T.C. ORMAN VE SU İŞLERİ BAKANLIĞI SU YÖNETİMİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ TAŞKIN YÖNETİMİNDE MODELLEME ÇALIŞMALARI Tuğçehan Fikret GİRAYHAN Orman ve Su İşleri Uzmanı 17.11.2015- ANTALYA
İÇERİK Taşkın Kavramı ve Türkiye de Taşkının Etkileri Taşkın Risk Yönetimi ve AB Taşkın Direktifi Modelleme Çalışmaları Hidrolojik Modelleme Hidrolik Modelleme Taşkın Tehlike Haritaları Taşkın Risk Haritaları İklim Değişikliğinin Su Kaynaklarına Etkisi Projesinde Uygulanan Modelleme Çalışmaları
TAŞKIN KAVRAMI Taşkın; bir akarsuyun çeşitli sebeplerle yatağından taşarak çevresindeki arazilere, yerleşim yerlerine, alt yapı tesislerine ve canlılara zarar vererek o bölgedeki ekonomik ve sosyal faaliyetleri kesintiye uğratan tabii bir olaydır. Taşkınların Sınıflandırılması (Klijn, 2009)
TÜRKİYE DE TAŞKININ ETKİLERİ Taşkın ülkemizde depremlerden sonra en büyük ekonomik kayıplara sebep olan doğal afettir. Ülkemizde son 60 yılda (1955-2014) 2563 taşkın meydana gelmiş olup 1496 can kaybı yaşanmıştır. Mevcut veriler itibari ile taşkınlardan kaynaklanan ekonomik kayıp her yıl yaklaşık 100 milyon $ dır.
TÜRKİYE DE TAŞKININ ETKİLERİ
TAŞKIN RİSK YÖNETİMİ Taşkın hasarlarının azaltımı için taşkından korunmaya dayanan mühendislik yaklaşımının yerine ise risk esaslı yönetim kavramı öne çıkmakta olup bu doğrultuda Taşkın Risk Yönetimi gerçekleştirmek için 2007 yılında AB Taşkın Direktifi yürürlüğe girmiştir. Taşkın Riskinin doğru belirlenmesi hem taşkın yönetim çalışmaları hem de mekânsal planlama gibi diğer planlama çalışmaları için önemlidir.
AB TAŞKIN DİREKTİFİ Taşkın Risklerinin Değerlendirilmesi ve Yönetilmesi Direktifi (2007/60/AT) 6 Kasım 2007 yılında yürürlüğe girmiştir. Taşkın Direktifinin temel yaklaşımı Havza Bazında Yönetim Taşkın risklerini değerlendirme ve yönetme merkezli bir yapı Taşkınların insan sağlığı, çevre, kültürel miraslar ve ekonomik faaliyetler üzerinde yarattığı olumsuz etkileri azaltmak
AB TAŞKIN DİREKTİFİ Taşkın Ön Risk Değerlendirmesi 22 Kasım 2011 Her 6 yılda güncelleme Taşkın Tehlike ve Taşkın Risk Haritaları 22 kasım 2013 Her 6 yılda güncelleme Taşkın Risk Yönetim Planları 22 Kasım 2015 Her 6 yılda güncelleme
MODELLEME YAKLAŞIMI Taşkın Risk Yönetimi hiyerarşik bir modelleme yaklaşımına dayanmaktadır. Hidrolojik Modelleme Hidrolik Modelleme Taşkın Tehlike Haritaları Taşkın Risk Haritaları Taşkın Risk Yönetim Planı
Q (m 3 /s) MODELLEME YAKLAŞIMI Taşkın Yayılımı ve Su Derinliği Hasar-Derinlik Eğrileri Taşkın Riski Alt Havzalar için Hidrolojik Modelleme 2 -Boyutlu Hidrodinamik Model 1 Boyutlu Hidrodinamik Model Memba koşulu Mansap Koşulu (2) Hydrograph(1) Alt Havzalar için Hidrolojik Modelleme time 2 -Boyutlu Hidrodinamik Model
TAŞKIN YÖNETİM PLANLARININ HAZIRLANMASI PROJELERİ YEŞİLIRMAK HAVZASI ANTALYA HAVZASI 07.10.2013 tarihinde işe başlanmıştır. Proje süresi iki yıl olup 2015 yılı Aralık ayında tamamlanacaktır. 27.01.2014 tarihinde işe başlanmıştır. Proje süresi iki yıl olup 2016 yılı Haziran ayında tamamlanacaktır.
