Sel risk endeksinin belirlenmesi: Yeşilırmak havzası örneği
Determination of flood risk index: Yesilirmak basin
Yazar: EZGİ NUR MENTEŞ
Danışman: PROF. DR. ŞİNASİ KAYA
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
İnsan etkisi olarak hızlı nüfus artışı, sanayileşme, kentleşme, yanlış arazi kullanımı, doğal kaynakların hızlı ve bilinçsiz şekilde tüketilmesi sonucunda oluşan doğal afetler, toplumun sosyo-ekonomik ve kültürel etkinliklerini olumsuz yönde etkileyen, önemli ölçüde can ve mal kaybına neden olan kısmen ya da tamamen doğal etkenlerin neden olduğu doğal tehlikelerle ortaya çıkan olaylardır.
Sel yönetim planlamaları genellikle öncelikli olarak fiziksel zarar ve yapısal önlemlere odaklanır. Böyle bir yaklaşımın gerekli olmasının yanında yetkin önlemlerin ve planlama kararlarının alınması ve uygulanmasını sağlayabilmek için daha birçok bilgi gereklidir. Özellikle sel yönetim planları açısından önemli olan sel risk haritalarının üretilmesinde, sel havzasının su altında kalma ihtimali yüksek olan yerlerde kalan varlıkların fiziksel zarar görebilirlikleri (savunmasızlıkları) ile nüfusun sosyo-demografik ve sosyo-ekonomik durumunun risk arttırıcı yönünün değerlendirilmesi, sel riskinin gerçeğe en yakın doğrulukta tahmin edilmesini sağlayacaktır.
Belirli bir bölgedeki sellerin neden olduğu hasar derecesi, nüfus ve varlıkların yoğunluğu, arazi kullanımı, altyapı geliştirme ve bilgi iletiminin hızı gibi birçok doğal ve sosyo-ekonomik faktöre bağlıdır. Bu faktörler ve sel riski arasındaki ilişkiler tam olarak araştırılmamıştır. Bu çalışmada çeşitli doğal ve sosyo-ekonomik faktörlerden sel riskini ölçmek, sel riskinin nüfus, iklim ve arazi kullanım koşullarındaki değişikliklere karşılık nasıl değişeceği değerlendirildi.
Sellerin zarar verip vermeyeceği konusunda nüfus ve varlıkların yoğunlaşması, arazi eğimi ve kullanımı, arsa ve barajlar gibi sosyal altyapının iyileştirilmesi, bilgi aktarım hızı ve uyarı sisteminin geliştirilmesi gibi birçok doğal ve sosyal faktör söz konusudur. Bu çeşitli faktörler ile "sel riski" arasındaki ilişkiyi "sel oluşumunun neden olabileceği zarar" anlamında göstermek için sel riski küresel olarak endekslendi ve nicel olarak hesaplandı.
Afet yönetimi, afetin etkilerini en düşük seviyeye indirmek için zarar görebilirlik ve tehlikelerin azaltılmasına odaklanmaktadır. Farklı coğrafi konumların yanı sıra bir topluluktaki farklı popülasyonlar, güvensiz koşulları oluşturan çok farklı zarar görebilirlik seviyelerine sahiptir yani afete açıklık hem fiziksel hem de sosyal ortamlardan etkilendiğinden, zarar görebilirlik eşit olarak dağıtılamaz. Bunun için birçok model önerilmiş olsa da uygulamada en yaygın olarak kullanılan PAR Model kabul edildi.
Uygulamada kullanılan diğer bir yöntem ise bilgi içindeki belirsizliğin ölçülmesi amacıyla olasılık teorisinden faydalanılarak geliştirilen entropi yöntemidir. CBS ile entegre edilebilen birçok "Çok Kriterli Karar Verme" yöntemi bulunmaktadır.
Hasar verileri için, 2000'den 2015'e kadar T.C Tarım ve Orman Bakanlığı'nda bulunan mevcut veriler alındı. Tehlike, zarar görebilirlik, karşı önlemler ve maruziyet için aday veriler, zamansal ve mekansal ölçeklerle uyumlu bir şekilde 2000-2015 çalışma dönemi için çeşitli kaynaklardan Türkiye bazında toplandı. Toplanan veriler havza alanı ve nüfusu ile orantılı olarak Yeşilırmak Havzasına indirgendi. Belirtilen yıllar arasında bulunamayan parametre değerleri bulunan mevcut yıllara göre ortalama olarak hesaplandı. Yeşilırmak Havzası Taşkın Yönetim Planı verilerine göre 2000, 2001, 2005, 2006, 2007, 2012 sel yıllarına ait endeks hesaplamaları yapıldı.
