Karadeniz ve Ortadoğu Bölgesel Ani Taşkın Erken Uyarı Projesi

Transkript

1 Karadeniz ve Ortadoğu Bölgesel Ani Taşkın Erken Uyarı Projesi Hayreddin BACANLI Araştırma Dairesi Başkanı 1/44

2 İçindekiler Karadeniz ve Ortadoğu Ani Taşkın Erken Uyarı Projesi. Gayesi. Model Genel Yapısı. Yapılan Çalışmalar. Model sonuçları 2/44

3 Projenin Gayesi İklim değişikliği bir çok ülkede ani hava olaylarının artmasına neden olmaktadır. Dünyada meydana gelen taşkınların % 85 i Ani Taşkın, %15 ise nehir taşkını şeklinde olmaktadır. Küresel olarak Ani Taşkınlar, her sene den fazla kişinin ölümüne neden olmaktadır. 3/44

4 Projenin Gayesi Ani Taşkın Zararlarının önlenmesi gayesiyle; Gerçek zamanlı, doğruluğu yüksek Ani Taşkın Erken uyarıları yapmak, Meydana gelebilecek can ve mal kayıplarını azaltmaktır. 4/44

5 Terminoloji ANİ TAŞKINLAR yağış başladıktan sonra 6 saat içinde meydana gelen taşkınlardır. Bu taşkınlar genelde şiddetli yağış sonucunda meydana gelmektedir. NEHİR TAŞKINLARI ise nehir havzalarında, genelde 6 saat veya daha fazla süre içinde büyük nehirlerin seviyelerinin yükselmesi ile meydana gelmektedir. Bazı durumlarda ise günler sonrasında meydana gelmektedir. ANİ TAŞKIN ERKEN UYARI PROJESİ 0-6 saat arasında meydana gelecek taşkınlar için erken uyarı vermek için geliştirilmiş bir projedir. 5/44

6 Ani Taşkınlara Neden Olan Tabii Olaylar Şiddetli yağış bırakan orajlar ve tropik sistemler, Topografyanın çok dik olmasından kaynaklanan şiddetli orografik yağışlar, Toprak ve bitki örtüsü, Yatak özellikleri. 6/44

7 Karadeniz ve Ortadoğu Ani Taşkın Erken Uyarı Projesi Dünya Meteoroloji Teşkilatı 2007 yılında, 22 Bölgesel Merkez oluşturulması kararı almış ve bugüne kadar 7 bölgesel merkez oluşturulmuştur Mart 2010 tarihinde İstanbul da yapılan Karadeniz ve Ortadoğu Ani Taşkın Erken Uyarı projesi başlangıç toplantısında Türkiye bölgesel merkez seçilmiştir. 7/44

8 Ani Taşkın Uyarı Sistemi Model Yapısı Yer Gözlem Verileri Radar Yağış Verileri Sayısal Tahmin Modeli Yağış Verileri Uydu Yağış Verileri Yağış Verisi Kalite Kontrolü ve Birleştirilmiş Yağış Sıcaklık (T) Ani Taşkın Erken Uyarı Modeli (FFG) Kar Modeli (SNOW-17) Toprak Nemi Modeli (SAC-SMA) Yüzey Akış Eşik Modeli Potansiyel Evapotranspirasyon (Et) Mekansal Veriler (Topografya, toprak, akım, vs) Ani Taşkın Uyarıları Faaliyetler 8/44

9 Yer Gözlemleri Küresel Telekomünikasyon Sisteminde yayınlanan 138 adet Otomatik meteoroloji gözlem istasyonunda ölçülen yağış, sıcaklık, kar, buharlaşma verileri anlık olarak modele girilmektedir. 9/44

10 Yer Gözlemleri Anlık olarak ölçülen ve modele giren yağışlar alt havza bazlı olarak gösterilmektedir. Model 10/44

11 Radar Yağış Verileri 10 Adet Radardan elde edilen saatlik toplam yağış verileri anlık olarak, hata düzeltmeleri yapıldıktan sonra 450 x 720 m grid çözünürlüğünde modele girilmektedir. Radar yağış ürünleri 6 dakikada bir güncellenmektedir. 11/44

12 Radar Yağış Verileri RADAR Polar Koordinatlı Radar verileri grid bazlı verilere dönüştürüldü. Hidrolojik ve Hidrolik modeller grid bazlı veri kullanır. Model 12/44

13 Sayısal Tahmin Modeli Yağış Verileri Sayısal tahmin modeli olarak halen ülkemizde çözünürlüğü en yüksek olan ALADIN modeli kullanılmaktadır. Yağış ürünleri 6 saatte bir 4 x 4 km çözünürlükte elde edilerek modele girilmektedir. Model Türkiye ye kurulduktan sonra diğer sayısal tahmin modelleri de Model kullanılabilecektir. 13/44

