Trend Analysis of Burdur, Eğirdir, Sapanca and Tuz Lake Water Levels Using Nonparametric Statistical Methods

Year 2017, Volume: 17 Issue: 2, 555 - 570, 31.08.2017

Serdar , Göncü Erdem Ahmet Albek Mine Albek

Abstract

Significant changes in lake levels are observed due to factors like climate change and water use. The studies concerning these changes are also increasing in recent years. In this study, the changes in water levels of four lakes in Turkey, namely, Burdur, Eğirdir, Sapanca and Tuz are investigated using MannKendall and seasonal Kendall trend analysis techniques. The water level data come from the book of Lake Level (1943-2005) of the General Directorate of Electrical Power Resources Survey and Development Administration. The trend analysis revealed that the levels of Eğirdir and Burdur lakes decreased within the analysis period and the level of Sapanca Lakeincreased while the water level in the Tuz Lake did not show a significant change. The decrease in the Eğirdir Lake level can affect the downstream Kovada I and II hydroelectric power plants power generation besides other uses of the lake while the reduction in the levels of the Burdur lake can lead to adverse influences on agricultural practices in the region. Inundation of adjacent lands seems to be an adverse effect of the increases in water levels of Sapanca Lake.

Keywords

Burdur Lake, Eğirdir Lake, Sapanca Lake, Tuz Lake, MannKendall, Seasonal Kendall, Regional Kendall, Trend test

Burdur, Eğirdir, Sapanca ve Tuz Gölleri Su Seviyelerinin Nonparametrik İstatistik Yöntemler ile Eğilim Analizi

Abstract

Göl seviyelerinde iklim değişikliği ve insan kaynaklı su kullanımları gibi faktörler nedeniyle önemli değişiklikler gözlemlenmektedir. Bu nedenle özellikle son yıllarda iklim değişikliği ve etkileri ile ilgili bilimsel çalışmalarda bir artış ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, Türkiye’de bulunan Eğirdir, Burdur, Sapanca ve Tuz Göl’lerinin göl seviyeleri Mann-Kendall, Seasonal-Kendall gibi Eğilim Analiz Yöntemleri ile incelenmiştir. Çalışmada, Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü’nün 2007 yılında yayınlamış olduğu Göl Seviyeleri [1943-2005] kitabındaki veriler kullanılmıştır. Yapılan analizler sonucunda Burdurve Eğirdir Göl seviyelerinin azaldığı, Sapanca Gölünde iseseviyenin arttığıbelirlenmiştir. Tuz Gölündeki seviyenin ise anlamlı düzeyde bir değişiklik yaşamadığı belirlenmiştir. Eğirdir Gölündeki azalma özellikle bu gölden beslenen Kovada I ve II HES’lerinin enerji üretim kapasitesinin azalmasına neden olabileceği, Burdur Gölündeki su azalmasının ise bölgedeki tarımsal faaliyetleri olumsuz etkileyebilecektir. Sapanca Gölündekisu seviyesindeki artışın ise çevre arazilerde su taşkınlarına sebep olabileceği düşünülmektedir.

Keywords

Burdur Gölü;ü, Eğirdir Gölü, Sapanca Gölü, Tuz Gölü, Mann-Kendall, Sezonsal Kendall, Bölgesel Kendal, Eğilim analizi

