1/23
HEDEFLER Mühendislerimiz ve akademisyenlerimiz ile birlikte gelişmiş yöntem ve teknikleri kullanarak; su kaynaklarımızın planlama, inşaat ve işletme aşamalarındaki problemlere çözüm bulmak ve bu alanda çalışanlara eğitimler vererek destek olmaktır. 2/23
ÇALIŞMA YOL HARİTASI Bu amaçla çalışma grubu tarafından TÜBİTAK a bir proje başvurusunda bulunulması, Hidroloji alanında önemli bir araştırma konusunun proje çalışması olarak seçilmesi, DSİ nin Paydaş kurum olarak uzmanları ile proje içinde yer alması, Bu proje ile Üniversite ile DSİ arasında iş birliği içinde çalışılması, 3/23
2013 YILINDA GERÇEKLEŞTİRİLEN AŞAMALAR: 2013 yılı içerisinde yapılan görüşmeler ile Yüzeysuları Çalışma Grubu Başkanı tarafından araştırılmak üzere önerilen proje konusu ile TÜBİTAK a başvurma isteği girişimi Grup Başkan Yardımcısı Sayın Bilal Bektaşoğlu ve Grup Sekreteryamız Sayın Dr. Filiz Malkoç un önemli katkıları ile DSİ Üst Makamı tarafından olumlu karşılanmıştır. 4/23
PROBLEMİN ORTAYA KONULMASI Günümüzde, ölçüm yapılamayan yerlerdeki nehir akımlarının tahmini Hidroloji konusunda çalışan bilim adamları ve aynı konuda projeler üreten uygulamacılar tarafından karşılaşılan en büyük zorluklardan biridir. Özellikle uygulamacılar için Su Kaynaklarının planlanması ve projelendirilmesi aşamasında, güvenilir akım tahminlerinin yapılması büyük önem taşımaktadır. Akarsudaki akımın miktarı, baraj projelendirmesi, balıkların ve doğal hayatın korunması, havza yönetimi ve çevresel etki değerlendirmesi gibi çalışmaları yapmak için de bilinmelidir. Özellikle hidroelektrik enerji potansiyelinin belirlenmesinde akım parametrelerden biridir. en önemli 5/23
PROBLEMİN ORTAYA KONULMASI Akarsularda akım, DSİ tarafından akarsuyun belirli noktalarında kurulan ölçüm istasyonları ile belirlenmektedir. Ancak, çeşitli sebeplerle veri alınamaması ve istasyonlarda arıza olması gibi durumlarda bu istasyonların işletilmesi zor olmaktadır. Bu gibi durumlarda eksik veriyi tamamlayabilmek veya ölçüm yapılamayan havzalarda aylık akım tahmini tespit edebilmek için pek çok yöntem vardır. Bu yöntemler genelde 2 grupta sınıflandırılırlar. 1. Gözlemi olmayan havzada uygun modelin kalibrasyonunu yapabilmesi için bölgesel yaklaşımları kullanan süreç-tabanlı deterministik havza modelleri, 2. Gözlemi yapılmayan yerlerde nehir akımlarını tahmin etmek için, gözlemi yapılan yakın yerdeki nehir akımlarının bölgesel istatistiksel parametrelerini kullanan hidro-istatistiksel modeller. 6/23
PROBLEMİN ORTAYA KONULMASI Yapılan çalışmalar basit bir istatistiksel yaklaşımın, zor bir deterministik yaklaşımdan daha iyi sonuçlar verebileceğini göstermektedir. Hidro-istatistiksel modeller uygulamada kullanım kolaylığı nedeni ile tercih edilmektedirler. Ölçümü olan havzadaki akımların bilgisini, ölçümü olmayan havzaya aktarımı için drenaj alanı ile aylık akımların standartlaştırılması en yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biridir. Genellikle drenaj alanı oranı (DAR) olarak adlandırılan bu teknik, ölçümü olmayan havzalardaki akım zaman serisinin tahmini için en yaygın kullanılan yöntemdir. DAR kullanımı, indeks havzanın yağış alanı, ölçümü olmayan havzanın yağış alanı ve indeks havzanın akımlarından başka ek bir bilgi gerektirmemektedir. 7/23
