En iyi-en kötü (BWM) yöntemi ile taşkın hassasiyet haritalarının oluşturulması: Çanakkale-Sarıçay örneği
Creating flood susceptibility maps using the best-worst (BWM) method: A case study i̇n Çanakkale-Sariçay
Yazar: KEZBAN EKİN YARAMIŞ
Danışman: PROF. DR. TURAN ERDEN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Bilişim Enstitüsü / Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı / Coğrafi Bilgi Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Coğrafya = Geography ; Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Afet; kişilere zarar veren ve yaşam alanlarında tahribata neden olan olaylar bütünüdür. Afetler oluşumunda etkili olan kaynağa göre isimlendirilmektedir. Kaynak doğa ise doğal afetler olarak adlandırılırken, olayın oluşmasındaki etken insan ise beşeri afetler olarak adlandırılmaktadır. Dünya ve Türkiye'deki afetler incelendiğinde, depremler ve taşkınlar en sık karşılaşılan doğal afetlerdendir. Özellikle iklim değişikliği ve küresel ısınmanın da etkisi ile sayıca artan taşkınlar, her geçen gün daha da tehlikeli hale gelmektedir. Tehlikeyi önceden belirleyip zararı en aza indirmek için ise birçok çalışma ve araştırma yapılmaktadır. Bu çalışmada, taşkın konusuna odaklanılmış ve seçilen çalışma alanı için taşkın hassasiyet haritası hazırlanarak taşkın hassasiyeti olan/olmayan alanlar belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışma alanı olarak taşkın hassasiyeti yüksek olan ve zaman zaman taşkın uyarıları yapılan Çanakkale ili Merkez ilçesini ikiye bölen Sarıçay Deresi ve çevresi seçilmiştir. 
Taşkın hassasiyet haritalarının oluşturulması afet yönetimi çalışmalarında çok önemli bir yere sahiptir. Taşkın hassasiyet değerlendirme çalışmalarında Coğrafi Bilgi Sistem (CBS) tabanlı çok kriterli karar analizi (ÇKKV) yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle literatür incelendiğinde Analitik Hiyerarşik Süreç (AHS) yöntemi oldukça yaygındır. Bu çalışmada, ise analitik hiyerarşik süreç yöntemine görece daha yeni olan ve daha az ikili karşılaştırma ile sonuca ulaşılabilen En İyi-En Kötü Yöntemi (Best-Worst Method- BWM) olarak bilinen bir ÇKKV yöntemi tercih edilmiş ve kullanılmıştır. 
Çanakkale-Sarıçay'da gerçekleştirilen bu çalışma, literatür incelemesi ve taşkın konusunda çalışmalar yapan 10 uzmanın görüşleri sonucu, taşkına neden olan faktörlerin belirlenmesi ve onların kategorize edilmesi ile başlamıştır. Çalışmada kullanılacak faktörlerin ağırlıklarını belirlemek için; 3 geomatik mühendisi, 2 orman mühendisi, 2 inşaat mühendisi, 1 peyzaj mimarı, 2 şehir plancısı olmak üzere farklı mesleklerden oluşan ve taşkın, sel ve çığ konuları üzerinde çalışmalar yapmış 10 uzman ile anket çalışması gerçekleştiirlmiştir. Uzmanlara öncelikle yöntem ile anketin yapısı açıklanarak sınıflandırmaya yönelik sorular sorulmuştur. Daha sonra ise hassasiyet faktörlerinin ikili karşılaştırılması için sorulan sorulara verdikleri cevaplar BWM için özel geliştirilen excel üzerinde toplanmıştır. Verilen cevaplara göre öncelikle ana hassasiyet faktörlerin ağırlıkları, sonrasında ise alt hassasiyet faktörlerinin ağırlıklarının belirlenmesi için değerlendirmeleri istenmiştir.  Bu faktörler 5 ana faktör (topoğrafik faktörler, hidrolojik faktörler, jeolojik faktörler, meteorolojik faktörler ve arazi kullanımı ) ve 14 alt faktör (topoğrafik ana faktörünün alt kriterleri olan yükseklik, eğim, bakı; hidrolojik ana faktörünün alt kriterleri olan drenaj yoğunluğu, akarsuya uzaklık; jeolojik ana faktörünün alt kriterleri olan jeoloji, toprak; meteorolojik ana faktörünün alt kriterleri olan yağış, sıcaklık; arazi kullanımı ana faktörünün alt kriterleri olan yapay bölgeler, tarımsal alanlar, orman ve yarı doğal alanlar, sulak alanlar ve su yapıları) olarak belirlenmiştir. Belirlenen faktörlere BWM yöntemi uygulanarak faktör ağırlıkları belirlenmiş ve nihai harita için analizler gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu analizler sonucu taşkına eğilimli alanlar belirlenmiş, olası bir taşkında etkilenecek nüfus ve çevresi için alınması gerekli tedbirler konusunda karar vericilere yardımcı olacağı düşünülen bir harita ortaya konulmuştur.
