Yukarı Fırat Havzası hidroekonomik modelinin geliştirilmesi ve iklim değişikliği adaptasyon stratejilerinin belirlenmesi
Development of Upper Euphrates Basin hydroeconomic model and determination of climate change adaptation strategies
Yazar: AYÇA AYTAÇ
Danışman: DOÇ. DR. MUHAMMED CİHAT TUNA ; DR. MUSTAFA ŞAHİN DOĞAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Fırat Havzası = Fırat Basin ; Havza yönetimi = Basin management ; Hidroelektrik santralleri = Hydroelectric power plants ; Küresel ısınma = Global warming ; Su kaynakları yönetimi = Water resources management ; İklim = Climate

Özet:
İklim değişikliği ve küresel ısınma, yaşadığımız çağın ve yakın geleceğin en önemli konuları arasında yer almaktadır. İklim değişikliğinin olumsuz etkileri su, enerji ve ekosistem ilişkisini temel alan bütünleşik havza bazlı sürdürülebilir su yönetimi anlayışı ile çalışan modeller kullanılarak en aza indirilebilir. Bunun için kullanılabilecek uygun model çeşitlerinden bir tanesi de hidroekonomik optimizasyon modelleridir. Hidroekonomik modellerde temel olarak hidrolojik ve ekonomik veriler kullanılmaktadır. 
Bu çalışmada, Fırat Nehri'ne su akışını sağlayan en büyük ve ana havza olan Yukarı Fırat Havzası'nın birbirine bağlı su temini altyapısının bir hidroekonomik optimizasyon modeli olan Fırat Havzası Hidroekonomik Modeli (FEHEM) geliştirilmiştir. Model ile 45 yıllık tarihi hidrolojik veri seti kullanılarak su yönetimi ve hidroelektrik karar verme operasyonları aylık zaman basamakları aralığında lineer programlama (LP) modeliyle değerlendirilmiştir. Ayrıca havzada 2116 yılına kadar iklim değişikliği ve küresel ısınmanın hidrolojik verilere olacak etkisi düşük ve yüksek emisyonlu iklim senaryolarına göre belirlenmiştir. 
Sonuç olarak; iklim değişikliği ile yağış miktarının azalması ve akış zamanlamasının da değişmesi beklenmektedir. Akım girişlerinde modellenen azalma ortalama %37.5'tir. Pik akışların ise zamansal olarak ortalama 1-2 ay civarında erken gerçekleşeceği görülmektedir. Bu hidrolojik değişikliklerin bir sonucu olarak yakın gelecekte havzada toplam enerji üretim miktarı dolayısıyla hidroelektrik gelir azalacaktır. Rezervuar depolamaları ve hidroelektrik karar verme mekanizmaları bütünleşik havza planlamasına ile yeniden ele alınmalıdır. Yağışın zaman ve büyüklüğüne göre çalışan havza bazlı karar verme algoritmaları kullanılmalıdır. Büyük depolama kapasitelerine sahip hidroelektrik santraller bu anlamda esnek çalışma kabiliyetleri ile oldukça stratejik öneme sahiplerdir. Yakın gelecekte bütünleşik havza yönetimi yaklaşımıyla çalışan modellerin su yönetimi ve planlaması çalışmalarında en önemli karar verici olacağı değerlendirilmektedir.

Abstract:
Climate change and global warming are among the most important issues of our time and the near future. The negative impacts of climate change can be minimized by using models that work with an integrated basin-based sustainable water management approach based on the relationship between water, energy and ecosystems. One of the appropriate model types that can be used for this is hydroeconomic optimization models. Basically, hydrological and economic data are used in hydroeconomic models. 
In this study, the Euphrates Basin Hydroeconomic Model (FEHEM), a hydroeconomic optimization model of the interconnected water supply infrastructure of the Upper Euphrates Basin, which is the largest and main basin providing water flow to the Euphrates River, is developed. Using a 45-year historical hydrological dataset, water management and hydropower decision-making operations were evaluated with the linear programming (LP) model at monthly time steps. In addition, the effects of climate change and global warming on hydrological data in the basin until 2116 were determined according to low and high emission climate scenarios. 
As a result, the amount of precipitation is expected to decrease and the timing of runoff is expected to change with climate change. The modeled reduction in current inputs is on average 37.5%. It is observed that peak flows will occur about 1-2 months earlier on average. As a result of these hydrological changes, the total amount of energy production in the basin will decrease in the near future, and so will hydroelectric revenue. Reservoir storage and hydropower decision-making should be reconsidered through integrated basin planning. Basin-based decision-making algorithms that work according to the time and magnitude of precipitation should be used. In this sense, hydroelectric power plants with large storage capacities are of strategic importance with their flexible operation capabilities. In the near future, models working with an integrated basin management approach are expected to be the most important decision makers in water management and planning studies