Kuraklık Riski Altındaki Havzalarda Gölet Haznelerinin Tasarımı: Seyhan Havzasında Bir Uygulama

Year 2020, Volume: 31 Issue: 5, 10189 - 10210, 01.09.2020

Ali Demir Keskiner , Mahmut Çetin , Mehmet Şimşek , Sabri Akın

https://doi.org/10.18400/tekderg.505584

Cited By: 5

Abstract

Gölet hazne tasarımlarında, olasılıklı havza su
verimleri kullanılmaktadır. Araştırma kapsamında, kuraklığa eğilimli havzalarda
gölet hazne tasarımlarında kullanılacak uygun olasılık düzeyinin belirlenmesi
amaçlanmıştır. Meteoroloji gözlem istasyonlarının yıllık toplam yağış serilerine, frekans analizi uygulanmıştır. İstasyonların
%50, %80 ve %90 olasılıklı beklenen yağışları ve Normalin Yüzdesi İndeksi kuraklık sınıflarına karşılık
gelen eşik yağış değerleri hesaplanmıştır. Bu değerler, CBS ortamında Ordinary Cokriging yöntemi ile haritalanarak
M. Turc yöntemine göre yüzey
akış haritaları oluşturulmuştur. Yüzey akışların, hipsometrik eğrileri
çizilmiştir. %80 ve %90 olasılıkla
beklenen akımların hipsometrik eğrileri “Hafif“
ve “Orta Şiddette” kuraklık sınıfına
karşılık gelen eşik yağış akımlarını, %50 olasılıklı akımlar ise “Normal ve Üzeri-Risk Yok” kuraklık sınıfı
eşik üstü akımları temsil etmiştir. Kuraklığa eğilimli Seyhan Havzasında gölet hazne
tasarımlarında, %50 olasılıklı havza su verimlerinin kullanılması uygun
bulunmamıştır. Maliyetleri azaltmak için, %80 veya %90 olasılıklı yüzey
akışların kullanılması önerilmiştir.

Keywords

Normalin Yüzdesi İndeksi (NYİ), kuraklık, CBS, M. Turc yüzey akışı

Design of Small Earthen Dam Reservoirs Lying in Drought-Prone Areas: An Application to the Seyhan River Basin

Abstract

Catchment water yields, calculated by M. Turc technique, having probability
levels of 50%, 80% and 90% are used for the design of reservoir capacity of
small earthen dams. This study aims to figure out the suitable probability
levels to be used for the design of reservoirs of small earthen dams lying in
drought-prone areas. After having performed frequency analysis technique on the
yearly total precipitation series of each meteorological station,
precipitations values with 50%, 80% and 90% probability levels were estimated
for each meteorological station. By using precipitations at 50% probability
level, precipitation threshold values corresponding to Percent of Normal
Precipitation Index (PNI) drought
categories of 65%, 75% and 85% were calculated for each station. These
precipitation values were mapped in Geographical
Information Systems (GIS) media by employing Ordinary Cokriging interpolation
technique; then, runoff maps of M. Turc
method were generated accordingly. Hypsometric curves of runoff values
were developed for each
runoff case. It was
determined that hypsometric
curves for 80% and 90%
probability levels overlapped quite well with the curves of PNI drought category of “Mild Drought”
and “Moderate Drought”,
respectively; and hypsometric curve of M. Turc runoff values with
50% probability level represented the curve relating to the runoff threshold
values for PNI drought category of
"Normal and Over, i.e. No Risk".
Consequently, the use of M. Turc
runoff values with 50% probability
level was not found suitable for the capacity design of small earthen dams
lying in the Seyhan River Basin prone to drought risk. Hence, it was suggested
that runoff calculation for the design of reservoirs of small earthen dams
should be done by using precipitation data having 80% or 90% probability
levels in order to reduce construction costs.

