GIS for watershed management
Havza yönetimi için CBS
- Tez No: 496414
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AHMET ÖZGÜR DOĞRU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, Geodesy and Photogrammetry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
“Su her yerde”, bu cümleyi her yerde duyuyoruz, ve gerçekten doğru bir cümle. Yeryüzünde su neredeyse her yerdedir: Yeryüzünün üzerinde havada ve bulutlarda, Yeryüzünün yüzeyinde nehirlerde, okyanuslarda, buzda, bitkilerde, yaşayan organizmalarda ve Yeryüzünün içinde, zeminin yüzeye en yakın birkaç kilometresinde. Su hiçbir zaman hareketsiz durmaz. Su döngüsü sayesinde gezegenimizin su kaynakları sürekli bir yerden başka bire yere ve bir şekilden başka bir şekle geçer. Su döngüsü olmasa hiçbir şeyin“tadı”olmazdı. Dünya yüzeyindeki suyun çok büyük bir bölümü, yüzde 96'nın üzerinde bir bölümü, okyanuslardaki tuzlu sudur. Gökyüzünden düşen ve çay, nehir, göl ve yeraltı sularına karışan sular gibi tatlı su kaynakları insanların hayatta kalmaları için gerekli günlük su ihtiyaçlarını karşılar. Gelişen nüfusların sayısı büyüdükçe su kaynaklarının mevcudiyeti ve dağılımı üzerindeki baskı da giderek artmaktadır. Dünyanın en hızlı büyüyen şehirleri düşük gelirli ülkelere yer almaktadır ve bu ülkeler karakteristik olarak yetersiz su altyapısı ve atık su arıtma tesislerine sahiptir. Tatlı suların içmek, tarım alanlarında kullanmak ve aşka günlük faaliyetler için sürekli olarak çıkarılması nedeni ile mevut su kaynaklarının sayısı tehdit altındadır. Artan bir küresel nüfus tarafından doğal kaynaklara yönelik talep artmaya devam ettiğinden, ilk olarak sonu gelecek olan kaynaklar tatlı su kaynaklarıdır. Su kaynaklarında artmakta olan kontaminasyon seviyesi sağlık endişelerini arttırmakta, ve sürdürülebilir yönetim metotlarını araştırmayı çok önemli hale getirmektedir. Ve ayrıca, sadece su kaynaklarının değil, aynı zamanda toprak kullanımı ve suyu etkileyen tüm ilgili faktörlerin de araştırılması gerekmektedir. Su kaynakları üzerinde toprak kullanımının zararlı etkilerine karşı en hassas olan ülkeler gelişmekte olan ülkelerdir. Bunun nedenlerinden birisi de bu ülkede atık su arıtma, çöp atma, toprak yönetimi ve su kalitesi standartları anlamında düzenlemelerin çok zayıf seviyelerde olmasıdır. Ormanlar kesilerek tarım arazisi ve hayvanlar için otlak yapılmakta, odunlar inşa malzemesi olarak kullanılmakta ve yakacak odun ve kömür yapılmakta, ve arazi üzerine şehirleşme yapılmaktadır. Ormanların yok edilmesi sonucunda yaşama alanları ve biyoçeşitlilik kaybolmakta, toprak erozyonu artmakta ve su döngüsü zarar görmektedir. Artan ham canlı materyaline yönelik talebe tamamlayıcı olması adına tarım ilacı kullanımı çok büyük miktarlarda gerçekleşmektedir ve bu kimyasal tarım ürünleri su kaynaklarına bulaştığında hem insan sağlığı hem de biyoloji sağlık için ciddi bir potansiyel çevre riski oluşturmaktadır. Gelişmekte olan ülkelerde hem kırsal hem de şehir nüfusları toplumsal su kaynaklarına erişmekte zorluk yaşamakta ve yetersiz kanalizasyon uygulamalarına sahipler. Çökeltiler rezervuarları ve sulama altyapılarını kapatıp toprak erozyonu da tarımsal arazileri azalttıkça müşterek havza yönetimi farkındalığı gelişen dünya çapında artmaktadır. Genel anlamda, su miktarı ve kalitesinde dünya çapında bir gerileme