Porsuk Havzasında yeraltı suyu-yüzey suyu etkileşim modelinin geliştirilmesi
Developing the groundwater-surface water interaction model in the Porsuk Basin
Yazar: SAVAŞ UĞUR TEMELLİ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA TOMBUL
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Bütünleşik su kaynakları yönetimi = Integrated water resource management

Özet:
Yeraltı suyu ve yüzey suyu etkileşimi, doğal su döngüsünün önemli bir parçasıdır ve su kaynaklarının sürdürülebilir yönetimi açısından oldukça önemlidir. GSFLOW, yeraltı ve yüzey sularının birleşik yönetimini sağlamak için geliştirilmiş, MODFLOW (yeraltı suyu modelleme) ve PRMS (yüzey suyu modelleme) gibi çeşitli alt modellerin entegrasyonunu içeren bir modeldir. Çalışmada, Porsuk Havzası'nda yeraltı suyu ve yüzey suyu etkileşiminin modelini geliştirmek ve süreci detaylandırmak amaçlanmıştır. Modellerin doğruluğu çeşitli metotlarla kalibre edilerek değerlendirilmiştir.  MODFLOW modelinin kalibrasyonu hem manuel hem de PEST metotlarıyla yapılmıştır. Gözlenen değerler ile modelleme sonuçları arasındaki uyumu değerlendirmek için, 'Mean Residual', 'Mean Absolute Residual' ve 'RMSR' istatistiksel değerleri sırasıyla 1.45, 1.45 ve 1.49 olarak hesaplanmış ve MODFLOW modelinin doğruluğu belirlenmiştir. PRMS modelinde 1971 su yılı verileri kullanılmış, 1972 su yılı verileri ile kalibre edilmiş ve 1970 su yılı verileri ile doğrulanmıştır. PRMS modelinin kalibrasyon NSE değeri 0.98, validasyon NSE değeri ise 0.97 olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlar, PRMS yüzey suyu modelinin mükemmel bir performans gösterdiğini göstermiştir. GSFLOW etkileşim modelinde; MODFLOW modellemesinin SFR2 paketine ait çıktılar ile PRMS modelinin girdi verileriyle bir etkileşim modeli kurulmuştur. GSFLOW modelinin kalibrasyon periyodu için NSE değeri 0.75, doğrulama periyodu için ise 0.74 olarak elde edilmiştir. Elde edilen değerler, GSFLOW modelinin tatmin edici bir performans sergilediğini göstermiştir.

Abstract:
Groundwater and surface water interaction are crucial components of the natural water cycle and are highly significant for sustainable management of water resources. GSFLOW is a model developed to integrate the management of groundwater and surface water, incorporating various submodels such as MODFLOW (groundwater modeling) and PRMS (surface water modeling). In this study, the aim was to develop and detail a model of groundwater and surface water interaction in the Porsuk Basin. The accuracy of the models was evaluated through various calibration methods. The MODFLOW model was calibrated using both manual and PEST methods. The agreement between observed values and modeling results was assessed using statistical measures such as 'Mean Residual', 'Mean Absolute Residual' and 'RMSR' which were calculated as 1.45, 1.45, and 1.49, respectively, indicating the accuracy of the MODFLOW model. For the PRMS model, data from water year 1971 were used for modeling, calibrated using data from 1972, and verified using data from 1970. The calibration NSE value for PRMS was calculated as 0.98, and the validation NSE value was 0.97, demonstrating excellent performance of the PRMS surface water model. In the GSFLOW interaction model, an interaction model was established by integrating MODFLOW outputs from the SFR2 package with input data from the PRMS model. The NSE value for the calibration period of the GSFLOW model was 0.75, and for the validation period, it was 0.74, indicating satisfactory performance of the GSFLOW model.