FLOW ANALYSIS AT THE PORSUK WATERSHED STREAMS WITH USING DFLOW

Abstract

Determining low-flows and their periodicities is very important for sustainably using and managing streams which are one of the most important water resources. In this study, EPA's DFLOW software has been used for the analysis of the main stream and tributaries of the Porsuk watershed. Flow data sets from selected stream flow gauge stations located in the Porsuk Watershed have been provided by the General Directorate of State Hydraulic Works. Hydrologically and biologically based low-flow criteria like 7Q10, 4B3 have been calculated by using the DFLOW software and how these stream tributaries have been affected over the last 45 years has been determined. Also temporal trends of low-flow periods and 7-day average low flows whose return period is a year (7Q1) have been examined.
As a result of this study, increasing trends have been determined on some tributaries used for irrigation purposes and after reservoir construction. Undisturbed tributaries have decreasing low-flow patterns. Increases in temperature and precipitation changes due to climate change should be considered with more care. In addition, in the planning and use of water control structures, such as hydroelectrical power plant dams, such studies are important for the more efficient use and sustainability
of the limited surface water resources in our country.

Keywords

• DFLOW; 7Q10; 4B3; Porsuk Watershed; Hydroelectric power plant

DFLOW programı ile Porsuk havzasındaki akarsularda debi analizi

Abstract

En önemli tatlı su rezervlerinden biri olan akarsuların sürdürülebilir şekilde kullanılabilmesi ve yönetilebilmesi amacıyla düşük debi miktarlarının ve periyotlarının belirlenmesi büyük bir öneme sahiptir. Bu çalışmada, Porsuk havzasında bulunan akarsu ve kollarındaki akım değerlerinin analizleri için ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) tarafından geliştirilmiş DFLOW yazılımı kullanılmıştır. Eskişehir'in de içinde bulunduğu Porsuk Havzası içerisinde belirlenen istasyonlara ait debi verileri Devlet Su İşleri'nden temin edilmiştir. DFLOW yazılımı sayesinde 7Q10, 4B3 gibi hidrolojik ve biyolojik yapı esaslı düşük debi değerlerini dikkate alan hidrolojik veriler hesaplanarak son 45 yıllık süreçte akarsuların nasıl etkilendiği anlaşılmaya çalışılmıştır. Ayrıca düşük akım periyotlarının zamansal artış ve azalış trendleri belirlenmiş ve iklim değişikliğine bağlı olarak 7 günlük minimum (7Q1) akım değerleri incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda 7Q1 değerlerinde, sulama amaçlı olarak kullanılmakta olan akarsu kollarında barajlar sonrasında sulama suyu ihtiyaçlarının artması ve bırakılan su miktarlarının artması nedeniyle artış eğilimi görülürken, doğal koşullardaki ve havzadan beslenen ana ve yan akarsu kollarındaki akım verilerinde ise yıllara bağlı olarak önemli azalmalar görülmektedir. İklim değişikliğine bağlı sıcaklık artışları ve yağış rejimindeki değişimler bu durumun daha duyarlı şekilde göz önüne alınması gerektiğini göstermektedir. Ayrıca HES gibi su kontrol yapılarının planlanmasında benzer çalışmalar ile ülkemizdeki sınırlı yüzeysel su kaynaklarının daha etkin kullanımı ve sürdürülebilirliği için önemli bilgiler elde edilmesi gerekmektedir.

