Determination of Rainwater Harvesting Potential: The Case of Tokat City Center

Year 2025, Volume: 8 Issue: 2, 173 - 182

Kemal Ersayın

https://doi.org/10.51764/smutgd.1799896

Abstract

Climate change, population growth, and pollution are among the many factors that are increasingly putting pressure on the world’s limited freshwater resources. In particular, water scarcity in cities where demand is high but resources are extremely limited has become a significant problem. At this point, developing alternatives that can meet urban water needs is an important step. One such alternative source is considered to be rainwater harvesting. Rainwater harvesting refers to the collection of rainfall from surfaces on which it falls and its reuse at or near the point of collection. Although it is an ancient method of water supply, rainwater harvesting has been largely abandoned in modern cities. However, growing water shortages have begun to make this traditional approach an increasingly attractive option. In this context, the present study evaluated the potential amount of rainwater that could be harvested from buildings in the city center of Tokat. The analysis was conducted using precipitation data, building inventory map and geographic information systems tools. Thus, it was determined whether rainwater harvesting could be considered a viable alternative for the city center. The findings indicate that, in Tokat’s semi-arid climate, the potential amount of water that can be obtained through rainwater harvesting could meet the city’s water needs for approximately 115 days per year, corresponding to about 9% of the total annual demand. The results reveal that rainwater harvesting has significant potential as an alternative water resource.

Keywords

Rainwater harvesting , hydrography , geographic information systems

Ethical Statement

Ethics committee approval was not required for this study.

Thanks

We would like to thank the staff of the Turkish State Meteorological Service and Tokat Municipality for providing the data used in this study.

Yağmur Suyu Hasadı Potansiyelinin Belirlenmesi: Tokat İl Merkezi Örneği

Abstract

İklim değişikliği, nüfus artışı, kirlilik gibi birçok unsur, sınırlı olan kullanılabilir su kaynakları üzerindeki baskıyı her geçen gün artırmaktadır. Özellikle, kaynakların oldukça sınırlı olmasına karşın talebin çok yüksek olduğu şehirlerin su sıkıntısı önemli bir problemdir. Bu noktada, şehirlerin su ihtiyacını karşılayabilecekleri alternatiflerin oluşturulması önemli bir adımdır. Bu alternatif kaynaklardan birisinin de yağmur suyu hasadı olduğu düşünülmektedir. Yağmur suyu hasadı, yağışlarla gelen suyun düştüğü yüzey aracılığıyla toplanarak yine aynı yerde kullanılmasını ifade etmektedir. Oldukça eski bir su tedarik yöntemi olan yağmur suyu hasadı, günümüz şehirlerinde terk edilmiş bir uygulamadır. Ancak, artan su sıkıntıları bu eski yöntemi tercih edilebilir hale getirmeye başlamıştır. Bu kapsamda çalışmada, Tokat il merkezindeki yapılardan elde edilebilecek yağmur suyu hasadının potansiyel miktarı değerlendirilmiştir. Yağış verileri, yapı stoğu haritası ve coğrafi bilgi sistemleri araçları kullanılarak yağmur suyu hasadına ilişkin değerlendirme yapılmıştır. Böylece il merkezi özelinde yağmur suyu hasadının tercih edilebilir bir alternatif olup olmadığı ortaya koyulmuştur. Yarı kurak iklim özelliğine sahip Tokat il merkezinde, yağmur suyu hasadı ile elde edilebilecek yaklaşık 1 milyon m3 potansiyel su miktarından, bir yılın 115 gününde yararlanılabileceği ve şehir ihtiyacının yaklaşık %9’unun karşılanabileceği görülmüştür. Bulgular, yağmur suyu hasadının alternatif bir kaynak olarak tercih edilebilir öneme sahip olduğunu ortaya koymuştur.

Keywords

Yağmur suyu hasadı , hidrografya , coğrafi bilgi sistemleri

Ethical Statement

Bu çalışma etik kurul onayı gerektirmemektedir.

Thanks

Çalışma kapsamında sağladıkları verilerden dolayı Meteoroloji Genel Müdürlüğü ve Tokat Belediyesi personeline teşekkür ederiz.

