Mantıksal model (bulanık mantık (ANFIS)) ve fiziksel tabanlı (HEC-HMS) modelleri kullanılarak akım modellemesi ve tahmini
Modeling and forecasting of runoff using fuzzy logic (ANFIS) and physical based (HEC-HMS) models
Yazar: SAVAŞ UĞUR TEMELLİ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA TOMBUL
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Çalışmada, uygulama havzası olarak belirlenen Kurukavak deresi havzasına ait gözlenmiş, 30.06.1988 ve 01.06.2005 tarihlerinde gerçekleşen fırtına olaylarının verileri kullanılarak akım modellemesi ve tahmini yapılmıştır. ArcGIS (Versiyon 10.3.1) yazılımı ile havzanın karakteristik özellikleri belirlenmiştir. Belirlenen karakteristik özellikler haritalara aktarılmış ve sınıflandırılmıştır. Modelleme çalışmaları, farklı iki model olan; HEC – HMS modeli (HEC – HMS Versiyon 4.2.1. yazılımı) ve ANFIS modeli (MATLAB Versiyon R2018a) kullanılarak, kalibrasyon ve validasyon olmak üzere iki periyotta gerçekleştirilmiştir. HEC – HMS ve ANFIS modellerinin sonuç verileri ve bu iki modelin arasındaki uyum performansı, sonuç ve öneriler kısmında değerlendirilmiştir. Sonuçlara bakıldığında, HEC – HMS modeli kalibrasyon periyodunda NSE değeri 0.824, validasyon periyodunda ise NSE değeri ise 0.618 olarak hesaplanmıştır. NSE metoduna göre yapılan değerlendirmede kalibrasyon – validasyon periyotlarında kullanılan olay verileri belirli aralıklarda olup modelleme çalışmasının güvenilirliliğini ortaya koymuştur. ANFIS modelinin test aşamasında ise ortalama karesel hatayı (OKH) ifade eden RMSE değeri 0.019542 olarak hesaplanmıştır. HEC – HMS ve ANFIS modellerinin performanslarının iyi olduğu ve akım tahmin değerlerinin gerçek değerlere yakın sonuçlar verdiği görülmüştür. Bu iki modelin iyi ve benzer sonuçlar vermesi, yapılması planlanan modelleme çalışmalarında, havza karakteristik parametrelerinin ölçümünün yapılamadığı veya eksik olduğu durumlarda ANFIS modelinin güvenilir bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, Kurukavak stream basin was selected as study basin, and flow modeling and forecasting are performed by using data of storm events that took place on 30.06.1988 and 01.06.2005. ArcGIS (Version 10.3.1) software was used to characterize the basin. Specified characteristics are classified and transferred to the maps. Two different models are included in the modeling studies; namely; HEC - HMS model (HEC - HMS Version 4.2.1 software) and ANFIS model (MATLAB Version R2018a) and in both calibration and validation are performed. The results of HEC - HMS and ANFIS models and the performance of harmony between these two models are evaluated in the conclusions and recommendations section. According to the results, the calculated NSE values in the HEC - HMS model were 0.824 and 0.618 for calibration and validation periods respectively. The evaluation based on the NSE method states that, the event data used during the calibration - validation periods are at certain intervals and demonstrate the reliability of the modeling. Additionally, in the test phase of the ANFIS model, the mean square error (RMSE), was calculated as 0.019542. It has been observed that, HEC - HMS and ANFIS models have good performances and predicted runoff values are close to observed values. The good and similar results of these two models have shown that the ANFIS model can be used reliably in cases where the measurement of basin characteristic parameters cannot be performed or is missing.