İstatistiksel metotlarla taşkın frekans analizi ve modellemesi
Flood frequency analysis and modeling with statistical methods
Yazar: MERVE DİNÇER
Danışman: DOÇ. DR. SEZAR GÜLBAZ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Akarsulardaki debinin artarak pik değere ulaşmasının sonucunda taşkınlar meydana gelmektedir. Taşkınlar meydana geldikleri bölgelerde ekonomik ve sosyal hayatı olumsuz etkileyen, ölümlere neden olan doğal afetlerdir. Taşkınlardan korunmak ve yol açacağı zararları en aza indirgemek için taşkın haritaları oluşturulması ve olası taşkın debilerinin önceden tahmin edilmesi taşkınları öngörmek için oldukça önemlidir. Taşkın debilerinin tahmin edilmesi istatistik yöntemler, sentetik yöntemler ve deterministik yöntemler ile yapılmaktadır. Bu çalışmada, İstanbul'un Şile ilçesine bağlı Ağva semtinin bulunduğu bölgede yer alan akarsular için 50, 100, 200 ve 500 yıllık dönüş aralığındaki taşkın debileri istatistiksel yöntemler kullanılarak Normal, Log-normal, üç parametreli Log-normal, Gumbel, GEV, Pearson Tip III ve Log-Pearson Tip III dağılımları ile tahmin edilmiş, Kolmogorov-Smirnov (K-S) ve Olasılık Çizgisi Korelasyon Testi (PPCC) ile en uygun olanı seçilmiş ve farklı dönüş aralığındaki taşkın debileri için Denmark Hydraulic Institute (DHI) tarafından geliştirilen MIKE 21 hidrolik modelleme programı ile modellenerek taşkın yayılım haritaları oluşturulmuştur. Çalışma için bölgedeki akarsular üzerinde bulunan D02A004 numaralı Göksu gözlem istasyonundan 43 yıllık, D02A149 numaralı Sungurlu gözlem istasyonundan 16 yıllık debi veriler kullanılmıştır. Uygunluk testlerinin sonucunda en uygun dağılımın Log-Pearson Tip III olduğu tespit edilmiştir. Log-Pearson Tip III dağılımı ile debiler 50, 100, 200 ve 500 yıllık dönüş aralıkları için sırasıyla 589,00 m3/s, 708,00 m3/s, 837,00 m3/s ve 1022,00 m3/s olarak hesaplanmıştır. Daha sonra bu taşkın debileri kullanılarak MIKE 21 programı ile hidrolik modelleme yapılarak 50, 100, 200 ve 500 yıllık taşkın suyu derinlikleri ve su hızı değerleri belirlenmiştir. Bölgede rastgele 10 adet nokta seçilerek dönüş aralıklarındaki maksimum su derinlikleri ve maksimum hızlar karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Floods occur as a result of the flow rate in rivers increasing and reaching the peak value. Floods are natural disasters that adversely affect economic and social life in the regions where they occur and cause deaths. In order to protect from floods and minimize the damages caused by floods, it is very important to create flood maps and to predict floods by estimating possible flood flows in advance. Flood flows are estimated by statistical methods, synthetic methods and deterministic methods. In this study, the flood flows for the rivers in the region where the Ağva neighborhood of Istanbul's Şile district is located were estimated using statistical methods for return periods of 50, 100, 200, and 500 years. These estimates were made using Normal, Log-normal, three-parameter Log-normal, Gumbel, GEV, Pearson Type III, and Log-Pearson Type III distributions, and the most suitable one was selected using the Kolmogorov-Smirnov (K-S) and Probability Plot Correlation Coefficient (PPCC) tests. Flood inundation maps were then developed for the flood discharges of different return periods by modeling with the MIKE 21 hydraulic modeling program developed by the Danish Hydraulic Institute (DHI). For the study, 43 years of flow data from Göksu observation station named D02A004 and 16 years of flow data from Sungurlu observation station named D02A149 located on the rivers in the region were used. As a result of the suitability tests, it was determined that the most appropriate distribution was Log-Pearson Type III. The flowrate using Log-Pearson Type III distribution was calculated as 589.00 m3/s, 708.00 m3/s, 837.00 m3/s and 1022.00 m3/s for 50, 100, 200 and 500 year return intervals, respectively. Then, using these flood flows, hydraulic modelling was performed with the MIKE 21 program and flood depth and velocity values for 50, 100, 200 and 500 years were determined. Maximum flood depth and maximum velocities at return intervals were compared by randomly selecting 10 points in the region.