14 Uydu Yağış Verileri Meteoroloji uydularından elde edilen yağış verileri yer ölçümleri ile karşılaştırılıp hata düzeltmeleri yapılarak modelde kullanılmaktadır. Uydu yağış verileri her 15 dakikada bir 3 x 3 km çözünürlükte elde edilmektedir. 14/44

15 Uydu Yağış Verileri m Kızıl Ötesi (10.5 µm) Mikrodalga T b T b m m m m Kızıl ötesi sensörleri kullanılarak hesaplanan yağış verileri bulut tepe yükseklik sıcaklığı baz alınarak hesaplanır. Mikrodalgada ise bulutun içinden gelen radyasyon ile yağış verileri hesaplanır. Dolayısıyla mikrodalga yağış Model verileri daha doğrudur. 15/44

16 Birleştirilmiş Yağış Verisi Uydu, Radar ve yer gözlemlerinden, kalite kontrolü yapılmış birleştirilmiş yağış verisi elde edilmektedir. Model 16/44

17 Sıcaklık Yer istasyonlarından elde edilen sıcaklık verileri alt havza bazında, alansal ortalama sıcaklık olarak kullanılmaktadır. Model 17/44

18 Buharlaşma Gerçek gözlemlerle yapılan buharlaşma verileri ile Otomatik meteoroloji ölçüm istasyonlarından hesaplamalar sonucu elde edilen buharlaşma verileri anlık olarak modele girmektedir. Model 18/44

19 Mekansal Veriler-Arazi Örtüsü Arazi Örtüsü Kaynak: Orman ve Su İşleri Bakanlığı 1/ Arazi sınıflandırılmasında, Corine arazi sınıflandırması kullanılmıştır. 5 Temel sınıf olarak; tarımsal alanlar, orman alanları, sulak alanlar, yapay bölgeler ve su yapıları verilmiştir. 19/44

20 Mekansal Veriler-Topografya Kaynak: USGS 90 Metre çözünürlükte DEM (Sayısal Yükseklik Modeli) verileri kullanılmıştır. Model Türkiye de kurulduktan sonra parametre düzeltmeleri yapılarak daha yüksek çözünürlüklü verilerle çalıştırılabilecektir. 20/44

21 Mekansal Veriler-Toprak Sınıflandırması Toprak Verisi Kaynak: Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı 1/ ABD Toprak sınıflandırması esas alınarak hesaplanmıştır. Türkiye de farklı 26 toprak grubu yer almaktadır. Alüviyal topraklar, sahil kumları, kahverengi topraklar vb. 21/44

22 Mekansal Veriler- Nehirler Nehirler Kaynak: DSİ Ölçek: 1/ Model Türkiye kurulduktan sonra 1/ çözünürlüklü daha hassas hidrolojik veriler girilecektir. 22/44

23 Mekansal Veriler- Barajlar ve Göletler Barajlar ve Göletler Kaynak: DSİ Ölçek: 1/ Model Türkiye kurulduktan sonra 1/ çözünürlüklü daha hassas hidrolojik veriler girilecektir. 23/44

24 Mekansal Veriler- Akım Gözlem İstasyonları Akım Gözlem İstasyonları Kaynak: DSİ Ölçek: 1/ Ülkemizde 1478 Akım gözlem istasyonu mevcuttur. Model kalibrasyonunda geçmişte taşkın olmuş 19 yerin akım verileri kullanılmıştır. 24/44

25 Mekansal Veriler-Meteorolojik Parametreler Yağış, 30 Yıllık Geçmiş Meteorolojik Veriler Sıcaklık, Güneşlenme, Buharlaşma, Toprak nemi, Rüzgar vb. Kaynak: MGM 30 yıllık geçmiş istatistiki veriler model kalibrasyonunda ve parametrelerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır. 25/44

26 Mekansal Veriler-Alt Havzaların Oluşturulması Ülkemizdeki 25 Su Havzası içerisinde 2900 den fazla alt havza oluşturulmuş olup entegre bir sistemdir. Model 26/44

27 SNOW-17 Kar Modeli Yapısı Yağış ve Sıcaklık SNOW-17 Kar Modeli kullanılarak, alt havza bazında kar-su eşdeğeri ve kar erime miktarı hesaplanmaktadır. Yağmur Y Yağmur veya kar? K Kar Birikimi Kar-Atmosfer Arasında Enerji Değişimi Enerji Açığı Açık=0.0 Karla Kaplı Alanlar Su Depolaması Zemin Erimesi Fazla Suyun İletimi Yağmur ve Erime Kar Erimesi 27/44

28 Karla Kaplı Alanlar Türkiye için uydudan elde edilen 24 saatlik Karla Kaplı Alanlar haritası. 28/44

29 SNOW-17 Kar Modeli Çıktıları Modele girdi olarak verilen kar derinlikleri kullanılarak kar-su eşdeğeri haritası oluşturulmaktadır. 29/44

