Coğrafi Bilgi Sistemleri Ortamında Standardize Yağış İndeksi Yöntemiyle Olasılıklı Meteorolojik Kuraklık Analizi: Seyhan Havzası Örneği

Abstract

Bu araştırmanın amacı; Standardize Yağış İndeksi (SYİ) yöntemi kullanılarak frekansı 2 ve 10 yıl olan bölgesel meteorolojik kuraklık haritalarının elde edilmesi ve bu haritalar yardımıyla kuraklık riski olan bölgelerin belirlenmesidir. Araştırma, 21 470 km² genişliğindeki Seyhan Havzasında yürütülmüştür. Havza sınırları içerisinde ve yakınında bulunan 41 adet meteoroloji gözlem istasyonundan temin edilen uzun yıllar aylık toplam yağış serileri incelenmiştir. İstasyonların gözlem yılı içerisindeki eksik verileri, aylık veriler kullanılarak regresyon analiz tekniği ile tamamlanmıştır. İstasyonlardan elde edilen aylık ve yılık toplam yağış serileri kullanılarak SYİ elde edilmiştir. Yıllık yağışlara ilişkin SYİ serileri frekans analizine tabi tutulmuştur. Uygun olasılık dağılım modelleri %5 önem düzeyinde Kolmogorov-Smirnov uygunluk testi ile saptanmıştır. Olasılık dağılımlarından her istasyona ait 2 ve 10 yıl yinelenmeli SYİ değerleri belirlenmiştir. Bu değerler kullanılarak Ocak-Aralık periyodu için Ordinary Cokriging yöntemiyle Seyhan Havzasının 2 ve 10 yıl yinelenmeli bölgesel meteorolojik kuraklık haritaları çizilmiştir. On yıl yinelenmeli kuraklıkların, Seyhan havzasının önemli bir bölümünü etkisi altına aldığı ve ciddi risk oluşturduğu bulunmuştur.

Keywords

• Seyhan Havzası,CBS,standardize yağış indeksi,meteorolojik kuraklık

Meteorological Drought Analysis With Different Return Periods by Using Standardized Precipitation Index In Geographic Information Systems Environment: A Case Study In The Seyhan River Basin

Abstract

Main objectives of this study were (1) to produce regional meteorological drought maps with return periods of 2 and 10 years by using Standardized Precipitation Index (SPI) approach, (2) to put forward areas prone to drought risk through using generated maps. To this end, this study was carried out in the Seyhan River Basin, covering 21 470 km² surface area. Long-term annual precipitation series of 41 meteorological observation stations scattered inside and near by the basin border were utilized in this study. Through using regression analysis technique, any missing precipitation data of meteorological stations were completed on monthly base. SPI values for monthly and yearly data were calculated accordingly. Then, the best fitting probability distribution models to SPI series of yearly precipitation data were determined by performing regular frequency analysis technique, and Kolmogorov-Smirnov goodness-of-fit test was employed to figure out the most suitable probability model at the 5% significance level. SPI values with return periods of 2 and 10 years for each meteorological station were estimated from the probability distribution models determined. Regional meteorological drought maps of SPI values with return period 2 and 10 years were produced for the period January-December by using Ordinary Cokriging method. Drought maps revealed that a great portion of the Seyhan River Basin would be under the serious drought risk if the return period is 10-year.

Keywords

• Seyhan Basin,GIS,standardized precipitation index,meteorological drought

References

1. Arslan, O., Bigil, A., Veske, O. (2016) Standart yağış indisi yöntemi ile Kızılırmak Havzası'nın meteorolojik kuraklık analizi. Niğde Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 5(2): 188-194.
2. Atlı, A. (2010) Yer altı suyu (YAS) kirlenme potansiyelinin, CBS tabanlı Drastic modeli kullanılarak belirlenmesi ve Erzin ovası YAS hassasiyet haritalarının geliştirilmesi. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi.
3. BestFit (2004) Users’s Guide @Rısk Risk Analysis And Simulation Add-In For Microsoft®Excel.http://www.palisade.com/support/manuals.asp. Erişim tarihi: 27 Kasım 2016.
4. Chow, V.T., Maidment D.R., Ways L.W. (1988) Applied Hydrology. McGraw-Hill, Inc., Civil Engineering Series, 572 p, New York.
5. Çetin, M., Keskiner, A. D., Nagano, T., Kubota, J. (2016) Coğrafi bilgi sistemleri ortamında olasılıklı bölgesel meteorolojik kuraklık analizi: Seyhan Havzası örneği. 13. Ulusal Kültürteknik Kongresi, Akdeniz Üniv. Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü, 12-15 Nisan 2016, Antalya, Sözlü Bildiri, Bildiriler Kitabı, sayfa 332-339.
6. Çetin, M., Topaloğlu, F., Yücel A., Tülücü K. (1998) Yağış kayıtları ve bazı önemli istatistiklerin jeoistatistik yöntemle incelenmesi: Seyhan Havzası örneği. II. Ulusal Hidroloji Kongresi, sayfa 75-82, İstanbul.
7. Doğan, S. (2013) Konya kapalı havzası kuraklık karekterizasyonunun zamansal-konumsal analizi. Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi.
8. Duygu, M.B. (2015) Büyük menderes havzasının kuraklıktan etkilenebilirliğinin değerlendirilmesi. Uzmanlık Tezi, Orman ve Su işleri Bakanlığı, Su Yönetimi Genel Müdürlüğü, Ankara.