PROBLEMİN ORTAYA KONULMASI Diğer yöntemlerin fazla veri gerektirmesi veya fazla karmaşık olduğunun düşünülmesi nedeniyle DAR yöntemi genelde tercih edilen yöntem olmaktadır. Fakat yağış alanı oranı ile taşıma, özellikle akarsularda hidroelektrik enerji potansiyelinin belirlenmesi için yapılan çalışmalarda bazen çok kaba bir yaklaşım olabilmektedir. Ayrıca komşu havzalarda bazen akım periyodu uzun olan bir akım gözlem istasyonu bile bulunmayabilmektedir. Bu nedenle daha hassas ve güvenilir bir veri temini çalışması için hidrometeorolojik özellikleri dikkate alan istatistiksel araştırma yapılmaksızın, mesafe olarak en yakın havzadaki istasyon seçilebilmektedir. Ancak hidrometeorolojik verilerin istatistiksel olarak benzerliği de araştırılarak akım taşıma yöntemleri kullanılabilirse daha güvenilir ve hassas akım verilerinin temini mümkün olabilecektir. 8/23
REFERANS ALINAN ÇALIŞMA Ölçümü Olmayan Havzalarda Aylık Akımın Tahmini için Performans Ağırlıklı Yöntemler (Farmer W.H.; Vogel R.M.) isimli bir yayın Journal of Hydrology dergisinde 2013 yılında yayınlanmıştır. Söz konusu yayında birincil hedef, ölçüm olmayan alanlarda doğal aylık akım zaman serisi tahmini için yöntemlerin yeteneğini değerlendirmek ve geliştirmektir. Uygulandığı yer ve başarısı: Tüm ABD için 1300 ölçüm istasyonunun % 60 ında önerilen yöntemlerin Nash-Sutcliffe ile ölçülen başarıları, DAR yönteminin performansından daha iyi olarak bulunmuştur. 9/23
YÖNTEM HAKKINDA KISA BİLGİ Özellikle çalışmada geliştirilmiş performans ağırlıklı bir yöntem ile aşağıda anlatılan yöntemlerin performansı ölçüm olmayan ve indeks istasyonları arasında yapılmıştır. Makaledeki çalışmalarda üç akım transfer tekniği kullanılmaktadır. 1. Drenaj alanına göre akımlarını standartlaştırılması, 2. Ortalama akım ile akımların standartlaştırılması (SM, yıllık ve aylık) 3. Ortalama ve standart sapma ile standartlaştırılmasını (SMS, yıllık ve aylık) içermektedir. 10/23
YÖNTEM HAKKINDA KISA BİLGİ Ayrıca çalışmada bölgesel regresyon; akım transfer tekniklerinde kullanılan akarsu akımı istatistiklerini tahmin etmek için kullanılmıştır. Akım gözlemlerinin kısıtlı olduğu bölgelerde yaygınlaştırılabilir bir yöntem geliştirmek için, kolayca erişilebilen hidroklimatik değişkenler kullanılmıştır. Bu regresyonlar SM ve SMS yöntemleri için, gözlemi olmayan yerdeki yıllık akımların ortalama ve varyansını tahmin etmek için kullanılmıştır. Bu amaçla yağış, sıcaklık, kuraklık indeksi, evapotranspirasyon ve drenaj alanı gibi parametreleri kullanan bölgesel hidrolojik regresyon modelleri geliştirilmiştir. 11/23
Önerilen yöntemlerden elde edilen sonuçlarına dayanarak DAR ile akım momentlerinin bölgesel regresyonunu gerektiren yöntemlerin (SM, SMS) avantajlarını kullanan harmanlanmış performance ağırlıklı yaklaşım ın geliştirilirmiştir. Sonuçta; harmanlanmış performance ağırlıklı yaklaşım iki yöntemin (DAR ve SM veya SMS) ağırlıklı ortalamasıdır. Bu tür harmanlanmış bir tahmin edici, dezavantajları en aza indirirken, her yöntemin avantajlarını maksimize ederek iki yöntemin uygun bir ağırlığını sağlamaktadır. Ayrıca modellerin performansı ile hidroklimatolojik değişkenleri arasındaki ilişkiyi araştırmak için Kendall-Tau korelasyon katsayısı ve NSE-BIAS teknikleri kullanılmıştır. 12
Sonuç Ülkemizde güncel hidrolojik çalışmalarının en önemli problemi veri temini güçlüğüdür. Bu nedenle hemen hemen her projede ölçümü yapılan havzalardan, ölçümü yapılmayan havzaların akımları türetilmeye çalışılmaktadır. Bu bakımdan mevcut verilerle uygulanabilir ve aynı zamanda güvenilir ve karmaşık olmayan modellerin de Hidroloji çalışmalarda denenmesi faydalı olacaktır. Türkiye Ulusal Hidroloji Komisyonu- Yüzey Suları Çalışma Grubu olarak bir TÜBİTAK proje önerisi planlanmaktadır. 13 13/23
Önerilen Çalışma Havzaları; Yöntemin performansını analiz edebilmek için çalışma alanı olarak 4 farklı iklim ve jeolojik özellik gösteren havza düşünülmektedir. İyidere Havzası Filyos Havzası Balaban Çayı Havzası ( Kızılırmak) Lamas havzası ( Doğu Akdeniz ) 14/23
TEŞEKKÜRLER 18