Yıl 2019, Cilt , Sayı 17, Sayfalar 611 - 636 2019-12-31

Küresel İklim Değişikliğinin Yağış ve Sıcaklık Üzerindeki Etkilerinin Kırkgöze Dağlık Havzasındaki Kar Kütlesi Üzerinde 2050 Yılı İçin Beklenen Etkilerinin HSPF Model Programı İle İncelenmesi

Selim Şengül [1]


Bu çalışmada Kırkgöze Havzası’nın kar birikme ve erime dönemlerindeki hidrolojik davranışını modellemek için kullanılan HSPF model parametreleri güncellenerek kalibre edilmiştir. BASINS programında önceden alansal karakterizasyonu yapılmış olan havzanın HSPF model programı ile havza ve iklim karakterizasyonu yapılarak üç farklı noktada kar birikmesi ve erimesi davranışları modellenmiş ve yağış ve sıcaklık parametrelerinin öngörülen iklim değişikliği trendlerinin bölgedeki karın birikme ve erime süreçleri üzerindeki etkileri simüle edilmiştir. Sıcaklık ve yağış, iklim değişikliğinin en önemli göstergeleridir. Özellikle kar yağışından beslenen havzalar için, karların erime döneminin erkene çekilmesi akarsu akımlarını etkiler. Sıcaklık artışı, kar erime dönemlerinin erkene çekilmesine sebep olmakta ve bunun sonucunda akarsuların hidrolojik rejimleri değişmektedir.

 

Kavramsal yapıdaki karmaşık bir model olan HSPF modeli ile Türkiye’de kar erimesinin etkili olduğu dağlık havzalarda farklı yükseklik ve bakıdaki üç farklı noktada gerçekleştirilen analizler ile Türkiye’nin Doğu Anadolu Bölgesi’ndeki iklim değişikliği sonucu öngörülen yağış ve sıcaklık trendlerinin karın birikmesine ve erimesine olan etkisi 2050 yılı tahminleri ile ortaya konulmuştur. 2011 yılı verileri referans alınarak gelecekteki 40 yıllık periyod için gerçekleştirilen tahminlere göre erime dönemi yüksek rakımlarda kuzey bakıda 15 gün, güney bakıda ise 25 gün kadar öne kayabilmektedir. Çalışmada kar örtüsü üzerine yağan yağmurun ve erken erime sonucu çıplak arazi üzerine yağarak direk akışa geçen yağmurun gözlenen debiler üzerinde önemli etkilerinin olduğu sonucuna varılmıştır. Büyük kar kütlelerinden salınan pik debiler günlük bazda 1.4 kata kadar çıkabilmektedir. Bu ise ilerleyen dönemde bazı lokasyonlarda taşkın debilerinde önemli bir artışa işaret etmektedir. Bu nedenle taşkın koruma yapılarının ekonomik ömürleri boyunca hizmet verebilmesi için küresel iklim değişikliği trendleri gözönünde tutularak boyutlandırılması gerektiği sonucunu doğurmaktadır. Ayrıca karın zamanla daha yüksek kotlarda birikmeye başlayacak olması ile karla kaplı alanların azalacak olması özellikle farklı disiplinlerdeki kış sporlarının yapıldığı Doğu Anadolu’da mevcut bulunan tesislerin geleceğe yönelik projeksiyonlarının yapılması hususunda önem arz etmektedir.

