Veri Kısıtlı Olan Havzalarda Taşkın Frekans Tahmini: Türkiye’nin Doğusunda İstatistiksel ve Sentetik Yöntemlerin Karşılaştırılması

Abstract

Taşkınlar, can ve mal kayıplarına neden olan en yıkıcı doğal afetlerden biridir. Bu afetin zararlarını azaltmada en kritik adımlardan biri, taşkın koruma yapılarının doğru boyutlandırılmasıdır. Bu ise güvenilir taşkın tekerrür debisi tahminlerini gerekli kılmaktadır. Bu çalışmada, Ağrı ilinde yer alan ve altı su kaynağını içeren bir havzada, özellikle D21A141 Yapılıköy Akım Gözlem İstasyonu (AGİ) için dört farklı yöntemle taşkın tekerrür debileri hesaplanmış ve karşılaştırılmıştır. Kullanılan yöntemler; Noktasal Taşkın Frekans Analizi (FFA), Bölgesel Taşkın Frekans Analizi (RFFA), Mockus Yöntemi ve DSİ Sentetik Yöntemidir. RFFA’nın, yan havzalardan elde edilen verileri kullanarak daha dengeli ve güvenilir sonuçlar sağladığı gözlemlenmiştir. Sentetik yapıda olmalarına rağmen Mockus ve DSİ Sentetik yöntemleri, RFFA ile uyumlu sonuçlar vermiştir. Öte yandan FFA, özellikle uzun tekerrür sürelerinde düşük değerler üretmiştir. Elde edilen bulgular, taşkın riski altındaki bölgelerde mühendislik uygulamalarına katkı sunabileceği gibi, yerel yönetimlerin daha bilinçli kararlar almasına da destek olabilir. İklim değişikliği ve artan taşkın tehlikesi göz önünde bulundurulduğunda, bu tür analizlerin yaygınlaştırılması büyük önem taşımaktadır.

Keywords

• Taşkın tekerrür debisi
• Akım rejimi
• Bölgesel taşkın frekans analizi
• Tekerrür süresi
• Akım gözlem istasyonu
• Sentetik yöntemler

Flood Frequency Estimation in Data-Scarce Basins: Statistical vs. Synthetic Methods in Eastern Turkey

Abstract

Floods are one of the most destructive natural disasters that cause loss of life and property. One of the most critical steps in mitigating the damages of this disaster is the correct sizing of flood protection structures. This requires reliable flood quantile estimates. In this study, flood repetition flows were calculated and compared with four different methods in a basin containing six water sources in Ağrı province, especially for D21A141 Yapılıköy Stream Gauging Station (SGS). The methods used are Flood Frequency Analysis (FFA), Regional Flood Frequency Analysis (RFFA), Mockus Method and DSİ Synthetic Method. It was observed that RFFA provides more reliable and balanced results by using data from the sub-basins. Despite its synthetic nature, Mockus and DSİ Synthetic methods yielded results consistent with RFFA. FFA, on the other hand, produced low values, especially at high return periods. The findings obtained can contribute to engineering practices in flood-prone areas and support local governments in making more informed decisions. Considering climate change and increasing flood hazard, it is of great importance to disseminate such analyses.

Keywords

• Flood quantile
• Flow regime
• Regional flood frequency analysis
• Return period
• Stream gauging station
• Synthetic methods