TAŞKIN YÖNETİM PLANLARININ HAZIRLANMASI PROJELERİ İÇERİĞİ Taşkın riski altında kalabilecek alanlar değerlendirilir. Değişik tekerrür debilerine bağlı olarak taşkın suyunun arazide yayılacağı alan belirlenecek harita üzerine işlenerek gösterilir. Taşkın tehlike haritaları üzerinde, tehlikenin risk açısından sınıflandırması yapılır ve harita üzerine işlenerek gösterilir. Taşkın öncesinde, taşkın anında ve taşkın sonrasında yapılması gereken eylemleri gösterir bir plan hazırlanır.
YEŞİLIRMAK HAVZASI TAŞKIN YÖNETİM PLANININ HAZIRLANMASI PROJESİ Aylara Göre Yılda Anlık Pik Debi Görülme Oranı (%) 0,60 0,50 0,40 0,30 1401 AGİ 1402 AGİ 1414 AGİ 1424 AGİ 0,20 0,10 0,00 Yeşilırmak Nehri Anakollardaki AGİ'lerde Yılda Anlık Pik Debilerin Aylara Göre Görülme Oranları
HARİTA ÇALIŞMALARI Mevcut 1/25000 ve 1/50000 ölçekli sayısal haritalar temin edilmiştir. Yeşilırmak Havzası üzerinde dört büyük nehir (Yeşilırmak, Kelkit, Çekerek ve Tersakan) üzerinde yaklaşık 2000 km boyunca kesintisiz olarak 1 boyutlu hidrolik model yapılabilmesi için 5 km arayla 336 adet dere enkesit alımı yapılmıştır. Taşkın Riski Ön Değerlendirmesi ve 1B model sonucunda ortaya çıkan 2B model yapılacak riskli yerler için varsa mevcut sayısal haritalar (1/1000-5000 ölçekli) temin edilmiş (İmar Planları,Halihazır Haritalar, Ortofoto Haritalar) yoksa yerinde harita alımı yapılmıştır. 2B model yapılacak alanlarda dere yataklarında dere yatağını temsil edecek şekilde 250 m arayla dere kesitleri alınmış ve batimetri haritaları oluşturulmuştur. Dere güzergahları üzerinde bulunan köprü menfez vs. gibi sanat yapılarının röleveleri çıkartılmıştır. TERSAKA N YEŞİLIRMAK ÇEKEREK IRMAĞI KELKİT ÇAYI
HARİTA ÇALIŞMALARI Tokat yerleşim yerinde belediye halihazır durum ve nehir kesitleri işlenmiş arazi modeli (SYM) Tokat yerleşim yerinde belediye halihazır durum ve nehir kesitleri işlenmiş arazi modelinde bina yükseklikleri de ayrı ayrı işlenerek elde edilmiş üç boyutlu sayısal yükseklik modeli (3B-SYM)
HİDROLOJİK MODEL ÇALIŞMALARI Hidrolojik modelleme yapılırken havzadaki yağış ve akım istasyonlarının Uzun yıllar günlük akım verileri, Günlük yağış verileri, Aylık ortalama sıcaklık verileri, Aylık toplam buharlaşma değerleri, Günlük maksimum yağış değerleri, Anlık maksimum pik debi değerleri, Yükselti modelleri (DEM), Dijital arazi kullanım haritaları, Dijital toprak yapısı haritaları, Biriktirme yapıları karakteristikleri, Biriktirme yapıları kural eğrileri ve gözlenmiş işletme ortalama eğrileri kullanılmıştır.
HİDROLOJİK MODEL ÇALIŞMALARI Q (m 3 /s) Q (m 3 /s) Hidrolojik Modelleme ile havzanın her noktasına uygulanabilecek, dere, çay v.b. için 2, 5, 10, 25, 50, 100, 250, 500, 1000 yıllık tekerrür hesaplanmış ve ön rapor aşamasında verilen klasik yöntemlerle bulunan taşkın debileri ile karşılaştırılarak kritik taşkın büyüklükleri saptanmıştır. Hydrograph Hydrograph time time Havza içerisindeki barajlar hidrolojik modele entegre edilmiştir. Barajların etkilerinin yinelemeli taşkın hesaplarına yansıtılması sonucunda daha doğru yinelemeli taşkın hidrografları elde edilmiştir.
1 BOYUTLU HİDROLİK MODEL Harita çalışmaları kapsamında alınan dere kesitleri Yeşilırmak, Kelkit, Çekerek ve Tersakan üzerinde yaklaşık 2000 km boyunca Sobek programıyla 50,100,500 yıllık taşkın debileri için 1 Boyutlu hidrolik model yapılmıştır.
