Harmanlanan uydu görüntülerinin karla kaplı alanlar üzerindeki etkisi ve Türkiye'nin Yukarı Fırat Havzası'nda dönemsel kar potansiyelinin modellenmesi
Impact of modified satellite products on snow covered area and modeling the seasonal snow potential in the Upper Euphrates basin, Turkey
Yazar: EGEMEN YAMANKURT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALİ ARDA ŞORMAN
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Türkiye'nin dağlık doğu bölgelerindeki kar erimesinin meydana getirdiği akımlar, bahar ve ilk yaz ayları süresince yıllık toplam akım hacminin yaklaşık 2/3'ünü oluşturması sebebiyle büyük bir öneme sahiptir. Bu nedenle, özellikle büyük barajların bulunduğu Fırat Havzası'nda kış aylarında biriken kar miktarının alansal ve zamansal olarak takip edilmesi ülkenin su kaynaklarının verimli şekilde kullanılması açısından önemlidir.Bu çalışmada, Keban Baraj Gölünü besleyen önemli kollardan birisi olan Yukarı Fırat Havzası'nın Karasu kolu (10,275 km2) uygulama alanı olarak seçilmiştir. Havzada yürütülmekte olan hidrolojik modelleme uygulamalarında karla kaplı alanlar optik MODIS uydu görüntüleriyle belirlenmektedir. Ancak optik uydular buluttan etkilenmekte ve bulutlu olan zamanlarda bulutun altında kalan yerler görülemediği için tespit edilememektedir. Bu nedenle, karın yağdığı kış aylarında (kar potansiyeli belirleme dönemi) ve erimeye başladığı ilkbahar aylarında (akım tahmini dönemi) bulutsuz, az bulutlu veya buluttan olabildiğince arındırılmış karla kaplı alanların tespiti önem kazanmaktadır. Çalışmada, MODIS uydusunun günlük üretilen Terra ve Aqua görüntüleri, bulut etkisini azaltmak için çeşitli harmanlama işlemlerinden geçirilmiştir. Harmanlanan uydu görüntüleri öncelikle doğruluk analizleri için yer gözlemleriyle karşılaştırılmış, daha sonra ise kar çekilme eğrileri 2008, 2009 ve 2010 su yılları için tüm havza bazında hazırlanmıştır. Sonuç olarak, uydu görüntülerindeki harmanlama işleminin havzadaki karla kaplı alan haritalarında bulut etkisini azaltarak önemli bir iyileştirme yarattığı görülmüştür.2008, 2009 ve 2010 su yılları için Fırat Nehrinin membasına, dünyada yaygın olarak kullanılan kavramsal hidrolojik modellerden HBV modeli uygulanmıştır. Akım değerleri kullanılarak model parametreleri kalibre edilmiş ve diğer bir model çıktısı olan karla kaplı alan verileri, harmanlanmış karla kaplı alan verileriyle karşılaştırılmıştır. Türkiye'nin su kaynakları konusunda Orta Doğu'daki jeopolitik konumu gözönüne alındığında, hidrolojik modelleme çalışmaları rezervuar ve havza yönetimi için önemli bir karar destek aracı olan akım tahmininin operasyonel kullanımı için hazır hale getirilmiştir.

Abstract:
Snowmelt runoff in the mountainous eastern part of Turkey is of great importance as it constitutes nearly 2/3 in volume of the total yearly runoff during spring and early summer months. Therefore, determining the amount and timing of snowmelt runoff especially in the Euphrates Basin, where large dams are located, is an important task in order to use the water resources of the country in an optimum manner.In this study, Karasu River in the Upper Euphrates Basin (10,275 km2) which is one of the main branches feeding the Keban Dam Reservoir is selected as the application area. For the hydrologic modeling studies conducted in the basin, snow covered areas are determined using MODIS optical satellite images. But optical satellites are hindered by cloud cover where at times when cloud is present, land cover can not be determined. For this reason, during winter (ablation period) and spring (melting period) it is crucial to determine snow covered areas with little or no cloud. In the study, daily MODIS satellite images on Terra and Aqua platfom are combined and modified in order to decrease the cloud cover. Modified satellite images are firstly compared with ground station data for validation purposes and later used to generate basin snow depletion curves for 2008, 2009 and 2010 water years. In the end, it is seen that modifying the satellite products has a significantly positive impact on snow covered area in the basin by decreasing cloud effect.The well-known conceptual hydrologic model, HBV, is applied to the headwaters of Euphrates River for 2008, 2009 and 2010 water years. Model parameters are calibrated using discharge values and later snow covered area output of model are compared with the modified snow covered areas. Taking into account the geopolitical position of Turkey in terms of water resources in the Middle East, hydrologic modeling studies give promising results indicating the possible operational use of runoff forecasting which can be an important desicion support tool for reservoir and basin management.