Keywords

Percent of Normal Precipitation Index (PNI), drought, GIS, M. Turc runoff

References

• [1] ICID., Irrigated Agriculture Development Under Drought and Water Scarcity, International Commission on Irrigation and Drainage, 150 p, India, 2017.
• [2] Alcamo, J., Henrichs, T., Rösch, T., World Water in 2025, Global Modeling and Scenario Analysis for The World Commission on Water for The 21 st Century, Center for Environmental Systems Research, University of Kassel, 2000.
• [3] UN., Report of the World Summit on Sustainable Development, United Nations, 26 August-4 September, Johannesburg, South Africa, 2002.
• [4] FAO., Coping with Water Scarcity-Challenge of The Twenty-First Century, World Water Day, 29 p, Rome, 2007.
• [5] Vogel, S., An Analysis of Water Management Strategies in Drought Prone Areas: A Comparison of Water Management Techniques in California, Chile, and Australia, Masters Project Submitted in Partial Fulfillment of The Requirements for The Masters of Environmental Management Degree in The Nicholas School of The Environment of Duke University,USA, 2018.
• [6 ] DSİ., Ormancılık ve Su Şurası, Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Devlet Su İşleri, Su Kaynaklarının Geliştirilmesi Çalışma Grubu Raporu, 21-23 Mart, Ankara, 2013.
• [7] Kılıç, N., Su Kaynaklarının Yetersizliği Düşündürüyor, Ar-Ge Sektörel Bülten, İzmir Ticaret Odası, Ekim, 2006.
• [8] İMO., Su Hakkı Raporları, İnşaat Mühendisleri Odası, Türkiye Mühendislik Haberleri, 2009/2, Ankara, 2009.
• [9] IWR., National Study of Water Management During Drought, The Report to The U.S. Congress. U.S. Army Corps of Engineers Water Resources Support Center Institute for Water Resources, 94-NDS-12, USA, 1995.
• [10] CC., Climate Change and Drought June 2018, Climate Council, Factsheet, Australia, 2018.
• [11] Andreadis, K.M., Clark, E.A., Wood, A.W., Hamlet, A.F., Lettenmaier, D.P., Twentieth-Century Drought in the Conterminous United States. American Meteorological Society, Volume:6, Pages; 985-1001, USA, 2005.
• [12] Mix, K., Groeger, A.W., Lopes, V.L., Impacts of Dam Construction on Streamflows During Drought Periods in The Upper Colorado River Basin, Texas. Lakes and Reservoirs: Research and Management, 21: 329–337, 2016.
• [13] Engindeniz, S., Öztürk, G., Türkiye’de İklim Değişikliğine Karşı Tarım Sektöründe Alınması Gereken Önlemler, Türkiye 9. Tarım Ekonomisi Kongresi, 22-24 Eylül 2010, Şanlıurfa, 2.Cilt, s.956-963, 2010.
• [14] Lindoso, D.P., Eiro, F., Bursztyn, M., Rodrigues-Filho, S., Nasuti, S., Harvesting Water for Living with Drought: Insights from the Brazilian Human Coexistence with Semi-Aridity Approach Towards Achieving the Sustainable Development Goals. Sustainability 2018, 10, 622; doi:10.3390/su1003062, 2018.
• [15] Fayrap, A., Erzurum İlinde Yapılan Sulama Amaçlı Göletlerin Durumu Yeterlilikleri ve Sorunları Üzerine Bir Araştırma. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 25 (2): 145-158, 1994.
• [16] Bancy, M.M., Malesu, M., Oduor, A., Promoting Rainwater Harvesting Eastern and Southern Africa, the Relma Experience. World Agroforestry, Centre Working Paper 24, Kenya, 2006.
