Söylemez barajı havzasında meteorolojik, hidrolojik ve tarımsal kuraklığın çok ölçekli SPI, SSFI, SDI, aSPI analizleri ve SPI, SSFI indisleri arasındaki ilişki
Multi-SCALE SPI, SSFI, SDI, aSPI analyses of meteorological, hydrological and agricultural drought in the söylemez dam basin and the relationship between SPI and SSFI indices
- Tez No: 1012311
- Danışmanlar: PROF. DR. REŞAT ACAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hidrolik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: İklim değişikliğinin etkileri nedeniyle kuraklık olaylarının sıklığı ve şiddeti artmakta, bu olay bölgesel su kaynaklarının sürdürülebilir yönetimini giderek daha karmaşık ve zor hale getirmektedir .Bu bağlamda çalışmada Aras havzası memba kısmında Aras havzasının alt havzası olan Söylemez Barajı Havzasında 1993-2023 dönemi için havzaya düşen yağış ve havza çıkış akımları; SPI, SSFI, SDI ve aSPI indisleri kullanılarak 1, 3, 6, 9, 12 ve 24 aylık farklı zaman dilimlerinde meteorolojik, hidrolojik ve tarımsal kuraklık koşulları analiz edilmiş, SPI ve SSFI indisleri yardımıyla 1, 3, 6, 9, 12 ve 24 aylık farklı zaman dilimlerinde meteorolojik ve hidrolojik kuraklık arasındaki ilişki araştırılmıştır. Yöntem: Söylemez Barajı yağış alanı meteorolojik kuraklığının belirlenmesi için yağış alanı çevresinde yer alan ve uzun dönem sürekli veriye sahip olan 17740 Hınıs, 17095 Erzurum, 17690 Horasan ve 17203 Bingöl meteoroloji gözlem istasyonları analizde kullanılmak üzere seçilmiştir. Thiessen poligon yöntemiyle yağış alanı içerisinde veya çevresinde yer alan meteoroloji gözlem istasyonlarının Söylemez Barajı yağış alanını temsil oranları belirlenmiştir. Hidrolojik kuraklık analizlerinde ise Söylemez Barajı su temin ve işletme çalışmaları için kurulan D24A096 akım gözlem istasyonu verilerinden yararlanılmıştır. Mann-Kendall yöntemi ile yapılan trend analizleri sonucunda yağış ve akım verilerinde istatistiksel olarak anlamlı azalan eğilimler belirlenmiştir. SPI, SSFI, SDI ve aSPI indisleri kullanılarak havzanın Meteorolojik, hidrolojik ve tarımsal kuraklık analizleri detaylı irdelenerek meteorolojik ve hidrolojik kuraklık arasındaki ilişki SPI ve SSFI indisleri kullanılarak korelasyon ve determinasyon matrisleri yardımıyla karşılaştırılarak gerekli yorumlar yapılmış, aralarındaki ilişki araştırılmıştır. Bulgular: Çalışmada Aras havzası memba kısmında Aras havzasının alt havzası olan Söylemez Barajı Havzasında 1993-2023 dönemi için havzaya düşen yağış ve havza çıkış akımlarının Mann-Kendall yöntemi ile yapılan trend analizleri sonucunda yağış ve akım verilerinde istatistiksel olarak anlamlı azalan eğilimler belirlenmiştir. SPI serilerinde 2012-2016 dönemi en uzun ve en şiddetli meteorolojik kuraklık dönemi olarak öne çıkarken, SSFI serilerinde 2013-2015 yılları hidrolojik kuraklığın en yoğun görüldüğü dönem olmuştur. Her iki indeksin uzun dönemli (12 ve 24 aylık) zaman ölçeklerinde güçlü korelasyonlar göstermesi, yağış azlıklarının akımlar üzerinde doğrudan ve belirgin etkiler yarattığını ortaya koymuştur. Akım Kuraklık İndeksi (SDI) ve Tarımsal Standartlaştırılmış Yağış İndeksi (aSPI) yöntemleri 3, 6, 9 ve 12 aylık peryotlarda uygulanmış, Analiz sonuçları, uzun dönem genelinde hem SDI hem de aSPI değerlerine göre %50'nin üzerinde bir oranda nemli dönemlerin baskın olduğunu göstermiştir. Ancak 3 aylık peryotlar dikkate alındığında, SDI sonuçlarına göre dönemlerin yaklaşık %50'si ve aSPI sonuçlarına göre %47'si farklı seviyelerde kurak geçmiştir. Akım verilerine göre en kurak ay Mayıs 2014 (SDI-3: -2, 31) olarak belirlenirken, yağış verilerine göre en şiddetli kuraklık Mart 2013'te (aSPI-12: -3, 46) kaydedilmiştir. Sonuç: Çalışma sonucunda elde edilen analiz sonuçlarına bakıldığında hem yağış değerlerinde hem de akım değerlerinde belirgin bir azalan trend olduğu görülmektedir. İki parametrede S ve Sen'in eğim değerleri negatif durumdadır. Güven faktörleri ise iki parametrede de %90'ın üzerinde bir seviyededir, bu da testlerin sonuçlarını anlamlı kılmaktadır. Tüm SPI ve aSPI zaman serileri incelendiğinde, havzada son otuz yılda periyodik olarak şiddetli meteorolojik ve tarımsal kuraklık dönemlerinin yaşandığını ortaya koymuştur. SSFI ve SDI zaman serilerinde benzer sonuçlar bulunmuş olup havzadaki hidrolojik kuraklığın da meteorolojik kuraklıkla benzer bir seyir izlediğini göstermektedir. Hidrolojik kuraklık analizleri, baraj havzasının hem kısa hem de uzun vadede ciddi bir akış azalması ve su stresi altında kaldığını göstermektedir. Tezin en önemli bulgusu, farklı zaman ölçeklerinde hesaplanan SPI ve SSFI indisleri arasında orta düzey bir korelasyon katsayısının bulunmasıdır. Bu bulgu, meteorolojik kuraklığın (yağış eksikliğinin) kısa bir gecikme süresinin ardından baraj akışlarında ciddi bir düşüşe neden olduğunu net bir şekilde ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Purpose: Due to the effects of climate change, the frequency and severity of drought events are increasing, making the sustainable management of regional water resources increasingly complex and difficult. In this context, the study analyzed meteorological, hydrological, and agricultural drought conditions in the upper part of the Aras basin, specifically in the Söylemez Dam basin, a sub-basin