Samsun Mert havzasında bir ve iki boyutlu modeller ile taşkın alanlarının belirlenmesi
Determination of flood areas in Samsun Mert basin with one and two dimensional models
Yazar: VAHDETTİN DEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI ÜLKE KESKİN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Bölgesel taşkın frekans analizi = Regional flood frequency analysis ; Hidrolik modelleme = Hydraulic modelling

Özet:
Taşkın, nehir yatağında bulunan su miktarının çeşitli nedenlerle akarsu yatak kesitine sığamayarak çevresindeki arazilere, yerleşim yerlerine ve alt yapı tesislerine zarar veren doğal bir afettir. Taşkınlar dünyada ve ülkemizde can ve mal kayıpları açısından tüm afetler arasında ikinci, meteorolojik afetler arasında ise ilk sırada yer almaktadır.  Yaşamımızı etkileyen taşkınların maddi ve manevi zararlarını azaltmak için taşkını afet haline getiren mekanizmasının iyi bilinmesi ve taşkın meydana gelmeden önce önlemlerin alınması gerekmektedir. Taşkınların önceden tahmin edilmesi, gözlem değeri yardımıyla istatistiksel analizlerin ve modelleme çalışmalarının yapılmasıyla mümkün olmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı Samsun Mert Havzası'nda bir ve iki boyutlu hidrolik modeller ile taşkın alanlarının ve taşkın zararlarının belirlenmesidir. Çalışmada taşkın tekerrür debilerinin ve taşkın hidrograflarının elde edilmesinde noktasal ve bölgesel taşkın frekans analizi ile sentetik yöntemler (Mockus, DSİ Sentetik ve Snyder) kullanılmıştır.
Taşkın modellemeleri bir boyutlu ve iki boyutlu hidrolik hesaplamaların yapıldığı HEC-RAS ve iki boyutlu hidrolik hesaplamaları yapabilen FLO-2D programları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bir boyutlu HEC-RAS modellemesi ile kesitlerin yeterliliği incelenmiştir. İki boyutlu modellemelerde ise taşkın tekerrür debilerinin çalışma alanındaki yayılımları elde edilmiştir. Mert Irmağı Havzası'nın kent sınırlarıyla kesiştiği mansap bölgesinde DSİ Sentetik yöntemi ile hesaplanan 50, 100, 500 ve 1000 yıllık tekerrür debileri için HEC-RAS 2D ve FLO-2D'de elde edilen sonuçlar ArcGIS programında düzenlenerek taşkın yayılım, su yüksekliği ve su hızı haritaları elde edilmiştir. Bu haritalar yardımıyla da taşkın tehlike ve risk haritaları üretilmiştir. Taşkın tehlike haritaları DEFRA, taşkın risk haritaları ise Dinh vd. (2012), FEMA ve Kılavuz yöntemleriyle oluşturulmuştur. Taşkın risklerine ait ekonomik kayıplar Huizinga, Van Eck ve Kok., ICBR ile Pistrika ve Jonkman'ın zarar hesaplama yöntemleriyle tahmin edilmiştir.
Sonuç olarak Samsun Mert Havzası'nda 50, 100, 500 ve 1000 yıllık taşkın debilerine ait su yayılım alanları, su derinlikleri, su hızları, taşkın tehlike ve risk seviye haritaları üretilmiştir. Sonuçlar geçmiş taşkın olaylarıyla, HEC-RAS 2D ve FLO-2D programlarında karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalarda programların birbirleriyle %90-%96 oranında uyumlu sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Modellemeler sonucunda ilgili taşkın tekerrür debilerinin çalışma alanında 4 ila 6 km² büyüklüğe sahip alanlarda yayıldığı, 2020 yılı fiyatları ile 600-800 milyon ₺ tahmini hasar verebileceği ve 9 ila 12 bin arasında insanı etkilenebileceği tespit edilmiştir. Bu tahminler Su Yönetimi Genel Müdürlüğü tarafından hazırlanan rapor ile karşılaştırılmış ve kullanılan hasar fonksiyonlarından Pistrika ve Jonkman tarafından önerilen yöntemin çalışma alanı için daha uygun olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Flood is a natural disaster, which damages the surrounding lands, settlements, infrastructure facilities and living things by overflowing of water in the stream bed cross section for several reasons. It is the second disaster resulting from life and property losses in the world and in our country and the first of all the meteorological disasters. To reduce the pecuniary and non-pecuniary damages of the floods affecting our lives, the mechanism of the flood disaster must be well known and measures should be taken before flooding occurs. Prediction of floods is possible by performing statistical analysis and modeling studies with the help of observation data. The aim of this thesis study is to determine flood areas and flood damages with one- and two-dimensional hydraulic models in Samsun Mert Basin. In the study, flood frequency analysis and synthetic methods (Mockus, DSI Synthetic and Snyder) were used to obtain flood return periods and flood hydrographs. 
Flood modeling was carried out using HEC-RAS, where one-dimensional and two-dimensional hydraulic calculations were made, and FLO-2D programs capable of two-dimensional flood modeling. The sufficiency of cross-sections was investigated by one-dimensional HEC-RAS one dimensional modeling. In the two-dimensional modeling, flood return discharges were routed in the study area. The flood propagation, water height, and water velocity maps were created by arranging in the ArcGIS the results obtained with HEC-RAS 2D and FLO-2D were produced for 50, 100, 500 and 1000 years return discharges in the downstream region where Mert River Basin crosses the city borders. With the help of these maps, flood hazard and risk maps were produced. Flood hazard maps were created by DEFRA and flood risk maps were created by Dinh et al. (2012), FEMA and Guidance methods. Economic losses related to flood risks were estimated by Huizinga, Van Eck and Kok., ICBR, Pistrika and Jonkman's loss calculation methods. 
As a result, flood propagation areas, water depths, water velocities, flood hazard and risk level maps for flood discharges of 50, 100, 500 and 1000 years were produced in Samsun Mert basin. The results were compared with past flood events and in two different software. In these comparisons, it was observed that the two types of software gave 90%-96% compatible results with each other. That flows were spread over 4 to 6 km2, cause estimated damage of 600-800 million ₺ with the prices of 2020, affect 9-12 thousand people was determined the relevant return discharges in the consequence of modeling. As a result of comparing the estimates of this study with the report prepared by General Directorate of Water Management, it was found out that the method proposed by Pistrika and Jonkman among the damage functions used is more suitable for the study area.