Hec-hms modelini kullanarak yağış-akış simülasyonu
Simulation of rainfall-runoff process using hec-hms model
Yazar: ADNAN ELAĞCA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMET ÖMER DİŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalıĢmada, yağıĢ-akıĢ arasındaki iliĢki, ampirik yaklaĢımlarla sıcaklık bazlı hesaplanan buharlaĢma değerleri, toprak ve bitki haritaları ve sayısal yükseklik verileri esas alınarak Toprak Koruma Servisi Eğri Numarası yöntemine göre incelenmiĢtir. ÇalıĢmada, Ceyhan Havzası içerisindeki Ballıkaya Bölgesi üzerinde yağıĢ-akıĢ modelinin uygulanabilirliği araĢtırılmıĢtır. Yöntemin uygulanabilirliği için, Arc-GIS, HEC-HMS ve coğrafi uzantısı olan HEC-GeoHMS programları bütünsel anlamda incelenmiĢtir. Bu amaçla sırasıyla, havzanın fiziksel karakteristikleri (topografyası, arazi kullanımı, bitki örtüsü, hidrolojik toprak grupları) Coğrafi Bilgi Sistemi ortamında derlenip, arazinin fiziksel özelliklerine bağlı parametreler HEC-GeoHMS'de iĢlendikten sonra, HEC-HMS modeli ile uzun süreli su rejiminde gözlemlenen akım hidrografları elde edilmiĢtir. Bu maksatla, HEC-HMS parametreleri 06/Kasım/2014-28/Ekim/2015 tarihleri arasında kalibre edilmiĢ ve validasyon amacıyla 29/Aralık/2016-30/Eylül/2017 tarih aralığında doğrulanmıĢtır. Model kalibrasyonu beĢ farklı objektif fonksiyon yöntemleriyle elde edilmiĢ olup, performans değerlendirmeleri ise grafiksel yöntemlere ek olarak Nash-Sutchliffe Verimlilik Katsayısı, Ortalama Bağıl Hata ve Pearson Korelasyon Katsayısı dahil olmak üzere farklı metriklerle açıklanmıĢtır. Analiz sonuçları, HEC-HMS'nin pik oluĢum zamanını yakalarken, tahminlerin tepe akıĢı ve akım hacmi bakımından gözlemlerin altında kaldığını, ancak bununla birlikte kalibrasyon ve doğrulama boyunca genel anlamda Ballıkaya Havzası için simüle edilen akıĢın gözlemlenen akım verileri ile iyi uyum içinde olduğunu göstermektedir. Ayrıca, bu çalıĢma ile elde edilen simülasyon değerleri, ölçümler gerekmeksizin Ballıkaya Havzasındaki akarsuların hidrograf değerlerini bilgisayar ortamıyla tahmin edilebilme potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir. Bu sayede gelecek yıllardaki yağıĢ tahminlerine bağlı olarak kuraklık ve taĢkın riskleri incelenebilecektir.
Anahtar Kelimeler: Ballıkaya Havzası, YağıĢ-AkıĢ Simülasyonu, HEC-GeoHMS, HEC-HMS, SCS-CN

Abstract:
In this thesis, the relationship between rainfall and runoff is examined according to Soil Conservation Service-Curve Number method based on temperature-based empirical evapotranspiration values, digital elevations data, soil and land use maps. In this study, the applicability of the rainfall-runoff process on the Ballikaya Watershed over the Ceyhan Basin is investigated. For the applicability of the method, Arc-GIS, HEC-HMS, and its geographical extension HEC-GeoHMS programs are inspected in a holistic sense. For this purpose, firstly, the physical characteristics of the basin (i.e. topography, land use, land cover, hydrological soil groups) are compiled in the Geographical Information System environment. Then, parameters related to the physical properties of the land are processed via HEC-GeoHMS, and finally, continuos rainfall-runoff simulations are estimated by the HEC-HMS. In this aim, HEC-HMS parameters are calibrated between 06/November/2014-28/October/2015; then, the model is validated in the range of 29/December/2016-30/September/2017. The simulation parameters are conducted with five different objective function methods, and evaluations of the model performance are explained in addition to graphical methods with different metrics including Nash-Sutchliffe Coefficients of Efficiency, Mean Relative Error and Pearson Correlation Coefficient. Results show that the HEC-HMS simulations capture time of the peak although predictions slightly underestimate value of the peak flows and runoff volume. Nevertheless, the simulated runoff is in a good agreement with observed data over the Ballikaya Catchment during both calibration and verification period. In addition, the obtained simulation values with this study show that the hydrograph values of the rivers in the Ballikaya Watershed have the potential to be predicted via computer environment without any need from measurements. Results from this research can be used to investigate potential drought and flood risks over the region based only on the weather forecasts for the future studies.
Keywords: Ballikaya Basin, Rainfall-Runoff Simulations, HEC-GeoHMS, HEC-HMS, SCS-CN