu Taşkin Modellemesi. Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi, Sakarya.
2. Akkoç, N. F. (2019). Aras Havzası Kars Çayı 1D ve 2D Taşkın Analizi. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara. Bolat, S. (2019). Taşkın Modellemeleri İçin Farklı Uzaktan Algılama Görüntülerinden Elde Edilen Pürüzlülük Haritalarının Karşılaştırılmasi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, İstanbul.
3. Chow, V. T. (1959). Open Channel Hydraulic. McGraw-Hill. 1- 728, New York.
4. Demir, V. (2020). Samsun Mert Havzasında Bir ve İki Boyutlu Modeller İle Taşkın Alanlarının Belirlenmesi. Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun.
5. DSİ, (2016). Dere Yataklari İçin Pürüzlülük Katsayısı Belirleme Kılavuzu. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara.
6. DSİ, (2019). Taşkın ve Rüsubat Kontrolü Planlama Raporlarının Hazırlanmasına Dair Kılavuz. Tarım ve Orman Bakanlığı, Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara.
7. Efe, H. (2014). Batman Çayı’nın Taşkın Analizinin HEC-RAS Programıyla Yapılması. Yüksek Lisans Tezi, Dicle Üniversitesi, Diyarbakır.
8. Ercan, B., Yağcı, A. E. ve Ünsal, M. (2019). Kahramanmaraş Domuz (Boğaz) Deresi Kuşaklama Kanalının HEC-RAS Modeli. Artvin Çoruh Üniversitesi Doğal Afetler Uygulama ve Araştırma Merkezi Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 2019, 5(1): 58-64.

9. HEC-RAS Version 6.0 Beta Hydraulic Reference Manual (2020).
10. Oğraş, S. (2018). Dicle Nehri’nin Taşkın Analizinin HEC-RAS Programıyla Yapılması. Yüksek Lisans Tezi, Dicle Üniversitesi, Diyarbakır.
11. Özcan, O. (2008). Sakarya Nehri Alt Havzası’nın Taşkin Riski Analizinin Uzaktan Algılama ve CBS ile Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
12. Sargın, A. H. (2013). Coğrafı̇ Bı̇lgı̇ Sı̇stemlerı̇ İle Taşkın Rı̇skı̇ Ön Değerlendı̇rmesı̇. Ankara: CBS Şube Müdürlüğü.
13. Yıldırım, İ. (2020). Geyve Karaçay Deresi Taşkin Yayılım Haritalarının Oluşturulması. Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Sakarya.
14. URL-1. Erişim adresi: https://earthexplorer.usgs.gov/ Erişim Tarihi: 01.03.2021
15. URL-2. Erişim adresi: https://blog.esriturkey.com.tr/2019/02/25/se ntinel-2-uydu-goruntuleriyle-esri-sentinel-2explorer-web-uygulamasi-araciligiylacalismak/ Erişim tarihi: 01.03.202