Hazırlanan haritaya göre çalışma alanı: çok düşük hassasiyetli  (1), düşük hassasiyetli (2), orta hassasiyetli (3), yüksek hassasiyetli (4) ve çok yüksek hassasiyetli (5) olarak beş farklı sınıf şeklinde değerlendirilmiştir. Elde edilen haritada; koyu yeşil alanlar çok düşük hassasiyet alanları ifade ederken, açık yeşil alanlar düşük hassasiyetli, sarı renkli alanlar orta hassasiyetli, turuncu renkli alanlar yüksek hassasiyetli ve kırmızı renkli alanlar ise çok yüksek hassasiyetli alanları ifade etmektedir. Sonuç haritada da  görüleceği gibi koyu ve açık yeşil alanlar genellikle yüksek kesimleri ifade etmektedir. Turuncu ve kırmızı renkli bölgeler ise genellikle akarsu ve akarsu kenarlarını ifade etmektedir. Bu da çalışma alanında taşkın hassasiyeti yüksek bölgelerin akarsu ve dere kenarları olduğunu kanıtlar niteliktedir. 
 Yapılan çalışmalar sonucu beş ana faktör incelendiğinde "Hidrolojik Faktör"ün en önemli ana faktör olarak seçildiği, bu hassasiyet faktörlerini sırasıyla "Meteorolojik Faktör", "Jeolojik Faktör" ve "Topoğrafik Faktör"ünün takip ettiği görülmektedir. "Arazi Kullanımı"  ana faktörü ise en az önemli hassasiyet faktörü olarak belirlenmiştir. Alt faktörler değerlendirildiğinde ise; "Yağış" alt faktörü %81.7 ile diğer alt faktörler arasında en önemli faktör olarak ortaya çıkmaktadır. Bu faktörü sırasıyla %73.7 ile "Akarsuya Uzaklık" ve %66.4 ile "Eğim" alt faktörü takip etmektedir. En az önemli alt faktör ise %14.4 ile "Bakı" olarak belirlenmiştir. Belirlenen ağırlıklar ise Weighted Sum yöntemi yardımıyla birleştirilmiştir. Elde edilen harita sonucunda, çalışma alanının %8'i çok düşük hassasiyetli, %25'i düşük hassasiyetli, %36'sı orta hassasiyetli alan olarak belirlenmiş, %6'sı ise çok yüksek hassasiyetli alan olarak ortaya konulmuştur.
Çalışma sonucunda elde edilen beş sınıflı harita, 2023 yılı Tarım ve Orman Bakanlığı Su Yönetimi Genel Müdürlüğü tarafından hazırlanan "Marmara Havzası Taşkın Yönetim Planının Hazırlanması Projesi" ile hazırlanan havza planları ile karşılaştırılmıştır. Kurum çalışmasında hidrodinamik modelleme sonuçları iki çeşit harita ile gösterilmiştir. Bunlar Taşkın Su Derinliği Haritaları ve Taşkın Tehlike Haritaları'dır. Elde edilen bu Su Derinliği ve Tehlike Haritaları ile Marmara Havzası içerisinde bulunan akarsu ve dereler taşkın açısından kontrol edilmiştir. 
Bu tez kapsamında çalışma alanı olarak seçilen Sarıçay ve çevre bölgesi için de aynı çalışma gerçekleştirilmiştir. Çalışma incelendiğinde,  çalışma alanı içerisinde bulunan ve taşkın hassasiyeti oldukça yüksek olan Sarıçay ve Kepez Çayları, dere yatakları kapasitelerinin yetersiz olduğu ve taşkın tekerrür periyodu 500 yıl (Q500) olarak belirtilmiştir. Ayrıca iki akarsuda gerçekleştirilen inceleme sonucunda yatak temizliğinin yılda bir kez olması gerektiği de özellikle belirtilmiştir. 
Taşkın hemen hemen her bölgede görülebilen fakat oluşum şekli, süresi ve verdiği hasar bakımından farklılıklar göstermektedir. Bu her alanın kendine has özellikleri nedeniyle ortaya çıkmaktadır. Faktörler çoğu çalışmada ortak kullanılan faktörlerdir. Fakat bölgelerin farklılık gösteren özellikleri nedeniyle, bölgeye özgü haritalar oluşturulmalıdır. Bu şekilde hazırlanan haritalar sonucunda daha doğru kararlar verilebilir, oluşabilecek hasarlar da diğer hazırlanan haritalara ve simülasyonlara oranla gerçeğe yakın tahminlerde bulunulabilir.

Abstract:
A disaster is a series of events that harm people and cause destruction in their living spaces. Disasters are named according to the source that causes them. If the source is nature, they are called natural disasters, while if the cause is human, they are called human disasters. When we examine disasters in the world and in Turkey, earthquakes and floods are among the most common natural disasters. Floods, which are increasing in number especially due to the effects of climate change and global warming, are becoming more dangerous day by day. Many studies and research are being carried out to identify this danger in advance and minimize the damage. In this study, we focused on the issue of floods and tried to determine areas with and without flood susceptibility by preparing a flood susceptibility map for the selected study area. This will help minimize material and moral damage in a possible flood. We chose the Sarıçay Stream and its surroundings, which divide the Central district of Çanakkale province into two, as the study area. This area has a high flood susceptibility and flood susceptibility warnings are issued from time to time.
