Yukarı Fırat Havzası'nda değişen iklim koşulları altında akımların tahmini için hidrolojik modelleme
Hydrological modeling to predict streamflow under changing climate conditions in Upper Euphrates Basin
Yazar: KHAJA HAROON SEDDIQE
Danışman: PROF. DR. AYNUR ŞENSOY ŞORMAN
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Hidrolojik modelleme = Hydrological modelling ; Karasu Havzası = Karasu Basin ; Yukarı Fırat bölgesi = Upper Euphrates basin ; İklim değişikliği = Climate change

Özet:
İklim değişikliğinin etkisi altında, su kaynaklarının sürdürülebilir bir şekilde planlanması ve yönetimi dünya çapında daha da önem kazanmıştır. Bu çalışmada Yukarı Fırat Havzası'ndaki iklim değişikliğinin etkileri, bölgesel iklim modelleri baz alınarak RCP 4.5/8.5 senaryoları için incelenmiştir. Havzanın dağlık bir alanda olması nedeniyle, iklim değişiminin gerek akımlara ve gerekse kar erimelerine olan etkisi ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Dört farklı bölgesel iklim modelinin (CNRM-CM5/RCA4, EC-EARTH/RACMO22E, HadGEM/HIRHAM5 ve NorESM1-M/HIRHAM5) iki senaryosu için yanlılık düzeltmeleri yapılarak, referans (1970-2005) ve gelecek dönem (2020-2100) için eğilim ve anomali çalışmaları 20'şer yıllık periyotlar halinde gerçekleştirilmiştir. Bu senaryoların önemli bir kısmı hidrolojik modellerde (HEC-HMS ve HBV-Light) kullanılarak havzada akım ve kar erime projeksiyonları hesaplanmış, anomaliler bulunarak değerlendirilmiştir. RCP 4.5/8.5 senaryolarında sıcaklıkların artan, yağışların ise bazı dönemlerde artan ve bazı dönemlerde azalan eğilimde olduğu görülmüştür. Hidrolojik modelleme çalışmaları sonucunda kalibrasyon için 0,76-0.82 ve doğrulama için 0,70-0,75 arasında model performansı (NSE) elde edilmiştir. Hidrolojik çalışmalar sonucu akımlarda genel olarak bir artış gözlenmiştir. İklim projeksiyonlarının kar erimesine etkisi kar ile kaplı alanlar, kar su eşdeğeri ve karlı gün sayıları analiz edilmiş, tüm model ve senaryolarda azalma anomalileri gözlenmiştir. Çalışma sonuçları, dağlık bir memba havzası olan Karasu için, artan sıcaklıklar ile yağışların kar yerine yağmur şeklinde düşeceğini, bu nedenle karlı gün sayısının, kar su eşdeğerinin ve karla kaplı alanın azalacağını, yağmur şeklinde düşen yağışlar nedeniyle ortalama akımların artacağını ve akım piklerinin zamansal olarak öne geleceğini göstermektedir. Bu da havza için kar beslenimlerinin azalması anlamına gelmektedir. Azalan kar beslenimlerinin ilgili sektörlere olan etkisinin araştırılmasının ve mansap havzalarının da çalışmaya dahil edilmesinin önemli olduğu görülmektedir

Abstract:
Under the influence of climate change, sustainable planning and management of water resources has become even more important worldwide. The effects of climate change in the Upper Euphrates Basin were investigated for RCP 4.5/8.5 scenarios based on regional climate models. Since the basin is in a mountainous area, the effect of climate change on both flow and snowmelt has been evaluated separately.  Bias Corrections were applied for two different scenarios using four different regional climate models (CNRM-CM5/RCA4, EC-EARTH/RACMO22E, HadGEM/HIRHAM5 and NorESM1-M/HIRHAM5). Trend and anomaly analysis were conducted in 20-year intervals for the historical period (1970-2005) and the future period (2020-2100). A significant part of these scenarios was implemented in hydrological models (HEC-HMS and HBV-Light) to project the flow and snowmelt in the basin, with the aim of identifying and evaluating any significant variations or anomalies in the projected data. In the RCP 4.5/8.5 scenarios, it is observed that the temperatures tend to increase, while the precipitation tends to increase in some periods and decrease in others. As a result of hydrological modeling studies, NSE varies between 0.76-0.82 for calibration and between 0.70-0.75 for validation. As a result of the hydrological studies, a general increase in flow rates was observed. Based on the analysis of the effects of climate projections on snow melting, negative anomalies were observed in all models and scenarios for snow covered areas, snow water equivalent and number of snowy days. The results of the study show that for Karasu, which is a mountainous upstream basin, with increasing temperatures, precipitation will fall in the form of rain instead of snow, therefore, the number of snowy days, SWE, and snow-covered area will decrease, average flows will increase and the flow peaks will come to the fore in time. This means a decrease in snow feedings for the basin. It is seen that it is important to investigate the effects of decreasing snow on the related sectors and to include downstream basins in the study.