Konya Kapalı Havzası'nda arazi örtüsü
arazi kullanım değişiminin etkileri ve su bütçesi bileşenleri ile ilişkisi: Tarihsel inceleme ve gelecek perspektifi / Impacts of land cover/land use changeandrelationship of water budget components in Konya Closed Basin: Historical research and future perspective
Yazar: CİHANGİR KÖYCEĞİZ
Danışman: DOÇ. DR. MERAL BÜYÜKYILDIZ ; PROF. DR. ÖMER LÜTFİ ŞEN
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Arazi örtüsü = Grand cover ; Asimilasyon = Assimilation ; Fiziksel modelleme = Physical modelling ; Hidrolojik modelleme = Hydrological modelling

Özet:
Kapalı havzalar sahip oldukları hassas hidrolojik denge ve maruz kaldıkları antropojenik etkiler nedeniyle su kaynakları açısından oldukça kısıtlıdır. Dünya üzerinde kapalı havzaların genel olarak kurak ve yarı kurak bölgelerde bulunması ile birlikte kısıtlı yağış ve yüksek evapotranspirasyon etkisi altında hidrolojileri daha kırılgan bir hale gelmektedir. Konya Kapalı Havzası da (KKH) tarımın yoğun olarak yapıldığı su kısıtlı bir havzadır. Çalışma alanı olarak belirlenen KKH'de öncelikle uzaktan algılama verileri kullanılarak 2002-2019 periyodunda meydana gelen arazi örtüsü değişimleri tespit edilmeye çalışılmıştır.  Global Land Data Assimilation System (GLDAS) ve Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) veri setleri ile KKH su bütçesi değişimi araştırılmıştır. Ayrıca toplam su depolama anomalisi bileşenlerinin katkı oranları hesaplanmıştır. KKH'ye su girdisi sağlayan en önemli hidrolojik parametre olan yağışın, toplam su depolama anomalisi ve bileşenleri ile olan ilişkisi incelenmiştir. Farklı hidrolojik parametrelerin monotonik ve alt trend analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, tarım alanlarının çalışma periyodu boyunca artan trende sahip olduğu tespit edilmiştir. Yağışın yer altı suyu depolama sistemine etkisi 6 ay olarak belirlenmiştir. Ayrıca zemin nemi depolama anomalisi (49.61%) ve yer altı suyu depolama anomalisinin (33.12%), toplam su depolama anomalisinin yüksek katkı oranlarına sahip iki bileşeni olduğu tespit edilmiştir. Yer altı statik su seviyesinin alüvyal akiferlerde (150.75 mm/yıl) ve ağırlıklı kireçtaşı akiferlerinde (78.55 mm/yıl) azalma trendine sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca yağış ve evapotranspirasyon parametrelerinin genel artış trendine sahip olduğu, ancak evapotranspirasyonun yağışa kıyasla daha baskın bir artış trendine sahip olduğu tespit edilmiştir. Hidrolojik zaman serilerinin alt trend açısından incelenmesi sonucunda, 2007-2008 yıllarında meydana gelen kuraklığın önemli bir kırılma noktası olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Arazi örtüsünün sabit ve değişken olduğu iki farklı senaryo için Mesoscale Hydrologic Model (mHM), KKH içerisinde bulunan 10 akım gözlem istasyonunu modeli doğrulamak amacıyla kullanmıştır. Bu doğrultuda, ısınma periyodu 2002-2003, kalibrasyon periyodu 2004-2015 ve validasyon periyodu 2016-2019 olarak belirlenmiştir. Akım tahmininde tatmin edici sonuçların elde edildiği mHM modelinin evapotranspirasyon ve yer altı statik su seviye anomalisi çıktıları değerlendirilmiştir. Buna göre, GLDAS gerçek evapotranspirasyon değerlerinin düşük tahmin edildiği sonucuna ulaşılmıştır. Bununla birlikte arazi örtüsünün zamansal değişim gösterdiği senaryonun yer altı statik su seviyesi anomalisini tahmin etmekte daha başarılı olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
Endorheic basins are very limited in terms of water resources due to the sensitive hydrological balance they have and the anthropogenic effects they are exposed to. As endorheic basins are generally found in arid and semi-arid regions around the world, their hydrology becomes more fragile under the effect of limited precipitation and high evapotranspiration. Konya Closed Basin (KCB) is a water-limited basin where agriculture is intensively done. In the KCB, which was determined as the study area, primarily using remote sensing data, land cover changes that occurred in the 2002-2019 period were tried to be determined. KCB water budget variation was investigated with Global Land Data Assimilation System (GLDAS) and Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) datasets. In addition, the contribution rates of the total water storage anomaly components were calculated. The relationship between precipitation, which is the most important hydrological parameter that provides water input to the KCB, with the total water storage anomaly and its components has been examined. Monotonic and sub-trend analyzes of different hydrological parameters were performed. In line with the results obtained, it has been determined that the agricultural areas have an increasing trend throughout the study period. The effect of precipitation on the groundwater storage system was determined as 6 months. In addition, it was determined that the soil moisture storage anomaly (49.61%) and the groundwater storage anomaly (33.12%) are the two components of the total water storage anomaly with high contribution rates. It has been determined that the groundwater level has a decreasing trend in alluvial aquifers (150.75 mm/year) and predominantly limestone aquifers (78.55 mm/year). It has also been determined that precipitation and evapotranspiration parameters have a general increasing trend, but evapotranspiration has a more dominant increase trend compared to precipitation. As a result of examining the hydrological time series in terms of sub-trend, it was concluded that the drought that occurred in 2007-2008 was an important breaking point. For two different scenarios where the land cover is fixed and variable, the Mesoscale Hydrologic Model (mHM) used 10 flow observation stations in the KCB to validate. Accordingly, the warm-up period is 2002-2003, the calibration period is 2004-2015, and the validation period is 2016-2019. Evapotranspiration and groundwater level anomaly outputs of the mHM model, in which satisfactory results were obtained in the flow estimation, were evaluated. Accordingly, it was concluded that the actual evapotranspiration values of GLDAS were underestimated. However, it has been observed that the scenario where the land cover shows temporal variation is more successful in estimating the groundwater level anomaly.