Marmara Havzasına Ait Akımların İstatistiksel Yöntemlerle Hesaplanması

Abstract

Bu çalışmada, Marmara Havzası’na ait 1997 – 2019 yılları arasındaki aylık toplam akımların trendleri belirlenmiş ve akımların, aynı havzada yer alan İstanbul ve Kocaeli illerine ait aylık ortalama sıcaklık ve aylık toplam yağış verileri ile lineer regresyon analizleri yapılmıştır. İstatistiksel yöntemlerden olan Mann – Kendall ve Spearman’ın rho testleri, akım trend başlangıç yıllarının tespit edilmesinde kullanılırken; Mann-Kendall sıra korelasyon testi ve akım trend eğimlerinin tespit edilmesinde ise Şen’in eğimi metodu kullanılmıştır. Çalışma sonuçlarına göre, Göksu deresindeki akımlarda herhangi bir trend gözlemlenmezken Kiraz deresindeki akımlarda ise azalan yönde anlamlı bir trend gözlemlenmiştir. Son olarak Kocabaş deresindeki akımlarda artan yönde bir trend gözlemlenmiştir. Lineer regresyon sonuçlarına bakıldığında ise Kocaeli ilindeki yağışların Göksu deresindeki akımlar üzerinde anlamlı bir etkiye sahip olduğu ve diğer bağımsız değişkenlerin akımlar üzerinde etkisi olmakla birlikte bu etkinin istatistiksel açıdan anlamlı olmadığı sonucuna varılmıştır. Çalışmaya ait veriler Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nden ve Devlet Su İşleri resmi sayfasından temin edilmiştir.

Keywords

• Trend Analizi
• Marmara Havzası
• Mann-Kendall Testi

Statistical Calculation of Flows in the Marmara Basin

Abstract

In this way, the trends of monthly total flows in the Marmara Basin between 1997 and 2019 were determined, and linear regression analyses were performed on these flows using monthly average temperature and monthly total precipitation data for Istanbul and Kocaeli provinces, which are located in the same basin. Mann-Kendall and Spearman's rho tests, which are statistical calculations, were used to determine the starting years of the flow trend; while the Mann-Kendall development test and Şen's slope method were used for the sequential determination of the flow trend slopes. According to the study results, while no trend was observed in the flow of the Göksu stream, a significant decreasing trend was observed in the flow of the Kiraz stream. Finally, an increasing trend was observed in the flow of the Kocabaş stream. Looking at the linear regression results, it was concluded that rainfall in Kocaeli province has a significant effect on the flow of the Göksu stream, and although other independent variables have an effect on the flow, this effect is not statistically significant. The data for this study were obtained from the General Directorate of Meteorology and the official website of the State Hydraulic Works.

Keywords

• Trend Analysis
• Marmara Basin
• Mann-Kendall Test
• Spearman's Rho Test

References

1. Sevgin F. Machine learning-based temperature forecasting for sustainable climate change adaptation and mitigation, Sustainability. 17:5 1812, 2025.
2. Şevgin F., Öztürk A. Variation of temperature increase rate in the Northern Hemisphere according to latitude, longitude and altitude: the Turkey example, Scientific Reports. 14:1 18207, 2024.
3. Sharma N., Mishra B.K., Baral S. Climate change impacts on Seti Gandaki River flow from hydropower perspectives, Nepal, Sustainable Water Resources Management. 10:1 28, 2024.
4. Hsu K.L., Gupta H.V., Sorooshian S. Artificial neural network modeling of the rainfall–runoff process, Water Resources Research. 31:10 2517–2530, 1995.
5. Alp M., Cığızoğlu H.K. Farklı yapay sinir ağı metodları ile yağış–akış ilişkisinin modellenmesi, İTÜ Dergisi/d. 3:1, 2010.
6. Alp M., Cığızoğlu H. Yapay sinir ağı metodları ve regresyon analizi ile akım tahmini, II. Ulusal Su Mühendisliği Sempozyumu. 589–598, 2005.
7. Okkan U., Mollamahmutoğlu A. Yiğitler Çayı günlük akımlarının yapay sinir ağları ve regresyon analizi ile modellenmesi, Journal of Science and Technology of Dumlupınar University. 23 33–48, 2010.
8. Gümüş V., Kavşut M.E. Zamantı Nehri–Ergenusağı istasyonu eksik aylık akım verilerinin tahmini, Gazi University Journal of Science Part C: Design and Technology. 1:2 81–91, 2013.

9. Çeribaşı G., Doğan E. Trend analizi yöntemi kullanılarak Batı ve Doğu Karadeniz ile Sakarya Havzası akım miktarlarının değerlendirilmesi, Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi. 7:2 1–12, 2015.
10. Turhan E., Çağatay H.Ö. Eksik akım verilerinin tahmin modelinin oluşturulmasında yapay sinir ağlarının kullanımı: Asi Nehri–Demirköprü akım gözlem istasyonu örneği, Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi. 31:1 93–106, 2016.
11. Altunkaynak A., Başakın E. Zaman serileri kullanılarak nehir akım tahmini ve farklı yöntemlerle karşılaştırılması, Erzincan University Journal of Science and Technology. 11:1 92–101, 2018.
12. Rahimzad M., et al. Performance comparison of an LSTM-based deep learning model versus conventional machine learning algorithms for streamflow forecasting, Water Resources Management. 35:12 4167–4187, 2021.
13. Garipağaoğlu N. Marmara Havzası’nda kentleşme–atık su ilişkileri ve alıcı ortam üzerindeki etkileri, Marmara Coğrafya Dergisi. 34 147–159, 2016.
14. Elbaşı E., Özdemir H. Marmara Denizi akarsu havzalarının morfometrik analizi, Coğrafya Dergisi. 36 63–84, 2018.
15. Yue S., Wang C. The influence of serial correlation on the Mann–Whitney test for detecting a shift in median, Advances in Water Resources. 25:3 325–333, 2002.
16. Soydan N.G., et al. Seyhan Havzası aylık ortalama akım ve yağış verilerinin trend analizi, Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi. 7:2 319–327, 2016.
17. Burn D.H., Elnur M.A.H. Detection of hydrologic trends and variability, Journal of Hydrology. 255:1–4 107–122, 2002.
18. Bulut H., Yeşilata B., Yeşilnacar M.İ. Atatürk Baraj Gölü’nün bölge iklimi üzerine etkisinin trend analizi ile tespiti, GAP V. Mühendislik Kongresi. 79–86, 2006.
19. Kisi O., Ay M. Comparison of Mann–Kendall and innovative trend method for water quality parameters of the Kızılırmak River, Turkey, Journal of Hydrology. 513 362–375, 2014.
20. Yu Y.-S., Zou S., Whittemore D. Non-parametric trend analysis of water quality data of rivers in Kansas, Journal of Hydrology. 150:1 61–80, 1993.
21. Bayazıt M., Yeğen Oğuz E. Mühendisler İçin İstatistik, Birsen Yayınevi, İstanbul, 2005.