İklim değişikliğinin taşkın üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigating the impact of climate change on flooding
Yazar: GÖRKEM SÜZGENLİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA NURİ
İstanbul Gelişim Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Taşkın, akarsuda normalin üstünde akım ve seviye yükselmesi sonucunda 
normalde su altında kalmayan alanların su altında kalması olayıdır, bölgelerin jeolojik 
durumlarına, topoğrafik özelliklerine, mevcut hidrolojik ve iklim şartlarına bağlı 
olmak üzere meydana gelen olumsuz durumlardır. Bu çalışmanın ana fikri iklim 
değişikliği neticesinde yağış şiddetinde meydana gelecek değişimlerin taşkın 
üzerindeki etkisinin incelenmesidir. Bu doğrultuda, Amerika Birleşik Devletleri 
Kaliforniya Eyaleti Victorville Kasabası'nda bulunan 34.52918° enlem 117.29288° 
boylam konumundaki havzaya ait 15-dakikalık akış ve saatlik yağış verileri çevrimiçi 
kaynaklardan temin edilmiştir. Bu veriler incelenerek havzanın 24-saatlik birim 
hidrografı elde edilmiştir. Birim hidrograf teorisine göre havzanın yağış olayına olan 
tepkisi zamandan bağımsız ve lineerdir. Buna göre elde edil birim hidrograf havzanın 
farklı tekerrür yılları için hesaplanan maksimum günlük yağış şiddetine vereceği 
tepkinin hesaplanması için kullanılmıştır. 
Öte yandan iklim değişikliği tesirinin kararsız akım taşkın modellemesine olan 
etkisinin araştırılması için beş adet Küresel Sirkülasyon Modelinin ((BCC-CSM2-MR, 
CMCC-ESM2, GFDL-ESM4, HadGEM3-GC31-LL, MPI-ESM1-2-LR) iki farklı 
emisyon senaryosu (SSP2-4.5, SSP5-8.5) altındaki çıktıları referans dönem (1985-
2014) ve geleceğe yönelik (2015-2100) projeksiyonları yine çevrimiçi kaynaklardan 
elde edilmiştir. Bu çıktılardaki belirsizlikler lineer ölçekleme yöntemi ile giderilmiştir. 
Daha sonra bu veriler referans dönemi (1985-2014), yakın gelecek (2015-2040), orta 
vade gelecek (2041-2070) ve uzak gelecek (2071-2100) olmak üzere eşiği aşan pik 
değerler (peaks-over-threshold: POT) yöntemi ile frekans analizine tabi tutulmuştur. 
Frekans analizinde tekerrür yılı 2, 5, 10, 20, 50, 100 ve 500 olarak alınmıştır. Bu 
analizlerde POT yöntemi ile elde edilen kısmı zaman serileri Genelleştirilmiş Pareto 
Dağılımına uydurulmuştur. Frekans analizinden elde edilen maksimum 24 saatlik 
yağış şiddetleri (havzanın ortalama yıllık akış ve yağışlarına göre hesaplanan akış 
katsayısının uygulandığından sonra) birim hidrografına çarpılarak taşkın hidrografları 
elde edilmiştir.
Havzanın topoğrafik verileri HEC-RAS Yazılımı'na verilerek taşkın haritaları 
çıkarılmıştır. Bu hidrolik modeldeki analizler bir boyutlu ve kararsız akım için 
yapılmıştır. 
iv
Çalışmanın sonuçları önümüzdeki yıllarda ekstrem yağış olaylarının artacağını 
göstermektedir. Bu sonuçlar havzanın morfolojik özelliklerinin sabit kalacağı takdirde 
ikim değişikliği sonucu taşkın riskinin artacağını göstermektedir.

Abstract:
Flood is the phenomenon of submersion of areas that are not normally submerged as a 
result of higher-than-normal flow and level rise in the stream. It is a negative situation 
that occurs depending on the geological conditions of the regions, topographic 
features, current hydrological and climatic conditions. The main idea of this study is 
to examine the effect of changes in rainfall intensity as a result of climate change on 
floods. In this regard, 15-minute flow and hourly precipitation data for the basin 
located at 34.52918° latitude and 117.29288° longitude in Victorville Town, 
California, USA, were obtained from online sources. By examining these data, a 24-
hour unit hydrograph of the basin was obtained. According to the unit hydrograph 
theory, the response of the basin to the rainfall event is independent of time and linear. 
Accordingly, the obtained unit hydrograph was used to calculate the response of the 
basin to the maximum daily rainfall intensity calculated for different return periods.
On the other hand, to investigate the effect of climate change on unsteady-state flow 
flood modelling, the outputs of five General Circulation Models ((BCC-CSM2-MR, 
CMCC-ESM2, GFDL-ESM4, HadGEM3-GC31-LL, MPI-ESM1-2-LR) under the 
emission scenario (SSP2-4.5, SSP5-8.5), for reference period (1985-2014) and future 
(2015-2100) projections were also obtained from online sources. Uncertainties in these 
outputs were eliminated by the linear scaling method. Then, these data were used for 
the reference period (1985-2014), near future (2015-2040), medium term future (2041-
2070) and distant future (2071-2100) are subject to frequency analysis with the peaksover-threshold (POT) method. In the frequency analysis, the return period was taken 
as 2, 5, 10, 20, 50, 100 and 500. In these analyses, the partial time series obtained by 
the POT method were fitted to the Generalized Pareto Distribution. The maximum 24-
hour rainfall intensities obtained from the frequency analysis (average annual rainfall 
of the basin flood hydrographs were obtained by multiplying the flow coefficient 
calculated according to the flow and precipitation by the unit hydrograph.
Flood maps were created by giving the topographic data of the basin to HEC-RAS 
Software. The analyzes in this hydraulic model were made for one-dimensional and 
unsteady flow.
The results of the study show that extreme rainfall events will increase in the coming 
years. These results show that if the morphological characteristics of the basin remain 
constant, the flood risk will increase as a result of climate change.