References

• Akçakaya, A., Eskioğlu, O., Atay, H., & Demir, Ö. (2013). Yeni Senaryolarla Türkiye İçin İklim Değişikliği Projeksiyonları.
• Arnell, N. W. (1999). Climate change and global water resources. Global Environmental Change, 9, 31–49. https://doi.org/10.1016/S0959-3780(99)00017-5
• Belhassan, K. (2021). Water Scarcity Management. In A. Vaseashta & C. Maftei (Eds.), Advanced Sciences and Technologies for Security Applications (pp. 443–462). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-76008-3_19
• Biswas, B. K., & Mandal, B. H. (2014). Construction and Evaluation of Rainwater Harvesting System for Domestic Use in a Remote and Rural Area of Khulna, Bangladesh. International Scholarly Research Notices, 2014(1), 1–6. https://doi.org/10.1155/2014/751952
• Bölük, E., Ekşioğlu, O., Çalık, Y., & Yağan, S. (2024a). Aydeniz iklim sınıflandırmasına göre Türkiye iklimi (1991-2020).
• Bölük, E., Ekşioğlu, O., Çalık, Y., & Yağan, S. (2024b). Erinç iklim sınıflandırmasına göre Türkiye iklimi (1991-2020).
• Can, A., & Yılmaz, Ü. (2019). Yağmur suyu potansiyeli ve kullanım suyu olarak değerlendirilmesi. 14. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi.
• Ciampittiello, M., Marchetto, A., & Boggero, A. (2024). Water Resources Management under Climate Change: A Review. In Sustainability (Switzerland) (Vol. 16, Issue 9, p. 3590). Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). https://doi.org/10.3390/su16093590
• Cook, S., Fengrui, L., & Huilan, W. (2000). Rainwater harvesting agriculture in Gansu Province, people’s Republic of China. Journal of Soil and Water Conservation, 55(2), 112–114. https://doi.org/10.1080/00224561.2000.12436382
• Dadhich, G., & Mathur, P. (2016). A GIS based Analysis for Rooftop Rain Water Harvesting. International Journal of Computer Science & Engineering Technology, 7(04), 129–143.
• Dağ, M., & Ay, M. (2024). Yağmur Suyu Hasadı Hesabı: Çorum İli Örneği. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 10(2), 334–343. https://doi.org/10.21324/dacd.1394549
• Ding, G. K. C., & Ghosh, S. (2017). Sustainable Water Management-A Strategy for Maintaining Future Water Resources. In Encyclopedia of Sustainable Technologies (pp. 91–103). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.10171-X
• DSİ. (2024). 2024 Yılı Performans Programı.
• Eren, B., Aygün, A., Likos, S., & Damar, A. İ. (2016). Yağmur suyu hasadı: Sakarya Üniversitesi Esentepe Kampüsü Örneği. 4th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science, 487–494.
• FAO, & UN Water. (2021). Progress on the level of water stress: Global status and acceleration needs for SDG indicator 6.4.2. https://doi.org/https://doi.org/10.4060/cb6241en
• Farreny, R., Morales-Pinzón, T., Guisasola, A., Tayà, C., Rieradevall, J., & Gabarrell, X. (2011). Roof selection for rainwater harvesting: Quantity and quality assessments in Spain. Water Research, 45(10), 3245–3254. https://doi.org/10.1016/J.WATRES.2011.03.036
• Frederick, K. D., & Major, D. C. (1997). Climate change and water resources. Climatic Change, 37(1), 7–23. https://doi.org/10.1023/A:1005336924908/METRICS
• Freni, G., & Liuzzo, L. (2019). Effectiveness of rainwater harvesting systems for flood reduction in residential urban areas. Water, 11(7), 1389. https://doi.org/10.3390/w11071389
• Giorgi, F., & Lionello, P. (2008). Climate change projections for the Mediterranean region. Global and Planetary Change, 63(2–3), 90–104. https://doi.org/10.1016/J.GLOPLACHA.2007.09.005
