Sakarya Havzası'nın yüksek çözünürlüklü hidrolojik modelinin yapılandırılması

Yeryüzündeki en önemli yaşam kaynağı olarak kabul edilen su, tüm canlılar için hayati önem taşımaktadır. Dünya nüfusundaki hızlı artış, sanayileşme ve tarımsal faaliyetler su kaynakları kullanımındaki artışı da beraberinde getirmiştir. Küresel ısınma ve iklim değişikliğinin potansiyel etkileri ile sorunlar daha da büyümekte, potansiyel su miktarı endişe duyulacak düzeye ulaşmakta; dolayısıyla su kaynaklarının bilinçli kullanımı daha da önemli hale gelmektedir. Türkiye; kişi başına düşen yıllık 1519 m3 su miktarı ile su sıkıntısı yaşayan ülkeler arasında yer almaktadır. Bu açıdan doğal su kaynaklarının korunması, geliştirilmesi ve sürdürülebilirliğin sağlanması amacıyla yapılacak çalışmalara önem ve öncelik verilmelidir. Ülkemizdeki su kaynaklarının havza bazında yönetimi, sürdürülebilir kalkınmanın temelini oluşturmakta ve Avrupa Birliği Su Çerçeve Direktifi hedeflerine ulaşılmasında, bütünleşik havza yönetimi temel araç olarak kabul edilmektedir. Ülkemizde yer alan 25 nehir havzasından biri olan Sakarya Havzası, Anadolu Yarımadası'nın kuzeybatısında yer almaktadır. Havza; 58160 km2'lik drenaj alanı ile Türkiye'nin yaklaşık %7'sini kaplamaktadır. Ankara ve İstanbul gibi büyük merkezler arasında yer alması sebebiyle; su transferleri, ekonomik, kültürel faaliyetler ve ulaşım açısından önem arz etmektedir. Havza; kişi başına düşen yıllık 1000 1700 m3 arasında değişen su miktarı nedeniyle, su sıkıntısı çeken havzalar sınıfında yer almaktadır. Nüfus artışı, iklimsel değişimler ve uygun su yönetiminin sağlanamaması gibi sorunlar nedeniyle yakın gelecekte havzada su kıtlığı yaşanması olası görülmektedir. Modelleme çalışmaları; sistemin mevcut ve potansiyel sorunlarının analizi ve çözüm üretimi için, su kaynakları yönetimine bilimsel bir destek sağlamaktadır. Hidrolojik modeller sayesinde, sistemin su bütçesini oluşturan; yüzeysel akış, taban akışı, yeraltı suyu akımı, buharlaşma ve terleme miktarları hesaplanabilmektedir. Mevcut durum ve gelecek için; iklim, nüfus, arazi kullanımı, ürün deseni, sulama uygulamaları gibi faktörlerin muhtemel etkileri, çeşitli senaryolar aracılığıyla analiz edilebilmektedir. Bir sistem modellenirken; kurulacak modelin, mümkün olduğunca gerçeği temsil etmesi gerekmektedir. Bu açıdan, veri analizi aşaması oldukça önem taşımaktadır. Analiz aşamasında, çalışma alanının ölçeği göz önünde bulundurularak, verilerin etkin bir şekilde değerlendirilmesi gerekir. Bu kapsamda gerekli veriler, eğer mevcutsa ilgili resmi kuruluşlardan sağlanır; elde edilemeyen veriler için, web üzerinden, erişime açık yerel ve/veya küresel veri setlerinden yararlanılabilir. Verilerin entegrasyonunda; sayısal ve mekansal verilerin işlenmesinde, analiz edilmesi ve görselleştirilmesinde; coğrafi bilgi sistemi, sayısal hesaplama ve tablolama programları kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında hidrolojik model olarak Stockholm Environment Institute tarafından geliştirilen WEAP modeli seçilmiştir. WEAP; gelişmiş ve gelişmekte olan birçok ülkede yaygın bir kullanıma sahipken, Türkiye'de WEAP ile yürütülen oldukça az