Examination of Hydrological Behavior of Koyunbaba Dam

Year 2023, Volume: 35 Issue: 2, 657 - 667, 01.09.2023

Ismael Ali Mohamed Eren Yurdakul Cihan Doğruöz

https://doi.org/10.35234/fumbd.1284217

Abstract

Koyunbaba Dam is a water storage facility located in Şabanözü town of Çankırı city, Türkiye. The dam serves as a source of water supply for irrigation, domestic, and industrial purposes. The dam's water resource potential is subject to various factors such as climate change, land use changes, and other anthropogenic activities. In order to ensure the optimal utilization of water resources, it is necessary to develop a reliable hydrological model that can accurately predict the dam's water availability and guide water management decisions. In this study, ArcGIS and HEC-HMS were used to develop a hydrological model for Koyunbaba Dam. The first step involved collecting and analyzing data on the catchment area of the dam, including topographic data, land use maps and hydrological data. The collected data was then used to create a digital elevation model (DEM) using ArcGIS. The next step involved calibration and validation of the HEC-HMS model using historical hydrological data. The calibrated model was used to simulate the water resource potential of the dam under different climate scenarios such as drought and flood. Peak time, flow rate and volume values are given as a result of the simulation.

Keywords

Hydrological modeling, HEC-HMS simulation, model calibration, ArcGIS, water resource

Koyunbaba Barajı’nın Hidrolojik Davranışının İncelenmesi

Abstract

Koyunbaba Barajı, Çankırı ilinin Şabanözü ilçesinde yer alan ve sulama, evsel ve endüstriyel amaçlar için su kaynağı olarak hizmet veren bir su depolama tesisidir. Barajın su kaynağı potansiyeli, iklim değişikliği, arazi kullanım değişiklikleri ve diğer insan kaynaklı faaliyetler gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Su kaynaklarının en iyi şekilde kullanılmasını sağlamak için, barajın su mevcudiyetini doğru bir şekilde tahmin edebilecek ve su yönetimi kararlarına rehberlik edebilecek güvenilir bir hidrolojik model geliştirmek gerekmektedir. Bu çalışmada, Koyunbaba Barajı için bir hidrolojik model geliştirmek adına ArcGIS ve HEC-HMS kullanılmıştır. Çalışmada ilk adım, topografik veriler, arazi kullanım haritaları ve hidrolojik veriler de dahil olmak üzere barajın su toplama alanına ilişkin verilerin toplanmasını ve analizini içermektedir. Toplanan veriler, daha sonra ArcGIS ile bir sayısal yükseklik modeli (DEM) oluşturmak için kullanılmıştır. Bir sonraki adım ise geçmiş hidrolojik veriler kullanılarak HEC-HMS modelinin kalibrasyonunu ve doğrulanmasını içermektedir. Kalibre edilen model, kuraklık ve sel gibi farklı iklim senaryoları altında barajın su kaynağı potansiyelini simüle etmek için kullanılmıştır. Simülasyon sonucunda akışın pik zamanı, debisi ve hacim değerleri paylaşılmıştır.

Keywords

Hidrolojik modelleme, HEC-HMS simülasyonu, model kalibrasyonu, ArcGIS, su kaynağı

References

• Xiong, L, Guo S. A two-parameter monthly water balance model and its application. J Hydrol 1999; 216, 111-123.
• Ogden FL, Garbrecht J, DeBarry, P A, Johnson LE. GIS and distributed watershed models. II: Modules, interfaces, and models. Journal of Hydrologic Engineering 2001; 6(6), 515-523.
• Wang M, Zhang L, Baddoo TD. Hydrological Modeling in A Semi-Arid Region Using HEC-HMS. Journal of Water Resource and Hydraulic Engineering 2016; 5(3), 105-115.
• Gül GO, Harmancıoğlu N, & Gül A. A combined hydrologic and hydraulic modeling approach for testing efficiency of structural flood control measures. Natural hazards 2010; 54(2), 245-260.
• Yavuz O, Uysal G, Sensoy A, Sorman AA, Akgun T, Gezgin T. Using HEC-HMS as a decision support system to minimize the downstream flooding risk in Yuvacık Dam basin. Conf. on Water Observation and Information Systems; 28 May 2012; Macedonia. 1-7.
• Oleyiblo JO, Li ZJ. Application of HEC-HMS for flood forecasting in Misai and Wan'an catchments in China. Water Science and Engineering 2010; 3(1), 14-22.
• Tramblay Y. Modelisation Des Crues Dans Le Bassin Du Barrage Makhazine 2012; Maroc.
• Derdour A, Bouanani A, Babahamed K. Hydrological modeling in semi-arid region using hec-hms model. Case study in Ain Sefra watershed, Ksour mountains (SW-Algeria). Journal of Fundamental and Applied Sciences 2017; 9(2), 1027-1049.
• Ahiablame LM, Engel BA, Chaubey I, Fedders JM. Evaluating the impacts of urbanization on flooding in a rural-urban watershed using ArcGIS. Environmental Modeling & Assessment 2017; 22(3), 219-231.
• Zhang J, Wu S, Li J, Li H, Li Y. A GIS-based flood inundation model for small-scale urban catchment with an inlet. J Hydrol 2019; 11(10), 205-215.
• Mekonnen G, Yasuda H, Takeuchi K. Assessment of climate change impacts on the frequency and intensity of flood hazards in a tropical river basin in Ethiopia. Hydrol Earth Syst Sci 2018; 22(11), 5813-5828.
• Gonzalez MR, Galarza M, Santillan D. Spatial and temporal distribution of floods in a tropical Andean basin. Nat Hazard 2017; 87(1), 183-201.
• Sun H, Wang J, Wei J, Liu Y. Integrated flood risk assessment using multi-criteria decision-making methods and GIS: A case study in Luanhe River Basin. China.Environmental Earth Sciences 2018; 77(3), 109.
• Shahid S, Chung ES, Wang XJ. Mapping of flood hazard zones in the Jakarta Metropolitan area, Indonesia, using ArcGIS. Nat Hazard 2018; 90(3), 1223-1240.
• Köle MM. Koyunbaba Barajı’ndan Akış Aşağıya Bırakılması Gereken Çevresel Akış Miktarının Değerlendirilmesi. Coğrafi bilimler dergisi 2014; 12(2), 149-159.
• Feldman AD. Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference Manual. Davis, USA: US Army Corps of Engineers (USACE) Hydrologic Engineering Center, 2000.
• Bedient PB, Huber WC. Hydrology and Floodplain Analysis. NY, USA: Prentice Hall, 2019.