• Graham, N. T., Hejazi, M. I., Chen, M., Davies, E. G. R., Edmonds, J. A., Kim, S. H., Turner, S. W. D., Li, X., Vernon, C. R., Calvin, K., Miralles-Wilhelm, F., Clarke, L., Kyle, P., Link, R., Patel, P., Snyder, A. C., & Wise, M. A. (2020). Humans drive future water scarcity changes across all Shared Socioeconomic Pathways. Environmental Research Letters, 15(1), 014007. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab639b
• Güleç, A. (2022). İstanbul İlinde Çatılara Düşen Yağmur Suyunun Depolanması. T.C. Maltepe Üniversitesi.
• Günal, N. (2022). Tokat İlinin Biyocoğrafyası. In C. Şenol (Ed.), Horoztepe’den Günümüze 6000 Yıılda Tokat (pp. 301–317). Paradigma Akademi Basın Yayın Dağıtım.
• Hajjar, H., Kılınç, İ. K., & Ülker, E. (2020). Rainwater Harvesting Potential in Public Buildings: A Case Study in Katip Celebi University. Türk Doğa ve Fen Dergisi, 9(Özel Sayı), 167–172. https://doi.org/10.46810/tdfd.728797
• Himat, M. A. (2018). Çatılardan yağmur suyu hasat potansiyelinin il bazında değerlendirilmesi [Selçuk Üniversitesi]. http://dx.doi.org/10.1016/j.gde.2016.09.008%0Ahttp://dx.doi.org/10.1007/s00412-015-0543-8%0Ahttp://dx.doi.org/10.1038/nature08473%0Ahttp://dx.doi.org/10.1016/j.jmb.2009.01.007%0Ahttp://dx.doi.org/10.1016/j.jmb.2012.10.008%0Ahttp://dx.doi.org/10.1038/s4159
• Ilhan, A., Yildiz, D., Tokaç, F. Z., Kurnaz, M. L., & Türkeş, M. (2014). İstanbul’un Su Krizi ve Kolektif Çözüm Önerileri. In Sosyal Değişim Derneği (Issue April 2017). Sosyal Değişim Derneği.
• IPCC. (2023). Sections. In Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, H. Lee and J. Romero (eds.)] (pp. 35–115). https://doi.org/10.59327/IPCC/AR6-9789291691647
• Jamali, B., Bach, P. M., & Deletic, A. (2020). Rainwater harvesting for urban flood management – An integrated modelling framework. Water Research, 171, 115372. https://doi.org/10.1016/J.WATRES.2019.115372
• Kagabika, B. M., Kankuyu, O., Kagabika, B. M., & Kankuyu, O. (2021). Rooftop Rainwater Harvesting for Sustainable Development of Households in City of Kigali: Case of Niboye Sector in Kicukiro-District. Open Access Library Journal, 8(6), 1–18. https://doi.org/10.4236/OALIB.1106567
• Kahveci, B., & Yıldız, N. E. (2023). Yağmur Suyu Hasadı Potansiyelinin Belirlenmesi; Niğde Kenti Örneği. In G. Sandal Erzurumlu (Ed.), Kentsel Tasarım Öğelerine Mimarı Bakış (Issue December 2023). BİDGE Yayınları Kentsel.
• Kerim, A., & Süme, V. (2018). İstanbul’un eski su kaynakları; Sarnıçlar. Türk Hidrolik Dergisi, 2(2), 1–8. http://www.dergipark.gov.tr
• Lancaster, B. (2023). Yağmur Suyu Hasadı. TÜBİTAK.
• Nagabhatla, N., Pouramin, P., Brahmbhatt, R., Fioret, C., Glickman, T., Newbold, K. B., & Smakhtin, V. (2020). Water and Migration: A Global Overview. In UNU-INWEH Report Series: Vol. Issue 10 (Issue May). https://doi.org/10.13140/RG.2.2.20741.37606
• Örs, İ., Safi, S., Ünlükara, A., & Yürekli, K. (2011). Su Hasadı Teknikleri, Yapıları ve Etkileri. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 4(2), 65–71. https://dergipark.org.tr/en/pub/tabad/issue/34786/385122
• Oweis, T., Prinz, D., & Hachum, A. (2001). Water harvesting: Indigenous Knowledge for the future of the drier environments (Vol. 53, Issue 9). International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA). https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004
• Özeren Alkan, M., & Hepcan, Ş. (2022). Determination of Rainwater Harvesting Potential: A Case Study from Ege University. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 19(2), 259–266. https://doi.org/10.25308/aduziraat.1145029
• Polat, S. (2025). Geleneksel yağmur suyu hasat yöntemi olarak kullanılan avganlar ve bülkeler (Karahalli ilçesi, Uşak). International Journal of Geography and Geography Education (IGGE), 54, 278–300.
• Ruso, M. (2021). Rainwater harvesting analysis for Northern Cyprus (Issue February). MIDDLE EAST TECHNICAL UNIVERSITY, NORTHERN CYPRUS CAMPUS.