1 BOYUTLU HİDROLİK MODEL Amasya profile BR_AM_12 390 388 T50 T100 T500 386 0 5 10 15 20 25 30 35 40 392 390 388 386 T50 T100 Amasya profile CRorg_AM_10 T500 0 10 20 30 40 50 60
2 BOYUTLU HİDROLİK MODEL Taşkın Ön Risk değerlendirmesi ve 1 boyutlu modelleme sonucunda 2 boyutlu hidrolik model yapılmasına karar verilen yerler için mevcut halihazır haritalar ve araziden gelen dere enkesit okumalarına binaların da eklenmesiyle bütünleşik bir sayısal yükseklik modeli oluşturulmuştur. Dere yataklarının üzerindeki köprü, menfez vb. sanat yapıları ile memba ve mansap sınır şartlarının SOBEK programına girdi olarak verilmesiyle 2B hidrolik modelleme yapılarak taşkın yayılım alanları, su derinlikleri ve su hızları elde edilmiştir. 2D Yüzey Seviyesi 1D Enkesit
2 BOYUTLU HİDROLİK MODEL SYGM nin yürüttüğü hidrolik modelleme çalışmalarında bu yaklaşım kullanılmaktadır. Taşkın Haritası için Hidrolik Model : 1D, 2D, 1D2D Tam-1D Nehir Taşkın Alanı Yarı -2D 1D2D Sınır Çizgisi Yatay 1D/2D Bağlantı Düşey 1D/2D Bağlantı Tam-2D Model
2 BOYUTLU HİDROLİK MODEL Amasya Q500 Maksimum Su Derinliği
2 BOYUTLU HİDROLİK MODEL TOKAT-TURHAL TAŞKIN YAYILIM ALANI (Q500)
-15-14 -13-12 -11-10 -9-8 -7-6 -5-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 MANAVGAT ÇAYI (L= 27 km) 2 BOYUTLU HİDROLİK MODEL 1B Chezy Pürüzlülük Değeri: 45 500 Yıl Yinelenmeli Pik Debisi: 2162 m3/s 2B Model Alanı: 15 x 13 km Simülasyon Çözünürlüğü: 30 m Taşkından Etkilenen Alan: 3029 ha Q (m³/s) 2500 2000 T50 T100 T500 1500 1000 500 0 Maksimum Su Derinlikleri (T500) Manavgat Çayı Gün
1 ve 2 BOYUTLU MODELLEME ÇALIŞMALARI Yeşilırmak Havzasında 1B ve 2B Hidrolik Modelleme Yapılan Yerler
TAŞKIN TEHLİKE HARİTALARI 2B model uygulananan alanlarda; Değişik tekerrür debilerine (Q50,Q100,Q500) tekabül eden yayılma alanı, su derinliği ve su hızı hesap edilmiş, CBS ortamında yayılım alanı, su hızı ve su derinliği olarak 1/25000 lik raster haritalar üzerinde halihazır yerleşim durumunu da gösterecek şekilde hazırlanmıştır. Ayrıca her bir yerleşim alanı için bütün taşkınların yayılma alanı karşılaştımak için tek çizim üzerinde de gösterilmiştir.
TAŞKIN TEHLİKE HARİTALARI TOKAT-TURHAL 500 YILLIK TAŞKIN MAKSİMUM SU DERİNLİKLERİ
TAŞKIN TEHLİKE HARİTALARI TOKAT-TURHAL 500 YILLIK TAŞKIN MAKSİMUM SU HIZLARI
TAŞKIN RİSK HARİTALARI Taşkın risk haritaları, taşkın tehlike haritalarında gösterilen alanlarda, farklı tekerrür debilerine karşılık gelen risk alanlarında su hızı, derinliği ve yayılım alanı, insan sayısı ve nitelikleri, ekonomik aktivite düzeyi, stratejik tesisler, olası ekonomik zararlar ve taşkında yaşanabilecek çevresel zararın boyutu kullanılarak hazırlanan haritalardır. Taşkın risk haritaları vasıtasıyla insan güvenliğinin sağlanması, taşkın önleme kararlarının desteklenmesi, kamu ve özel sektör altyapısında, ticari ve diğer ekonomik faaliyetlerde hasarın önlenmesi faaliyetlerine katkı sağlanacaktır.
