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

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

• Rainwater harvesting
• hydrography
• geographic information systems

Yağmur Suyu Hasadı Potansiyelinin Belirlenmesi: Tokat İl Merkezi Örneği

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

• Yağmur suyu hasadı
• hidrografya
• coğrafi bilgi sistemleri

Kaynakça

1. Akçakaya, A., Eskioğlu, O., Atay, H., & Demir, Ö. (2013). Yeni Senaryolarla Türkiye İçin İklim Değişikliği Projeksiyonları.
2. 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
3. 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
4. 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
5. Bölük, E., Ekşioğlu, O., Çalık, Y., & Yağan, S. (2024a). Aydeniz iklim sınıflandırmasına göre Türkiye iklimi (1991-2020).
6. Bölük, E., Ekşioğlu, O., Çalık, Y., & Yağan, S. (2024b). Erinç iklim sınıflandırmasına göre Türkiye iklimi (1991-2020).
7. Can, A., & Yılmaz, Ü. (2019). Yağmur suyu potansiyeli ve kullanım suyu olarak değerlendirilmesi. 14. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi.
8. 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

9. 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
10. 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.
11. 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
12. 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
13. DSİ. (2024). 2024 Yılı Performans Programı.
14. 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.
15. 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
16. 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
17. 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
18. 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
19. 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
20. 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
21. Güleç, A. (2022). İstanbul İlinde Çatılara Düşen Yağmur Suyunun Depolanması. T.C. Maltepe Üniversitesi.
22. Günal, N. (2022). Tokat İlinin Biyocoğrafyası. In C. Şenol (Ed.), Horoztepe’den Günümüze 6000 Yıılda Tokat (pp. 301–317). Paradigma Akademi Basın Yayın Dağıtım.
23. 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
24. 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
25. 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.
26. 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
27. 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
28. 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
29. 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.
30. Kerim, A., & Süme, V. (2018). İstanbul’un eski su kaynakları; Sarnıçlar. Türk Hidrolik Dergisi, 2(2), 1–8. http://www.dergipark.gov.tr
31. Lancaster, B. (2023). Yağmur Suyu Hasadı. TÜBİTAK.
32. 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
33. 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
34. 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
35. 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
36. 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.
37. Ruso, M. (2021). Rainwater harvesting analysis for Northern Cyprus (Issue February). MIDDLE EAST TECHNICAL UNIVERSITY, NORTHERN CYPRUS CAMPUS.
38. 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
39. 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
40. 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
41. 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
42. 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
43. 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
44. 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
45. 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
46. 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
47. 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
48. 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
49. 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
50. WMO. (2025). State of Global Water Resources 2024. https://doi.org/10.18356/9789263113627
51. 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
52. 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
53. 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.