Beyşehir Gölü su kullanımının iklim verilerine bağlı optimizasyonu

Öz

Bu çalışmada ülkemizin sahip olduğu en önemli temiz su kaynaklarından biri olan Beyşehir Gölü’nün mevcut iklim verilerine bağlı olarak, optimum dinamik işletme modelinin oluşturulması amaçlanmıştır. Gölün temel olarak özellikle göl su kalitesi ve miktarı ile de ilgili olmak üzere; yağışların yetersizliği ve gölden fazla su çekimi, gölün kirlenmesi, biyolojik çeşitliliğin tehdit altında olması ve idari yönden çok başlılık temel sorunlar olarak görünmektedir. Göl su seviyesi, sulamada kullanılan sular ve iklim koşulları nedeniyle sürekli değişmelere maruz kalmaktadır. Bu değişimin ne kadarının iklimden kaynaklandığı ne kadarının su kullanımından kaynaklandığının belirsizliğini koruması sürekli bir tartışma konusu olmaktadır. Söz konusu belirsizliğin ortadan kalkması için mevcut iklim verilerine bağlı Beyşehir Gölünün optimum dinamik işletme modeli oluşturulması amaçlanmıştır. Bu model ile bölgedeki tarımsal faaliyetler için gölden çekilecek su miktarının ne olması gerektiği, iklim koşulları ile kaybolan su miktarının ne olacağı ve farklı iklim senaryoları altında göl su seviyesinin hangi kotta olacağının tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Optimum dinamik işletme modeli kavramı gölün minimum işletme kotunun önceki yılların ve/veya mevcut yılın yağış, buharlaşma ve yeraltı suyu seviyeleri dikkate alınarak belirlenmesini ifade etmektedir.Bu doğrulta son yıllarda modelleme çalışmalarında yaygın olarak kullanılan GAMS (The General Algebrabic Modeling System) Paket Programı kullanılarak farklı senaryolar altında göl su seviyesi değerinin hesaplanabileceği öngörülmüştür. Günlük potansiyel buharlaşma tahminlerinde, hidroloji mühendisliğinde kullanılan yöntemlerden biri FAO (Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Organizasyonu) tarafından önerilen Penman-Monteith yöntemi, bitki su ihtiyacı tahmininde ise ziraat mühendisliğinde de sıkça kullanılan Blaney-Criddle yöntemi kullanılmıştır. Yeraltı suyu verileri, ayrıca Modflow bilgisayar programı ile oluşturulan havza yer altı suyu modelinden elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Beyşehir Gölü, Optimizasyon, GAMS, Penman-Monteith, Blaney-Criddle

Optimization of water use from Beyşehir Lake depending on climate data

Abstract

This study is aimed to develop an optimization model to obtain optimum management of water use strategies of Beyşehir Lake depending on climate data and size of irrigated fields from the lake. Beyşehir Lake is one of the most important and largest freshwater lake of Turkey. Therefore it has to be protected and managed sustainably to leave the lake’s precious water resources to future generations as healthy and as sufficient as possible. The main problems of the lake are related with the water quality and quantity, decreasing precipitations and increasing water withdrawal for irrigation, decreasing the bio-diversity in the lake, and disagreement among various management authorities responsible from the lake. Therefore the main issue for the lake management is decide about minimum lake level to be set for lake management policies depending on climatologic conditions. Water surface elevation of the lake is exposed to fluctuations due to unpredictable amount of excessive withdrawals for irrigation and climate conditions. How much of this variations in the lake levels are caused by withdrawals, and how much of them are caused by climate conditions is the subject of discussion among lake management authorities. This ambiguity is to be clarified by this optimization study which models the lake levels subject to climate conditions and irrigation water demand. Using this model, it is aimed to forecast the lake levels as a function of climate change scenarios, water loss from the lake due to evapotranspiration, water loss due to seepage from lake bottom, and crop water requirement in irrigated fields that receives water from the lake with pumpage or with gravitational flow. The concept of optimization model of water use from the lake refers to determination of minimum allowable water surface elevation of lake management by using the current and/or historical records precipitation, evaporation and groundwater elevation data at the vicinity of the lake. Optimization model is developed by using GAMS (General Algebraic Modeling System) software. Daily evapotranspiration is calculated by using PenmanMonteith method which is suggested by FAO (United Nations Food and Agriculture Organization). Cropwater requirement is calculated by Blaney-Criddle method which is widely used by agricultural engineers. Groundwater levels are obtained from the regional groundwater flow model of the lake which was generated with MODFLOW software.

Keywords

• Beyşehir Lake, optimization, GAMS, Penman-Monteith, Blaney Criddle