30 SNOW-17 Kar Modeli Çıktıları Alt havza bazlı 24 saatlik kar erime miktarları. Model 30/44

31 Toprak Nemi Modeli (SAC-SMA) Sacramento SAC-SMA modeli ile toprak nemi, yüzey akış ve sızma hesaplaması yapılmaktadır. 31/44

32 Toprak Nemi Modeli (SAC-SMA) Çıktıları Alansal toprak nemi haritası. Model 32/44

33 Yüzey Akış Eşik Modeli Yüzey Akışı ve Sızma Her bir alt havza çıkışında debi hesaplaması yapılmaktadır. Havza Çıkışında Q hesabı 33/44

34 Yüzey Akış Eşik Modeli Q p =q pr RA Q p =Taşkın Debisi m3/sn q pr =Birim hidrograf pik değeri R= Yüzey akış eşik değeri (mm) Q p = Q bf =B b D b 5/3 S c 0.5 /n B b =Kanal üst genişliği D b =Hidrolik derinlik S c =Kanal eğimi Q bf = banket seviyesi akım n= Manning pürüzlülük katsayısı Banket seviyesi akımının hesaplanması için kanal enine kesitlerinin bilinmesi gerekir. Bu veriler yoksa ilgili parametrelerin hesaplanması, havza ve nehir parametreleri arasında ilişki kurularak elde edilir. 34/44

35 Sacramento modeli yüzey akışı (Ra) Yüzey Akış Eşik Modeli Eşik Yüzey Akış Hesaplamaları Seçenekleri Seçenekler Veri Gereksinimi Taşkın Debisi İki yıllık taşkın Banket Seviyesi tekerrür verisi (Q 2 ) akım ( Q bf ) Bölgesel Q 2 verileri Enine kesit verileri (Geçmiş akım bölgesel ilişkileri verileri) (örneğin: B b =3.29A 0,3714 D b =0,3A 0,261 S c =0,006A -0,385 ) Birim hidrograf seçenekleri Snyder sentetik Jeomorfolojik birim birim hidrograf hidrograf Deneysel Enine kesit verileri katsayıların bölgesel ilişkileri. bölgesel tespiti. Sacramento Toprak Nemi Modeli ile yağışa ve toprak çeşidine bağlı olarak toprak su tutma kapasiteleri ve yüzey akış hesaplanmaktadır. Toprak nemi ve elde edilen yüzey akış verileri (Banket Seviyesi ve Sacramento modeli çıktısı) kullanılarak FFG değerleri hesaplanmaktadır t=3 saat Toprak nemi (SAC-SMA) "Banket Seviyesi" yüzey akışı (Rs) Model 35/44

36 FFG Modeli Yüzey Akış Alt havza çıkışında debi (Q) hesabı FFT (Ani Taşkın Tehlikesi)= Dere yatağı dolduktan sonraki yağış fazlalığı (Yağış-FFG) (mm). h=su Seviyesi FFG=Dere yatağının dolması için gerekli yağış miktarı (mm). 36/44

37 Ani Taşkın Erken Uyarı Modeli (FFG) FFG : Banket Seviyesine kadar dere yatağının dolması için gerekli olan yağış miktarı. Model 37/44

38 Ani Taşkın Erken Uyarı Projesi Model Ara Yüzü Yer Gözlem Verileri Radar Yağış Mikrodalga Uydu Kızılötesi Uydu Yer Gözlemleri Birleştirilmiş Yağış Toprak Nemi FFG Geçmiş Taşkın Tehlike Haritası Şimdiki Taşkın Tehlike Haritası ALADIN Model Çıktısı Alansal Yağış Tahmini Tahmini Taşkın Tehlike Haritası 38/44

39 24 Saatlik Alansal Yağış Tahmini (FMAP) 39/44

40 Ani Taşkın Uyarıları (FFFT) FFT : Banket Seviyesine ulaştıktan sonra taşkına neden olan yağış miktarıdır. 40/44

41 Ani Taşkın Risk Alanları Model Taşkın riski taşıyan alanlar için, 6 saat öncesinden Model erken uyarı vermektedir. 41/44

42 Proje Faaliyet Takvimi Faaliyet Adı 2013 Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Kullanıcı Ara Yüzünün Yeniden Tasarımı ve Tamamlanması Yeni Ara Yüz ile Birlikte Beta Sürümünün Tamamlanması MGM RADAR Verilerinin Eklenmesi Operasyonel Eğitim Sistemin MGM nde Kurulması Bölgesel Çalıştay 42/44

43 Değerlendirme Çalıştayı Amerikan Hidrolik Araştırma Merkezi yöneticileri, akademisyenler ve Bakanlığımıza bağlı konuyla ilgili kurumların üst düzey yöneticilerinin katıldığı değerlendirme toplantısı 25 Ocak 2013 tarihinde yapılmıştır. 43/44

44 Arz Ederim 44/44