Türkiye'deki dağlık havzalarda uygulanan swat modeli ile iklim değişikliğinin incelenmesi
Evaluating climate change impacts using swat in a mountainous region of Turkey
Yazar: İSMAİL BİLAL PEKER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ ARDA ŞORMAN
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Fırat havzası = Fırat basin ; Havza modellemesi = Basin modelling ; Hidrolojik modelleme = Hydrological modelling ; Kar erimesi = Snowmelt ; Uzaktan algılama = Remote sensing ; İklim değişikliği = Climate change

Özet:
Kar erimelerinden beslenen dağlık havzalarda, akışa geçen su hacminin hesabı ve iklim değişikliği konuları dikkat çekmektedir. Ülkemizde bu konular, Fırat havzası gibi geniş drenaj alanına sahip sınır aşan sular açısından büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, Fırat havzasının dağlık iki memba alt havzası çalışma alanı olarak seçilerek ArcSWAT ile hidrolojik modelleme yapılmıştır. Modelleme çalışmasında, akım ölçümleri, arazi kar ölçümleri ve MODIS kar-kaplı alan (KKA) uydu ürünlerinden yararlanılmıştır. İlk olarak, modele ait kar çıktıları, uydu görüntüleri ile kalibre edilmiş; ardından, istasyonlara ait noktasal ölçümlerle de doğrulanmıştır. İkinci aşamada, akım çıktılarının otomatik kalibrasyonu SWAT-CUP ile gerçekleştirilerek Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE)'ye göre ortalama günlük 0.7'nin, aylık 0.8'in üzerinde kalibrasyon ve validasyon değerleri elde edilmiştir.  Oluşturulan hidrolojik modeller, farklı iklim senaryolarına (RCP 4.5 ve RCP 8.5) göre üretilmiş iki periyottaki (2041-2070 ve 2071-2099) projeksiyonlar için çalıştırılarak, iklim değişikliğinin kar erimelerine ve akımlara etkisi incelenmiştir. Sonuçlarda, her iki havzada, kar-su eşdeğeri (KSE) pik değerlerinde %30-39'a varan azalma ve kar sezonunda 37-43 günlük daralma görülmektedir. İklim değişikliğindeki beklenen sıcaklık artışı, karın yeryüzünde olağandan daha geç birikip erken erimeye başlamasına sebep olmaktadır. Akımlarda ise, hacim olarak kar çıktılarına kıyasla daha düşük ölçüde %3-4 civarında azalma gözlenirken akım merkez zamanlarının 9-11 gün öne kayması söz konusudur.

Abstract:
Subjects like runoff prediction and climate change attracts attention at snow fed mountainous basins. This is also an important topic in Turkey which bares the headwaters of the Euphrates Basin having a large surface area of transboundary waters. In this study, hydrological modeling is conducted at the two mountainous headwater basins of Euphrates River exploiting ArcSWAT. During the modeling stage, hydro-meteorological data, snow observations and MODIS snow cover satellite products are utilized. Firstly, SWAT parameters are calibrated using satellite imagery and then validated by ground snow measurements. Then, the hydrological model is adjusted according to runoff values with the help of SWAT-CUP whereby over 0.7 daily and 0.8 monthly Nash-Sutcliffe Efficiency performance results are achieved, respectively. Once the model is made ready, it is run daily for two periods (2041-2070 ve 2071-2099) applying two different climate scenarios (RCP 4.5 ve RCP 8.5) in order to evaluate the impacts of climate change on snow and runoff. The results indicate that for both basins, snow water equivalent (SWE) decreases by 30-39% and the snow season narrows in the order of 37-43 days. In terms of runoff, streamflow is not as dramatically affected as snow which shows a reduction of 3-4%, but center time volume is push earlier by 9-11 days until the end of the century.