Assessing the water quality of the Sazlıdere reservoir in İstanbul with ikonos satellite imagery

Abstract

Günümüzde ötrofikasyon ve sediment kaynaklı sorunlar içme suyu sağlayan göl ve rezervuarların su kalitesini tehdit etmektedir. Nüfus artışı ve alansal büyüme özellikle kentsel alanlarda güvenli su sağlama konusundaki endişeleri artırmıştır. İçme suyu sağlayan rezarvuarları besleyen havzaların çoğu kent, konut, sanayi ve tarım alanlardan meydana gelen karma bir arazi kullanımı içerdiğinden su kaynakları, çevresindeki bu alanlardan artan düzeyde kirleticiler almaktadır. Bu yüzden içme suyu kaynakları ve onların havza alanlarının korunması ve yönetimi giderek daha da önemli hale gelmiştir. Uydu verilerinin su kalitesi izleme ve değerlendirme açısından yararlılığı kanıtlanmış durumdadır. Su kalitesi parametrelerinin dağılımları ve havza özellikleri için sağladığı yüksek alansal detay ve sinoptik görüş yeteneği nedeniyle yüksek çözünürlüklü uydu verileri, bütün rezervuar alanını içeren su kalitesi değerlendirmesine katkıda bulunmaktadır.Bu çalışmanın amacı, Sazlıdere rezervuarındaki trofik duruma ve askıdaki sedimentlerin yoğunluğuna göre yapılan su kalite değerlendirilmesi için su kalitesi göstergelerinin (askıda sediment, klorofil, toplam fosfat, sechi disk) dağılımının sayısallaştırılması ve haritalanması temeline dayanan uydu kaynaklı veri kullanmaktır. IKONOS görüntüleri Sazlıdere rezervuarının dinamizmini belirlemek için su kalitesi göstergelerindeki alansal ve zamansal değişimlerin ve bunların kontrol etmenlerinin araştırılmasında uydu tabanlı bilgi edinmede kullanılmıştır. Uydu görüntülerinden elde edilen tematik haritalar, kestirimci ampirik modeller tarafından su kalite parametreleri ve bunlara karşılık gelen atmosferik olarak düzeltilmiş olan IKONOS verileri arasındaki ilişkinin istatistiksel analizi yoluyla üretilmiştir. Uydu kaynaklı veri zamansal ve alansal olarak rezarvuardaki su alanını bütünü için yapılan su kalitesi değerlendirmesinde faydalı bilgiler sağlamıştır. Sonuçlar, rezervuar su seviyesi üzerinde iklimin etkisinin su kalitesini etkileyen önemli faktör olduğunu göstermiştir. Ayrıca su kalitesi parametlerinin dağılım şablonunda alansal kapsama ve açık görsel ayrışma sağlamasıyla Uzaktan Algılama, arazi su örnekleme uygulaması için en iyi noktaları belirlemeyi dizayn etmede ve geliştirilmesine rehberlik sağlamada büyük bir potansiyele sahip olduğunu göstermiştir.

Eutrophication and sediment related problems threaten the water quality of lakes and reservoirs that supply public drinking water. Population growth and land developments have increased considerations about the safe supply of water, especially in urban areas. Since most of the watersheds draining into water supply reservoirs contain mixed land uses, consisting of urban, residential, industrial and agricultural areas, water resource areas have received an increased level of pollutants coming from the surrounding area. Thus the protection and management of drinking water sources and their watershed areas have become increasingly important. The use of satellite data has been proven to be useful in terms of water quality monitoring and assessment. Due to its capability of providing high spatial details and synoptic views of the water quality parameters, distributions and watershed characteristics, high resolution satellite data enables valuable information in the assessments of water quality covering an entire water body.The goal of this study is to use satellite-derived data for assessing water quality with respect to the trophic condition and suspended sediment concentrations in the Sazlıdere reservoir, which is based on quantifying and mapping the distribution of quality indicators (suspended sediment, chlorophyll-a, total phosphate, secchi disc depth). IKONOS imagery was used to obtain satellite-based information for investigating the spatial and temporal variations in water quality indicators and their controlling factors to clarify dynamics in the Sazlıdere reservoir. Thematic maps from satellite imagery were produced by predictive empirical models through statistical analysis of the relationship between water quality parameters and their corresponding atmospherically corrected IKONOS data. Satellite-derived data have provided valuable information in the assessments of water quality covering temporally and spatially the entire water body of the reservoir. The results indicated that the effects of climate on the reservoir?s water level were important factors affecting water quality. Providing high spatial coverage and clear visual differentiation between the patterns of distribution of water quality parameters, satellite data has been demonstrated to have potential for use as a guide for designing and improving methods for finding the best locations to carry out ground sampling.Key words:Satellite Images, IKONOS, Thematic maps, Water Quality Monitoring and Assessment