Keywords

• DFLOW; 7Q10; 4B3; Porsuk Havzası; HES

References

1. Albek, E., (yürütücü), Albek, M. ve (araştır- macı), Göncü, S. (araştırmacı) (2011). Aşağı Porsuk Çayı Havzasında İklim Değişikliğinin Hidrolojik Çevrime ve Su Kalitesine Etkilerinin HSPF Modeli Kul- lanılarak İncelenmesi ve En İyi Su Yöne- timi TÜBİTAK Projesi, Proje No:108Y091. Belirlenmesi,
2. Anonim (1986). Technical Guidance Manual for Performing Wasteload Allocations Book VI: Design Conditions, Doküman No: EPA440/4/86-014.
3. Anonim (2008). Kütahya İl Çevre Durum Raporu, T.C. Kütahya Valiliği İl Çevre ve Orman Müdürlüğü, Kütahya, Sh.72.
4. Anonim (2009). "SPSS Missing Values™ 17 Users Guide", SPSS Inc., Chicago, IL, USA., 15.
5. Anonim (2010). Nehir Tipi Hidroelektrik San- trallar (HES) ve su Havzalarının Ticari- leştirilmesi, TMMOB Çevre Müh. Odası Yayınları, ÇMO Kitaplığı:010-04, An- kara.
6. Arora, K. and Singha, V.P. (1989). A compara- tive evaluation of the estimators of the log Pearson type (LP) 3 distribution, Journal of Hydrology 105(1-2), 19-37.
7. Bakış, R., Bilgin, M., Tuncan, A., Altan, M. ve Önsoy, H. (2008). Porsuk Havzasında, Elektrik Üretemeyen Çok Amaçlı Bara- jlardan Elektrik Üretiminin Araştırılması, VII. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu Bildirisi, İstanbul (Türkiye), 17 Aralık 2008, 479-492.
8. Bal, C. ve Özdamar, K. (2004). Eksik gözlem sorununun türetilmişverisetleriyardımıy- la çözümlenmesi, OGÜ Tıp Fakültesi Dergisi 26(2), 67-76.

9. Caissie, D. and El-Jabi, N. (1995). Comparison and regionalization of hydrologically based instream flow techniques in Atlan- tic Canada, Can. J. Civ. Eng. 22(2), 235– 246.
10. Chapra, S.C. (1997). Surface Water Quality Modeling, The McGraw-Hill Companies, 482.
11. DSİ (2001). Porsuk Havzası Su Yönetim Planı Projesi, Hidroloji Raporu, T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü (DSİ) III. Bölge Müdürlüğü Mühendislik ve Müşavirlik A.Ş.), Eskişe- hir. SU_YAPI
12. Elshorbagy, A.A., Panu, U.S. and Simonovic, S.P. (2000). Group-based estimation of missing hydrological data: I. Approach and general methodology, Hydrological Sciences-Journal-des drologiques 45(6), 849-866. Sciences Hy
13. EPA (1986). Technical Guidance Manual for Performing Wasteload Allocations, Book VI: Design Conditions–Chapter 1: Stream Design Flow for Steady-State Modeling, EPA document number: EPA440/4/86- 014.
14. Flynn, R.H. (2003). A Stream-gaging Network Analysis for the 7-Day, 10-year Annual Low Flow in New Hampshire Streams, USGS Water-Resources Investigations Report 03-4023, New Hampshire - ABD.
15. Hortness, J.E. (2006). Estimating low-flow fre- quency statistics for unregulated streams in Idaho: U.S. Geological Survey Scien- tific Investigations Report 2006-5035, 31.
16. Jonaitis, G. (2002). Design Flow Analysis Pro- ject Phase One: Low-Flow Analysis Case Study, EPA.
17. Keskin, M.E. and Taylan, D. (2009). Artificial Models for Interbasin Flow Prediction in Southern Turkey, J. Hydrologic Engrg. 14(7), 752-758.
18. Kroll, C.N. and Vogel, R.M. (2002). Probability distribution of low streamflow series in the United States, J. Hydrol. Eng. 7(2), 137– 146.
19. Özdemir, A.D., Karaca, Ö. and Erkuş, M.K. (2007). Low flow calculation to maintain ecological balance in streams, Interna- tional congress on river basin manage- ment, 22-24.03.2007, Chapter II, 32, 402- 412.
20. Panu, U.S., Khalil, M. and Elshorbagy, A. (2000). Artificial Neural Networks in Hy- drology (ed. by Govindraju, R.S.), Klu- wer,Dordrecht,The Netherlands,12, 235- 258.
21. Pyrce, R. (2004). Hydrological Low Flow Indi- ces and Their Uses, Watershed Science Centre, Trent University, Canada.
22. Rao, V.D. (1980-a). Log Pearson Type 3 Distri- bution: A Generalized Evaluation, Jour- nal of the Hydraulics Division, ASCE, 106(HY5), 853-872.
23. Rao, V.D. (1980-b). Log Pearson Type 3 Distri- bution: Method of Mixed Moments, Jour- nal of the Hydraulics Division, ASCE, 106(HY6), 999-1019.
24. Yıldız, M. ve Saraç, M. (2008). Türkiye Akarsu- larındaki Akımların Trendleri ve Bu Trendlerin Hidroelektrik Enerji Üretimine Etkileri, VII. Ulusal Temiz Enerji Sem- pozyumu Bildirisi, İstanbul (Türkiye), 17 Aralık 2008, 503-516.