BARAJ GÜVENLİĞİ ÇALIŞMALARINDA, İKLİM DEĞİŞİKLİĞİNİN SU KAYNAKLARINA ETKİSİNİN "OVERLAY MAPPING TREND ANALYSIS TECHNIQUE" İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

Transkript

1 BARAJ GÜVENLİĞİ ÇALIŞMALARINDA, İKLİM DEĞİŞİKLİĞİNİN SU KAYNAKLARINA ETKİSİNİN "OVERLAY MAPPING TREND ANALYSIS TECHNIQUE" İLE DEĞERLENDİRİLMESİ Kasım YENİGÜN HARRAN ÜNİVERSİTESİ Baraj Emniyeti ve Ölçme Sistemleri Çalıştayı İstanbul, Mayıs 2012

2 Sunum İçeriği Birinci Bölüm Dünyanın Odağındaki Su Neden BARAJLAR Barajların Güvenliği ve Kontrolü Örnekler İkinci Bölüm Su Miktarının Değişimi ve İzlenmesi Overlay Mapping Trend Analysis Technique Uygulama Adımlar Fırat Havzası Uygulaması Soru ve Öneriler

3 Her yer SU mu? Tuzlu SU su KARA Tatlı su

4 Kullandığımız SU? TATLI SU BUZULLAR VE KAR YERALTISUYU YÜZEY SULARI

5 Az su... Çok kavga! HİDROPOLİTİK Yeraltı suları + Yüzey suları

6 Üstelik bu AZ SUYUN çoğu SINIRAŞAN SU

7 Su: karmaşık bir kaynak... Egemenlik Hukuk Ekonomi Su rejimi Gelişme Kavga SU Tarım İşbirliği Su kuvveti Fayda Bilgi Çevre

8 Suyun kontrolü ve güç: BARAJLAR Merowe Dam, Sudan Kontrol Su Güç Bu resim bize ne anlatıyor?

9 BARAJLAR Çok işlevli Tasarımda Çok pahalı İnşada Çok önemli İşletmede Çok etkili «Dikkat, itina, kontrol»

10 F A K A T Bütün dikkat ve öneme rağmen Çok sayıda baraj çeşitli nedenlerle yıkılmış, hasar görmüş veya işlevini yitirmiştir.

11 5 Haziran 1976 Teton Barajı 1 milyar $ hasar 12 Mart 1928 St. Francis Barajı 450 kayıp.

12 Mühendislik yapılarında riskler (Cooper and Chapman,1993). Doğal riskler Tasarım kontrollü riskler İnşaat riskleri İnsani riskler Özel riskler TaĢkın Rüzgâr Sismik Jeolojik Ģartlar DüĢük akımlar Sızıntı, borulanma, erozyon Yer altı suyu ĠĢçi, grev, kavga Ekipman imkânları Ekipman zayiatı Malzeme imkânları Malzeme servisi Hava Ģartları Müteahhit kapasitesi Müteahhit kalite kontrolü Kazalar Sabotaj Regülatörün gecikmesi Tahmin değiģikliği Program değiģimi

13

14 Rogun barajı 2001 taşkını Tacikistan Palagnedra barajı 1976 taşkını İsviçre

15 Jirof Barajı Kirman, Iran Taşkın zamanı Norveç Virdnejavri Barajı Kar etkisi

16 Austin Barajı, 1910 (Tamamlandığında) Austin Barajı, 1911 (Taşkın sonrası)

17 Prealpi Barajı Stava, Torento, Italy 22 Mart 1995

18 ÇALIġMANIN AMACI Baraj yıkılma ve yetersizliklerinde çok önemli bir yere sahip taşkınların oluşumunda etkin olan iklim değişimi ve bunun su kaynaklarına etkisinin doğru olarak değerlendirilmesi büyük bir öneme sahiptir. Akım ve iklim değerlerindeki değişim trendlerinin harita üzerleme yönteminin kullanılmasıyla tematik haritaların oluşturulması ve yorumlanması hedeflenmiştir.

