Application of Drainage-Area Ratio Method to Seyhan Basin Flows and Evaluation the Obtained Results with Contour Graphs

Abstract

Hydrological studies present the basis of water resources engineering. Especially in the design processes of water structures, hydrometeorological data analysis has an important position. A good planning stage is directly related to the completeness of the observed streamflow data. However, it is a fact that the flow measurements cannot be obtained fully for many reasons. Therefore, completing the missing data with appropriate methods is inevitable in terms of the administrative processes of water engineering works. In this study, analyses were made at the subject of applying the Drainage-Area Ratio (DAR) method to the Seyhan Basin flows to complete the mentioned missing data. Data transfers were carried out between six different observation stations in the basin and on the same flow route. The correlation results between the transferred data and the raw data at that location were investigated. In addition, a proper coefficient was determined with the Bias Correction applying in the literature, and contour graphs were generated with the corrected data. As a result of the study, the coefficient values were obtained as an acceptable level for all the transferred and corrected station data. It has been observed that with the transfer of the flow values of the station no. 1829 to the station no. 1830, a very high rate of convergence to the raw streamflow rates has occurred. The coefficient of determination in the transport of these data was calculated as 0.956, so the highest performance value in this study come up. Besides, it has been seen that the peak discharges slightly decreased using the correction coefficient and converged the raw flow rates.

Keywords

• Streamflow data
• Drainage-Area Ratio Method
• Seyhan Basin
• Contour graphs

Drenaj Alan-Oran Yönteminin Seyhan Havzası Akımlarına Uygulanması ve Sonuçların Kontur Grafikleri ile Değerlendirilmesi

Öz

Su kaynakları mühendisliğinin temelini hidrolojik çalışmalar oluşturmaktadır. Özellikle su yapılarının tasarımı süreçlerinde veri analizleri önemli bir yer tutmaktadır. İyi bir planlama aşaması gözlemlenmiş akım verilerinin eksiksiz olması ile doğrudan bağlantılıdır. Ancak birçok sebepten ötürü debi ölçümlerinin tam olamadığı bir gerçektir. Dolayısı ile eksik olan verilerin uygun metotlarla tamamlanması su mühendisliği çalışmalarının yönetimsel süreçleri açısından kaçınılmazdır. Bu çalışmada Drenaj Alan-Oran (DAR) metodunun söz konusu eksik verilerin tamamlanabilmesi amacıyla Seyhan Havzası akımlarına uygulanması noktasında değerlendirmeler yapılmıştır. Havzadaki altı farklı gözlem istasyonu arasında ve aynı akış güzergahında yer alacak şekilde veri transferleri gerçekleştirilmiştir. Taşınan veriler ile o noktadaki ham verilerin arasındaki korelasyon sonuçları irdelenmiştir. Ayrıca literatürde yer alan Yanlılık Düzeltmesi ile uygun bir katsayı belirlenmiş, düzeltilmiş verilerle birlikte kontur grafikleri oluşturulmuştur. Çalışma sonucunda taşınıp düzeltilmiş tüm istasyon verileri için kabul edilebilir bir düzeyde belirlilik katsayı değerleri elde edilmiştir. 1829 nolu istasyon akım değerlerinin 1830 nolu istasyona transferi ile ham debilere oldukça yüksek oranda bir yakınsama gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Bu verilerin taşınımında determinasyon katsayısı 0,956 olarak hesaplanmış, dolayısı ile çalışmadaki en yüksek performans değeri ortaya çıkmıştır. Ayrıca pik debilerin düzeltme katsayısıyla bir miktar azaldığı ve ham debilere yaklaştığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Akım verileri
• Drenaj Alan-Oran Metodu
• Seyhan Havzası
• Kontur grafikleri

Kaynakça

1. Bakış R., Göncü, S. Akarsu debi ölçümlerinde eksik verilerin tamamlanması: Zap Suyu Havzası Örneği. Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi A-Uygulamalı Bilimler ve Mühendislik 2015; 16(1): 63-79. https://doi.org/10.18038/btd-a.45640
2. Bakış R., Şirin FÇ., Bayazıt, Y. Akım gözlem istasyonları için alan-oranı metodunun doğruluğunun analizi. İklim Değişikliği ve Çevre 2020; 5(2): 8-15.
3. Değerli S., Turhan, E. Drenaj alan-oran metodu kullanılarak nehir akım verilerinin yanlılık düzeltmesi ile doğruluğunun incelenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 2022, 34: 100-104. https://doi.org/10.31590/ejosat.1075180
4. Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü (DSİ). Akım Gözlem Yıllıkları 2015, Ankara. https://www.dsi.gov.tr/Sayfa/Detay/744 (Erişim Tarihi: 01 Mart 2023).
5. Elektrik İşleri Etüt İdaresi (EİEİ). 1936-2005 Akım Gözlem Yıllıkları, 2011, Ankara. https://www.dsi.gov.tr/Sayfa/Detay/744 (Erişim Tarihi: 01 Mart 2023).
6. Emerson DG., Vecchia AV., Dahl AL. Evaluation of drainage-area ratio method used to estimate streamflow for the Red River of the North Basin, North Dakota and Minnesota. US Geological Survey 2005, Scientific Investigations Report: 5017.
7. Ergen K., Kentel E. An integrated map correlation method and multiple-source sites drainage-area ratio method for estimating streamflows at ungauged catchments: A case study of the Western Black Sea Region, Turkey. Journal of Environmental Management 2016, 166: 309-320. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2015.03.042
8. Farmer WH., Vogel RM. Performance-weighted methods for estimating monthly streamflow at ungauged sites. Journal of Hydrology 2013, 477: 240–250. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2012.11.032

9. Li Q., Peng Y., Wang G., Wang H., Xue B., Hu X. A combined method for estimating continuous runoff by parameter transfer and drainage area ratio method in ungauged catchments. Water 2019; 11(5): 1104. https://doi:10.3390/w11051104
10. Özfidaner M., Şapolyo D., Topaloğlu F. Seyhan Havzası akım verilerinin hidrolojik kuraklık analizi. Toprak Su Dergisi 2018; 7(1): 57-64. https://doi.org/10.21657/topraksu.410140
11. Saka F., Babacan HT. Discharge estimation by drainage area-ratio method at some specific discharges for 2251 stream gauging station in East Black Sea Basin, Turkey. Journal of Investigations on Engineering and Technology 2019; 2(1): 22-25.