INVESTIGATING IMPACTS OF LARGE DAMS ON AGRICULTURAL LANDS AND DETERMINING ALTERNATIVE ARABLE AREAS USING GIS AND AHP IN ARTVIN, TURKEY

Year 2017, Volume: 5 Issue: 1, 83 - 95, 01.03.2017

Halil Akıncı Ayse Yavuz Özalp , Mehmet Özalp

https://doi.org/10.15317/Scitech.2017.72

Abstract

Large dams are generally built for the purposes of providing drinking or irrigation water, flood control, and producing hydroelectric power, but their constructions also result in some negative outcomes such as decreasing in flora and fauna diversity, inundation of arable lands, forest areas, cultural sites and involuntary displacement of people. The city of Artvin has been facing almost all of those negative effects since five large dams have being constructed on the section of the Çoruh River flowing within the city boundary. Three of those large dams completed submerged 795.60 ha of fertile agricultural land under the reservoir waters. The objective of this study was to determine potential suitable agricultural areas in substitution for those inundated due to these five dams. For this, the Analytic Hierarchy Process (AHP) method was used in this study. In the application, parameters including great soil groups, land use capability class, land use capability sub-class, soil depth, erosion degree, slope, aspect, elevation and other soil properties were used. A suitability map was created and separated into 5 categories according to the land suitability classification provided by the FAO. After deducting the forests, pastures, and reservoir areas, newly classified suitability map showed that 2.08% (11603.25 ha) of the study area was highly suitable, while 3.43% (19132.84 ha) was moderately suitable and 4.30% (23989.99 ha) was marginally suitable for agricultural production. It was interpreted that high slope, insufficient soil depth for agricultural production, and high erosion degree of the study area were effective factors in these findings.

Keywords

GIS, AHP, Agriculture, Land use suitability analysis

Artvin İlinde Büyük Barajların Tarım Arazileri Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi ve CBS ve AHP Kullanılarak Alternatif Ekilebilir Alanların Belirlenmesi

Abstract

Büyük barajlar, genellikle içme veya sulama suyu sağlama, taşkın kontrolü ve hidroelektrik enerji üretimi amaçlı inşa edilirler. Fakat büyük barajların inşası, flora ve fauna çeşitliliğinin azalması, ekilebilir arazilerin, orman alanlarının, tarihi ve kültürel alanların su altında kalması ve insanların isteksiz olarak yer değiştirmesi gibi bazı olumsuz sonuçlara neden olmaktadır. Artvin ili, Çoruh nehrinin şehrin sınırları içinde akan bölümünde inşa edilen beş büyük baraj nedeniyle tüm bu olumsuz etkilerle karşı karşıya kalmıştır. Tamamlanan üç büyük baraj, 795.60 ha verimli tarım arazisini rezervuar suları altında bırakmıştır. Bu çalışmanın amacı, bu beş büyük baraj nedeniyle sular altında kalan tarım arazilerinin yerine potansiyel tarım alanlarını belirlemektir. Bunun için çalışmada, Analitik Hiyerarşi Proses (AHP) yöntemi kullanılmıştır. Uygulamada, büyük toprak grupları, arazi kullanım kabiliyeti sınıfı, arazi kullanım kabiliyeti alt sınıfı, toprak derinliği, erozyon derecesi, eğim, bakı, yükseklik ve

diğer toprak özellikleri parametreleri kullanılmıştır. Oluşturulan uygunluk haritası, FAO tarafından sağlanan arazi uygunluk sınıflamasına göre 5 kategoriye ayrılmıştır. Ormanlar, meralar ve rezervuar alanları çıkarıldıktan sonra yeniden sınıflandırılan uygunluk haritası, çalışma alanının %2.08’inin (11.603,25 ha) yüksek derecede, %3.43’ünün (19.132,84 ha) orta derecede ve %4.30’unun (23.989,99 ha) tarımsal üretim için düşük derecede uygun olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlara ulaşılmasında, çalışma alanındaki eğimin yüksek olmasının, toprak derinliğinin tarımsal üretim için yeterli olmamasının ve çalışma alanının yüksek erozyon derecesine sahip olmasının etkili olduğu değerlendirilmiştir.