çalışma olduğu göze çarpmaktadır. Dolayısıyla, bu çalışma ülkemizde WEAP modelinin kullanıldığı ilk çalışmalardan biri olma özelliğini taşımaktadır. Çalışma alanı olarak seçilen Sakarya Havzası'nın yaklaşık %50'si tarım arazisinden oluşmaktadır. Ülkemizde halen yıllık su tüketiminde tarımsal sulama yaklaşık %74'lük oranla en büyük paya sahiptir. Bu nedenle, tarımsal faaliyetler ülkemizde su kaynakları yönetiminde önemli bir role sahip olduğundan, bitki merkezli bir modelin sistemin hidrolojik davranışlarını daha iyi yansıtacağı düşünülerek havzanın hidrolojik modellenmesinde WEAP modeli içerisinde bulunan PGM metodu kullanılmıştır. Su kaynakları yönetimine uygun bir altyapıya sahip WEAP-PGM, değişen atmosferik CO2 konsantrasyonunun ve sıcaklığın, bitki su kullanımı ve bitki büyümesi üzerindeki etkilerini hidrolojik sürece dahil eder. Bu sayede iklim değişiklikleri çalışmaları kapsamında, küresel iklim değişikliğinin, bitki verimi ve bitki su tüketimine etkisi analiz edilebilmektedir. Veri analizi sonuçlarına göre; bitkisel ürünlerin mekansal analizi sayesinde sulama ihtiyaçları öngörülerek, tarımsal üretimde bitki su tüketimi hesaplanabilecek ve ürün deseni değişimlerinin hidrolojik sisteme etkisi incelenerek suyun etkin kullanımı için ürün seçimi ile ilgili öneriler sunulabilecektir. Modelleme çalışmasında; Sakarya Havzası için yüksek çözünürlüklü bir hidrolojik modelin yapılandırılması amaçlanmış ve veri analizi/entegrasyonları yapılarak modelin kurulumu gerçekleştirilmiştir. Havzada yer alan; sulama alanları, su yapıları ve havzalararası su aktarımları da modelin kurulumu aşamasında tanımlanmış ve temin edilebilen veriler girilmiştir. Çalışma kapsamında; havzanın su bütçesi ortaya koyulmuş, havzanın çıkışında yer alan E12 A057 numaralı Adatepe istasyonunda, akış için yalnızca bir ön değerlendirme yapılmıştır. Ön değerlendirme sonuçlarına göre havzaya yılda ortalama 29993 milyon m3 yağış düşmekte, 5290 milyon m3'ü yüzeysel akışa dönüşmekte, 2070 milyon m3 su yeraltı suyuna katılmaktadır. Yağışın, 10960 milyon m3'lük bölümü buharlaşma ile 11610 milyon m3'lük bölümü ise terleme ile atmosfere geri dönmektedir. T. C. Orman ve Su İşleri Bakanlığı Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü verilerine göre; Sakarya Havzası'nın yıllık ortalama yağış miktarı 524, 7 mm olup, yıllık toplamda 33184 milyon m3 yağış düşmektedir. Sakarya Havzası, ortalama 6400 milyon m3 yıllık akış potansiyeline sahiptir. Yeraltı suyu potansiyeli ise yaklaşık 2197 milyon m3'tür. Elde edilen model sonuçlarının DSİ'nin uzun yıllar ortalama değerleri ile belirli derecede uyum gösterdiği görülmektedir. Bu tezin devamı niteliğindeki çalışmalarda; havza bütününde yapılacak kalibrasyon ve doğrulama işlemleri ile havzanın hidrolojik modeli tamamlanmış olacaktır. Bu sayede; su yönetimi kapsamında yapılacak çalışmalarda, su kaynaklarının; içme ve kullanma, sanayi, tarımsal sulama ve diğer sektörler arasında ne şekilde dağıtılabileceğine yönelik senaryo analizleri yapılabilecek ve etkin stratejiler geliştirilebilecektir. İklim değişikliğinin su kaynakları üzerindeki etkileri de bu senaryolar aracılığıyla analiz edilebilecektir.