19 MATERYAL ÇALIŞMA ALANI: FIRAT HAVZASI VERİLER: PLATFORM: EĠEĠ AKIM DEĞERLERĠ DMI ĠKLĠM VERĠLERĠ HGK HARĠTA VERĠLERĠ ARCGIS ARCMAP

20

21 NJ371 NJ372 N7373 NJ374 NJ375 NJ376 NJ377 NJ378 NJ379 N7381 NJ385 NJ3710 NJ3711 NJ3712 Haritaların Üretildiği HGK Sayısal Harita Kaynakları

22 Station Identification Number (SID) Part of Basin Name of station Longtitude ( ' " E) Latitude ( ' " N) Altitude 2102 Middle Murat Nehri-Palu Lower Göksu Nehri-Malpınar Upper Fırat Nehri-Kemah Boğazı Middle Murat Nehri-Tutak Lower Çağçağ Suyu-Çınarköy Lower Tohma Suyu-Yazıköy Lower Beyderesi-Kılayık Lower Culpsuyu-Ġncirli Lower Bulam Çayı-FatopaĢa Upper Persisuyu-Korudibi Lower Tohma Suyu-Hisarcık Upper Munzur Suyu-Miskidağ Upper Fırat Nehri-Demirkapı Upper Karasu-AĢağı Kağdariç Upper Fırat Nehri-BağıĢtaĢ Middle Karasu-Karaköprü Middle Bingöl Çayı-A.PaĢa Köp Middle Göynük Çayı-Çayağzı Lower Zerkan Suyu-Hocaköy Upper Peri Suyu-Loğmar Upper Çaltı Suyu-Dazlak Upper Dumlu Suyu-YeĢildere (m) Akım Verilerinin Elde Edildiği EİEİ Akım Gözlem İstasyonları

23 STATION NUMBER STATION NAME LOCATION STATION DETAILS LATITUDE LONGITUDE ALTITUDE (o ) N (o ) E (m) BĠRECĠK ġanliurfa AKÇAKALE ġanliurfa CEYLANPINAR ġanliurfa NUSAYBĠN MARDĠN SĠVEREK ġanliurfa ÇERMĠK DĠYARBAKIR DOĞANġEHĠR MALATYA PALU ELAZIĞ AĞIN ELAZIĞ KEBAN ELAZIĞ MALAZGĠRT MUġ ÇEMĠġGEZEK TUNCELĠ ARAPKIR MALATYA KANGAL SĠVAS HINIS ERZURUM DĠVRĠĞĠ SĠVAS TERCAN ERZĠNCAN MARDĠN MARDĠN ġanliurfa ġanliurfa ADIYAMAN ADIYAMAN KĠLĠS KĠLĠS MUġ MUġ GAZĠANTEP GAZĠANTEP ELAZIĞ ELAZIĞ MALATYA MALATYA BĠNGÖL BĠNGÖL ERZĠNCAN ERZĠNCAN TUNCELĠ TUNCELĠ AĞRI AĞRI MAZGĠRT TUNCELĠ ERZURUM ERZURUM BALABAN MALATYA KARAKOÇAN ELAZIĞ SĠVRĠCE ELAZIĞ BASKĠL ELAZIĞ SOLHAN BĠNGÖL GENÇ BĠNGÖL KAHTA ADIYAMAN İklim Verilerinin Elde Edildiği DMİ Meteoroloji İstasyonları

24

25

26

27

28 YÖNTEM TREND ANALİZİ CBS MANN KENDALL SPEARMAN RHO SEN ĠN TREND EĞĠMĠ ARCGIS ARCMAP OVERLAY MAPPING ANALYSIS

29 OVERLAY MAPPING HARĠTA ÜZERLEME

30 Fırat Havzası Uygulaması

31 Mann-Kendall Spearman ın Rho AGİ No İstasyon Adı Ort. Min Max Ort. Min. Max 2115 Göksu Nehri-Malpınar o (-) o o (-) o 2123 Çağçağ Suyu-Çınarköy (-) (-) o (-) (-) o 2124 Tohma Suyu-Yazıköy o o o o o o 2131 Beyderesi-Kılayık o (-) o o (-) o 2135 Bulam Çayı-FatopaĢa o (-) o o (-) o 2145 Tohma Suyu-Hisarcık o (-) o o (-) o 2165 Zerkan Suyu-Hocaköy o (-) o o (-) o 2102 Murat Nehri-Palu o (-) o o (-) o 2122 Murat Nehri-Tutak o (-) o o (-) o 2157 Karasu-Karaköprü o o o o o o 2158 Bingöl Çayı-A.RahmanpaĢa Köp. o o o o o o 2164 Göynük Çayı-Çayağzı o (-) o o (-) o 2119 Fırat Nehri-Kemah Boğazı o o o o o o 2141 Persisuyu-Korudibi o o o o o o 2149 Munzur Suyu-Miskidağ o o o o o o 2151 Fırat Nehri-Demirkapı o o o o o o 2154 Karasu-AĢağıkağdariç o o o o o o 2156 Fırat Nehri-BağıĢtaĢ o (+) o o (+) o 2166 Peri Suyu-Loğmar o o o o o o 2167 Çaltı Suyu-Dazlak o o o o o o 2168 Dumlu Suyu-YeĢildere o (-) o o (-) o AGİ TREND SONUÇLARI