• Salem, H. M., Valero, C., Muñoz, M. Á., Gil-Rodríguez, M., & Barreiro, P. (2014). Effect of reservoir tillage on rainwater harvesting and soil erosion control under a developed rainfall simulator. CATENA, 113, 353–362. https://doi.org/10.1016/J.CATENA.2013.08.018
• Schlosser, C. A., Strzepek, K., Gao, X., Fant, C., Blanc, É., Paltsev, S., Jacoby, H., Reilly, J., & Gueneau, A. (2014). The future of global water stress: An integrated assessment. Earth’s Future, 2(8), 341–361. https://doi.org/10.1002/2014ef000238
• Selek, B., Kaan Tuncok, I., & Selek, Z. (2018). Changes in climate zones across Turkey. Journal of Water and Climate Change, 9(1), 178–195. https://doi.org/10.2166/WCC.2017.121
• Silva, A. C. R., Bimbato, A. M., Balestieri, J. A. P., & Vilanova, M. R. N. (2022). Exploring environmental, economic and social aspects of rainwater harvesting systems: A review. Sustainable Cities and Society, 76, 103475. https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.103475
• Şimşek, A., & Demir, G. (2023). Yağmur Suyu Hasadının Ondokuz Mayıs Üniversitesi Kütüphane Binasında Uygulanabilirliğinin Araştırılması. European Journal of Science and Technology, 52, 176–182. https://doi.org/10.5281/zenodo.10396768
• Tamagnone, P., Comino, E., & Rosso, M. (2020). Rainwater harvesting techniques as an adaptation strategy for flood mitigation. Journal of Hydrology, 586, 124880. https://doi.org/10.1016/J.JHYDROL.2020.124880
• Tanik, A., & Hanedar, A. (2024). Alternatif Bir Su Kaynağı Olarak Yağmur Suyu Hasadının Önemi ve Türkiye’deki Potansiyeli. SOCIAL SCIENCES STUDIES JOURNAL (SSSJournal), 10(Cilt 10 Sayı 8), 1324–1335. https://sssjournal.com/?mod=makale_tr_ozet&makale_id=77863
• Thomas, T. H., & Martinson, D. B. (2007). Roofwater harvesting: a handbook for practitioners. IRC International Water and Sanitation Centre. http://www.ircwash.org/resources/roofwater-harvesting-handbook-practitioners
• Tigen, M. G. (2024). Su İçin Doğa Temelli Çözümler: Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi için Sürdürülebilir Yağmur Suyu Uygulamaları ve Potansiyel Kazanımlar. Düzce University Faculty of Forestry Journal of Forestry, 20(2), 82–102. https://doi.org/10.58816/DUZCEOD.1577272
• Toyran, C., & Var, M. (2022). Yağmur suyu hasadının kentsel tasarım ve yeşil altyapı uygulamalarında değerlendirilmesi-Büyükçekmece İlçesi örneği. Turkish Journal of Forest Science, 6(1), 255–274. https://doi.org/10.32328/turkjforsci.1065858
• Tucci, C. E. M. (2017). Urbanization and Water Resources. Waters of Brazil: Strategic Analysis, 89–104. https://doi.org/10.1007/978-3-319-41372-3_7
• Villar-Navascués, R., Pérez-Morales, A., & Gil-Guirado, S. (2020). Assessment of rainwater harvesting potential from roof catchments through clustering analysis. Water (Switzerland), 12(9), 2623. https://doi.org/10.3390/W12092623
• WMO. (2025). State of Global Water Resources 2024. https://doi.org/10.18356/9789263113627
• Yalılı Kılıç, M., Öztürk, K., & Adalı, S. (2023). Üniversite Kampüsünde Yağmur Suyu Toplama Sisteminin Kurulumunun İncelenmesi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 10(1), 180–186. https://doi.org/10.30910/turkjans.1180224
• Yavaşlı, D. D., & Erlat, E. (2023). Climate model projections of aridity patterns in Türkiye: A comprehensive analysis using CMIP6 models and three aridity indices. International Journal of Climatology, 43(13), 6207–6224. https://doi.org/10.1002/joc.8201
• Yükselir, H., Ağaçsapan, B., & Çabuk, A. (2019). Çatıların yağmur suyu toplama kapasitesinin CBS tabanlı hesaplanması. GSI Journal Serie C: Advancements in Information Sciences and Technology, 1(2), 16–26.