References

• Albek, E. (1999). Identification of the Different Sources of Chlorides in Streams by Regression Analysis Using Chloride-Discharge Relationships. Water Environment Research, 71(7), 1310-1319.
• Albek, E. (2000). Seasonal and Long-term Trends in Sediment Transport of Turkish Streams. Paper presented at the Proceedings of the MEDCOAST 99- EMECS 99 Joint Conference, Land Ocean Interactions: Managing Coastal Ecosystems, Ankara, Turkey.
• Albek, E. ve Göncü, S. (2005). Türkiye Akarsularında Askıda Katı Madde Değişiminin Yıllar Boyu İncelenmesi. Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6(2), 183-190.
• Anonim. (2007). Türkiye İklim Değişikliği Birinci Ulusal Bildirimi (T. C. Ç. v. O. Bakanlığı Ed.). Ankara: T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı.
• Anonim. (2008). İklim Değişikliği ve Yapılan Çalışmalar (T. C. Ç. v. O. Bakanlığı Ed.). Ankara.
• Aroner, E. R., IV., U. S. E. P. A. R. ve Tetra Tech, I. (1993). WQHYDRO: Water Quality/hydrology Graphics/analysis System: User's Manual: Eric R. Aroner. Ataol, M. (2010). Burdur Gölü'nde Seviye Değişimleri. Coğrafi Bilimler Dergisi, 8(1), 77-92.
• Aydın, F. ve Topaloğlu, F. (2010). Türkiye Buharlaşma Verilerinin Gdiş Analizi. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 22(2), 173-184.
• Bayrak, A. (2008). Sapanca Gölünün hidrojeolojik, hidrolojik ve hidrolik özelliklerinin belirlenmesi ve su bütçesinin tespiti. (PhD), Sakarya Üniversitesi, Sakarya Üniversitesi. Kaynak: http://ulusaltezmerkezi.com/sapanca-golunun-hidrojeolojik-hidrolojik-ve-hidrolik-ozelliklerinin-belirlenmesi-ve-su-butcesinin-tespiti/
• Birkett, C. M. (1995). The contribution of TOPEX/POSEIDON to the global monitoring of climatically sensitive lakes. Journal of Geophysical Research, 100(C12), 25179-25179. doi: 10.1029/95JC02125.
• Büyükyildiz, M. ve Yılmaz, V. (2011). Investigation of Water Level Changes of Some Lakes in Turkey. Engineering Sciences, 6(4), 1061-1073. doi: 10.12739/nwsaes.v6i4.5000066920.
• Çağlar, M. (2009). Climate Change: Turkey and Its Region. Paper presented at the 5th World Water Forum, İstanbul, Turkey.
• Cengiz, T. M. ve Kahya, E. (2006). Türkiye göl su seviyelerinin eğilim ve harmonik analizi. İtü Dergisi/d Mühendislik, 5(3), 215-224.
• Ceribasi, G., Dogan, E. ve Sonmez, O. (2014). Evaluation of Meteorological and Hydrological Data of Sapanca Basin by Trend Analysis Method. Journal of Environmental Protection and Ecology, 15(2), 705-714.
• Çimen, M. ve Kisi, O. (2009). Comparison of two different data-driven techniques in modeling lake level fluctuations in Turkey. Journal of Hydrology, 378(3–4), 253-262. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2009.09.029.
• Cleveland, W. S. (1979). Robust Locally Weighted Regression and Smoothing Scatterplots. Journal of the American Statistical Association, 74(368), 829-836. doi: 10.1080/01621459.1979.10481038.
• Dalfez, N. ve Karaca, M. (2008). Türkiye İçin İklim Değişikliği Senaryoları: TÜBİTAK KAMAG projesi No.105G015.
• Du, Y., Cai, S., Zhang, X. ve Zhao, Y. (2001). Interpretation of the environmental change of Dongting Lake, middle reach of Yangtze River, China, by 210Pb measurement and satellite image analysis. Geomorphology, 41(2–3), 171-181. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0169-555X(01)00114-3.
• Esendal, H. (2007). Eğirdir Gölü Su Seviyesi Mevsimsel Değişiminin Bulanık Mantık Metoduyla Modellenmesi. (YL Tez), Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta. Kaynak: http://tara.sdu.edu.tr/vufind/Record/37318/Description
• Fathian, F., Morid, S. ve Kahya, E. (2015). Identification of trends in hydrological and climatic variables in Urmia Lake basin, Iran. Theoretical and Applied Climatology, 119(3-4), 443-464.