References

1. Pancar, Z. B., and Gökce, D. 2022. Hidro-Meteorolojik Karakterli Afet Riski Bulunan Alanlardaki Mevcut Mekânsal Planlama Kararları: Serik (Antalya) Örneği. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 13(2), 229-245. https://doi.org/10.29048/makufebed.1139695
2. Baykal, T., and Terzi, Ö. 2017. Küçük Aksu Çayı Taşkın Frekans Analizi. Cumhuriyet Sci. J, 38(4), 639-646. http://dx.doi.org/10.17776/csj.348907
3. Saf, B. 2009. Batı Akdeniz Havzalarının L-Momentlere Dayalı Bölgesel Taşkın Frekans Analizi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 15(2), 153-165.
4. Seçkin N. 2009. L-Momentlere Dayalı Gösterge-Sel Metodu İle Bölgesel Taşkın Frekans Analizi. Çukurova Üniversitei, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 266s, Adana.
5. Şeker, M. 2015. Antalya Havzası'nın taşkın frekans analizi. Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 121s, Denizli.
6. Dikici, M., and Kazezyılmaz-Alhan, C. M. 2018. Alibeyköy Havzası İçin Farklı Hidrolojik Modelleme Yöntemleri ile Taşkın Debilerinin Belirlenmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 9(2), 919-928.
7. Dikici, M., and Aksel, M. 2019. Havza Büyüklüğüne Göre En Uygun Taşkın Debisi Hesap Yönteminin Bulunması-Doğu Akdeniz Havzası Örneği. ALKÜ Fen Bilimleri Dergisi, 1(3), 120-131. https://doi.org/10.46740/alku.582794
8. Al-Qazzaz, Z. A. A., and Paşa, Y. 2021. Ceyhan Havzası’nın Taşkın Frekans Analizi. Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 2(2), 1-21.

