Comparison of Bathymetric Maps with Different Spatial Resolutions for Reservoir Operation

Bir barajın rezervuarında depolanan su hacmi, tesisin işletme verimliliğinin temel belirleyicisidir. Baraj rezervuarında sediment birikimi sonucu su hacmi azalır ve bu tür değişiklikleri tespit etmek için periyodik olarak batimetrik haritalar üretilmelidir. Bu çalışmada, 2019 yılında üretilen 10 m mekansal çözünürlüğe sahip Seyhan Barajı Rezervuarı'nın batimetrik haritası kullanılmıştır. Gerçek batimetrik harita kullanılarak, mekansal çözünürlüğü 20 m ile 500 m arasında değişen, farklı çözünürlüklerde 13 batimetrik harita üretilmiş ve bu haritalar kullanılarak baraj işletmesinin temelini oluşturan yükseklik-hacim tabloları çıkarılmıştır. Bu tablolar ile gerçek yükseklik-hacim tabloları arasındaki korelasyon analiz edilmiş ve doğrusal regresyon katsayıları (K) 0.99 ile 0.74 arasında, ortalama mutlak hatalar (MAE) 1.67 ile 81.10 arasında, Nash-Sutcliffe verimlilik katsayıları (NSE) 1.00 ile 0.76 arasında ve yüzdelik sapmalar (PB) %0.66 ile %37.35 arasında hesaplanmıştır. Çözünürlüğü 20 m-100 m arasında olan modellerde K değerleri 0.99-0.95, MAE 1.67-13.99, NSE 1.00-0.995 ve PB %0.66-%5.72 iken, 100 m sonrasında K değerleri 0.95-0.74, MAE 13.99-81.10, NSE 0.995-0.763, PB %5.72-%37.35 olarak bulunmuştur. Çözünürlüğü 100 m olan batimetrik harita kullanılarak, baraj yönetiminde kullanılacak yükseklik-hacim tablosu %95'lik bir yaklaşımla üretilebilmekte ve modelde kullanılan nokta sayısı gerçek haritadaki nokta sayısının %1'ine denk gelmektedir. Batimetrik harita üretiminin yüksek maliyeti göz önüne alındığında, batimetrik haritaların optimum çözünürlükte hazırlanmasını kolaylaştıracak olan bu çalışma sonuçlarının, düzenli ve/veya acil ölçümlerin maliyet, iş gücü ve zaman gereksinimlerini azaltarak gelecekteki araştırmalara katkı sağlaması beklenmektedir.

The volume of water stored in the reservoir of a dam is the main determinant of the operational efficiency of the facility. As a result of sediment accumulation in a dam reservoir, the volume of water in it decreases, and bathymetric maps should be produced periodically to detect such changes. In this study, the bathymetric map of Seyhan Dam Reservoir with a spatial resolution of 10 m produced in 2019 was used. Using the actual bathymetric map, 13 bathymetric maps of different resolutions with spatial resolution between 20 m and 500 m were produced, and using these maps, the elevation-volume tables that form the basis of the dam operation were extracted. The correlation between these tables and the actual elevation-volume tables was analysed and the linear regression coefficients (K) were calculated between 0.99 and 0.74, mean absolute errors (MAE) between 1.67 and 81.10, Nash-Sutcliffe efficiency coefficients (NSE) between 1.00 and 0.76, and percentage biases (PB) between 0.66% and 37.35%. For models with a resolution between 20 m-100 m, K values were 0.99-0.95, MAE 1.67-13.99, NSE 1.00-0.995 and PB 0.66%-5.72%, but after 100 m, K 0.95-0.74, MAE 13.99-81.10, NSE 0.995-0.763, PB 5.72%-37.35%. By using the bathymetric map with a resolution of 100 m, the elevation-volume table to be used in dam management can be produced with a 95% approach and the number of points used in the model corresponds to 1% of the number of points on the real map. In view of the considerable expense associated with the production of a bathymetric map, it is anticipated that the results of the study, which will facilitate the preparation of bathymetric maps at optimal resolutions, will serve to inform future research by reducing the cost, labor, and time requirements of regular and/or urgent measurements.