32 Yıllık minimum akım trend durumu

33 Yıllık ortalama akım trend durumu

34 Mann Kendall Testi ĠSTASYON NO ĠSTASYON ADI YAĞIġ SICAKLIK NEM TOPLAM MAX ORT MAX MĠN ORT MAX MĠN BĠRECĠK o o (+) (+) o o o (+) AKÇAKALE (-) o o o o (+) (+) o CEYLANPINAR o o o o o o o (+) NUSAYBĠN o o o (+) o (-) o (-) SĠVEREK o o (+) (+) (+) (+) (+) (+) ÇERMĠK o o o o o (+) (+) (+) DOĞANġEHĠR o o (+) (+) o o o o PALU o o o (+) o (-) o (-) AĞIN o o o o o o (+) o KEBAN o o (+) o o o o o MALAZGĠRT o o (+) (+) o (-) (-) o ÇEMĠġGEZEK o o (+) (+) o (+) (+) o ARAPKIR o o (+) (+) (+) (-) o (-) KANGAL o o o (+) o (+) o o HINIS o o o (+) o o o o DĠVRĠĞĠ o o (+) (+) o o o o TERCAN o o (+) o o o (-) (+) MARDĠN o o (+) (+) o (-) (-) o ġanliurfa o o (+) (+) (+) (+) (+) (+) ADIYAMAN o o (+) (+) o o o (+) KĠLĠS o o (+) o (+) o o o MUġ o o (+) (+) o o o o GAZĠANTEP o o (+) (+) (+) o (+) o ELAZIĞ o o o (+) o o o o MALATYA o o (+) (+) (+) o o o BĠNGÖL o o o o o o o (+) ERZĠNCAN o o o (+) (+) (+) (+) (+) TUNCELĠ o o (+) o o o o (+) AĞRI o o o o (+) o (+) (+) MAZGĠRT o o o (+) o o o o ERZURUM (-) (-) (-) (+) (-) (+) (+) o BALABAN (-) o o (+) o o (+) (-) KARAKOÇAN o o o o o (+) (+) o SĠVRĠCE o o (+) (+) o (-) o (-) BASKĠL o o o o o (-) (-) (-) SOLHAN o o o o o (+) (+) o GENÇ o o o (+) o o o (-) KAHTA o o o o o o (+) o DMİ İKLİM PARAMETRELERİ TREND SONUÇLARI

35 Yıllık Maksimum Yağış Trend Durumu Yıllık Toplam Yağış Trend Durumu

36 Yıllık Maksimum Sıcaklık Trend Durumu Yıllık Ortalama Sıcaklık Trend Durumu

37 Yıllık Ortalama Nem Trend Durumu Yıllık Minimum Sıcaklık Trend Durumu

38 Yıllık Minimum Nem Trend Durumu Yıllık Maksimum Nem Trend Durumu

39 OVERLAY MAPPING TREND ANALYSIS HARİTA ÜZERLEMELİ TREND ANALİZİ

40 Yıllık minimum akım için azalan, toplam yağış için azalan trendin çakıştığı alan

41 Yıllık minimum akım için azalan, max. yağış için azalan trendin çakıştığı alan

42 Yıllık minimum akım için azalan, ortalama nem için artan trendin çakıştığı alan

43 Yıllık minimum akım için azalan, maksimum nem için artan trendin çakıştığı alan

44 Yıllık minimum akım için azalan, ortalama sıcaklık için artan trendin çakıştığı alan

45 Yıllık minimum akım için azalan, maksimum sıcaklık için artan trendin çakıştığı alan

46 Yıllık minimum akım için azalan, ortalama nem artan ve ortalama sıcaklık için artan trendin çakıştığı alan

47 Yıllık minimum akım için azalan, maksimum nem artan ve maksimum sıcaklık için artan trendin çakıştığı alan

48 Sonuç ve Öneriler

49 Havzadaki yapılara (sulama, HES vb. baraj tesisleri) harcanan maddi kaynakların büyüklüğü ve önemi düşünüldüğünde; gerek projenin tümünün veya bir kısmının faaliyeti sonrası akımlardaki değişmelerin (işletme açısından) takibi, gerekse yapıların ve arazilerin (taşkın riskine karşı) korunması açısından trend analizi gibi bir değerlendirme mekanizmasıyla kontrolü ve bunun dinamik bir şekilde uygulanması amaçlanmış ve çalışılmıştır.

50 Çalışmada, birbirine paralel değişimlerin gözle görülebilir alanları belirlenerek tematik haritalara ulaşılmış ve bu tür çalışmalar için geliştirilmeye açık bir yöntem tanımlanmıştır.