• [17] Subagyono, K., Pawitan H., Water Harvesting Techniques for Sustainable Water Resources Management in Catchments Area. Proceedings of International Workshop on Integrated Watershed Management for Sustainable Water Use in a Humid Tropical Region, JSPS-DGHE Joint Research Project, Tsukuba, 2008.
• [18] Keskiner, A.D., Farklı Olasılıklı Yağış ve Sıcaklıkların CBS Ortamında Haritalanmasında Uygun Yöntem Belirlenmesi ve M.Turc Yüzey Akış Haritasının Geliştirilmesi: Seyhan Havzası Örneği, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, 2008.
• [19] Alberta (2015). Small Earth Fill Dams, Alberta Agriculture and Forestry, Practical Information for Alberta’s Agriculture Industry, Revised September 2015, Agdex 716 (A20), Canada, 2015.
• [20] Özlü, H., Kuraklık ve su yönetimi, İklim Değişimi ve Su Ekonomisi Paneli G.Ü. Bilim ve Teknoloji Stratejileri Araştırma ve Geliştirme Merkezi, 17 Mayıs, Ankara, 2007.
• [21] OSİB., Ulusal Kuraklık Yönetimi Strateji Belgesi ve Eylem Planı 2017-2023, Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Ankara, 2017.
• [22] Mendicino, G., Senatore, A., Versace, P., Water Resources Management in Agriculture under Drought and Water Shortage Conditions: A Case Study in Southern Italy. European Water, 23/24:41-56, 2008.
• [23] Kasap, R., Gölet Temel Gövdelerinin Projelendirilmesi, KHGMY, Ankara, 1998.
• [24] Özer, Z., Su Yapılarının Projelendirilmesinde Hidrolojik ve Hidrolik Esaslar, Tarım Orman ve Köyişleri Bakanlığı, Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü, Ankara, 1990.
• [25] Vanlı, M., Göletlerde Su Temini Çalışmaları, T. C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Hidrometri ve Taşkın Hidrolojisi Semineri, 3-4 Eylül, İstanbul, 1990.
• [26] Dalgün, N., Çanakkale Bayramiç Hacıbekirler Sulama Göleti Mühendislik Hidrolojisi Proje Raporu, Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Yayınları (KHGMY), Ankara, 1998.
• [27] Türkeş, M., Akgündüz, A.S., Demirörs, Z., Palmer Kuraklık İndisi’ne Göre İç Anadolu Bölgesi’nin Konya Bölümündeki Kurak Dönemler ve Kuraklık Şiddeti. Coğrafi Bilimler Dergisi, 7 (2), 129-144, 2009.
• [28] Bulut, B., Yılmaz, M.T., Türkiye’deki 2007 ve 2013 Yılı Kuraklıklarının NOAH Hidrolojik Modeli İle İncelenmesi. İMO Teknik Dergi, 27 (134): 7619-7634, 2016.
• [29] Önöz, B., Oğuz, B., İstanbul Su Temini Sistemi ve Kuraklık Analizi. İMO Teknik Dergi, 7 (31), 1083-1090, 1996.
• [30] Kadıoğlu, M., Kuraklıkda Kiriz Yönetimininden Risk Yönetimine Geçmeliyiz. Afet Zararlarını Azaltmanın İlkeleri, JICA Türkiye Ofisi Yayınları No: 2, Ankara, 2008.
• [31] Kapluhan, E., Türkiye’de Kuraklık ve Kuraklığın Tarıma Etkisi. Marmara Coğrafya Dergisi, 27: 487-510, 2013.
• [32] Ekmekçi, M., Jeolojik Geçmişten Günümüze İklim Değişiklikleri: Küresel İklim Değişimi ve Türkiye, TMMOB İklim Değişimi Sempozyumu, 13-14 Mart, 2008, s. 7-26, Ankara, 2008.