vardır. Sürdürülebilir kullanım için havzaların öneminin anlaşılması çok önemlidir. Bu durum özellikle de ekonomilerin ve kırsal yaşamın büyük oranda doğal kaynakların kullanımına bağlı olduğu gelişen ülkeler için geçerlidir. Havza yönetimi su, toprak, orman, insan kaynağı dahil olmak üzere çeşitli kaynaklar ve yönetimde entegre su kalitesi bilgisi ile alakalıdır. Bu nedenle, yanlış yönetim sonucunda sel, kuraklık, toprak besin kaybı, toprak erozyonu, orman kaybı ve su kalitesinin düşmesi gibi çok çeşitli sorunlar yaşanır ve bunun bir sonucu olarak da insanların hayat şartları kötüleşir. Dolayısı ile uygun havza yönetimi insanlık için çok önemlidir ve giderek daha fazla ihtiyaç duyulmaktadır. Çok uzun yıllardır sürdürülebilir ve entegre havza yönetimi, karmaşık su ve toprak kaynağı zorluklarına karşı birçok ülkede etkin bir çözüm yolu olarak önerilmiş ve denenmiştir. Ancak ne var ki, bu uygulamalar birçok seferinde, havza yönetimi öğelerinin ve bu öğelerin birbirleri ile nasıl etkileşime geçtiklerinin tam olarak anlaşılamaması ve ayrıca, belli bir havza yönetim projesi için gerekli olan tüm verileri içeren iyi hazırlanmış bir havza envanterinin olmaması gibi çeşitli sebeplerden dolayı başarısızlıkla sonuçlanmıştır. Son olarak, gerekli bazı verilerin eksik olması her hangi bir havza projesinde doğrudan hatalı yönetime yol açmaktadır. Bu çalışmanın birinci aşaması ağırlıklı olarak , su havzası sürdürülebilirliği ile ilişkili olan sosyal, ekolojik ve ekonomik faktörlerin tam olarak anlaşılabilmesi için havza yönetiminin tüm unsurlarını belirlemek ve incelemeye odaklanmıştır ve her bileşeni yönetmek için CBS nasıl kullanılır. Çalışmanın sonucunda temel olarak dört adet havza yönetimi unsuru belirlenmiştir: su miktarı yönetimi, su kalitesi yönetimi, toprak yönetimi ve biyoçeşitlilik yönetimi. Dahası, bu çalışmada her bir unsurun alt başlıkları da ele alınmıştır. Temel olarak her bir unsur kendi içinde üç alt kısma sahiptir; su miktarı yönetimi altında yüzey su miktarı, yeraltı suyu miktarı ve sel & kuraklık yönetimi mevcuttur. Su kalitesi yönetimi alt başlıkları ise yayılı kaynaklı kirlilik, nokta kaynaklı kirlilik ve kaynak suyu korumasıdır. Toprak yönetimi hususu da diğerleri gibi dikkatli bir biçimde incelenmiş ve alt başlık olarak sulak arazi, toprak kullanım uygulamaları ve dere kenarı bölgelerini kapsadığı görülmüştür. Son olarak, çalıma sonucunda biyoçeşitliliğin kapsadığı alanların koruma altındaki alanlar, balıklar ve vahşi yaşam, ve Yerli, Yabancı ve istilacı türler olduğu görülmüştür. Havza yönetimi uygulayıcıları farklı havza sorunları hakkında bilgi sahibi olmak ve karar alabilmek adına giderek daha fazla oranda bilgisayar modellerine geçiş yapmaktadır. Bu tür modeller, insanların doğa ile etkileşiminin su miktarı ve kalitesi üzerinde nasıl etkiler oluşturabileceği hakkında bir fikir verebilir. İlave modelleme araçları bu tür etkilerin ekonomiler, ekosistemler ve diğer sistemlere nasıl sirayet ettiğinin takibini yapabilir. Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS), entegre yüzey ve yeraltı suyu yönetimi, su kalitesi analizi, arazi ve biyoçeşitlilik yönetimi gibi havza-ölçek analizleri için kullanışlı bir sistemdir. Yakın geçmişte entegre yüzey ve yeraltı suyu modellemesinde sağlanan gelişmeler, çok geniş yelpazedeki verilerin bölgesel seviyede analiz edilmesi ihtiyacını doğurmuştur. Yönetim hususu, hava durumu, topografya ve toprak örtüsü tipi gibi büyük hacimli veriler ile binlerce yeraltı kaynak kuyusundan su seviyesi ve jeolojik veriler gerektirmektedir. CBS'nin sondaj kuyusu ve su kuyusu, yüzey altı izopak (veya yapı kontur) haritaları ve yüzey jeoloji haritaları gibi çoklu kaynaklardan verileri entegre etme becerisi aynı zamanda verilerin yüzey ve yer altı sularının eşzamanlı yönetimi için kullanılabilmesine olanak sağlar. Şehirleşme ve büyük ölçekli tarım gibi toprak kullanımındaki bölgesel değişiklikler ile ilişkilendirilen su kalitesi sorunları da CBS kullanımı yolu ile etkin bir biçimde analiz edilebilir. CBS, katı atık depolama alanlarının belirlenmesi, yer altı suyu geliştirme alanları ve yapay zenginleştirme alanlarının belirlenmesinde kullanılabilir. Bu tür analizlerde aynı zamanda arazi kullanımı, arazi sahipliği, jeoloji, toprak tipi ve kaynaktan uzaklık (örneğin su kaynağının yapay zenginleştirme alanından uzaklığı) gibi çok çeşitli verileri de dikkate almalıdır. Gelişmiş masaüstü CBS kullanımı ve çok sayıda kamu kaynağından fazlası ile verinin kullanılabilir olması sayesinde, sadece son birkaç senede su kaynakları üzerine çalışan kişiler veri yönetimi, veri analizi, görselleştirme ve model inşası için çok güçlü araçlara sahip olmuştur. Piyasada çok sayıda CBS ürünleri mevcut olup bunlar kısıtlı ancak kolay kullanımlı işlevlere sahip ücretsiz programlardan başlayıp çok karmaşık analizler yapabilen binlerce dolarlık ücrete sahip programlara uzanan geniş bir yelpazeye sahiptir. Yazılım paketlerinin birçoğu yeterince kullanıcı dostu olup kullanıcının eğitim almasına gerek yoktur veya çok az eğitim gerektirmektedir. Diğerleri ise, tüm işlevlerinin bilinmesi için yoğun bir eğitim gerektirmektedir. Havza yönetiminin CBS'e bağlanması konusunda artan bir eğilim vardır. Bu sayede her ilgi alanından veri, algoritma ve yöntemlerin birbirine entegre edilmesinin önü açılacaktır. Bu entegre kapasitesi, CBS'i havza yöneticisi için çok güçlü bir araç haline getirmektedir. Bu nedenle bu çalışmanın ikinci aşaması, havza yönetiminin daha önce bahsedilen on iki unsurunun her birinin yönetimi için CBS tarafından ihtiyaç duyulan farklı veri tiplerinin araştırılmasına yöneliktir. Bu veriler arasında su talebi, arazi örtüsü, arazi kullanımı, iklim, göl morfolojisi (derinlik, kıyı şeridi, alan, kalma süresi), alınan su kalitesi ve miktarı vs. vardır. Daha önce de belirtildiği üzere, gerekli verilerden bazılarının eksikliği, tüm havza projelerinde doğrudan kötü yönetime yol açar. Bu nedenle bu çalışmanın üçüncü aşamasında tüm açık kaynak veri platformlarının incelenmesi ve bu platformların sağladığı verilerin tipi, ölçeği, çeşitliliği ve doğruluğunun belirlenmesi yolu ile havza yönetiminin emrinde olan açık kaynak verileri değerlendirilecektir. Çalışma daha da ileri giderek bu açık kaynak verilerinin havza yönetimi için mevcudiyetini inceleyecektir. Önce küresel, kıtasal ve ülkesel ölçekte incelenip sonrasında da bu verilerin etkinliği Avrupa Birliği ve Birleşik Devletler ile karşılaştırılacaktır. Bu sayede nerede daha iyi bir açık kaynak olduğu ve bu açık kaynak sayesinde coğrafi bilgi sistemi CBS uygulamaları kullanmak sureti ile havza yönetiminde toplumlarına yardımcı olduğu görülecektir.
