Watershed modeling and risk assesment of ergene river basin
Ergene Nehri havzasının risk analizi ve havza modeli
- Tez No: 543634
- Danışmanlar: PROF. DR. ATİLLA AKKOYUNLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Environmental Engineering, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
Su kaynaklarının nitelik ve nicelik bakımından korunarak yönetilmesi, gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerin en büyük problemlerinden birisidir. Özellikle endüstri ve tarımın yarattığı kirlilik, su kaynaklarının yönetimini daha zor hale getirmektedir. 1980'lerden bu yana nüfus artışı, göç, endüstriyel gelişim ve tarımsal kirliliğe maruz kalan Ergene Havzası bu çalışmanın odak noktası olmuştur. Coğrafi Bilgi Sistemi teknolojisi, hidroloji ve su kalite modellerinde yaşanan gelişmeler sayesinde bölgenin hidrolojik yapısı modellenebilmektedir. Bu çalışmada, ArcSWAT modeli kullanılarak Ergene Havzası günümüz arazi kullanımı ve iklimine göre modellenmiştir. Ayrıca gelecekteki arazi kullanımı ve iklim senaryolarına göre ArcSWAT modeli kullanılarak havzanın hidrolojisi ve su kalitesi üzerine değerlendirmeler yapılmıştır. Bu kapsamda, İnanlı ve Hayrabolu gözlem istasyonlarının akış verileri modelin ölçümleme ve doğrulama sürecinde kullanılarak yüksek doğruluk dereceleri elde edilmiştir. İnanlı su kalitesi izleme noktasından elde edilen değerler ile modelin toplam azot ve fosfor değerleri kıyaslanmıştır. Günümüz koşullarına göre yeterli sonuçlar veren modelin gelecek senaryoları için kullanılabileceği anlaşılmıştır. Bu aşamadan sonra, Avrupa Çevre Ajansı'ndan elde edilen 1990, 2000 ve 2012 CORINE arazi kullanım haritaları, Ergene havzasının geleceğe yönelik arazi kullanım tahmini için kullanılmıştır. Ayrıca şehir merkezine, ana yollara, nehirlere uzaklık gibi etki haritaları kullanılarak CA_MARKOV analizi ile potansiyel arazi kullanım değişim haritası oluşturulmuş; 2030 ve 2050 yılları için arazi kullanım haritaları tahmin edilmiştir. İklim değişikliğinin etkilerinin incelenebilmesi için Meteoroloji Genel Müdürlüğü tarafından kullanılan RCP 4.5 ve RCP 8.5 iklim senaryoları ile gelecekteki yağış ve sıcaklık değerleri Ergene havzası için ortaya konulmuştur. Elde edilen gelecek arazi kullanımı ve iklim verileri doğrulanmış ArcSWAT modeline girilerek havzanın gelecekteki akış ve besin tahmini farklı senaryolara göre hesaplanmış ve karşılaştırılmıştır. Ayrıca, Mann-Kendal, Rho-Spearman istatistiki testleri kullanılarak geçmiş verilerden geleceğe yönelik çıkarımlar yapılmış, ARIMA modeli ile de geleceğe yönelik eğilim ortaya konmuştur. Toplam azot ve fosfor değerleri ArcSWAT modeli çıktıları ile kıyaslanmıştır. Sonuç olarak bölgenin su akış miktarı ve kalitesi bakımından mevcut ve gelecekteki durumu hakkında arazi kullanımı ve iklim etkileri de göze alınarak tespitler yapılmıştır. Söz konusu çalışma Türkiye'de gelecekteki arazi kullanımı ve iklim verilerini dikkate alan ve buna bağlı olarak geleceğe yönelik akış ve kirlilik tahmini yapan ender araştırmalardan biridir.
Özet (Çeviri)
Protection of water resources in terms of quality and quantity is one of the main challenges for the developed and developing countries. Especially, pollution caused by industrialization and agriculture makes difficult to manage water resources. Ergene Basin, which has been exposed to population growth, migration, industrial development and agricultural pollution since the 1980s, was the focus of this study. Hydrological characteristics of the basin can be modeled thanks to advances in geographical information systems, hydrologic and water quality models. In this study with using ArcSWAT, Ergene Basin was modeled with the combined effects of land use and climate. Additionally, the hydrology and water quality of the basin were evaluated by ArcSWAT according to future climate and land use change scenarios. In this context, the flow data of the İnanlı and Hayrabolu streams were used for calibration and validation process of the model and high degree of accuracy was obtained. Total nitrogen and phosphorus values of the model were compared with İnanlı water quality monitoring point values. Results of model revealed that it can be used for future scenarios of Ergene Basin. After this stage land use change predictions were calculated for Ergene Basin with using CORINE land use 1990, 2000 and 2012 which were obtained from European Environment Agency. In addition for the estimation of 2030 and 2050 land use maps, potential land use change map was created with CA_MARKOV analysis by using driving factors such as distance to city center, main roads and rivers. In order to examine the effects of climate change, precipitation and temperature data were created for Ergene basin according to RCP4.5 and RCP8.5 climate scenarios of Meteorology General Directorate. Generated future land use and climate data were used as input for the validated ArcSWAT model. The future flow and nutrient estimation of the basin were calculated and compared according to different scenarios. Also, Mann-Kendal, Rho-Spearman statistical tests were used to make inferences for the future from historical data. Additionally with ARIMA model, the trend towards future has been revealed. Total nitrogen and phosphorus values were compared with the ArcSWAT model outputs. To sum up, the current and future status of the region in terms of water flow quantity and quality is modeled with ArcSWAT by taking into account the land use and climate effects. This study was one of the rare studies in Turkey able to integrate climate variability and land use change on water resources.
Benzer Tezler
- İklim değişikliğinin İstanbul'un yüzeysel su kaynaklarına etkisi ve kuraklık dirençli bütünleşik su yönetimi
Climate change impacts on the surface water resources of Istanbul and drought resilient water management
GÖKHAN CÜCELOĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- Nehir su kalitesinin deterministik modelleme ve ekolojik risk analizi yöntemleri ile değerlendirilmesi ve yönetimi: Aksu çayı uygulaması
Assessment and management of river water quality by deterministic modeling and ecological risk analysis: Aksu stream application
SEÇİL TÜZÜN DUĞAN
Doktora
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE MUHAMMETOĞLU
- Modelling Kücük Menderes watershed using soil and water assessment tool (SWAT)
Küçük Menderes Alt Havzası'nın swat (toprak ve su değerlendirme aracı) ile modellenmesi
MOHAMMAD MATIN SADDIQI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MAHMUT EKREM KARPUZCU
- Tarım kaynaklı pestisitlerin SWAT ile havza ölçeğinde modellenmesi
Modeling agricultural pesticide pollution by SWAT model
FATMA NİHAN DOĞAN
Doktora
Türkçe
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUT EKREM KARPUZCU
- Karamenderes Havzası'nın (Çanakkale) coğrafi ekolojisi
Geoecology of Karamenderes Basin (Canakkale)
CANSU DUMAN