Creating flood susceptibility maps has a very important place in disaster management studies. Geographic Information System (GIS) based multi-criteria decision analysis (MCDM) method is widely used in flood susceptibility assessment studies. Especially when the literature is examined, the Analytical Hierarchical Process (AHP) method is quite common. In this study, an MCDM method known as the Best-Worst Method (BWM), which is relatively new to the analytical hierarchical process method and can reach results with fewer pairwise comparisons, was preferred and used.
This study, carried out in Çanakkale-Sarıçay, started with determining the factors that caused floods and categorizing them, as a result of literature review and the opinions of 10 experts who worked on floods. To determine the weights of the factors to be used in the study; A survey was conducted with 10 experts from different professions, including 3 geomatics engineers, 2 forest engineers, 2 civil engineers, 1 landscape architect, and 2 urban planners, who have worked on floods and avalanches. First, the method and the structure of the survey were explained to the experts and questions regarding classification were asked. Then, their answers to the questions asked for pairwise comparison of sensitivity factors were collected on Excel, which was specially developed for BWM. According to the answers given, they were first asked to evaluate the weights of the main sensitivity factors and then to determine the weights of the sub-sensitivity factors.These factors are 5 main factors (topographic factors, hydrological factors, geological factors, meteorological factors and land use) and 14 sub-factors (altitude, slope, aspect, which are the sub-criteria of the main topographic factor; drainage density, distance to the stream, which are the sub-criteria of the main hydrological factor; the sub-criteria of the main geological factor are geology, soil; the sub-criteria of the meteorological main factor are precipitation and temperature; and the sub-criteria of the main factor of land use are artificial regions, agricultural areas, forests and semi-natural areas, wetlands and water structures). By applying the BWM method to the determined factors, factor weights were determined and analyzes were carried out for the final map. As a result of these analyses, flood-prone areas were determined in the study area, and a map was prepared that was thought to help decision makers regarding the necessary measures to be taken for the population and its surroundings that would be affected by a possible flood.
According to the prepared map, the study area was evaluated in five different classes: very low sensitivity (1), low sensitivity (2), medium sensitivity (3), high sensitivity (4) and very high sensitivity (5). In the resulting map; While dark green areas indicate very low sensitivity areas, light green areas indicate low sensitivity areas, yellow areas indicate medium sensitivity areas, orange areas indicate high sensitivity and red areas indicate very high sensitivity areas. As can be seen on the resulting map, dark and light green areas generally represent high areas and mountainous areas. Orange and red colored regions generally indicate streams and stream edges. This proves that the areas with high flood sensitivity in the study area are river and stream edges.  
When the five main factors are examined as a result of the studies, it is seen that the "Hydrological Factor" is chosen as the most important main factor, and these sensitivity factors are followed by the "Meteorological Factor", "Geological Factor" and "Topographic Factor", respectively. The main factor "Land Use" was determined as the least important sensitivity factor. When evaluated in terms of local weights of sub-factors; The "rainfall" sub-factor emerges as the most important factor among other sub-factors with 81.7%. This factor is followed by the "Distance to the Stream" sub-factor with 73.7% and the "Slope" sub-factor with 66.4%, respectively. The least important sub-factor was determined as the "Bakı" sub-factor with 14.4%. The determined weights were combined using the Weighted Sum method. As a result of the map obtained, 8% of the study area was determined as very low sensitivity, 25% as low sensitivity, 36% as medium sensitivity area, and 6% as very high sensitivity area.
The five-class map obtained as a result of the study was compared with the basin plans prepared with the "Marmara Basin Flood Management Plan Preparation Project" prepared by the General Directorate of Water Management of the Ministry of Agriculture and Forestry for 2023. In the institutional study, hydrodynamic modeling results are shown with two types of maps. These are Flood Water Depth Maps and Flood Hazard Maps. With these Water Depth and Hazard Maps obtained, the streams and streams in the Marmara Basin were checked for floods. 
The same study was carried out for Sarıçay and the surrounding region, which was chosen as the study area within the scope of this thesis. When the study was examined, it was stated that the capacity of the stream beds of Sarıçay and Kepez Streams, which are located in the study area and have a high flood sensitivity, was insufficient and the flood recurrence period was 500 years (Q500). In addition, as a result of the examination carried out in these two rivers, it was specifically stated that bed cleaning should be done once a year.
Flood disaster can be seen in almost every region, but it varies in terms of its formation, duration and damage. This arises due to the unique characteristics of each field. The inputs selected in the study are factors commonly used in most studies. However, due to characteristics that differ from region to region (soil, land use, geological structure, etc.), region-specific susceptibility maps should be created. 
Many features such as the soil structure of the region, periodic rainfall amounts, land use, slope and geological structure should be taken into consideration. As a result of the maps prepared in this way, more accurate decisions can be made, and the damages that may occur can be estimated closer to reality than other prepared maps and simulations.