Kuzey Ege havzalarında bölgesel analiz yöntemiyle tahminlenen zirve taşkınların irdelenmesi
Assessment of peak flow estimations through regional analysis in the north ege river basins
Yazar: ALEV ERKUŞ
Danışman: PROF.DR. ERTUĞRUL BENZEDEN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Hidrolik Hidroloji ve Su Kaynakları Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Belli T-tekerrürlü yıllık zirve taskın tahminleri, çesitli su kaynakları projelerinintasarımında ve degerlendirilmesinde sıkça kullanılmaktadır. Kosullar uygunsa,tasarım degerleri, proje kesitine olabildigince yakın hidrometrik istasyonlardaki zirvetaskın verilerinin noktasal frekans analizinden saglanmaktadır. Yakın zamanda,tasarım degerlerinin tahmini için çesitli bölgesel taskın frekans analizi (BTFA)modelleri gelistirilmistir. Bölgesel analizin iki temel amacından biri, istatistikselaçıdan homojen bir bölgede, özellikle de ölçüm bulunmayan noktalarda, T-tekerrürlüolay büyüklügünü tahminlemek; digeri ise, verilerin kısa olması yüzünden önemliölçüde örnekleme hatası tasıyan noktasal tahminleri iyilestirmektir.Bu arastırmada, istatistiksel olarak iki homojen alt bölgeye ayrılabilecegikanıtlanan Kuzey Ege Bölgesi'ndeki 45 istasyonda kaydedilen pik akısların (yıllıkmaksimum akımların) bölgesellestirilmesi amacıyla indeks tipi bir modelgelistirilmistir.Çalısma kapsamında, Türkiye'nin Kuzey Ege Bölgesi boyunca boyutsuz taskındegerlerinin bölgesel tahmini için dört ayrı bölgesellestirme seçenegi önerilmistir.Tüm seçenekler, istasyonlarda gözlenen boyutsuz taskınların iki parametreli birlognormal toplumdan çekilmis örnekler oldugu varsayımına dayanmaktadır. lkyaklasım, bölgesel ortalama degiskenlik katsayılarına (BCvk; k=1,2); ikincisi,logaritmik standart sapmaların agırlıklı bölgesel ortalamalarına ( yk Bs ; k=1,2)dayanmaktadır. ki homojen alt bölgedeki boyutsuz bölgesel büyüme egrilerininordinatları olarak üçüncü yaklasımda T-tekerrürlü noktasal boyutsuz taskıntahminlerinin agırlıklı ortalamaları; dördüncü yaklasımda ise, bu tahminlerinmedyanları kullanılmıstır. stasyonlardaki T=2, 5, 10, 20, 50 ve 100 yıl tekerrürlütahminlere kıyasla bölgesel yaklasımların ortalama performansları, BIAS (oransalhata) ve RMSE (karesel ortalama hatanın karekökü) ölçütleri karsılastırılarakirdelenmistir.Kuzey Ege Bölgesi örnegine iliskin sayısal sonuçlar, Cv katsayılarının alansaldegisiminin yüksek oldugu (heterojen bir bölge olan) I. Bölge'de dördüncü(istasyonlarda L-moment parametreleri kullanılarak hesaplanan T-tekerrürlüdegerlerin meydanlarına dayanan) yaklasımın en güvenilir bölgesel tahminleriverdigini göstermektedir. Buna karsılık, Cv katsayılarının alansal degisimi düsük olan(nispeten homojen bölge) II. Bölge'de, klasik moment parametrelerinin kullanıldıgıdört yaklasım da daha iyi bölgesel tahminler vermektedir.Çalısmanın son bölümünde, T-yıl tekerrürlü boyutsuz degerlerden boyutlu taskındegerlerine geçis sırasında gerekli olan ortalama taskın-yagıs alanı ve standartsapma-yagıs alanı üstel iliskileri, hem dogrusal en küçük kareler (DEKK), hem denonlineer en küçük kareler (NLEKK) yöntemiyle tüm bölge için belirlenmistir.Anahtar Kelimeler: Bölgesel Taskın Frekans Analizi (BTFA), indeks yöntemleri,yıllık maksimum akımlar, ortalama taskın-yagıs alanı iliskileri

Abstract:
Annual peak flow estimates of given return periods, T, are commonly used fordesign and economic evaluation of various water resources projects. Designquantiles, if it is possible, are often supplied from the at-site flood frequency analysesof the peak flow data available at the hydrometric station(s) as close as the projectsite. Recently, various regional flood frequeny analysis (RFFA) models for theestimation of design quantiles have been developed. The two major objectives of theregional analysis are to estimate the T-year event magnitude at a given location,mainly at ungaged sites, in a statistically homogeneous region, and to improve at-siteestimates with large sampling errors because of the limited data.In this research, an index type model for the regionalization of peak flows (asannual maxima) recorded at 45 gauges in the North Ege Region of Turkey, whichwas proven that it can be clustered into two statistically homogeneous subregions,were developed.In the scope of this study, four alternative regionalization approaches for theregional estimation of dimensionless flood quantiles over the North Ege Region ofTurkey were proposed. All the approaches were based on the assumption thatdimensionless floods recorded at the stations were subsamples drawn from a twoparameterlognormal population. The first approach was based upon the regionalmean coefficients of variation (BCvk; k=1,2) while the second one on the regionalweighted means of the logaritmic standard deviations ( yk Bs ; k=1,2). The weightedaverages of the dimensionless T-year at-site quantile estimates in the third approach,while their medians in the fourth approach were used as the ordinates of the regionalgrowth curves for the two homogeneous subregions. Average performances of thealternative regionalization approaches relative to the at-site quantile estimators ofT=2, 5, 10, 20, 50 and 100 years have been assessed by comparing the BIAS (relativebias) and the RMSE (relative root mean square error) measures of the alternatives.Numerical results of the case study North Ege Region revealed that the fourthapproach (based on the medians of the T-year at-site quantiles estimated by the Lmomentparameters) produces the more reliable regional estimates for the SubRegion-I, where spatial variation of Cv is high (a heteregenous subregion). Whereas,all four approaches with classical moment parameters produce beter regional quantileestimates for the Sub Region-II, where spatial variation of Cv is rather low (ahomogeneous subregion).Finally, the mean flood-drainage area, and the standard deviation-drainage arearelationships of power type, which were required in deriving dimensional floodmagnitudes for the entire North Ege Region, were developed by ordinary leastsquares (OLS), and by nonlinear least squares (NLS) as well.Keywords: Regional Flood Frequency Analysis (RFFA), index methods, annualmaximum flows, mean flood-drainage area relationships.