Ardıçtepe Barajı Havzası’nda (İvrindi-Balıkesir) karşılaştırmalı erozyon risk analizi

Abstract

Erozyon, doğal kaynakların sürdürülebilirliği ve baraj havzalarının işletme ömrü açısından önemli çevresel sorunlardan biridir. Bu çalışmada, Balıkesir ili İvrindi ilçesinde yer alan Ardıçtepe Barajı Havzası’nın erozyon tehlikesi, zarar görebilirliği ve erozyon riski Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) tabanlı bütüncül bir yaklaşımla değerlendirilmiştir. Araştırmada erozyon tehlikesinin belirlenmesinde MPSIAC ve RUSLE modelleri karşılaştırmalı olarak uygulanmış; arazi çalışmaları, erozyon çubukları, laboratuvar analizleri, uzaktan algılama verileri, sayısal yükseklik modeli ve çok zamanlı batimetrik ölçümlerden yararlanılmıştır. Elde edilen tehlike haritaları zarar görebilirlik analizi ile bütünleştirilerek erozyon risk haritaları oluşturulmuş ve model sonuçları sediment verimi ile rezervuar ömrü açısından karşılaştırılmıştır. Bulgular, her iki modelin yüksek riskli alanları benzer topoğrafik koşullarda belirlemesine karşın, MPSIAC modelinin orta ve yüksek risk sınıflarını daha geniş alanlarda tanımladığını göstermiştir. MPSIAC modeline göre yıllık sediment verimi 117.651 ton, RUSLE modeline göre ise SİO (Sediment İletim Oranı) yaklaşımıyla 14.820,48 ton olarak hesaplanmıştır. Batimetrik analizler Ardıçtepe Barajı’nın tahmini fonksiyonel ömrünü 54 yıl olarak ortaya koyarken, MPSIAC modeli 45 yıl, RUSLE modeli ise 355 yıl öngörmüştür. Bu sonuçlar, MPSIAC modelinin batimetrik verilere daha yakın sonuçlar üreterek havzadaki sediment üretim süreçlerini daha gerçekçi temsil ettiğini göstermektedir.

Soil erosion is one of the major environmental problems threatening the sustainability of natural resources and reducing the operational lifespan of reservoirs. This study presents a comprehensive assessment of erosion hazard, vulnerability, and erosion risk in the Ardıçtepe Dam Basin (İvrindi, Balıkesir, Türkiye) using a Geographic Information Systems (GIS)-based integrated approach. The MPSIAC and RUSLE models were comparatively applied to estimate erosion hazard. Field observations, erosion pin measurements, laboratory analyses, remote sensing data, digital elevation models, and multi-temporal bathymetric surveys were employed to generate the required datasets. The resulting erosion hazard maps were integrated with vulnerability analysis to produce erosion risk maps and the model outputs were further evaluated in terms of sediment yield and reservoir lifespan. The findings revealed that although both models identified similar spatial patterns of high-risk areas, the MPSIAC model predicted a wider distribution of moderate and high erosion risk classes. The annual sediment yield was estimated as 117,651 tons using the MPSIAC model and 14,820.48 tons using the RUSLE model combined with the Sediment Delivery Ratio (SDR) approach. Bathymetric analyses indicated an estimated functional lifespan of 54 years for the Ardıçtepe Dam Reservoir, whereas the MPSIAC and RUSLE models predicted reservoir lifespans of 45 and 355 years, respectively. These findings demonstrate that the MPSIAC model provides results that are more consistent with bathymetric observations and better represents sediment production processes within the basin.