Keywords

CBS, AHP, Tarım, Arazi kullanımı uygunluk analizi

References

• Akbulak, C., 2010, ‚Analitik Hiyerarşi Süreci ve Coğrafi Bilgi Sistemleri ile Yukarı Kara Menderes Havzası’nın Arazi Kullanımı Uygunluk Analizi‛, Uluslararası İnsan Bilimleri Dergisi, Vol. 7(2), pp. 557-576.
• Akıncı, H., Yavuz Özalp, A., Turgut, B., 2013, ‚Agricultural Land Use Suitability Analysis Using GIS and AHP Technique‛, Computer and Electronics in Agriculture, Vol. 97 (2013), pp. 71-82.
• Akten, M., Yılmaz, O., Gül, A., 2009, ‚Alan Kullanım Planlamasında Rekreasyonel Alan Kullanım Ölçütlerinin Belirlenmesi: Isparta Ovası Örneği‛, Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, Vol. 2 (2009), pp. 119-133.
• Al-Shalabi, M.A., Mansor, S.B., Ahmed, N.B., Shiriff, R., ‚GIS Based Multicriteria Approaches to Housing Site Suitability Assessment‛, XXIII FIG Congress, 8-13 October 2006, Germany.
• Amiri, F., Shariff, A.R.B.M., 2012, ‚Application of Geographic Information Systems in Landuse Suitability Evaluation for Beekeeping: A Case Study of Vahregan Watershed (Iran)‛, African Journal of Agricultural Research, Vol. 7(1), pp. 89-97.
• Atalay, İ., 2006, Toprak Oluşumu, Sınıflandırılması ve Coğrafyası, Meta Basım Matbaacılık, İzmir.
• Bandyopadhyay, S., Jaiswal, R.K., Hegde, V.S., Jayaraman, V., 2009, ‚Assessment of Land Suitability Potentials for Agriculture Using A Remote Sensing and GIS Based Approach‛, International Journal of Remote Sensing, Vol. 30(4), pp. 879-895.
• Bozdağ, A., Yavuz, F., Günay, A.S., 2016, ‚AHP and GIS Based Land Suitability Analysis for Cihanbeyli (Turkey) County‛, Environmental Earth Sciences, (2016) 75:813, DOI 10.1007/s12665-016-5558-9.
• Demir, M., Demircioglu Yıldız, N., Bulut, Y., Yılmaz, S., Özer, S., 2011, ‚Alan Kullanım Planlamasında Potansiyel Tarım Alanlarının Ölçütlerinin Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Yöntemi ile Belirlenmesi (Ispir Örneği)‛, Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Vol. 1 (3), pp. 77–86.
• Duc, T.T., 2006, ‚Using GIS and AHP Technique for Land-use Suitability Analysis‛, International Symposium on Geoinformatics for Spatial Infrastructure Development in Earth and Allied Sciences (GIS-IDEAS 2006), 9-11 November 2006, Ho Chi Minh City, Vietnam.
• FAO, 1976, A Framework for Land Evaluation, Soils Bulletin 32, FAO and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.
• Feizizadeh, B., Blaschke, T., 2013, ‚Land Suitability Analysis for Tabriz County, Iran: A Multi-Criteria Evaluation Approach Using GIS‛, Journal of Environmental Planning and Management, Vol. 56(1), pp. 1-23.
• Fu, Z., Li, Z., Zai, C., Shi, Z., Xu, Q., Wang, X., 2011, ‚Soil Thickness Effect on Hydrological and Erosion Characteristics Under Sloping Lands: A Hydropedological Perspective‛, Geoderma, Vol. 167, pp. 41-53.
• Gessler, P.E., Chadwick, O.A., Chamran, F., Althouse, L., Holmes, K., 2000, ‚Modeling Soil-landscape and Ecosystem Properties Using Terrain Attributes‛, Soil Science Society of America Journal, Vol. 64, pp. 2046–2056.
• Kavas, E., 2009, ‚Analitik Hiyerarşik Süreç Yöntemiyle İzmir İlinde Heyelan Duyarlılığının Coğrafi Bilgi Sistemleri Tabanlı İncelenmesi‛, TMMOB Coğrafi Bilgi Sistemleri Kongresi (CBS2009), 02-06 Kasım 2009, İzmir.
• Koulouri, M., Giourga, C., 2007, ‚Land Abandonment and Slope Gradient as Key Factors of Soil Erosion in Mediterranean Terraced Lands‛, Catena, Vol. 69(3), pp. 274–281.
• Lobo, D., Lozano, Z., Delgado, F., 2005, ‚Water Erosion Risk Assessment and Impact on Productivity of A Venezuelan Soil‛, Catena, Vol. 64(2-3), pp. 297–306.
• Malczewski, J., 1999, GIS and Multicriteria Decision Analysis, John Wiley and Sons, New York.
• Mishra, A.K., Deep, S., Choudhary, A., 2015, ‚Identification Of Suitable Sites for Organic Farming Using AHP & GIS‛, The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, Vol. 18, pp. 181–193.
