Kuraklığın Kızılırmak havzasına ait yerüstü ve yeraltı su kaynaklarına etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of drought on surface and ground water resources of the Kizilirmak basin
Yazar: NECMİYE MİNARECİOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. HATİCE ÇITAKOĞLU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında kuraklığın Kızılırmak havzasında yağış, akış ve yeraltı suyu değişkenlerine etkisinin araştırılması ve havzada bu değişkenlere ait eğilimlerin ve kuraklık seviyelerinin belirlenmesi ve değerlendirilmesi konu alınmıştır. 
Bu amaçla öncelikle konu ile ilgili geniş bir literatür çalışması yapılmış ve kuraklığın üzerindeki olası etkisi nedeniyle iklim değişikliğine de yer verilmiştir. Aynı başlık altında daha sonra yine güncel literatür ışığında kuraklık tanımlanmış ve kuraklık çeşitleri/sebeplerine ilişkin literatür detaylı bir şekilde ve kritik edilerek sunulmuştur. İkinci bölümde yöntembilim (metodoloji) ve çalışma alanı ve veriler hakkında geniş bilgiler verilmiştir. Bu amaçla aynı bölümde hem homojenlik ve durağanlık testleri, hem de indislerin belirlenmesi ve gidiş (trend) analizleri için kullanılan yöntemlere geniş yer verilmiştir. Homojenliğin belirlenmesi için Von-Neumann, Pettitt ve Mann-Kendall Mertebe Korelasyon olmak üzere üç farklı test yöntemi kullanılmıştır. Durağanlığın belirlenmesi için de Genişletilmiş Dickey-Fuller, Phillips-Perron ve KPSS testleri uygulanmıştır. Mann-Kendall, Modifiye Mann-Kendall, Spearman (Rho), Lineer Regresyon ve Yenilikçi Şen Eğilim Çözümlemesi olmak üzere beş farklı yöntem de gidiş analizi için kullanılmış ve sonuçları bir sonraki bölümde, "bulgular" başlığı altında paylaşılmıştır. Böylece trend analizleri ile meteorolojik ve hidrolojik verilerin eğilimleri tespit edilmiş ve değişim noktaları belirlenmiştir.
Indislerin belirlenmesine yağış indisi için Standartlaştırılmış Yağış İndisi (SPI), yağış ve potansiyel evapotranspirasyon için Keşif Kuraklık İndisi (RDI), akışlar için Standartlaştırılmış Akış İndisi (SDI), yeraltı suları için Standartlaştırılmış Yeraltı Suyu İndisi (SGI) yöntemleri kullanılmış ve indisler belirlenmiştir. SPI, RDI, SDI ve SGI indislerinin belirlenmesi için kullanılan veriler, 20 meteorolojik ve 18 akım gözlem istasyonu ile 23 yeraltı su kuyusu olmak üzere toplam 61 istasyondan alınmıştır. SPI ve SGI analizlerinde 12 farklı periyotta (1, 3, 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36, 48, 60 aylık) ve SDI ve RDI analizlerinde 5 farklı periyotta (1, 3, 6, 9, 12 aylık) kuraklık analizi yapılmıştır.
Tez kapsamında yapılan bu çalışmada sonuç olarak kuraklığın, Kızılırmak havzasında yağış, akış ve yeraltı suyu değişkenlerine etkisinin büyük ve bu etkinin genel olarak yağış, akış ve yer altı suyunda azalma yönünde olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte kurak dönemlerde yer yer geçişler izlenmiş ve olumsuz iklimsel etkilerin özellikle 2000 yılı ve sonrası dönemde daha şiddetli ve uzun süreli olduğu tespit edilmiştir. Periyotların zamanla daha sık ve uzun süreli olması küresel boyuttaki iklim değişikliğinin etkisi olarak değerlendirilmiş (mütalaa edilmiş) ve bu değerlendirme neticesinde bazı önerilerde bulunulmuştur.

Anahtar Kelimeler: Kuraklık analizi, SPI, SDI, RDI, SGI, Kızılırmak havzası, Trend analizi, Gidişler analizi

Abstract:
In this thesis, researching the effects of climate change on precipitation, flow and groundwater parameters in Kızılırmak basin and evaluating trends and drought levels of these parameters in the basin are discussed. Trends of meteorological, hydrological data and change points were determined.
For this purpose, first, a large literature study on the subject was made and climate change was also included due to its possible impact on drought. Under the same title, drought was defined in the light of current literature and the literature on drought types/causes was presented in detail and critically. In the second part, extensive information about methodology and study area and data is given. For this purpose, in the same section, the methods used for homogeneity and stationarity tests, as well as for determination of indices and trend analysis are given extensively. Three different test methods, namely Von-Neumann, Pettitt and Mann-Kendall Order Correlation, were used to determine homogeneity. Extended Dickey-Fuller, Phillips-Perron and KPSS tests were applied to determine the stationarity. Five different methods, namely Mann-Kendall, Modified Mann-Kendall, Spearman (Rho), Linear Regression, and Innovative Shen Tendency Analysis, were also used for trend analysis, and the results are shared under the "results" heading in the next section. Thus, the trends of meteorological and hydrological data were determined by trend analysis and the change points were determined.
In drought studies, drought in precipitation was determined using Standardized Precipitation Index (SPI), in precipitation and potential evapotranspiration drought Reconnaissance Drought Index (RDI), drought in flows Streamflow Drought Index (SDI), drought in groundwater Standardized Groundwater Index (SGI) methods. In the study conducted with SPI, RDI, SDI and SGI indices, data from 20 meteorological observation stations, 18 flow monitoring stations and 23 groundwater wells were used. Drought analysis was performed in 12 different periods (1,3,6,9,12,18,24,30,36,48,60 months) in SPI and SGI and in 5 different periods (1,3,6,9,12 months) in SDI and RDI. According to the evaluations, it has been determined that drought is observed with decreases in flows and groundwater and transition to dry periods in periods when rainfall decreases, and adverse climatic effects are more severe and long-term effective especially in 2000 and after. 

Keywords: Drought analysis, SPI, SDI, RDI, SGI, Kızılırmak basin, Trend analysis, Runs analysis