• Göncü, S. ve Albek, E. (2010). Modeling Climate Change Effects on Streams and Reservoirs with HSPF. Water Resources Management, 24(4), 707-726. doi: 10.1007/s11269-009-9466-6.
• Gümüş, V. ve Yenigün, K. (2006). Aşağı Fırat Havzası Akımlarının Trend Analizi ile Değerlendirilmesi Paper presented at the Yedinci Uluslararası İnşaat Mühendisliğinde Gelişmeler Kongresi, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul, Türkiye. http://eng.harran.edu.tr/~kyenigun/Yayinlar/B2-ACE7.pdf
• Guo, L. D. ve Xia, Z. Q. (2014). Temperature and precipitation long-term trends and variations in the Ili-Balkhash Basin. Theoretical and Applied Climatology, 115(1-2), 219-229.
• Hamed, K. H. ve Rao, A. R. (1998). A modified Mann-Kendall trend test for autocorrelated data. Journal of Hydrology, 204(1-4), 182-196.
• Helsel, D. R. ve Hirsch, R. M. (1993). Statistical Methods in Water Resources: Elsevier Science.
• Hipel, K. W. ve McLeod, A. I. (1994). Time Series Modelling of Water Resources and Environmental Systems: Elsevier Science.
• Hirsch, R. M., Alexander, R. B. ve Smith, R. A. (1991). Selection of methods for the detection and estimation of trends in water quality. Water Resources Research, 27(5), 803-813. doi: 10.1029/91WR00259.
• Hirsch, R. M. ve Slack, J. R. (1984). A Nonparametric Trend Test for Seasonal Data With Serial Dependence. Water Resources Research, 20(6), 727-732. doi: 10.1029/WR020i006p00727.
• Hirsch, R. M., Slack, J. R. ve Smith, R. A. (1982). Techniques of trend analysis for monthly water quality data. Water Resources Research, 18(1), 107-121. doi: 10.1029/WR018i001p00107.
• Jones, R. N., McMahon, T. A. ve Bowler, J. M. (2001). Modelling historical lake levels and recent climate change at three closed lakes, Western Victoria, Australia (c.1840–1990). Journal of Hydrology, 246(1–4), 159-180. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0022-1694(01)00369-9.
• Kahya, E. ve Kalaycı, S. (2004). Trend analysis of streamflow in Turkey. Journal of Hydrology, 289(1–4), 128-144. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2003.11.006.
• Karataş, E. (2006). Aksaray ili atıksularının Tuz Gölü üzerindeki kirletici etkilerinin araştırılması - Sayfa 30 - Ulusal Tez ve Araştırma Merkezi - Akademik Tezler ve Araştırmalar. (YL Tez), Niğde Üniversitesi, Niğde. Kaynak: http://ulusaltezmerkezi.com/aksaray-ili-atiksularinin-tuz-golu-uzerindeki-kirletici-etkilerinin-arastirilmasi/30/
• Kashima, K. (2002). Environmental and climatic changes during the last 20,000 years at Lake Tuz, central Turkey. CATENA, 48(1–2), 3-20. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0341-8162(02)00006-1.
• Kiage, L. M., Liu, K. B., Walker, N. D., Lam, N. ve Huh, O. K. (2007). Recent land‐cover/use change associated with land degradation in the Lake Baringo catchment,
• Kenya, East Africa: evidence from Landsat TM and ETM+. International Journal of Remote Sensing, 28(19). doi: 10.1080/01431160701241753.
• Küçükyaman, D. (2010). Kovada Gölü'nün hidrolojik ve meteorolojik kuraklık analizi. (YL Tez), SDÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta. Kaynak: https://books.google.com.tr/books?id=jFIFaAEACAAJ
• Legesse, D. ve Ayenew, T. (2006). Effect of improper water and land resource utilization on the central Main Ethiopian Rift lakes. Quaternary International, 148(1), 8-18. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2005.11.003.
• Li, X. H. ve Zhang, Q. (2015). Variation of Floods Characteristics and Their Responses to Climate and Human Activities in Poyang Lake, China. Chinese Geographical Science, 25(1), 13-25.
