Influence of Basin Hydrogeology in the Detectability of Narrow Rivers by Sentinel2-A Satellite Images: A Case Study in Karamenderes (Çanakkale)

Abstract

Tr en Çizgisel su bileşenlerinin akım yollarının genelde dar olmaları ve bitki barındırmaları, bu tip su bileşenlerinde meydana gelen değişimlerin takibinde uydu görüntülerinin kullanmasında bazı zorluklar oluşturmaktadır. Bu çalışmanın amacı Çanakkale-Karamenderes Nehri gibi dar akarsuların 10 metre mekânsal çözünürlüklü multispektral Sentinel2-A uydu görüntüleri kullanılarak belirlenebilirliği ve belirlenebilen nehir çizgisindeki mevsimsel değişimde havzanın hidrometeorolojik koşullarının etkisinin değerlendirilmesidir. Farklı hidrojeolojik dönemlere ait uydu görüntüleri kullanılarak gerçekleştirilen çalışmada, su bileşenlerinin belirlenmesinde uydu görüntülerinden oluşturulan modifiye edilmiş normalize fark su indisinden (MNDWI) yararlanılmıştır. Uydu görüntüsü analizlerine göre Karamenderes Nehri’nin 102 km uzunluğundaki akım yolu üzerinde; Ocak ayı döneminde su belirlenen nehir çizgisi %59, Nisan ayında su belirlenen nehir çizgisi %26, Eylül ayı döneminde ise %18 seviyesinde belirlenmiştir. Thornthwaite su bütçesine göre havzada su fazlalığının olduğu hidrojeolojik dönemlerde dere yatağında su bulunan alanların 10m’den daha geniş olması nedeniyle, su noksanı olan dönemlere göre uydu görüntüleri ile belirlenebilen nehir yatağı alanı daha fazladır. Bunda havzadaki hidrometeorolojik döngü, tarımsal sulama ve günlük kullanım amaçlı insani etkiler etkendir. Hidrometeorolojik döngüde, yağışlar ve eriyen kar suları debiyi arttırırken, artan sıcaklık, azalan yağış ve yüksek evapotranspirasyon debinin azalmasına neden olur. Kullanılacak uydu görüntülerinin tarihinin havzanın hidrometeorolojik özelliklerine (akım, yağış, sıcaklık, su bütçesi v.b.) göre seçilmesi, dar nehir yatağına sahip su bileşenlerinin belirlenmesindeki başarımı arttırdığı ortaya konulmuştur. Since the flow paths of linear water components are generally narrow and containing vegetation, there are some difficulties in the use of satellite images monitoring changes in the linear water components. The aim of this study was to evaluate the detectability of narrow rivers such as Karamendere River of Çanakkale using 10 meters spatial resolution multispectral Sentinel2-A satellite images and to evaluate the effect of hydrometeorological conditions of the basin on the seasonal change in the detected river line. In this study, which was carried out using satellite images of different hydrogeological periods, the modified normalized difference water index (MNDWI) generated from the satellite images was used to determine the water components. According to the satellite image analysis, the existence of the stream was detected as 59% in January, 26% in April and 18% in September on the 102 km long stream line of the Karamenderes River. According to the Thornthwaite water budget, the river bed area which can be determined by satellite images was higher than the water deficient periods in the hydrogeological periods where there was a water surplus caused increase in the water areas in the creek wider than 10 meters. The hydrometeorological cycle, agricultural irrigation, daily water consumption and other human-induced factors were effective on the decreased water flow. In the hydrometeorological cycle, while precipitation and melting snow increase discharge, increased temperature, decreased precipitation and high evapotranspration caused a decrease in flow rate. It was revealed that the selection of the date of satellite images to be used according to the hydro-meteorological characteristics (flow, precipitation, temperature, etc.) of the basin increased the success of determining water components with narrow river bed.