TAŞKIN RİSK HARİTALARI Taşkın Risk Haritalarını hazırlamak için, tehlike altında bulunan üç farklı unsur seçilmiştir: Taşkından etkilenen nüfus ( Taşkının binalara ve içeriğe verdiği zarar (Doğrudan ekonomik etkilerine işaret etmektedir) Etkilenen stratejik yapılar ve altyapı. (Dolaylı ekonomik ve toplumsal etkilerinin bir göstergesidir)
TAŞKIN RİSK HARİTALARI Taşkın Tehlike Haritaları kullanılarak; Taşkından etkilenen nüfus haritaları Taşkın zarar haritaları Taşkın risk haritaları Yıllık beklenen zarar haritaları üretilmiştir.
TAŞKIN RİSK HARİTALARI Taşkından Etkilenen Nüfus Haritaları Nüfus verileri Türkiye İstatistik Kurumunun internet sitesinden 2014 yılına ait adrese dayalı nüfus kayıt sistemi verileri kullanılarak mahalle bazında elde edilmiştir. Mahallelerin toplam alanları ve toplam yaşayan insan sayısı kullanılarak birim alana düşen nufüs (nüfus yoğunluğu) hesaplanmıştır. Ardından her bir yineleme periyodunda oluşan taşkınının mahallelerde etkidiği alanlar ile nüfus yoğunluğu çarpılarak etkilenen nüfus hesaplanmıştır.örneğin tamamı taşkın altında kalan bir mahallede tüm nüfus etkilenmiş kabul edilmiştir.
Taşkın Risk Haritaları 500 Yıllık Taşkında Etkilenen Nüfus Haritası
Hasar yüzdesi TAŞKIN RİSK HARİTALARI Taşkın Zarar Haritaları Zarar = α i h D mak,i Bina taban alanları : (Halihazır ve İmar Planları) Konut ve tarımsal alanlar için azami hasar m n i r A r değerleri Derinlik-Hasar Yüzdesi fonksiyonları Konut Tarım Su derinliği (m) Derinlik-Hasar Fonksiyonu
TAŞKIN RİSK HARİTALARI 500 Yıllık Taşkın Zarar Haritası
TAŞKIN RİSK HARİTALARI RİSK DERECELERİ VEYA ETKİ SEVİYELERİ Aşağıdaki beş etki seviyesi tanımlanmaktadır: Çok yüksek Yüksek Orta; Düşük Çok düşük doğrudan etkilenen insanlar (kişi/ha) Hasar (TL/ha) 0-5 6-10 11-50 51-100 >100 15000 çok düşük çok düşük düşük düşük orta 30000 çok düşük çok düşük düşük orta yüksek 150000 düşük düşük orta yüksek yüksek 300000 düşük orta yüksek çok yüksek çok yüksek 6000000 orta yüksek yüksek çok yüksek çok yüksek Etki seviyelerinin bulunması için kullanılan matris
TAŞKIN RİSK HARİTALARI 500 Yıllık Taşkın Risk Haritası
TAŞKIN RİSK HARİTALARI Risk Dereceleri veya Etki Seviyeleri Her bir yineleme periyodu için taşkın zararları kullanılarak yıllık beklenen zarar (risk) hesaplanmıştır. Bunun için, yineleme periyotları ile bu periyotlarda oluşacağı tahmin edilen zararlar, grafik üzerine işaretlenerek HASAR-OLASILIK eğrisi elde edilmiştir.
TAŞKIN RİSK HARİTALARI Yıllık Beklenen Zarar Haritası Turhal herbir yineleme periyodunda oluşan parasal hasar değerleri aşağıdaki gibidir. Grafik altında kalan alan hesaplandığında, Turhal ilçesi için beklenen yıllık zarar değeri ( 522 bin TL olarak hesaplanmıştır.
TAŞKIN RİSK HARİTALARI YILLIK BEKLENEN ZARAR HARİTASI
İKLİM DEĞİŞİKLİĞİNİN SU KAYNAKLARINA ETKİSİ PROJESİNDE UYGULANAN MODELLEME ÇALIŞMALARI HecRAS
HADGEM2-ES_ RCP8.5 TOPLAM YAĞIŞ (2015-2100_30 YILLIK ORTALAMA)
SU POTANSİYELİ
HADGEM2-ES MODELİ İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ PROJEKSİYONLARINA GÖRE TAHMİN EDİLEN TOPLAM AKIŞ 30 Yıllık Ortalamaları 10 Yıllık Ortalamaları Toplam akış (mavi su) YAS beslenmesi Evapotranspirasyon Zemin Nemi (yeşil su)
Arz Ederim T.Fikret GİRAYHAN Orman ve Su İşleri Uzmanı Taşkın ve Kuraklık Yönetimi Dairesi Taşkın Yönetimi Şube Müdürlüğü