Kar Modellemesi, Enerji ve Kütle Dengesi, HSPF Modeli, Kırkgöze Havzası, İklim Değişikliği, Kış Sporları
  • Acar, R., Şenocak, S., & Şengül, S. (2009). Snow hydrology studies in the mountainous eastern part of Turkey. Paper presented at the 2009 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management.
  • Acar, R., Şenocak, S., Şengül, S., Coşkun, T., & Balık Şanlı, F. (2009). Erzurum Kırkgöze Havzasında Kar Erimesine Etki Eden Meteorolojik Ölçümlerin Üç İstasyonda Karşılaştırılması. Paper presented at the III. Ulusal Kar Kongresi.
  • Al‐Abed, N. A., & Whiteley, H. R. (2002). Calibration of the Hydrological Simulation Program Fortran (HSPF) model using automatic calibration and geographical information systems. Hydrological processes, 16(16), 3169-3188.
  • Anderson, E. A. (1968). Development and testing of snow pack energy balance equations. Water Resources Research, 4(1), 19-37.
  • Anderson, E. A., & Crawford, N. H. (1964). The synthesis of continuous snowmelt runoff hydrographs on a digital computer, Department of Civil Engineering: Stanford University, Stanford, California, Technical Report.
  • Anonymous. (1956). Summary report of the snow investigations: North Pacific Division. US Army Corps Eng., Portland, Oreg. 437pp.
  • Anonymous. (1998). Engineering and Design: Runoff from Snowmelt (CECW–EH Engineer Manual 1110-2-1406). Retrieved from Washington, D.C.:
  • Anonymous. (2007). Better Assessment Science Integrating Point and Nonpoint Sources BASINS 4.0, User’s Manual. EPA-823-C-07-001, Washington, DC.
  • Bergman, M., Green, W., & Donnangelo, L. (2002). Calibration of storm loads in the South Prong watershed, Florida, using basins/HSPF 1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 38(5), 1423-1436.
  • Bicknell, B. R., Imhoff, J. C., Kittle Jr, J. L., Donigian Jr, A. S., & Johanson, R. C. (1997). Hydrological simulation program—FORTRAN user’s manual for version 11. Environmental Protection Agency Report No. EPA/600/R-97/080. US Environmental Protection Agency, Athens, Ga.
  • Carrubba, L. (2000). HYDROLOGIC MODELING AT THE WATERSHED SCALE USING NPSM 1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 36(6), 1237-1246.
  • Choi, W., & Deal, B. M. (2008). Assessing hydrological impact of potential land use change through hydrological and land use change modeling for the Kishwaukee River basin (USA). Journal of Environmental Management, 88(4), 1119-1130.
  • Crawford, N. H. (1999). Snowmelt Calibration. Hydrologic Journal. Retrieved from www.hydrocomp.com
  • Donigian, A. S., & Davis, H. H. (1978). User's Manual for Agricultural Runoff Management(ARM) Model. Available from the National Technical Information Service, Springfield VA 22161 as PB-286 366, Price codes: A 08 in paper copy, A 01 in microfiche. Report.
  • DSİ. (2009). Turkey Water Report. Retrieved from Republic of TURKEY:
  • El-Kaddah, D. N., & Carey, A. E. (2004). Water quality modeling of the Cahaba River, Alabama. Environmental geology, 45(3), 323-338.
  • Endreny, T. A., Somerlot, C., & Hassett, J. M. (2003). Hydrograph sensitivity to estimates of map impervious cover: a WinHSPF BASINS case study. Hydrological processes, 17(5), 1019-1034.
  • Güventürk, A. (2013). Impacts Of Climate Change on Water Resources on Eastern Mountainous Region Of Turkey. (Msc), Middle East Technical University, Ankara,Turkey.
  • Hayashi, S., Murakami, S., Watanabe, M., & Bao-Hua, X. (2004). HSPF simulation of runoff and sediment loads in the Upper Changjiang River Basin, China. Journal of Environmental Engineering, 130(7), 801-815.
  • Im, S., Brannan, K. M., Mostaghimi, S., & Cho, J. (2004). Simulating fecal coliform bacteria loading from an urbanizing watershed. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 39(3), 663-679.
  • IPCC. (2007). Impacts, Adaptation, and Vulnerability (Eds. ML Parry, OF Canziani, JP Palutikof, PJ van der Linden, CE Hanson) (Vol. 4): Cambridge University Press, UK.
  • Rango, A., & Martinec, J. (1995). REVISITING THE DEGREE‐DAY METHOD FOR SNOWMELT COMPUTATIONS 1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 31(4), 657-669.
  • Seaber, P., Kapinos, F., & Knapp, G. (1987). Hydrologic Unit Maps. United States Geological Survey Water-Supply Paper 2294. US Geological Survey: Anchorage, AK, USA.
  • Şengül, S. (2011). Dağlık Havzalarda Hidrolojik Çevrime Etki Eden Parametrelerin Coğrafi Bilgi Sistemleri ve HSPF Model Programıla İncelenmesi ve Kırkgöze Havzası Örneği. (PhD), Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, Türkiye. Şenocak, S. (2011). Kar Erimesi Akış Modelinin (SRM), Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Uzaktan Algılama Teknikleri de Kullanılarak Dağlık Bölgelerde Uygulaması ve Erzurum Kırkgöze Havzası Örneği. (PhD), Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, Türkiye.
  • Shirinian-Orlando, A. A., & Uchrin, C. G. (2007). Modeling the hydrology and water quality using BASINS/HSPF for the upper Maurice River watershed, New Jersey. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 42(3), 289-303.
  • Singh, P., & Singh, V. P. (2001). Snow and Glacier Hydrology (Vol. 3). Netherlands: Kluwer Academic Publishers.
  • Şorman, A. (2004). Importance of Hydro-Meteorological Data Bank for Use in Coupled Models and Disaster Management Using New Techniques (RS/GIS) in Turkey: EFCA.
  • Tzoraki, O., & Nikolaidis, N. P. (2007). A generalized framework for modeling the hydrologic and biogeochemical response of a Mediterranean temporary river basin. Journal of Hydrology, 346(3-4), 112-121.
  • Yucel, I., Güventürk, A., & Sen, O. L. (2015). Climate change impacts on snowmelt runoff for mountainous transboundary basins in eastern Turkey. International Journal of Climatology, 35(2), 215-228.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0002-0041-1454
Yazar: Selim Şengül (Sorumlu Yazar)
Kurum: ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, HİDROLİK ANABİLİM DALI
Ülke: Turkey


Destekleyen Kurum Atatürk Üniversitesi
Proje Numarası PRJ2016/5-2613
Teşekkür Bu çalışmada kullanılan meteoroloji ve kar gözlem istasyonlarının kurulumunda önemli katkıları bulununan başta Prof. Dr. Reşat ACAR ve Dr. Öğr. Üyesi Serkan ŞENOCAK olmak üzere istasyonların halihazırda işletilmesi ve bakımlarında katkıları bulunan Arş.Gör. Okan Mert KATİPOĞLU ve Muhammet Nuri İSPİRLİ’ye; ayrıca ilgili çalışma alanının yağış ve sıcaklık trendlerini belirleyerek literatüre kazandıran Prof. Dr. İsmail Yücel, Abdulkadir Güventürk ve çalışma arkadaşlarına da teşekkürlerimi sunarım. Bu çalışma Atatürk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (BAP) tarafından kabul edilen PRJ2016/5-2613 nolu temel araştırma projesi kapsamında desteklenmiştir.
Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 31 Aralık 2019

APA Şengül, S . (2019). Küresel İklim Değişikliğinin Yağış ve Sıcaklık Üzerindeki Etkilerinin Kırkgöze Dağlık Havzasındaki Kar Kütlesi Üzerinde 2050 Yılı İçin Beklenen Etkilerinin HSPF Model Programı İle İncelenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi , (17) , 611-636 . DOI: 10.31590/ejosat.601051