Investigation of mean river flows using Şen trend method in the Porsuk Creek upper basin

Abstract

In this study, the monthly mean river flow trends at 2 stations in the upper part of Porsuk Creek Basinare examined for the period 1970-2011. The aim of this study is to determine trends in the river flow using the Şen trend method. The trend analysis results are as follows: (i) Decreases of the river flow are noticeable in all months except for May and June at Porsuk Barajı Çıkış station in the study area. (ii) An increasing trend is revealed in the medium (12-25 m3/s) and extreme high values (>25 m3/s) in May at Porsuk Barajı Çıkış station. (iii) An increasing trend is detected in the extreme high values (>18 m3/s) in June at Porsuk Barajı Çıkış station. The findings indicate a hydrological drought in the upper part of Porsuk Creek Basin.The results are beneficial for understanding the local river flow characteristics in the upper part of Porsuk Creek Basin and in the entire Porsuk Creek Basin

Keywords

• River flow, Şen trend method, trend analysis, hydrological drought, Porsuk Creek Basin

Porsuk Çayı üst kesiminde ortalama akımların Şen Trend Metodu kullanılarak araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, Porsuk Çayı üst kesiminde yer alan 2 istasyon için 1970-2011 dönemine ait aylık ortalama akım eğilimleri incelenmiştir. Çalışmanın amacı, Şen trend metodu kullanarak akımdaki trendleri belirlemektir. Trend analiz sonuçları şunlardır: (i) Çalışma alanında akım azalmaları Porsuk Barajı Çıkış istasyonu mayıs ve haziran ayı dışında tüm aylarda belirgindir. (ii) Porsuk Barajı Çıkış istasyonu mayıs ayı orta (12-25 m3/s) ve yüksek ekstrem değerlerde (>25 m3/s) bir artış trendi ortaya çıkmıştır. (iii) Porsuk Barajı Çıkış istasyonu haziran ayı yüksek ekstrem değerlerde (>18 m3/s) bir artış trendi tespit edilmiştir. Bulgular, Porsuk Çayı üst kesiminde hidrolojik bir kuraklığa işaret etmektedir. Araştırma sonuçları, Porsuk Çayı üst kesimindeki ve Porsuk Çayı Havzası bütününde yerel akarsu akış karakteristiklerini anlamak için faydalıdır

Keywords

• Akarsu akımı, Şen trend metodu, trend analizi, hidrolojik kuraklık, Porsuk Çayı Havzası

References

1. Ay, M.; Kisi, O. (2015a) ”Investigation of trend analysis of monthly total precipitation by an innovative method”, Theoretical and Applied Climatology, 120(3), 617-629.
2. Ay, M.; Kişi, Ö. (2015b) “Debi ve sediment değişkenlerinin trend analizi”, VIII. Ulusal Hidroloji Kongresi Kitabı, Harran Üniversitesi, Şanlıurfa.
3. Birsan, M. V.; Zaharia, L.; Chendes, V.; Branescu, E. (2014) “Seasonal trends in Romanian streamflow”, Hydrological Processes, 28(15), 4496-4505.
4. Büyükyıldız, M. (2004) Sakarya Havzası Yağışlarının Trend Analizi ve Stokastik Modellemesi, Basılmamış DoktoraTezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bil. Enst., İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya.
5. Cigizoglu, H. K.; Bayazit, M.; Onoz, B. (2005) “Trends in the maximum, mean and low flows of Turkish rivers”, Journal of Hydrometeorology, 6(3), 280-290.
6. Douglas, E. M.; Vogel, R. M.; Kroll, C. N. (2000) “Trends in floods and low flows in theUnited States: impact of spatial correlation”, Journal of Hydrology, 240(1–2), 90-105.
7. Helsel, D. R.; Hirsch, R. M. (2002) Statistical Methods in Water Resources. Techniques of Water-Resources Investigations, Book 4, Chapter A3. U.S. Geological Survey.
8. Hisdal, H.; Holmqvist, E.; Jónsdóttir, Jónsson, P.; Kuusisto, E.; Lindström, G.; Roald, L. A. (2010) Has streamflow changed in the Nordic countries?, Published by The Norwegian Water Resources and Energy Directorate (NVE), Report No 1.

