Modelling climate change impacts at Altinapa reservoir watershed

İklim değişikliğinin kurak ve yarı-kurak bölgelerde havza hidrolojisini ve su kalitesini ciddi biçimde etkilemesi beklenmektedir. Akdeniz Havzası'nda yer alan Türkiye, iklim değişikliğine karşı hassas ülkelerden biridir. Bu çalışmanın temel konusu, Türkiye'nin İç Anadolu Bölgesi'nde yer alan Konya ilinde bulunan Altınapa Baraj Gölü Havzası'ndaki iklimsel değişikliklerin su miktarı ve kalitesi üzerindeki etkisini değerlendirmektir. Çalışma kapsamında, SWAT modeli kullanılarak Altınapa Baraj Gölü Havzası'ndaki akarsu akımı, rezervuar hacmi ve su kalitesi modellenmiştir. Hidrolojik modeller belirsizlikler içermektedir ve belirsizlik analizleri başarılı bir model için önemli şartlardan biridir. Güvenilir model sonuçları elde etmek için, SWAT-CUP programında bulunan dört farklı algoritma, SUFI-2, Parasol, GLUE ve PSO, kullanılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma kriteri olarak, Determinasyon Katsayısı (R2), Nash-Sutcliffe Efficiency, p-faktörü ve r-faktörü kullanılmıştır. Sonuç olarak, SUFI- 2 algoritması, bu çalışmaya uygun belirsizlik analiz algoritması olarak belirlenmiştir. SWAT modelinde, havza 18 alt havza ve 159 hidrolojik tepki birimine ayrılmıştır. Çalışma alanında gözlemlenen akım verileri ve SUFI- 2 algoritması kullanılarak yapılan akım için yapılan kalibrasyonda, NSE değeri 0.55 ve R2 değeri 0.56 olarak belirlenmiştir. Model doğrulaması sırasında NSE 0.51 ve R2 0.54 olarak gerçekleşmiştir. Toplam azot ve sediment yükleri için de kalibrasyon ve doğrulama gerçekleştirilmiştir. Söz konusu değerler model performansının yeterli düzeyde olduğunu göstermektedir. Altınapa Baraj Gölü Havzası'ndaki hidrolojik süreçleri ve su kalitesini başarıyla temsil eden SWAT modeli olası iklimsel değişiklikler altında akarsu akımı, rezervuar hacmi ve su kalitesindeki değişiklikleri araştırmak için kullanılmıştır. İklim modeli olarak GFDL-ESM2M, HadGEM2-ES, MPI-ESM-MR küresel modelleri, 2021- 2098 dönemi için iki temsili konsantrasyon rotası (RCP4. 5 ve RCP8.5) için kullanılmıştır. Yıllık ve mevsimsel hava sıcaklığı analiz sonuçlarına göre, 2021- 2098 döneminde hem RCP4.5, hem de RCP 8.5 senaryosuna göre yukarı yönlü eğilim göstermektedir. HadGEM2-ES modeline göre, yağış, akarsu akımı ve rezervuar hacmi 2021'den 2098'e kadar düşüş eğilimi gösterirken, GFDL-ESM2M ve MPI-ESM-MR modelleri, RCP 4.5 senaryosu altında bu parametrelerde yukarı yönlü eğilimler ve RCP 8.5 senaryosu altında düşüş eğilimleri göstermektedir. GFDL-ESM2M ve MPI-ESM-MR modellerinin yağış, akarsu akımı ve rezervuar hacmi tahminleri havzada gözlemlenen değerlerden daha düşüktür, bu durum gelecekte havzadaki su kaynaklarının azalacağına işaret etmektedir. Bu tür iklimsel ve hidrolojik değişikliklerin Altınapa Baraj Gölü su kalitesi üzerindeki etkileri olması beklenen bir durumdur. Bu çalışmada SWAT hidrolojik modelini iklim modelleriyle birleştirilerek, gelecekteki iklim değişikliğin su kalitesi üzerindeki etkileri tahmin edilmiştir ve bu kapsamda Altınapa Baraj Gölü'ne taşınan sediment ve toplam azot miktarındaki değişimler incelenmiştir. Sonuç olarak, RCP 4.5 senaryosu altında 2021- 2098 döneminde farklı küresel iklim modelleri farklı eğilimler tahmin etmiştir. RCP 8.5 senaryosu altında ise 2070- 2098 döneminde sediment ve toplam azot taşınımında azalma görüleceği tahmin edilmiştir.