9. Demir, V., and Keskin, A. Ü. 2022. Yeterince Akım Ölçümü Olmayan Nehirlerde Taşkın Debisinin Hesaplanması ve Taşkın Modellemesi (Samsun, Mert Irmağı Örneği). Geomatik, 7(2), 149-162. https://doi.org/10.29128/geomatik.918502
10. Turhan, E., Değerli, S., and Çulha, B. D. 2021. Çeşitli Tekerrür Periyotları için Taşkın Debilerinin Tahmininde Farklı Olasılık Dağılımlarının Karşılaştırılması: Ceyhan Nehri Örneği. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 11(2), 731-742. https://doi.org/10.31466/kfbd.997355
11. MGM. 2025. https://mgm.gov.tr/genel/meteorolojisozlugu.aspx (Erişim Tarihi: 26.05.2025)
12. Bayazıt M and Yeğen Oğuz B. 2013. Mühendisler için İstatistik. Birsen Yayın Dağıtım Ltd. Şti. 197s.
13. Wang, J. 2023. An Intuitive Tutorial to Gaussian Process Regression. Computing in Science and Engineering, 25(4), 4-11. https://doi.org/10.1109/MCSE.2023.3342149
14. Anghel, C. G. 2024. Revisiting The Use of The Gumbel Distribution: A Comprehensive Statistical Analysis Regarding Modeling Extremes and Rare Events. Mathematics, 12(2466).
15. Gamgam, H. 1989. Parametrik Olmayan İstatistiksel Teknikler. Gazi Üniversitesi Yayınları, 289s.
16. Cunnane, C. 1988. Methods And Merits of Regional Flood Frequency Analysis. Journal of Hydrology, 100(1-3), 269-290. https://doi.org/10.1016/0022-1694(88)90188-6
17. Hosking, J. R. M., and Wallis, J. R. 1993. Some Statistics Useful in Regional Frequency Analysis. Water Resources Research, 29(2), 271-281. https://doi.org/10.1029/92WR01980
18. Tekeli, S. 2000. DSİ 2000 Hidroloji semineri. DSİ Genel Müdürlüğü, 128.
19. Mockus V. 1949. Estimation of Total (and Peak Rates Of) Surface Run-Off For Individual Storms. Exhibits A, Appendix B, Interim Survey Report, Grand (Neosho) River Watershed. U.S. Department of Agriculture, Washington DC. pp 61.
20. Gevrek, İ., and İrvem, A. 2021. Antakya’da Taşkına Neden Olan Yan Derelerde Hidrograf Analizi ile Taşkın Tahmini. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 26(3), 533-542. https://doi.org/10.37908/mkutbd.932723
21. Tülücü, K. 2002. Hidroloji. Çukurova Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Yayın, (139).
22. Erdin, İ. Taşkın Hidrolojisinde Bölgesel Taşkın Frekans Analizi (RFFA) Yöntemiyle Taşkın Debi Hesabı. Meteoroloji Mühendisleri Odası. https://meteorolojimuh.org.tr/wp-content/uploads/2024/09/taskin-hidrolojisinde-RFFA-yontemi-ile-taskin-debi-hesabi.pdf (Erişim Tarihi: 22.05.2025).
23. Özdemir, H. 1978. Uygulamalı taşkın hidrolojisi. DSİ Genel Müdürlüğü Basım ve Foto-Film İşletme Müdürlüğü Matbaası, Ankara.
24. Keskin, T. E., Çetiner, H. İ., Başdağ, S., Genç, S., and Kiliç, H. Y. 2018. Akım Gözlem İstasyonları Bulunmayan Nehirlerin DSİ Sentetik Yöntemi Kullanılarak Taşkın Debilerinin Tahmini Eskipazar Çayı Örneği (Karabük, Türkiye). In 2nd International Symposium on Natural Hazards and Disaster Management, Sakarya University Culture and Congress Center, Sakarya-Turkey 04-06 May 2018.
25. Korkmaz, M. 2022. Nehirlerde Taşkın Tekerrür Debisi Hesabı ve Taşkın Risk Değerlendirmesi. El-Cezeri, 9(2), 532-541. https://doi.org/10.31202/ecjse.974134
26. Zanchetta, A. D., & Coulibaly, P. 2022. Hybrid Surrogate Model for Timely Prediction of Flash Flood Inundation Maps Caused by Rapid River Overflow. Forecasting, 4(1), 126-148. https://doi.org/10.3390/forecast4010007
27. Wee, G., Chang, L. C., Chang, F. J., and Amin, M. Z. M. 2023. A flood Impact-Based forecasting system by fuzzy inference techniques. Journal of Hydrology, 625, 130117. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.130117
28. Çırağ, B., Karagöz, R., Özer, A. E., Aydın, A. Ö., and Fırat, M. 2025. Modelling the dynamic performance of stormwater drainage systems integrated with infiltration trenches. Urban Water Journal, 22(2), 244-257. https://doi.org/10.1080/1573062X.2024.2446512
29. Kumanlıoğlu, A. A., and Ersoy, S. B. 2018. Akım gözlemi olmayan havzalarda taşkın akımlarının belirlenmesi: Kızıldere Havzası. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 20(60), 890-904.
30. Sönmez, O., Hırça, T., Demir, F. 2017. Akım Ölçümü Olmayan Nehirlerde Farklı Yağış Akış Modelleri İle Tekerrürlü Taşkın Debisi Hesabı: Mudurnu Çayı Örneği. 5th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science. 29-30 September, Baku, Azerbaijan. 1091 – 1100.
31. Çelik, H. E. 2012. Sel kontrolünde hidroloji, ÇEM sel kontrolu semineri, 15-17 Şubat 2012, Afyonkarahisar.
32. Alkan, Ç. 2016. Küçük su havzaları hidrolojik modeli WinTR-55'in Bursa ili bazı sulama gölet havzalarına uygulanabilirliğinin araştırılması. Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 118s, Bursa.
33. Kesgin, E. 2025. Flood Discharge Estimation in Ungauged Basins Using Synthetic Unit Hydrographs and GIS. Firat University Journal of Experimental and Computational Engineering, 4(2), 375-392. https://doi.org/10.62520/fujece.1645774
34. Lettenmaier, D. P. and Potter, K. W. 1985. Testing Flood Frequency Estimation Methods Using a Regional Flood Generation Model. Water Resources Research, 21 (12), 1903-1914. https://doi.org/10.1029/WR021i012p01903
35. Lettenmaier, D. P., Wallis, J. R. and Wood, E. F. 1987. Effect of Regional Heterogeneity on Flood Frequency Estimation. Water Resources Research, 23 (2), 313–323. https://doi.org/10.1029/WR023i002p00313
36. Hosking, J. R. M., Wallis, J. R. and Wood, E. F. 1988. The Effect of Intersite Dependence on Regional Flood Frequency Analysis. Water Resources Research. (24), 588-600. https://doi.org/10.1029/WR024i004p00588
37. Pilon, P. J. and Adamowski, K. 1992. The Value of Regional İnformation to Flood Frequency Analysis Using The Method of L-Moments. Canadian Journal of Civil Engineering, (19), 137–147. https://doi.org/10.1139/l92-014