• [33] Tezcan, L., Ekmekçi, M., Atilla, Ö., Gürkan, D., Yalçınkaya, O., Otgonbayar, N., Saylu, M.E., Donma, S., Yılmazer, D., Akyatan, A., Pelen, N., Topaloğlu, F., İrvem, A., Seyhan Nehri Havzasında Tarım Güvenliği İçin Su Kaynakları Sistemlerinin İklim Değişikliğine Karşı Duyarlılıklarının Araştırılması, ICCAP Projesi Türk Grubu Sonuç Raporları, s. 1-24, Kyoto, 2007.
• [34] Kanber, R., Kapur, B., Ünlü, M., Tekin, S., Koç D.L., İklim Değişiminin Tarımsal Üretim Sistemleri Üzerine Etkisinin Değerlendirilmesine Yönelik Yeni Bir Yaklaşım: ICCAP Projesi, TMMOB 2. Su Politikaları Kongresi, 83-94, 2003.
• [35] Fujihara, Y., Tanaka, K., Nagano, T., Watanabe, T., Kojiri T., Assessing The Impact of Climate Change on The Water Resources of The Seyhan River Basin, Turkey, In: Proceedings of the International Congress River Basin Management, Vol. 1, Antalya, Turkey, pp. 453-463, 2007.
• [36] Topçu, E., Seçkin, N., Drought Analysis of the Seyhan Basin by Using Standardized Precipitation Index (SPI) and L-moments. Journal of Agricultural Sciences, 22: 196-215, 2016.
• [37] Keskiner, A.D., Çetin, M., Uçan, M., Şimşek, M., Coğrafi Bilgi Sistemleri Ortamında Standardize Yağış İndeksi Yöntemiyle Olasılıklı Meteorolojik Kuraklık Analizi: Seyhan Havzası Örneği. Çukurova Tarım Gıda Bilimleri Dergisi, 31 (2): 79-90, 2016.
• [38] Tuncok, İ. K., Drought Planning and Management: Experience in the Seyhan River Basin, Turkey. IWA Publishing, Water Policy, 18 (S2): 177-209, 2016.
• [39] Çetin, M., Keskiner, A.D., Nagano, T., Kubota, J., Coğrafi Bilgi Sistemleri Ortamında Olasılıklı Bölgesel Meteorolojik Kuraklık Analizi: Seyhan Havzası Örneği.13. Ulusal Kültürteknik Kongresi, Akdeniz Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü, 12-15 Nisan, Antalya, Bildiriler Kitabı: 332-339, 2016.
• [40] Gül, G.O., Kuzucu, A., Analysis of Drought Severity in Seyhan River Basin. European Water, 60: 211-217, 2017.
• [41] Gümüş, V., Algin, H.M., Meteorological and Hydrological Drought Analysis of The Seyhan-Ceyhan River Basins, Turkey. Meteorological Applications, 24: 62-73, 2017.
• [42] DSİ., Göl-Su Projesi. Devlet Su İşleri, http://www.dsi.gov.tr/projeler/gol-su-projesi, Erişim tarihi: 11.11 2018
• [43] Çetin, M., Topaloğlu, F., Yücel, A., Tülücü, K., Yağış Kayıtları ve Bazı Önemli İstatistiklerin Jeoistatistik Yöntemle İncelenmesi: Seyhan Havzası Örneği, II. Ulusal Hidroloji Kongresi, sayfa 75-82, İstanbul, 1998.
• [44] Esri., Spatial Analysis. http://www.esri.com, Erişim Tarihi: 11.11.2018.
• [45] Keskiner, A.D., İbrikçi, T., Çetin, M., Yapay Sinir Ağlarıyla Coğrafi Bilgi Sistemi Ortamında Olasılıklı Sıcaklık Tahmini ve Karşılaştırılması. Tarım Bilimleri Dergisi, 17 : 241- 252, 2011.
• [46] Ryan, B.F., Cryer, J., Minitab Handbook, Fifth Edition, Regression and Correlation, In: 313-349, Belmont, California, 2005.
• [47] BestFit., Users’s Guide @rısk Risk Analysis and Simulation Add-In for Microsoft®Excel, http://www.palisade.com/risk/, Erişim tarihi: 11.11.2018.
• [48] Tülücü, K., KT-310 Uygulamalı Hidroloji, Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları: 138 Ders Kitabı:A-143, 315 s., Adana, 2002.
• [49] Chow, V.T., Maidment, D.R., Mays, L.W., Applied Hydrology, McGraw-Hill, Inc., Civil Engineering Series, 572 p, New York, 1988.