• Medina, C. E., Gomez-Enri, J., Alonso, J. J. ve Villares, P. (2008). Water level fluctuations derived from ENVISAT Radar Altimeter (RA-2) and in-situ measurements in a subtropical waterbody: Lake Izabal (Guatemala). Remote Sensing of Environment, 112(9), 3604-3617. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.rse.2008.05.001.
• Mendoza, M. E., Bocco, G., Bravo, M., Granados, E. L. ve Osterkamp, W. R. (2006). Predicting Water-Surface Fluctuation of Continental Lakes: A RS and GIS Based Approach in Central Mexico. Water Resources Management, 20(2), 291-311. doi: 10.1007/s11269-006-8199-z.
• Mercier, F., Cazenave, A. ve Maheu, C. (2002). Interannual lake level fluctuations (1993–1999) in Africa from Topex/Poseidon: connections with ocean–atmosphere interactions over the Indian Ocean. Global and Planetary Change, 32(2–3), 141-163. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0921-8181(01)00139-4.
• Molnar, P., Burlando, P. ve Ruf, W. (2002). Integrated catchment assessment of riverine landscape dynamics. Aquatic Sciences, 64(2), 129-140. doi: 10.1007/s00027-002-8061-1.
• Myronidis, D., Stathis, D., Ioannou, K. ve Fotakis, D. (2012). An Integration of Statistics Temporal Methods to Track the Effect of Drought in a Shallow Mediterranean Lake. Water Resources Management, 26(15), 4587-4605.
• Özfidaner, M. (2007). Türkiye Yağış Verilerinin Trend Analizi ve Nehir Akımları Üzerine Etkisi. (YL Tez), Çukurova Üniversitesi, Adana. Kaynak: http://library.cu.edu.tr/tezler/6379.pdf
• Pasquini, A. I., Lecomte, K. L. ve Depetris, P. J. (2008). Climate change and recent water level variability in Patagonian proglacial lakes, Argentina. Global and Planetary Change, 63(4), 290-298.
• Penny, D. ve Kealhofer, L. (2005). Microfossil evidence of land-use intensification in north Thailand. Journal of Archaeological Science, 32(1), 69-82. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jas.2004.07.002.
• Sargın, A., Yeniyurt, C., Yılmaz, E., Taşkıran, F. ve Sönmez, Y. (2012). Göl Yoksa Burdur da Yok! Çankaya Ankara: Doğa Derneği.
• Taner, M. Ü., Carleton, J. N. ve Wellman, M. (2011). Integrated model projections of climate change impacts on a North American lake. Ecological Modelling, 222(18), 3380-3393. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2011.07.015.
• Türkeş, M. (2000). Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı (2001-2005): İklim Değişikliği Özel İhtisas Komisyonu Raporu. Ankara: T.C. Kalkınma Bakanlığı. Yiğitbaşıoğlu, H. ve Uğur, A. (2010). Burdur Gölü Havzasında Arazi Kullanım Özelliklerinden Kaynaklanan Çevre Sorunları. Ankara Üniversitesi Çevre Bilimleri Dergisi, 2(2), 129-143. doi: 10.1501/Csaum_0000000032.
• Yıldırım, Ü., Erdoğan, S. ve Uysal, M. (2011). Changes in the Coastline and Water Level of the Akşehir and Eber Lakes Between 1975 and 2009. Water Resources Management, 25(3), 941-962. doi: 10.1007/s11269-010-9735-4.
• Yuan, Y. J., Zeng, G. M., Liang, J., Huang, L., Hua, S. S., Li, F., He, Y. (2015). Variation of water level in Dongting Lake over a 50-year period: Implications for the impacts of anthropogenic and climatic factors. Journal of Hydrology, 525, 450-456.
• Yue, S., Pilon, P. ve Cavadias, G. (2002). Power of the Mann-Kendall and Spearman's rho tests for detecting monotonic trends in hydrological series. Journal of Hydrology, 259(1-4), 254-271.
• Zhao, G. J., Hormann, G., Fohrer, N., Zhang, Z. X. ve Zhai, J. Q. (2010). Streamflow Trends and Climate Variability Impacts in Poyang Lake Basin, China. Water Resources Management, 24(4), 689-706.
• Zhou, J., Liang, Z. Y., Liu, Y., Guo, H. C., He, D. ve Zhao, L. (2015). Six-decade temporal change and seasonal decomposition of climate variables in Lake Dianchi watershed (China): stable trend or abrupt shift? Theoretical and Applied Climatology, 119(1-2), 181-191.
• 1-http://www.sapanca.gov.tr/, (31.10.2016).