MORPHOMETRIC ANALYSIS OF THE AL-AUQOOD, AL-SHAKREA AND AL-SAMTHEAI STREAM BASINS IN IRAQ USING GEOMATICS TECHNOLOGY

Abstract

Abstract This study was prepared to determine geomorphological features by using morphometric analysis methods. The selected study area is considered one of the dry areas in the western plateau of Iraq. There are valleys that represent water basins that supply the Euphrates River, in which these basins are poured, with water coming from rainfall. The region’s area reaches 303.38 km2, and it consists of three basins located in Anbar Governorate (Al-Jazirah Desert), such as Al-Shakrea stream basin, the largest in area, with an area of 132.88 km2, Al-Auqood Stream basin, which has less area of 124.13 km2, and Al-Samtheai which is the smallest, with an area of 46.37 km2. All of the basins are poured into the Euphrates River. Mathematically, the study area is between two latitudes 34o 29' 42" N and 34o 45' 01" N and between longitudes of 41o 31' 18" E and 41o 46' 29" E. The surface of the region consists of low terrain land, where the percentage of terrain in the basins of the study area is as follows: 43.79% in the Al-Shakrea Stream basin which is the biggest, 40.91% in the Al-Auqood stream basin, which is the medium size, and 15.28% in Al-Samtheai Stream basin which is the smallest. The region has between 120-360 meters above sea level elevations and gradually descends from northwest to southeast towards the Euphrates River. The ages of the rocks that make up the geological formations outcropping in the region range from Oligocene to Pliocene. In the study, due to the lack of meteorology stations, the data of the closest Al-Qaim and Anah meteorological stations to the region were adopted to clarify the prevailing climate for the region. The climate of the study area is characterized by cold winters and low precipitation, hot and dry summers. The region is affected by the Mediterranean climate and has a dry character. The soils of the region have salinity ranging from slight to medium, moderate base, and low values of organic matter fertility in them, as in the flooded soils. Their textures are between medium to moderately coarse, and the proportions of sand, clay, and silt vary horizontally and vertically, while desert soils (gypsum desert soil) are of average permeability. Vegetation, which is very scarce in the region, is highly insufficient. The number of species varies depending on the location and altitude. The most common drainage network in the study area is dendritic drainage developed in the form of tree branches. Groundwater is classified in the region into two groups, chloride and sulfate, and most of this water is physically and chemically unfit for drinking. It is possible to use saltwater in agriculture by providing good management of water and soil through modern irrigation methods such as sprinkling or dripping or alternating or supplementary, by determining the appropriate times for irrigation. In the region where the temperature and evaporation are high, landforms formed as a result of erosion and accumulation caused by external factors such as rivers and winds are observed. Among these, low plateaus and erosional surfaces cover a large area. The North-South and West-East directional profiles of the study area were drawn using the Global Mapper 14 Program. It was observed that the landform groups formed different elevation levels. Karst topography forms are frequently encountered in the study area, depending on the rock structure and chemical dissolution. Stream terraces, flood plains, tafoni, desert pavements (sarir), and ripple marks represented by different sediment types of the Quaternary Period, were formed. Since the current climate cannot create these forms, it is thought that the landforms began to occur with the nature of the paleoclimate of the region. In addition to these, landforms are also subject to change due to human influence. In the study, the morphometric features of the basins were examined, mathematical analyzes were made, and numerical data were evaluated using ArcGIS 10.8 program. Strahler Method was followed in the morphometric analysis of the river valleys in the study area. According to this, 4 bifurcation phases with a total length of 373.93 km and a total number of 277 were determined in the study area. The fact that all the valley basins have a rectangular shape indicates no risk of flooding even if the water levels rise due to low precipitation, high permeability, and low slope values. According to the prepared hypsometric curve and hypsometric integral results, it was seen that the Al-Shakrea and Al-Auqood stream basins in the study area have just completed the youth phase and started the maturity phase. The other basin, Al-Samtheai, is also in the maturity stage and is the most advanced stage of geomorphological development among the basins in the study area.