51 Bu haritalarda, iklim değişikliğinin diğer parametrelerinin yanı sıra, topoğrafik veya diğer şartların etkisini işlemek ve izlemek mümkün olabileceği gibi, insan eliyle oluşturulan (barajlar, sulamalar vs.) yeni değişimlerin de bu harita veri tabanına eklenmesi ve birlikte değerlendirilebilmesi gibi bir olumlu sonuç da doğmaktadır.

52 Çalışma alanlarının büyümesi, veri alınan istasyonların sayısının artması, güncel verilerin eklenmesi, yeni yapısal değişimlerin sisteme eklenmesi gibi sistemi dinamik bir yapıya iten sebepler düşünüldüğünde de, bu tür bir yöntemin kullanımının ve süreklilik kazanmasının hem bir zorunluluk ve hem de bir şans olabileceği unutulmamalıdır.

53 Harita bindirme metodu ile, iklim değişikliğinin gösterge parametrelerindeki değişimlerin, su kaynaklarını temsil eden akımlarda da kendisini trendlerle göstermesi, iklim değişikliğinin su kaynaklarına olan etkisini göstermesi bakımından önemlidir. Üstelik bu çalışmanın harita bazlı yapılması, çeşitli su kaynakları proje alanlarına etkisini de göstermesi bakımından önemlidir.

54 Haritaların görsel olarak değerlendirilmesi sonucu; elde edilen ve rahatça yorumlanan alanlarda su kaynaklarının etkin kullanımı için değerlendirmelerin yapılması, su kaynaklarını etkileyen parametrelerle ilgili projeksiyonların yapılması ve önlemlerin alınması, ekonomik açıdan da havza yönetimi konusunda bir başarım sağlayacaktır.

55 Çalışmada elde edilen bölgeler incelendiğinde, gerek GAP Projesi kapsamında inşa edilen yeni barajların son yıllık periyotta devreye girmesi ve gerekse yeni bölgelerin sulamaya açılması, bu gelişmelerin etkilerinin hissedildiği görülmektedir. Özellikle Aşağı Fırat havzası genelinde ova sulamalarına bağlı nem artışının gözlendiği gözlenmiştir. Bu durum ortalama ve maksimum nem değerlerinde özellikle gözlenmektedir.

56 Ortalama ve maksimum sıcaklık değerlerinde ciddi düzeyde artan trendlerin bulunması ve yine buna paralel olarak kısmi düzeyde de olsa yıllık toplam ve maksimum yağışlarda azalan değerlerin bulunması; akım değerlerinde tespit edilen belirgin azalmanın mantıklı gerekçesini göstermesi bakımından önemlidir.

57 Bu çalışma, bir proje çerçevesinde oluşturulan geniş tabanlı bir harita veri altyapısını oluşturması bakımından önemli olmakla birlikte, havzaların iklime dayalı su kaynakları performansını göstermesi ve yeni uyarlamalara açık olması bakımından da etkindir.

58 Bu çalışma, esnek bir yapıda olup geliştirilmeye açık bir yapıdadır. İklimsel değişikliklerin su kaynaklarına etkisinin ve değişimlerin incelenmesi, Su kaynaklarının uzun yıllar gözlenmiş verilerinin değerlendirilmesi, Kaynaklardaki mümkün olabilecek azalmanın ve nedenlerinin belirlenmesi, Bu bölgede gelecekte su sıkıntısının oluşup oluşmayacağının tespiti, Kısa, orta ya da uzun vadeli yönetim planlarının nasıl şekillenmesi gerektiği, Potansiyel hadiselerde yönetim ölçütünün belirlenmesi, Verilerin dinamik nitelikte bir ölçme değerlendirme mekanizmasına uygulanabilirliğini göstermiştir. Özelikle taģkınlara dayalı baraj güvenliğinin belirlenmesinde, taģkın değerlerinin tahmini, hazne sönümleme değerlerinin belirlenmesi, hazne iģletmesi ve rehabilitasyon çalıģmaları için önemli bir veri tabanı olacağı unutulmamalıdır

59 Yöntemler ve içerik detayları için; Yenigun, K., Ecer, R Overlay mapping trend analysis technique and its application in Euphrates, Meteorological Applications, DOI: /met.1304 Yenigun, K., Gumus, V., Bulut, H Trends in streamflow of Euphrates Basin,Turkey. ICE Water Management, 161/4: Yenigün, K., Erkek, C., 2007 Reliability in dams and the effects of spillway dimensions on risk levels, Water Resources Management, 21 (4):

60 Teşekkürler!