• Mokarram, M., Aminzadeh, F., 2010, ‚GIS-based Multicriteria Land Suitability Evaluation Using Ordered Weight Averaging with Fuzzy Quantifier: A Case Study in Shavur Plain, Iran‛, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. 38(II), pp. 508-512.
• Mustafa, A.A., Singh, M., Sahoo, R.N., Ahmed, N., Khanna, M., Sarangi, A., Mishra, A.K., 2011, ‚Land Suitability Analysis For Different Crops: A Multi Criteria Decision Making Approach Using Remote Sensing and GIS‛, Researcher, Vol. 3(12), pp. 61-84.
• Öztürk, D., Batuk, F., 2007, ‚Çok Sayıda Kriter ile Karar Vermede Kriter Ağırlıkları‛, Yıldız Teknik Üniversitesi Sigma Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, Vol. 25(1), pp. 86-98.
• Öztürk, D., Batuk, F., 2010, ‚Konumsal Karar Problemlerinde Analitik Hiyerarşi Yönteminin Kullanılması‛, Yıldız Teknik Üniversitesi Sigma Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, Vol. 28, pp. 124-137.
• Parakash, T.N., 2003, Land Suitability Analysis for Agricultural Crops: A Fuzzy Multicriteria Decision Making Approach, Msc Thesis, The International Institute for Geo-information Science and Earth Observation (ITC), Enschede, The Netherlands.
• Perveen, M.F., Nagasawa, R., Uddin, M.I., Delowar, H.K.M., 2007, ‚Crop-Land Suitability Analysis Using A Multicriteria Evaluation & GIS Approach‛, 5th International Symposium on Digital Earth (ISDE5), 5-9 June 2007, University of California, Berkeley, USA.
• Pramanik, M.K., 2016, ‚Site Suitability Analysis for Agricultural Land Use of Darjeeling District Using AHP and GIS techniques‛, Modeling Earth Systems and Environment, Vol. 2(2), pp. 1-22, DOI 10.1007/s40808-016-0116-8.
• Romeijn, H., Faggian, R., Diogo, V., Sposito, V., 2016, ‚Evaluation of Deterministic and Complex Analytical Hierarchy Process Methods for Agricultural Land Suitability Analysis in a Changing Climate‛, ISPRS International Journal of Geo-Information, Vol. 5(6), 99; doi:10.3390/ijgi5060099.
• Saaty, T.L., 1980, The Analytic Hierarchy Process: Planning, Priority Setting, Resource Allocation, McGraw-Hill International, New York, NY, U.S.A.
• Saaty, T.L., 1990, ‚An Exposition of the AHP in Reply to The Paper 'remarks on The Analytic Hierarchy Process‛, Management Science, Vol. 36, pp. 259-268.
• Saaty, T.L., 2004, ‚Mathematical Methods of Operations Research‛, Dover Publications, Mineola, 415–447.
• Toker, E., 2010, Borçka ve Deriner Barajlarının Çoruh Havzasında Neden Olduğu Arazi Kullanım Değişiminin ve Arazi Tahribatının İrdelenmesi, Msc Thesis, Artvin Çoruh Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, Artvin.
• Tombuş, F.E., 2005, Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Kullanılarak Erozyon Risk Belirlemesine Yeni Bir Yaklaşım, Çorum İli Örneği, Msc Thesis, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Anabilim Dalı, Eskişehir.
• Yavuz Özalp, A., Akıncı, H., Temuçin Kılıçer, S., 2013, ‚Artvin Ili Arazisinin Topografik ve Bazı Fiziksel Özelliklerinin Tespiti ve Bu Özelliklerin Arazi Örtüsü Ile Ilişkisinin Incelenmesi‛, Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, Vol. 14, pp. 292-309.
• Yalew, S.G., van Griensven, A., Mul, M.L., van der Zaag, P., 2016, ‚Land Suitability Analysis for Agriculture in The Abbay Basin Using Remote Sensing, GIS and AHP Techniques‛, Modeling Earth Systems and Environment, Vol. 2(2) 2:101, DOI 10.1007/s40808-016-0167-x.
• Yıldırımer, S., 2013, Çoruh Nehri Üzerinde Tamamlanan, İnşası Devam Eden ve Planlanan Büyük Barajların Neden Olduğu ve Olacağı Arazi Kullanım Değişimlerinin Belirlenmesi, Msc Thesis, Artvin Çoruh Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, Artvin.
• Zengin, M., Yılmaz, S., 2008, ‚Ardahan Kura Nehri Ve Yakın Çevresi Alan Kullanımlarının Belirlenmesi ve Optimal Alan Kullanım Önerileri‛, Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, Vol. 39(1), pp. 43-54.