Özet Bu çalışma, morfometrik analiz yöntemlerinden yararlanılarak jeomorfolojik özelliklerin belirlenmesi amacıyla hazırlanmıştır. Seçilen çalışma alanı, Fırat Nehri’ni yağışlardan gelen sularla besleyen akarsu havzalarını temsil eden vadilerin bulunduğu bir saha olup, Irak’ın batı platosundaki kurak alanlardan biri olarak kabul edilmektedir. Bölgenin yüzölçümü 303.38 km2’ye ulaşmaktadır. Anbar Valiliği’nde (El-Cezire Çölü) yer alan, en büyüğü Al-Shakrea Dere havzası (132.88 km2), ortancası Al-Auqood Dere havzası (124.13 km2) ve en küçüğü Al-Samtheai (46.37 km2) olan üç havzadan oluşur. Havzaların tümünün suları Fırat Nehri tarafından toplanmaktadır. Matematiksel olarak çalışma alanı, 34° 29' 42" ve 34° 45' 01" Kuzey enlemleri ile 41° 31' 18" ve 41° 46' 29" Doğu boylamları arasında yer almaktadır. Al-Shakrea akarsu havzası %43.79, Al-Auqood akarsu havzası %40.91 ve Al-Samtheai akarsu havzası ise %15.28 kadar bir alana yayılmıştır. Bölge deniz seviyesinden 120-360 metre yükseltiler arasında olup, kuzeybatıdan güneydoğuya doğru kademeli olarak Fırat Nehri’ne doğru alçalmaktadır. Bölgede yüzeylenen jeolojik oluşumları oluşturan kayaçların yaşları Oligosen’den Pliosen’e kadar değişmektedir. Çalışmada, iklim istasyonlarının bulunmaması nedeniyle, bölge için hakim iklimi netleştirmek için bölgeye en yakın olan Al-Qaim ve Anah meteoroloji istasyonlarının verileri benimsenmiştir. Çalışma alanının iklimi, soğuk kışlar ve düşük yağış, sıcak ve kuru yazlar ile karakterizedir. Bölge Akdeniz ikliminden etkilenir, yer yer kurak bir karaktere sahiptir. Bölge toprakları, su basmış topraklarda olduğu gibi az ile orta arasında değişen tuzluluk, orta taban ve düşük organik madde verimliliği değerlerine sahiptir. Dokuları orta ila orta derecede kaba arasındadır ve kum, kil ve silt oranları yatay ve dikey olarak değişirken, çöl toprakları (jips çöl toprağı) normal geçirgenliğe sahiptir. Bölgede oldukça zayıf olan bitki örtüsü son derece yetersiz olup, tür sayısı bulunduğu yere ve rakıma göre değişiklik göstermektedir. Çalışma alanındaki en yaygın drenaj ağı, ağaç dalları biçiminde gelişmiş olan dentritik drenajdır. Yeraltı sularına gelince, bölgede klorür ve sülfat olmak üzere iki gruba ayrılır ve bu suların çoğu fiziksel ve kimyasal olarak içmeye uygun değildir. Sulama için uygun zamanların belirlenmesi ile yağmurlama, damlama, dönüşümlü veya ilave gibi modern sulama yöntemlerinin kullanılması ile suyun ve toprağın iyi yönetimi sağlanarak tuzlu suyun tarımda kullanılması mümkündür. Sıcaklık ve buharlaşmanın yüksek olduğu bölgede; akarsu ve rüzgar gibi dış etkenlerin neden olduğu erozyon ve birikim sonucu oluşan yerşekilleri gözlemlenir. Bunlar arasında alçak platolar, aşınım yüzeyleri geniş alan kaplamaktadır. Global Mapper 14 Programı kullanılarak çalışma alanının Kuzey-Güney ve Batı-Doğu yönlü profilleri çizilmiş ve yerşekli gruplarının farklı yükselti seviyeleri oluşturduğu görülmüştür. Çalışma alanında, ayrıca kayaç yapısına ve kimyasal çözünmeye bağlı olarak karstik topoğrafya formlarına sıklıkla rastlanmaktadır. Kuaterner Dönemi’nin farklı çökel türleri ile temsil edilen akarsu sekileri, taşkın ovaları, tafoniler, çöl kaldırımları (serir) ve ripple marklar meydana gelmiştir. Mevcut iklim bu formları yaratma yeteneğine sahip olmadığı için, yerşekillerinin bölgenin paleoiklimlerinin doğası ile meydana gelmeye başladığı düşünülmektedir. Bunlara ek olarak, yeryüzü şekilleri insan etkisiyle de değişime uğramaktadır. Çalışmada havzaların morfometrik özellikleri incelenmiş, matematiksel analizleri yapılmış ve ArcGIS 10.8 programı kullanılarak sayısal veriler değerlendirilmiştir. Çalışma alanındaki akarsu vadilerinin morfometrik analizinde Strahler Metodu izlenmiştir. Buna göre, çalışma alanında toplam uzunluğu 373.93 km ve toplam sayısı 277 olan 4 çatallanma evresi belirlenmiştir. Vadi havzalarının tamamının dikdörtgen bir şekle sahip olması, düşük yağış, yüksek geçirimlilik ve düşük eğim değerleri nedeniyle su seviyeleri yükselse bile taşkın riskinin olmadığını göstermektedir. Hazırlanan hipsometrik eğri ve hipsometrik integral sonuçlarına göre, çalışma alanındaki Al-Shakrea ve Al-Auqood akarsu havzalarının gençlik evresini yeni tamamladıkları ve olgunluk evresine başladıkları görülmüştür. Diğer havza olan Al-Samtheai de olgunluk evresinde olup, çalışma alanındaki havzalar arasında jeomorfolojik gelişimin en ileri evresindeki havzadır.