Susurluk havzasında su temini sistemleri için bölgesel düşük akım frekans analizi
Regional low flow frequency analysis for water supply systems in susurluk basin
Yazar: ÇİĞDEM GÜRLER
Danışman: DOÇ. DR. ALPER SERDAR ANLI
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Entegre Su Yönetimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Düşük akım analizi = Low flow analysis ; Hidrolojik analiz = Hydrological analysis ; Kümeleme analizi = Cluster analysis ; L-momentler yöntemi = L-moments method ; Temel bileşenler analizi = Principal components analysis ; Çok değişkenli regresyon = Multivariate regression

Özet:
Düşük akım bir akarsuda debinin azalması durumu olup kullanım ve çevresel ihtiyaçlar göz önüne alındığında beklenen asgari akım seviyesinin göstergesidir. Düşük akım çalışmaları, kurak dönemlerin olumsuz etkilerini azaltabilecek önlemlerin alınabilmesi açısından önem taşımaktadır. Bu nedenle bu çalışmada Susurluk Nehri Havzasında farklı sürelerdeki d-günlük debiler kullanılarak düşük akım analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında öncelikle, Susurluk Nehri Havzasında 25 yıl ve üzeri veriye sahip olan ve olabildiğince doğal akım özelliği gösteren 24 adet akım gözlem istasyonuna ait veri Q7, Q15, Q30 ve Q60 günlük d-günlük akım verilerine dönüştürülmüştür. Ardından veriler düzensizlik ölçüsüne tabi tutulmuş, düzensiz istasyonlar için aykırı değer testi uygulanmıştır ve kümeleme analizi ile havza 2 homojen bölgeye ayrılmıştır. Her bir homojen bölgede 12 adet istasyon bulunmakta olup bu bölgelerin ayrılmasında yükselti etkisinin fazla olduğu görülmüştür. Homojen olarak tanımlanmış her bir bölge için uygunluk testi yapılmış ve bölgesel frekans dağılım fonksiyonları belirlenmiştir. Havzaya en çok uyum sağlayan dağılımın Genel Normal Dağılım olduğu tespit edilmiştir. Temel bileşenler analizi ise alt havzalar arasında %97'den fazla varyansı tanımlayan 7 bileşene bölünebileceğini göstermiştir. Son olarak regresyon analizi amacıyla havzaya özel belirlenmiş fizyografik, meteorolojik ve hidrolojik parametreler ile düşük akım indeksleri arasındaki ilişkinin belirlenebilmesi için her bir bölgeye ayrı ayrı olmak üzere korelasyon analizi yapılmıştır. Korelasyon analizi sonucunda yüksek korelasyon gösteren parametreler bağımsız değişkenler olacak şekilde, her bir bölge ve her bir düşük akım indeksi için ayrı ayrı çok değişkenli doğrusal regresyon analizleri gerçekleştirilmiş ve modeller elde edilmiştir. Elde edilen modellerin hepsinde parametreler arası doğrusal ilişki tespit edilmiştir. Bölgesel modellerin, akım gözlemi yeterli olmayan veya hiç akım gözlemi bulunmayan proje noktalarında düşük akımların tahmininde kullanılabileceği söylenebilir. Çalışma çıktılarının suyun öneminin ülkeler arasındaki ilişkileri etkileyecek boyutta arttığı günümüzde, ülkemizdeki su kaynaklarının geliştirilmesi çalışmalarında yararlanabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Low flow is the decrease of flow in a stream and low flow is indicative of the minimum expected flow level given usage and environmental needs. Low flow studies are important in terms of taking measures that can reduce the negative effects of dry periods. Therefore, in this study, low flow analyzes were carried out in the Susurluk River Basin using d-daily flow rates of different durations. Within the scope of the study, first of all, the data of 24 flow observation stations, which have 25 years and more data in the Susurluk River Basin and show natural flow characteristics as much as possible, were converted into Q7, Q15, Q30 and Q60 indices d-daily flow data. Then, the data were subjected to irregularity measure, outlier test was applied for irregular stations, and the basin was divided into 2 homogeneous regions by clustering analysis. There are 12 stations in each homogeneous region and it has been observed that the effect of altitude is high in the separation of these regions. For each homogeneously defined region, a suitability test was performed and regional frequency distribution functions were determined. It has been determined that the distribution most adapting to the basin is the General Normal Distribution. Principal component analysis showed that it can be divided into 7 components defining more than 97% variance among sub-basins. Finally, for the purpose of regression analysis, correlation analysis was performed separately for each region in order to determine the relationship between the physiographic, meteorological and hydrological parameters determined specifically for the basin and low flow indices. As a result of the correlation analysis, multivariate linear regression analyzes were performed separately for each region and for each low flow index, with the parameters showing high correlation as independent variables, and models were obtained. In all of the models obtained, a linear relationship between parameters was determined. It can be said that regional models can be used to predict low flows at project points with insufficient or no flow observations. The outputs of the study can be used in the development of water resources in our country.