of the Aras basin, for the period 1993-2023. This analysis was conducted using the SPI, SSFI, SDI, and aSPI indices at different time intervals of 1, 3, 6, 9, 12, and 24 months. Additionally, the relationship between meteorological and hydrological drought was investigated at different time intervals of 1, 3, 6, 9, 12, and 24 months using the SPI and SSFI indices. Method: To determine the meteorological drought in the catchment area of the Söylemez Dam, 17740 Hınıs, 17095 Erzurum, 17690 Horasan, and 17203 Bingöl meteorological observation stations located around the catchment area and having long-term continuous data were selected for analysis. The proportions of meteorological observation stations located within or around the catchment area of the Söylemez Dam, representing the dam's catchment area, were determined using the Thiessen polygon method. In hydrological drought analyzes, data from the D24A096 streamflow observation station, established for water supply and operation studies of the Söylemez Dam, were utilized. Trend analyzes performed using the Mann-Kendall method revealed statistically significant decreasing trends in precipitation and streamflow data. Using the SPI, SSFI, SDI, and aSPI indices, a detailed analysis of the basin's meteorological, hydrological, and agricultural droughts was examined. The relationship between meteorological and hydrological droughts was compared using correlation and determination matrices with the help of the SPI and SSFI indices, and the necessary interpretations were made, and the relationship between them was investigated. Findings: In the study, trend analyzes of precipitation falling into the basin and basin outflow streams for the period 1993-2023 were conducted using the Mann-Kendall method in the Söylemez Dam basin, which is a sub-basin of the Aras basin in the upper reaches of the Aras basin. As a result, statistically significant decreasing trends were determined in the precipitation and streamflow data. In the SPI series, the period from 2012 to 2016 stands out as the longest and most severe meteorological drought period, while in the SSFI series, the years 2013 to 2015 were the period with the most intense hydrological drought. The strong correlations between both indices over long-term (12 and 24-month) time scales indicate that rainfall deficits have a direct and significant impact on river flows. The Streamflow Drought Index (SDI) and Agricultural Standardized Precipitation Index (aSPI) methods were applied over 3, 6, 9, and 12-month periods. The analysis results showed that humid periods were dominant over the long term, with both SDI and aSPI values exceeding 50%. However, when considering 3-month periods, according to SDI results, approximately 50% of the periods were drought-stricken at different levels, and according to aSPI results, 47% were. According to current data, the driest month was determined to be May 2014 (SDI-3: -2.31), while according to precipitation data, the most severe drought was recorded in March 2013 (aSPI-12: -3.46). Conclusion: When the analysis results obtained at the end of the study are examined, it is seen that there is a significant decreasing trend in both precipitation and runoff values. The slope values of S and Sen in both parameters are negative. The confidence factors are above 90% for both parameters, which makes the test results significant. An examination of all SPI time series revealed that the basin experienced periodically severe meteorological drought periods in the last thirty years. The SSFI time series show that the hydrological drought in the basin follows a similar course to the meteorological drought. Hydrological drought analyzes indicate that the dam basin is under serious flow reduction and water stress in both the short and long term. The most important finding of the thesis is the a moderate correlation coefficient found between the SPI and SSFI indices calculated at different time scales. This finding clearly demonstrates that meteorological drought (lack of precipitation) causes a significant drop in dam flows after a short lag time.
Benzer Tezler
- Ömerli barajı su toplama havzasında çevre kirlenmesi ve çevre sorunları
Başlık çevirisi yok
NEJLA AYTAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
Çevre Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiCoğrafya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ MATER
- Su politikaları bağlamında Fırat-Dicle havzası'nda kültürel mirası korumanın koşulları
Euphrates-Tigris river basin water policy in the context of cultural heritage protection agreement
DÜZGÜN ÇAKIRCA
- Tehlikeli maden atık barajı yapımı öncesinde uygun yer tespiti; Eti Maden Kırka bor işletmesi örneği
Appropriate site determination before construction of hazardous mine tailings dam; Eti Maden Kırka boron business example
HAZIM BURAK TURHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Jeodezi ve FotogrametriKonya Teknik ÜniversitesiHarita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN ÇAY
- Dam break induced flood analysis by soft computing techniques
Yumuşak hesaplama teknikleri ile baraj yıkılması kaynaklı taşkın analizi
HALİD AKDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CİHAN BAYINDIR