• [50] Şen, Z., Applied Drought, Modeling, Prediction and Mitigation, Elsevier: 9780128024225,484 p., Amsterdam, Netherlands, 2015.
• [51] Willeke G., Hosking J.R.M., Wallis J.R., Guttman N.B., The National Drought Atlas, Institute for Water Resources Report, 94-NDS-4, U.S. Army Corps of Engineers, 1994.
• [52] Çetin, M., Özcan, H., Tülücü, K., Aşağı Seyhan Ovası IV.Merhale Proje Alanında Toprak ve Taban Suyuna İlişkin Bazı Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerin Yersel Değişimlerinin Jeoistatistik Yöntemle Araştırılması, Araştırma Projesi Sonuç Raporu, Adana, 2001.
• [53] Hayes, M.J., Drought Indices. Western Water Assessment, Feature Article From Intermountain West Climate Summary, Colorado, USA, 2007.
• [54] MGM., Meteoroloji Genel Müdürlüğü. https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/kuraklik-analizi.aspx?d=yontemsinif#sfB ,Erişim tarihi: 11.11 2018.
• [55] Englund, E., Sparks, A., GEOEAS User’s Guide, EPA, Las Vegas, NV, 1991.
• [56] Çıtakoğlu, H., Çetin, M., Çobaner, M., Haktanır, T., Mevsimsel Yağışların Jeoistatistiksel Yöntemle Modellenmesi ve Gözlemi Olmayan Noktalarda Tahmin Edilmesi. İMO Teknik Dergi, 28 (136): 7725-7745, 2017.
• [57] Taylan, E.D., Damçayırı, D., Isparta Bölgesi Yağış Değerlerinin IDW ve Kriging Enterpolasyon Yöntemleri ile Tahmini. İMO Teknik Dergi, 27 (133): 7551-7559, 2016.
• [58] Eriş, E., Ağıralioğlu, N., Ölçümleri Az Olan Kıyı Bölgelerinde Yağışın Yerel Dağılımının Belirlenmesi: Doğu Karadeniz Bölgesi. İMO Teknik Dergi, 28 (136): 7685-7702, 2017.
• [59] Çetin, M., Jeoistatistiksel Yöntem İle Nokta ve Alansal Yağışların Saptanması ve Stokastik Olarak Modellenmesi Örnek Havza Uygulamaları, Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi, 1996.
• [60] Atlı, A., Yer Altı Suyu (YAS) Kirlenme Potansiyelinin, CBS Tabanlı Drastic Modeli Kullanılarak Belirlenmesi ve Erzin Ovası Yas Hassasiyet Haritalarının Geliştirilmesi, Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi, 2010.
• [61] Goovaerts, P., Ordinary Cokriging Revisted. Mathematical Geology, International Association for Mathematical Geology 30 (1): 21-42, 1988.
• [62] Türkyılmaz, Y., Rezervuar Hidrolojisi Seminer Notları, T.C Başbakanlık, Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü, Ankara, 1996.
• [63] Vivoni, E.R., Benedetto, F.D., Grimaldi, S., Eltahir, E.A.B., Hypsometric Control on Surface and Subsurface Runoff. Water Resources Research, Vol. 44, W12502, doi:10.1029/2008wr006931, 2008.
• [64] Eriş, E., Aksoy, H., Önöz, B., Çetin, M., Yüce, M.İ., Selek, B., Aksu, H., Burgan, H.İ., Eşit, M., Yıldırım, I., Karakuş, E.Ü., Frequency Analysis of Low Flows in Intermittent and Non-Intermittent Rivers from Hydrological Basins in Turkey. Water Supply 1 February 2019; 19 (1): 30-39, doi: https://doi.org/10.2166/ws.2018.051
• [65] Parajka, J., Szolgay, J., Grid-Based Mapping of Long-Term Mean Annual Potential and Actual Evapotranspiration in Slovakia. Hydrology, Water Resources and Ecology in HeadWaters (Proceedings of the Headwater