İklim değişikliğinin hidrolojik özellikler ve hidroelektrik enerji üretimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi: Altınkaya Baraj Havzası örneği
Investigation of the effects of climate change on hydrological characteristics and hydroelectric power generation: The case study of Altınkaya Dam Basin
Yazar: BANU YILMAZ
Danışman: PROF. DR. EGEMEN ARAS
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
İklim değişikliğinin baraj havzaları üzerindeki etkilerini anlamak; su depolama, sulama ve enerji üretimi gibi temel işlevleri sağlamadaki önemli rolleri nedeniyle su kaynakları yönetimi için büyük bir öneme sahiptir. Bu çalışmada, Türkiye'de hidroelektrik enerji üretimi açısından önemli bir potansiyele sahip olan Altınkaya Baraj Havzası'nda iklim değişikliğinin yağış ve sıcaklık gibi atmosferik parametrelerin yanı sıra baraj giriş akımları ve hidroelektrik enerji üretimi üzerindeki olası etkileri incelenmiştir. Bu potansiyel etkiler ERA5 yeniden analiz verileri, CMIP6 güncel arşivinden seçilmiş altı farklı genel dolaşım modeli (GDM) ve iki farklı sosyoekonomik rota (SSP2-4.5 ve SSP5-8.5) kullanılarak araştırılmıştır. Seçilen GDM'lerin bölgesel ölçeğe indirgenmesinde istatistiksel ölçek indirgeme modelleri kullanılmıştır. Çoklu model topluluğu (ÇMT) makine öğrenimine ve ortalamaya dayalı dört farklı yöntem kullanılarak geliştirilmiştir. Baraj giriş akımlarının ve enerji üretim değerlerinin sıcaklık ve yağış parametrelerine ve iklim değişikliği etkisine bağlı olarak tahmin edilmesi farklı makine öğrenme modelleri ve hibrit algoritmalar kullanılarak yorumlanmıştır. Çalışma bulgularına göre, iyimser ve kötümser senaryolar etkisinde sıcaklık artışlarının sırasıyla 3.11 ve 5.64 °C'ye ulaşabileceği, yağışların ise sırasıyla %19 ve 43'e varan oranlarda azalabileceği, aylık ortalama baraj giriş akım ve enerji üretim verilerinde ise aylık bazda farklı oranlarda değişimlerin gerçekleşeceği öngörülmektedir.

Abstract:
Understanding the effects of climate change on dam basins is of great importance for water resources management due to their important role in providing essential functions such as water storage, irrigation, and energy generation. In this study, the potential effects of climate change on atmospheric parameters such as precipitation and temperature as well as dam inflows and hydroelectric power generation in Altınkaya Dam Basin, which has a significant potential for hydroelectric power generation in Türkiye, were investigated. These potential effects were investigated using ERA5 reanalysis data, six different general circulation models (GCMs) selected from the CMIP6 current archive and two different shared socioeconomic pathway scenarios (SSP2-4.5 and SSP5-8.5). Statistical downscaling models were used to downscale the selected GCMs from global to regional scale. Four different Multiple Model Ensembles (MMEs) were developed using different methods. The prediction of dam inflows and energy generation values based on specified parameters and climate change impact is interpreted using different machine learning models and hybrid algorithms. According to the findings of the study, under the optimistic and pessimistic scenarios, temperature increases could reach 3.11 and 5.64 °C, respectively, precipitation could decrease by up to 19 and 43%, respectively, and monthly average dam inflow and energy production data would change at different rates on a.