HEC-HMS kullanarak Juba Nehri Havzası'nın yağış akış simülasyon modellemesi
Rainfall runoff simulation modeling for Juba River Basin using HEC-HMS
Yazar: YAHYE AHMED DAUD
Danışman: PROF. DR. MEHMET EMİN AYDIN
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Hidrolojik modelleme = Hydrological modelling ; Nehirler = Rivers ; Yağış-akış modelleri = Rainfall-runoff models

Özet:
Yağış-akış modellemesi, su kaynakları planlaması, geliştirme, tasarım, işletme ve yönetim dahil olmak üzere çok çeşitli çevresel ve su kaynakları sorunlarının ele alınmasında ana araç haline gelmiştir. Yağış akış modellemesi Sel, kuraklık, su kaynaklarının uygun yönetimi; yüzey ve yeraltı suyunun doğru kullanımı, hidrolik yapıların güvenilir tasarımı ve havzaların potansiyel suyunun gerekçelendirilmesine önemlidir. Bu çalışmada Juba havzasının HEC-HMS'le uygulanabilirliği Yağış-akış modellemesi değerlendirilmiştir. Modeli geliştirmek için Arc-GİS, Hidrolojik Mühendislik Merkezi'nin Hidrolojik Modelleme Sistemi (HEC-HMS) ve Uzantısı, HEC-GeoHMS kullanılmıştır. Bu çalışmanın iki amacı vardır: Birincisi, Somali Havzalarına HEC-HMS uygulanabilirliğini test etmek ikincisi ise Juba nehri havzasının potansiyel akışını araştırmak. İlk olarak, havzanın arazi karakteristikleri 12.5m çözünürlüklü SYM' den çıkarılır ve havzanın hidrolojik parametreleri HEC-GeoHMS aracılığıyla işlenir ve son olarak sürekli yağış akışı modelli HEC-HMS tarafından simüle edilir. HEC-HMS model çıktıları Nash-Sutcliffe Verimliliği (NSE), Determinasyon Katsayısı (R2) ve Bias Yüzdesi  (PBIAS) kullanılarak performanslarına değerlendirilmiştir. Kayıp, dönüşüm, Baz akışı ve Yönlendirme hesaplama yöntemleri için sırasıyla Soil Moisture Accointing, Clark Unit Hydrograph, Constant Monthly ve Muskingum yöntemleri kullanılmıştır. HEC-HMS parametreleri 1/Ocak/2006 - 31/Aralık/2011 tarihleri arasında kalibre edilmiştir; daha sonra model, 01/Ocak/2012 - 31/Aralık/2015 tarihleri arasındaki dönemde doğrulanmıştır. HEC-HMS model değerlendirmesinden elde edilen sonuç, NSE, PBIAS ve R2'nin kalibrasyon için sırasıyla 0.71, 0.26 ve 0.75 ve doğrulama için sırasıyla 0.54, -0.16 ve0.72 olduğunu göstermiştir. Bunlar, HEC-HMS modelinin Juba Havzası'nın akışının simülasyonu için iyi performans gösterilmiştir.

Abstract:
Rainfall-runoff modeling has become a main tool in addressing a wide spectrum of environmental and water resources problems, including water resources planning, development, design, operation, and management. Flooding; droughts, proper management of water resources; proper use of surface and groundwater; reliable design of hydraulic structures and justifying the potential water of basins. İn this study the applicability Rainfall-runoff modelling of Juba basin is assessed. Arc-GİS, Hydrologic Engineering Centre's Hydrologic Modelling System (HEC-HMS) and its Extention HEC-GeoHMS are used to develop the model. There are two goals of this study the first one ıs test the applicability of HEC-HMS to the Somali Basins and to investigate the potential runoff of Juba river Basin. Firstly, terrain characteristic of the basin is extracted from 12.5m resolution DEM, then hydrologic parameters of the basin are processed through HEC-GeoHMS finally continuous rainfall-runoff model are simulated by the HEC-HMS. The HEC-HMS model output was evaluated using Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE), Coefficient of determination (R2), and Percent Bias (PBIAS). Soil Moisture Accounting Clark Unit Hydrograph and Muskingum methods were used for loss, transformation and routing calculations, respectively. HEC-HMS parameters are calibrated between 1/January/2006 - 31/December/2015; then, the model is validated the period between of 01/January/2012 - 31/December/2015. The result from the HEC-HMS model evaluation showed that NSE, PBIAS and R2 were 0.71, 0.26 and 0.75, respectively for calibration and 0.54, -0.16, and 0.72 respectively for validation. These indicated that the HEC-HMS model performed well for simulation of the runoff of the Basin.