9. Gocic, M.; Trajkovic, S. (2013) “Analysis of changes in meteorological variables using MK and Sen's slope estimator statistical tests in Serbia”, Global and Planetary Change, 100, 172-182.
10. Kahya, E.; Kalaycı, S. (2004) “Trend analysis of streamflow in Turkey”, Journal of Hydrology, 289, 128‐144.
11. Kalaycı, S.; Kahya, E. (1998) “Detection of water quality trends in the rivers of the Susurluk Basin”, Turkish Journal Engineering and Environmental Sciences, 22(6), 503–514.
12. Kisi, O.; Ay, M. (2014) “Comparison of Mann Kendall and innovative trend method for water quality parameters of the Kizilirmak River, Turkey”, Journal of Hydrology, 513, 362-375.
13. Kundzewicz, Z. W.; Graczyk, D.; Maurer, T.; Pińskwar, I.; Radziejewski, M.; Svensson, C.; Szwed, M. (2005) “Trend detection in river flow series: 1. Annual maximum flow”, Hydrological Sciences–Journal–des Sciences Hydrologiques, 50(5), 797-810.
14. Loliyana, V.; Sharma P. J.; Nagpal, G.; S.R. Resmi; Tripathi, A.; Timbadiya, P. V.; Patel,P. L. (2015) “Investigation of long- term trends and temporal variability of rainfall in Surat District, Gujarat” Proceeding in International conference on India Water Week – Held at Pragati Meda, New Delhi.
15. Loliyana, V.; Sharma, P. J.; Nagpal, G.; S.R. Resmi; Tripathi, A.; Timbadiya, P. V.; Patel, P. L. (2015) “Investigation of long-term trends and temporal variability of rainfall in Surat District, Gujarat”, Proceeding in International conference on India Water Week – Held at Pragati Meda, New Delhi.
16. Mirajkar, A. B.; Bhuvandas, N.; Timbadiya, P. V.; Patel, P. L.; Porey, P. D. (2012) “Monthly inflow trend analysis of Ukai reservoir using an innovative methodology”, National Conference on River Hydraulics, Ambala, India.
17. Özel, N.; Kalaycı, S.; Sevimli, F. M.; Büyükyıldız, M. (2004) “Sakarya Nehri Havzası Aylık Akım Verilerinin Parametrik Olmayan Yöntemlerle Trend Analizi”, Selçuk Üniversitesi Mühendislik Mimarlık FakültesiDergisi, 19(2), 11-22.
18. Partal, T.; Kahya, E. (2006) “Trend analysis in Turkish precipitation data”, Hydrological Processes 20(9): 2011–2026.
19. Salarijazi, M.; Ali, A. M. A.; Adib, A.; Daneshkhah, A. (2012) “Trend and change-point detection for the annual stream-flow series of the Karun River at the Ahvaz hydrometric station”, African Journal of Agricultural, 7(32), 4540-4552.
20. Saplıoğlu, K.; Kilit M.; Yavuz, B. K. (2014) “Trend analysis of streams in the Western Mediterranean Basin of Turkey”, Fresenius Environmental Bulletin, 23(1), 313-327.
21. Şen, Z. (2012) “Innovative trend analysis methodology”, Journal of Hydrology Engineering, 17(9), 1042–1046.
22. Şen, Z. (2014) “Trend identification simulation and application”, Journal of Hydrologic Engineering, 19(3), 635-642.
23. Tabari, H.; Marofi, S.; Ahmadi, M. (2011) “Long-term variations of water quality parameters in the Maroon River, Iran”, Environmental Monitoring Assessment, 177(1), 273–287.
24. Tabari, H.; Willems, P. (2015) “Investigation of streamflow variation using an innovative trend analysis approach in Northwest Iran”, E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, The Hague, the Netherlands.
25. Tekkanat, İ. S.; Sarış, F. (2015) “Porsuk Çayı Havzasında akarsu akımlarında gözlenen uzun dönemli eğilimler”, Türk Coğrafya Dergisi, 64, 69-83.
26. Tekkanat, İ. S. (2015) Porsuk Çayı Havzasında Yağış Şiddeti ile Akarsu Akımları Arasındaki İlişki ve Eğilimlerin Analizi, Basılmamış Yüksek Lisans Tezi, ÇOMÜ Sos. Bil. Enst., Coğrafya Anabilim Dalı, Çanakkale.
27. Türkeş, M. (1996) “Spatial and temporal analysis of annual rainfall variations in Turkey” International Journal of Climatology, 16(9), 1057‐1076.
28. Wang, W.; Gelder, P. H. A. J. M. V.; Vrijling, J. K. (2005) “Trend and Stationarity Analysis for Streamflow Processes of Rivers in Western Europe in the 20th Century”, IWA International Conference on Water Economics, Statistics, and Finance, Rethymno, Greece.
29. Yeh, C. F.; Wang, J.; Yeh, H. F.; Lee C. H. (2015) “Spatial and Temporal Streamflow Trends in Northern Taiwan”, Water, 7(2), 634-651.
30. Yılmaz, V.; Büyükyıldız, M. (2009) “Batı Karadeniz Suları Havzasındaki Yüzey Suyu Kalitesi Parametrelerindeki Değişimin İncelenmesi ve Cluster Analizleriyle İstasyonların Sınıflandırılması”, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük, Türkiye.
31. Zhang, X.; Harvey, K. D.; Hoggy, W. D.; Yuzyk, T. R. (2001) “Trends in Canadian streamflow”, Water Resources Research, 37(4), 987-998.
32. Zhang, Q.; Liu, C.; Xu, C.; Xu, Y.; Jiang, T. (2006) “Observed trends of annual maximum water level and streamflow during past 130 years in the Yangtze River basin, China”, Journal of Hydrology, 324(1-4), 255–265.