Özet (Çeviri)
Awareness of contributory watershed management is growing across the developing world, as sediment close the reservoirs and irrigation infrastructure, soil erosion keep to diminish agricultural land. Generally, there is a large degradation in water quantity and quality across the world. The recognition of the importance of watersheds is crucial for sustainable utilization particularly in developing countries where economies and rural livelihoods are highly dependent on the utilization of natural resources. Watershed management deals with various resources types including water, soil, forest, human resource and integrated of water quality knowledge in management. Mismanagement impact, therefore, bring about many problems such as floods, droughts, soil nutrients loss, soil erosion, deforestation and degradation of water quality, leading to degrading humanity living conditions, thus, appropriate watershed management is essential for human and exceedingly required. For several decades, sustainable and integrated watershed management has been proposed and tried in several countries in the world as an effective technique to address complex water and land resource challenges. Yet, its implementation has not been successful in most cases, due to various obstacles such as the lack of the full understanding of the watershed management components and the way they interact together, also the lack of well-prepared watershed inventory, which list all the kind of data required for a certain watershed management project. Finally, the shortage of some required data will directly lead to mismanagement for any watershed project. The first stage of this study mainly aims to cover and investigate all the components of the watershed management and how to use GIS to manage every component in order to provide a full understanding of the social, ecological, and economic factors that related to watershed sustainability . Mainly this study ends up with four essential components of the watershed management, they are water quantity management, water quality management, land management, and biodiversity management. Furthermore, the study covers the subsections of each component. Mainly each component subdivides to three sections, the water quantity management covers the surface water quantity, groundwater quantity, and flood& drought management. While the water quality management covers the non-point source pollution, point source pollution, and source water protection. The land management also carefully investigated and it has been found that it covers the wetland, land use practices, and riparian areas. Finally, the study found out that biodiversity covers the protected areas, fish and wildlife, and Native, Non-native and invasive species. Practitioners of watershed management is more and more turning to computer models to understand and make decisions about the different watershed problems. Such models can provide vision into how human interactions with the landscape affect water quantity and quality. Additional modeling tools trace how those effects ripple through economies, ecosystems, and other systems. An emerging trend for watershed management to link them to a GIS, which provides the basis for integrating data, algorithms, and methods from each discipline of interest. This integration capability makes GIS a very powerful tool for the watershed manager. Therefore, the second stage of this study was to investigate the different kinds of data that GIS requires to manage each of the twelve components of watershed management that have been mentioned before. These data include water demand, land cover, land use, climate, Lake morphology (depth, shoreline, area, residence time), Receiving water quality and quantity, etc. As it has been mentioned before, the shortage of some required data will directly lead to mismanagement in any watershed project. Therefore, the third stage of this study was to evaluate the availability of the open source data for the watershed management by investigate all the open source data platforms and examine the type, scale, diversity, and the accuracy of the data they provide. The study extends farther to examine the availability of these open source data for watershed management. In global, continental, and country scale and then compare the effectiveness of these data in the European Union and the United States, In order to find out which of them provided a better open source data to help their communities to manage their watershed by using geographic information system GIS applications.
Benzer Tezler
- Havza yönetimine yönelik coğrafi veri tabanı tasarımı: Trabzon Yomra Özdil havzası örneği
Geographical database design for watershed management: Case of Trabzon Yomra Ozdil watershed
ONUR MAKUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Jeodezi ve FotogrametriKaradeniz Teknik ÜniversitesiHarita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN DEMİR
- Göksu nehri havzasının coğrafi bilgi sistemleri tabanlı jeomorfometrik analizi ve niceliksel heyelan olası tehlike değerlendirmesi
Gis based geomorphometric analyses and quantitative landslide hazard assessments of the Göksu river watershed
SENEM TEKİN
Doktora
Türkçe
2019
Jeoloji MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TOLGA ÇAN
- Web based GIS optimazation for coverage in wireless sensor network
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA SHAKIR MAHDI AL-SALİH
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiBilişim Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ KARAN
- Karamenderes Çayı'nda akarsu kanal degradasyonunun incelenmesi
Investigation of stream channel degradation in Karamenderes Stream
SALİM TOPRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
CoğrafyaÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiCoğrafya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FAİZE SARIŞ
- Sakarya Nehri Göksu Çayı Havzası'nın doğal ortam koşulları kapsamında sürdürülebilir havza yönetimi ve planlaması
Sustainable watershed management and planning within the scope of natural environment conditions of Göksu River Basin (Sakarya River)
SULTAN MURAT UZUN