Büğdüz alt havzası (Burdur) hidrolojik modeli
Hydrological modelling of Büğdüz sub-basin (Burdur)
Yazar: EMİNE ARSLAN KARADAVUT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TÜRKER KURTTAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji (Hidrejeoloji) Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Nehir havzalarında su kaynakları en iyi şekilde yönetmek için akışın çevresel değişimlere göstereceği tepkileri anlamak çok önemlidir. Bu tez çalışması kapsamında insan kaynaklı faaliyetlerinden su yapılarının Büğdüz Havzasına olan etkisi değerlendirilmiştir. Bu amaçla Burdur Gölü'nü besleyen ana kollardan bir olan Büğdüz Deresinin yan kolu olan Yayla Deresi üzerine 2014 yılında yapılmış olan Büğdüz Göletinden önce ve sonraki dönemlere ait hidrolojik modeller geliştirilmiştir. İnsan kaynaklı faaliyetlerin ve iklim değişikliğinin etkilerini değerlendirmek için çalışmalarda da sık tercih edilen SWAT (Soil and Water Assessment Tool)  hidrolojik modeli kullanılmıştır. Büğdüz Göletinin bulunmadığı 2005-2013 yılları arasında havza parametrelerinin tespit edilmesi için SWAT-CUP programının SUFI-2 algoritması kullanılarak kalibrasyon ve validasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Gözlenen akım verileri için havza çıkışında yer alan Büğdüz D. (Suludere)  Akım Gözlem İstasyonu (AGİ) verileri kullanılmıştır. Modelde 2005-2006 yılları warm-up, 2007-2010 yılları kalibrasyon ve 2011-2013 yıllarında validasyon işlemleri uygulanmıştır. Kalibrasyon işlemi sonucunda elde edilen parametrelerin istatistiksel olarak model performans değerleri  R2= 0,88 ve NSE=0,88 olarak hesaplanırken validasyon işlemi sonucunda R2= 0,72 ve NSE=0,32 olarak hesaplanmıştır. Validasyon işleminde NSE değerinin düşük çıkması hesaplanan ve gözlenen akım değerlerinin birbirine yeteri kadar yaklaşmadığını ifade etmektedir. Ancak yinede kalibrasyon ve validasyon işlemleri sonucu ortaya çıkan hidrograflarda gözlenen ve hesaplanan akım verilerinin pik noktalarının genel olarak uyum içinde olduğu görülmektedir. 
Model parametrelerinin elde edildikten sonra 2014-2018 yıllarında Büğdüz Göletinin bulunduğu ve bulunmadığı 2 farklı model kurulmuştur. Her iki modelde de model girdileri ortak kullanılmıştır. Büğdüz Göletinin bulunduğu model için rezervuar modülüne girilecek olan gölet alan, hacim ve sulama verileri DSİ (2010) tarafından geliştirilen rapordan temin edilmiş ve kullanılmıştır. Model sonuçlarında elde edilen hidrolojik döngüler ile göletin bulunduğu ve bulunmadığı dönemler için su bütçeleri hesaplanmıştır. Büğdüz Göletinin bulunmmadığı ve bulunduğu dönemler için geliştirilen hidrolojik modeller sonucunda Büğdüz Havzasında meydana gelen depolamadaki değişim miktarları sırasıyla 9,246 x 106 m3/yıl ve 7,578 x 106 m3/yıl olarak hesaplanmıştır. Havzadaki en fazla su kaybının buharlaşma ve terleme yoluyla meydana geldiği ve göletin bulunduğu dönemde buharlaşma ve terleme yoluyla 1,44 x 106 m3/yıl daha fazla su kaybı meydana geldiği hesaplanmıştır. 
Bu tez kapsamında kurulan hidrolojik modeller ile su yapılarının havzadaki hidrolojik döngüde oluşturacağı etkiler ortaya konulmaya çalışılmıştır. Model çalışmalarındaki belirsizlikler dikkate alınarak su yapıları yapılmadan önce model çalışmaları ile su bütçesi çalışmaları yapılarak su havzalarında oluşacak etkiler en aza indirilmelidir. Anahtar Kelimeler: Büğdüz Göleti, SWAT, SWAT_CUP, Hidrolojik Model, İnsan Faaliyetleri Etkileri

Abstract:
Understanding the responses of river basin flows to environmental changes is crucial for effectively managing water resources. In this thesis, the impact of human activities and water structures on the Büğdüz Basin has been assessed. For this purpose, hydrological models were developed for the periods before and after the construction of the Büğdüz Pond, which was built in 2014 on the Yayla Stream, a tributary of Büğdüz Stream, one of the main branches feeding Lake Burdur. The SWAT (Soil and Water Assessment Tool) hydrological model, commonly used in studies to evaluate the effects of human activities and climate change, was employed. Calibration and validation processes were carried out using the SUFI-2 algorithm of the SWAT-CUP program to identify the basin parameters for the 2005-2013 period when the Büğdüz Pond did not exist. Flow data observed at the Büğdüz D. (Suludere) Flow Observation Station (FOS), located at the basin outlet, were used. In the model, the years 2005-2006 were used as a warm-up period, 2007-2010 for calibration, and 2011-2013 for validation. The model performance values for the parameters obtained as a result of the calibration were statistically calculated as R² = 0.88 and NSE = 0.88, while for the validation, they were R² = 0.72 and NSE = 0.32. The low NSE value in the validation indicates that the calculated and observed flow values did not sufficiently converge. However, the hydrographs resulting from the calibration and validation processes show that the peak points of the observed and calculated flow data are generally in agreement.
After obtaining the model parameters, two different models were developed for the years 2014-2018, one with and one without the Büğdüz Pond. The model inputs were used jointly for both models. For the model with the Büğdüz Pond, the reservoir module was provided with pond area, volume, and irrigation data, obtained from the report developed by the State Hydraulic Works (DSİ, 2010). Water budgets for the periods with and without the pond were calculated using the hydrological cycles obtained from the model results. As a result of the hydrological models developed for the periods with and without the Büğdüz Pond, the change in storage in the Büğdüz Basin was calculated as 9.246 x 10⁶ m³/year and 7.578 x 10⁶ m³/year, respectively. It was determined that the largest water loss in the basin occurred through evaporation and transpiration, and during the period with the pond, an additional 1.44 x 10⁶ m³/year of water was lost due to evaporation and transpiration.
The hydrological models developed in this thesis aimed to reveal the effects of water structures on the hydrological cycle within the basin. Considering the uncertainties in model studies, water budget analyses should be conducted through modeling studies before the construction of water structures to minimize the impacts on water basins. Keywords: Büğdüz Pond, SWAT, SWAT_CUP, Hydrological Model, Human Activities Effects