Uluova mikro havzası yeraltı sularının sürdürülebilir yönetimi
Sustainable management of Uluova micro basin groundwater
Yazar: KÜRŞAT ŞEKERCİ
Danışman: DOÇ. DR. MUHAMMED CİHAT TUNA ; DR. MUSTAFA ŞAHİN DOĞAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Bütünleşik su kaynakları yönetimi = Integrated water resource management ; Küresel ısınma = Global warming

Özet:
Yaşadığımız dönemde ve yakın gelecekte hızla artan sanayileşme ve nüfus ile birlikte iklim değişikliği ve küresel ısınmanın olumsuz etkileri yeraltı su kaynakları üzerinde ciddi bir negatif etki oluşturacaktır. Bu negatif etkiler su, enerji ve ekosistem ilişkisini merkeze alan havza ölçekli su yönetim ve planlaması yapabilen modeller kullanılarak minimize edilebilir. Bu amaçla yapılan hidroekonomik optimizasyon modelleri farklı yönetim durumlarını simüle etmek ve karar vericilerin sistem operasyonları hakkında bilgi edinmelerine yardımcı olmak için su planlama ve yönetiminde kullanılmaktadır. Hidroekonomik modellerde hidrolojik ve ekonomik veriler bir arada kullanılmaktadır.
ULUHEM modeli Uluova ve Elazığ şehir merkezini kapsayan su temini alt yapısını temsil eden bir hidroekonomik optimizasyon modeli olarak geliştirilmiştir. ULUHEM ile farklı yönetim ve iklim durumları altında optimum su yönetim stratejileri araştırılmıştır. ULUHEM modelinde ağ akışı temsilinde 2040 yılı Elazığ ili şehir merkezi kentsel su talebi ile Uluova tarım arazilerine ait su talebi ve kıtlık maliyetleri 1991-2011 arası 20 yıllık süreçteki aylık yüzey ve yeraltı suyu hidrolojisi kullanılarak hesaplanmıştır. Uluova mikro havzasında uzun süreli yeraltı suyunun aşırı kullanımına (overdraft) son vermenin etkileri çeşitli yönetim senaryoları ile değerlendirilmiştir. Tarımsal su talebi için farklı overdraft durumları, overdraft ile temel su operasyonların yanı sıra, "overdraft yok" ve "yeraltı su pompajı yok" gibi farklı senaryolar altında çalışma genişletilmiştir. Ayrıca overdraft'lı temel su operasyonu ile kurak ve ıslak iklim senaryoları altında iklim değişikliğinin etkileri farklı senaryolar altında incelenmiştir. 
Sonuç olarak overdraftlı senaryolarda kıtlık maliyetleri daha çok tarımsal kullanıcılar üzerinde yoğunlaşırken kentsel kullanıcılar bu durumdan pek fazla etkilenmemektedir. "Overdraft yok" ve "yeraltı pompajı yok" senaryoları temel durumda meydana gelen tarımsal kıtlık maliyetlerini daha da arttırmaktadır. İklim değişikliği etkisi altında yapılan senaryolarda ise kuraklık şiddeti arttıkça su kıtlığı ve kıtlık maliyetleri artmıştır. Islak iklim senaryolarında ise yağışın şiddeti arttıkça su kıtlığı ve kıtlık maliyetleri azalmıştır. Bölgeye yapılacak uygun güçteki bir Güneş Enerji Santralinin overdraftlı temel su operasyonlarında meydana gelen su kıtlığı ve kıtlık maliyetlerini ortadan kaldırdığı görülmüştür.

Abstract:
In the period we live in and in the near future, the rapidly increasing industrialization and population, together with the negative effects of climate change and global warming, will have a serious negative impact on groundwater resources. These negative effects can be minimized by using models capable of watershed-scale water management and planning that center the relationship between water, energy, and the ecosystem. Hydroeconomic optimization models made for this purpose are used in water planning and management to simulate different management situations and to help decision-makers learn about system operations. Hydrological and economic data are used together in hydroeconomic models.
 The ULUHEM model was developed as a hydroeconomic optimization model representing the water supply infrastructure covering Uluova and Elazig city centers. Optimum water management strategies under different management and climatic conditions were investigated with ULUHEM. In the network flow representation of the ULUHEM model, the urban water demand of the city center of Elazig in 2040 and the water demand and famine costs of the Uluova agricultural lands were calculated using monthly surface and groundwater hydrology over a 20-year period between 1991 and 2011. The effects of ending long-term groundwater overdraft in the Uluova micro-basin have been evaluated with various management scenarios. For agricultural water demand, the work has been expanded under different overdraft situations, under different scenarios such as "no overdraft" and "no groundwater pumping", as well as overdraft and basic water operations. In addition, the effects of climate change under overdraft basic water operation and arid and wet climate scenarios were examined under different scenarios.
 As a result, in overdraft scenarios, while famine costs are more concentrated on agricultural users, urban users are not affected much. The "no overdraft" and "no underground pumping" scenarios further increase the costs of agricultural famine occurring in the base case. In scenarios made under the influence of climate change, on the other hand, as the severity of drought increased, water scarcity and famine costs increased. In wet climate scenarios, on the other hand, as the severity of precipitation increased, water scarcity and scarcity costs decreased. It has been observed that an appropriately powered Solar Power Plant to be built in the region eliminates water scarcity and scarcity costs that occur in overdraft basic water operations.