Alt göstergeler gruplanırken AWDO dan yararlanılarak, ekonomi, sağlık, bitki örtüsü, nüfus, nehir gibi çok çeşitli özellikleri kapsayan bir grup parametre arasından küresel mevcudiyetlerine ve veri tutarlılıklarına göre seçildi. Türkiye şartlarında uzun dönem verilere ulaşma imkanı kısıtlı olduğundan veriler, BM veritabanları gibi nispeten daha güvenilir kaynaklardan elde edilmiş olup, sel hasar verileri ile aynı dönemde GSYH, nüfus ve orman örtüsü gibi zamana bağlı değişen parametreler için en yaygın olarak kullanılan sıklıkta yıllık olarak toplandı.
Toplanan parametre değerleri arasındaki korelasyon, hasar miktarına bağlı olarak hesaplandı, yüksek korelasyonlu olan veriler endeks hesabına dahil edildi. Korelasyondan elenmeyen parametreler çoklu kriter analizi olan entropi yöntemiyle ağırlıklandırılmış olup, sel hasarına etkileri belirlendi. Basınç ve salınım modeline dayanarak hesaplanan sel risk endeksi, Yeşilırmak Havzası Sel Risk Endeksi (Y-SRE) olarak adlandırıldı.
Uygulama sonucu Y-SRE radar grafikleri incelendiğinde en fazla değişimi yumuşak karşı çıkma önlem endeksi gösterdi. 2000 yılından 2012 yılına kadar havzada artan eğitim faaliyetleri, sağlık harcalamaları, iletişim araçlarına erişim imkanlarının Y-SRE'ni azaltmıştır. Diğer endeksler incelendiğinde yıllar arasında Y-SRE'yi etkileyecek büyüklükte bir değişiklik olmadığı, endeks değerlerinin birbirine çok yakın çıktığı görüldü. Ayrıca, 5 ana endeksin sel risk endeksi ile korelasyonuna bakıldığında, tehlike, maruziyet, zarar görebilirlik endeksleri ile pozitif yönde korelasyonluyken karşı çıkma önlemleriyle negatif yönde korelasyonlu olduğu görüldü.
Sonuç olarak bu çalışmada, yalnızca doğrudan sel oluşumuna katkıda bulunan tehlike parametrelerinin (yağışlardaki artış) değil, aynı zamanda konut ve sosyal özellikleri de dahil olmak üzere selin meydana geldiği bölgenin koşullarını yansıtan zarar görebilirlik, maruziyet ve karşı önlem parametrelerinin de sel hasarını etkilediği sayısal olarak gösterildi.

Abstract:
Natural disasters as a result of rapid population growth as a human influence, industrialization, urbanization, improper land use, rapid and unconscious consumption of Natural Resources, the socio-economic and cultural activities of society adversely affect negatively, causing a significant degree of death and loss of life caused by partially or completely natural factors arising from natural hazards.
The degree of damage caused by floods in a specific region is dependent on many natural and socio-economic factors, such as the density of population and assets, land use, infrastructure development, and the speed and accuracy of information transmission. However, the relationships between these factors and associated flood risk have not been fully investigated. Here, flood risk is defined as the possibility of the degree of damage from an occurrence of flooding. Quantifying flood risk from various natural and socio-economic factors will allow us to assess how flood risk would change corresponding to the changes in population, climate and land-use conditions, and also how the policy of flood damage mitigation can potentially reduce the flood risk.
Due to geological, geomorphological and meteorological conditions in our country, various disasters have occurred. Whether the impact of such disasters is too much or less is also related to vulnerability. In other words, the characteristics of the society and the conditions around them affect vulnerabilities against disasters. Vulnerability is defined as the conditions and characteristics of a community, system or property that cause exposure to the harmful effects of the hazard. The interaction of vulnerability and hazard poses a risk situation. Risk is the sum of the possible damages and negative consequences of the dangerous event that may arise due to the harm to humans and the environment in the event of a particular hazard. In order to address the risk, it is necessary to have an event or danger of a certain magnitude at a given location, to be present or to be able to estimate the extent to which the present values are affected or vulnerable.
