Investigation of vegetation and agricutural soils in relation to groundwater by using Geographic Information Systems (GIS): A case study of Manisa, Alaşehir Basin

Abstract

Groundwater is a natural resource that is directly or indirectly affected by any intervention in nature that we use in all areas of our life. In this sense, the issue of the groundwater is a study-subject that interests many professions and researches. Urban planning is a profession area that is directly related to the groundwater issues as decision-making on spatial and functional decisions about the city and the natural environment. However, groundwater resources are not taken into account as aboveground natural resources during the planning phase. Plans without consideration of groundwater potential cause threatening consequences for both existing natural resources and residents in the region. For this reason, the focus point of the thesis is the groundwater and its determination and investigation of relationship among the groundwater, vegetation, and agricultural soils. The aim of this thesis is to determine the groundwater potential (GWP) locations of Alaşehir Basin by a multi-criteria (proxies) method based on Geographic Information System (GIS) integrated with Remote Sensing (RS). The method used in this study includes 10 proxies as mult-criteria that play important roles on determination of the potential of the groundwater, combining these proxies in a digital media and illustrating output image maps of them. These proxies are: Normalized Difference Vegitation Index (NDVI), Modified Normalized Difference Water Index (MNDWI), land-use land-cover (LULC), lineament, topography (Digital Elevation Model – DEM), slope, drainage, lithology, hydraulic conductivity, and soil types. The main data sources of the study are: Landsat-8 OLI multi-spetral satellite image bands, the Aster Digital Elevation Model (DEM) of the study area and the GIS data layers from the institutions and research studies. According to study, the most GWP locations are seen in northeast of Salihli, in southeast of Alaşehir and around Dereköy. This findings are so important for planning in terms of groundwater pollution risk management.

Yeraltısuyu hayatımızın her alanında kullandığımız aynı zamanda doğaya yapılan herhangi bir müdahaleden doğrudan ya da dolaylı olarak etkilenen doğal bir kaynaktır. Bu anlamda, yeraltı suyu konusu pek çok meslek alanını ve araştırmayı ilgilendiren bir meseledir. Kent ve dolayısıyla doğal çevresi hakkında konumsal ve işlevsel kararlar veren bir meslek alanı olması sebebiyle kent plancılığı yeraltı suyu meselesiyle direkt olarak ilişkilidir. Fakat planlama aşamasında yeraltı suyu kaynakları, yer üstü doğal kaynaklar kadar dikkate alınmamaktadır. Yeraltısuyu potansiyeli dikkate alınmadan yapılan planlar, hem mevcut doğal kaynaklar hem de bölgede yaşayanlar için tehdit oluşturacak sonuçlara sebep olur. Bu sebeple, tezin odak noktası yeraltısuları potansiyeli olan yerlerin belirlenmesidir. Bu yoldan hareketle, Alaşehir Havzası yeraltısuyu potansiyeli, Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) ile bütünleşik Uzaktan Algılama (UA) tabanlı, çok-kriterli (çokparametreli) karar-verme aşamaları ile bütünsel olarak değerlendirilmiştir. Bu amaçla kullanılan yöntem, yeraltısularının niteliğini ve niceliğini etkileyebilecek 10 parametrenin belirlenmesini, bu parametrelerin dijital ortamda bir araya getirilip, sonuç çıktılarının oluşturulmasını ve görselleştirilmesini kapsamaktadır. Bu parametreler: Normalleştirilmiş Fark Bitki Endeksi (NDVI), Değiştirilmiş Normal Fark Su Endeksi (MNDWI), arazi-kullanım arazi-örtüsü (LULC), çizgisellik, topografya, eğim, drenaj, litoloji, hidrolik iletkenlik ve toprak türleri olarak sıralanabilir. Çalışmanın ana veri kaynakları Landsat-8 OLI multi-spektral uydu görüntü bantları, kurumlardan ve alandaki araştırma çalışmalarından alınan CBS veri katmanları ve alanın Aster Sayısal Yükseklik Modelidir (SYM). Çalışmaya göre, yeraltısuyu potansiyel lokasyonları genellikle Salihli’nin kuzeydoğusu, Alaşehir’in güneydoğusu ve Dereköy civarinda konumlanmıştır. Bu alanlar, yeraltısuyu kirlilik risk yönetimi açısından planlama için önem taşır.