9. Esri (2016) Spatial Analysis. http://www.esri.com. Erişim tarihi: 27 Kasım 2016.
10. Fidan, İ. (2011) Doğu Akdeniz Bölgesinde standardize yağış indeksi (SYİ) ile kuraklık analizi ve Markov zinciri yöntemini kullanarak kurak olma olasılıklarının belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi.
11. Goovaerts, P. (1988) Ordinary cokriging revisted. Mathematical Geology. International Association for Mathematical Geology 30(1): 21-42
12. Hasaniha, H. (2008) İran’ın kuzeybatısında kuraklık ve verim ilişkisinin analizi. Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi.
13. Hayes, M.J. (2007) Drought indices. Western Water Assessment, Feature Article From Intermountain West Climate Summary, Colorada,USA.
14. İçel, G. (2014) Mersin’de meteorolojik ve hidrometeorolojik afetler. International Periodical for the Languages, Literature and History of Turkish or Turkic 9(11): 263-282.
15. Kanber, R., Kapur, B., Ünlü, M., Tekin, S., Koç D.L. (2003) İklim değişiminin tarımsal üretim sistemleri üzerine etkisinin değerlendirilmesine yönelik yeni bir yaklaşım: ICCAP Projesi. TMMOB 2. Su Politikaları Kongresi, 83-94.
16. Kapluhan, E. (2013) Türkiye’de kuraklık ve kuraklığın tarıma etkisi. Marmara Coğrafya Dergisi 27: 487-510.
17. Keskiner, A.D. (2008) Farklı olasılıklı yağış ve sıcaklıkların CBS ortamında haritalanmasında uygun yöntem belirlenmesi ve M. Turc yüzey akış haritasının geliştirilmesi: Seyhan Havzası örneği. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi.
18. Landau, S., Everitt S.B. (2004) A Handbook of Statistical Analyses. A Crc Press Company, Washington.
19. Masoudi, M., Hakimi S. (2014) A new model for vulnerability assessment of drought in Iran using percent of normal precipitation Index (PNPI). Iranian Journal of Science & Technology 38A4: 435-440.
20. McKee, T. B., Doesken, N. J., Kleist, J. (1993) The relationship of drought frequency and duration to time scales. Eighth Conference on Applied Climatology,17-22 January, Anaheim, California.
21. MGM (2016) Meteoroloji Genel Müdürlüğü. http://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/kuraklik-analizi.aspx?. Erişim tarihi: 27 Kasım 2016.
22. Oğuztürk, G., Yıldız, O. (2014) Kırıkkale ili’nde farklı zaman periyotları için kuraklık analizi. International Journal of Engineering Research and Development 6:2.
23. Öztopal, A., Şen, Z. (2007) Bildiri kitabı. I. Türkiye iklim değişikliği kongresi, 11-13 Nisan, İTÜ, İstanbul.
24. Pamuk, G., Özgürel, M.,Topçuoğlu K. (2004) Standart yağış indisi (SPI) ile Ege bölgesinde kuraklık analizi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 41 (1):99-106.
25. Paulo, A., Martins, D., Pereira, L.S. (2016) Influence of precipitation changes on the SPI and related drought severity. An analysis using long-term data series. Water Resour Manage Doi 10.1007/s11269-016-1388-5.
26. Ryan, B.F., Cryer, J. (2005) Minitab Handbook. Fifth Edition, Regression and Correlation, in:313-349, Belmont, California.
27. Sarıcan, Y. (2015) Avrupa Birliği ve Türkiye’de kuraklık yönetimi uygulamalarının değerlendirilmesi. Uzmanlık Tezi, Orman ve Su işleri Bakanlığı, Su Yönetimi Genel Müdürlüğü, Ankara.
28. Sırdaş, S. (2002) Meteorolojik kuraklık modellemesi ve Türkiye uygulaması. Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi.
29. Smakhtin, V. U., Hughes D. A. (2004) Review, automated estimation and analyses of drought indices in South Asia. International Water Management Institue Working Paper 83: 25.
30. Şahin, Ü., Kurnaz, L. (2014) İklim değişikliği ve kuraklık. İstanbul Politikalar Merkezi Araştırma Raporu, Ekim 2014, İstanbul.
31. Şimşek, O. (2010) Türkiyede tarım yılı kuraklık değerlendirilmesi ve bitki gelişim modeli ile buğdayda kuraklık-verim analizi. Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi.
32. Tonkaz, T., Çetin, M. (2005) Şanlıurfa’da kuraklık şiddetinin standardize yağış indeksi ile belirlenmesi ve kuraklık gidiş analizi. GAP IV. Tarım Kongresi, 21-23 Eylül 2005, Şanlıurfa.
33. Topçu, E. (2013) L-Momentler ve standart yağış indeksi (SYİ) yardımıyla Seyhan Havzası kuraklık analizi. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi.
34. Tülücü, K. (2002) KT-310 Uygulamalı Hidroloji. Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları: 138 Ders Kitabı:A-143, 315 s., Adana
35. Türkeş, M., Akgündüz A.S., Demirörs Z. (2009) Palmer kuraklık indisi’ne göre iç anadolu bölgesi’nin Konya bölümündeki kurak dönemler ve kuraklık şiddeti. Coğrafi Bilimler Dergisi 7 (2): 129-144.
36. Türkeş, M., Tatlı, H. (2008) Aşırı kurak ve nemli koşulların belirlenmesi için yeni bir standartlaştırılmış yağış indisi (yeni-SPİ):Türkiye’ye uygulanması. IV. Atmosfer Bilimleri Sempozyumu Bildiri Kitabı, 25-28 Mart 2008, İstanbul.
37. WMO (2012) Standardized Precipitation Index User Guide. World Meteorological Organization, 1090:16.