Flood management planning usually focuses primarily on physical damage and structural measures. In addition to the necessity of such an approach, much more information is needed to ensure that competent measures and planning decisions are taken and implemented. In the production of flood risk maps, which are especially important for flood management plans, the evaluation of the physical vulnerability and the socio-demographic and socio-economic status of the population, the risk of flooding, which is likely to be submerged by the flood basin, will enable the estimation of the risk of flooding in the truest sense.
There are many natural and social factors such as the concentration of population and assets, land slope and use, improvement of social infrastructure such as land and dams, information transfer rate and the development of warning system. In order to show the relationship between these various factors and ve flood risk "in the sense of" the damage caused by flood formation", the risk of flooding is calculated and quantified globally. The Flood Risk Index, based on both natural and socio-economic factors, is an event-based index that represents the expected loss from a single flood event.
Disaster management focuses on reducing hazards and vulnerability to minimize the impact of disasters. In addition to different geographical locations, different populations in a community have very different levels of vulnerability that constitute insecure conditions, so vulnerability cannot be distributed equally because vulnerability is affected by both physical and social (economic, political and cultural) environments. Although many models have been proposed for this, Wisner et al. the PAR Model (Pressure and Release Model) proposed by , was accepted.
The PAR Model is generally used to understand the relationship between damage visibility and danger. According to the model 'pressures' are caused by the effects of damage and hazards. The "oscillation" part of the model suggests that these conditions can be reversed and that damage can be alleviated when they are known and mitigated.
Another method used in practice is the entropy method developed by using probability theory to measure the uncertainty in the information. There are many "Multi-Criteria decision making" methods that can be integrated with GIS.
For damage data, current data from the Ministry of Agriculture and Forestry from 2000 to 2015 have been obtained. Candidate data for hazard, vulnerability, countermeasures and exposure were collected on the basis of Turkey from various sources for the period 2000-2015 in accordance with temporal and spatial scales. The collected data were reduced to the Yeşilırmak Basin in proportion with the basin area and population. The parameter values that cannot be found between the specified years were not calculated on average according to the current years. Yesilirmak Basin Flood Management Plan data 2000, 2001, 2005, 2006, 2007, 2012 index calculations for the floods were made.
The sub-indicators were grouped according to their global availability and data consistency from a range of parameters covering a wide range of characteristics, such as economy, health, vegetation, population, river, using AWDO. The possibility of long-term access to data is restricted conditions in Turkey. Therefore, the data were obtained from relatively more reliable sources such as United Nations databases. In the same period with the flood damage data, it was collected annually with the most commonly used frequency for time-varying parameters such as GDP, population and forest cover.
In the calculation of the index, first of all, standardization (normalization) was applied in order to create indicators and to collect variables evenly. In other words, since the parameters used are measured at different scales and units, they are converted to a common area by normalization technique. In this process, non-proportional numerical data were proportioned according to Yeşilırmak Basin's face measurement and reduced to regional level.
The correlation between the standardized parameter values was calculated based on the amount of damage, and the highly correlated data were included in the index calculation. The parameters that were not sieved from the correlation were weighted by the entropy method which is a multiple criteria analysis and their effects on flood damage were determined. The flood risk index calculated based on pressure and oscillation model (PAR model) was named as Yeşilırmak Basin Flood Risk Index (Y-SRE).
When the Y-SRE radar charts were examined as a result of the application, the most change was shown in the soft countermeasure index. Increasing education activities in the basin from 2000 to 2012, health spending and access to communication tools have reduced Y-SRE. When other indices were examined, it was seen that there was no change in the size of Y-SRE between the years, and the index values were very close to each other. In addition, the correlation between the 5 main indices and the flood risk index was positively correlated with the hazard, exposure and vulnerability indices, while negatively correlated with the countermeasures.
This study is that not only the hazard parameters which contribute directly to flood occurrence, but vulnerability, exposure and countermeasure parameters which reflect the conditions of the region where flood occurred, including its residential and social characteristics, were shown quantitatively to affect flood damage.