Geri Dön

Utilization of numerical weather prediction models for flood planning and operational studies in data-scarce basins

Veri kıtlığı olan havzalarda taşkın planlaması ve taşkın işletme çalışmaları için sayısal hava tahmin modellerinin kullanımı

PDF İndir

  1. Tez No: 697951
  2. Yazar: OKAN ÇAĞRI BOZKURT
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. NURİ MERZİ, PROF. DR. SEVDA ZUHAL AKYÜREK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 198

Özet

Artan şehirleşme oranlarıyla beraber, taşkınlar günden güne daha önemli sorunlar haline gelmeye başlamıştır. Buna bağlı olarak da taşkın kontrol yapılarının yetersiz hale geldiği algısı ortaya çıkmaktadır. İyi kalibre edilmiş hava tahmin ve havza hidrolojik modelleri, taşkınların yaratacağı zararları azaltmak için birbirini tamamlayan önemli araçlardandır. Bu tip uygulamalar, yapısal önlemler kadar etkili sonuçlar verebilmektedir. Bu çalışmada meteorolojik ve hidrolojik modellerin kullanımının, yapısal ve işletme bazlı taşkın koruma faaliyetlerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışma alanı olarak Ankara'daki Mogan Gölü havzası seçilmiştir. Analizlerde Meteoroloji Genel Müdürlüğü (MGM) tarafından operasyonel olarak kullanılan 2 farklı sayısal hava tahmin modelinin (Weather Research Forecasting (WRF) ve Transition Step Between ALadin and AROme (ALARO, ALR)) çıktıları, 6 farklı tarih için MGM'den alınarak kullanılmıştır. Yağış tahminlerinin doğruluğu çeşitli istatistiksel metotlarla, nokta ve alan bazlı olarak ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlar, alansal dağılım ile elde edilen sonuçların, noktasal sonuçlara göre daha iyi sonuçlar verdiğini göstermiştir. Ancak MGM'nin WRF ve ALR sayısal hava modellerini çalıştırmak için kullandığı parametrelerin, bu havzadaki konveksiyonel yağışları tahmin etmekte başarılı olamadığı görülmüştür. Çalışma alanında uzun süreli kayıtları olan bir akım gözlem istasyonu bulunmamaktadır. Ayrıca son yıllarda Mogan Gölü havzasına, havza dışından boru hatları ile zamanı ve miktarı net olarak belirlenemeyen su takviyesi yapılmıştır. Bu nedenlerden dolayı havza için oluşturulan hidrolojik modelin kalibrasyonu olay bazlı olarak Mogan Gölü seviye ölçüm değerleri ile yapılmaya çalışılmıştır. Taşkın işletme çalışması simülasyonları, 2 ana senaryo çerçevesinde yapılmıştır. İlk senaryoda Mogan Gölünün membaında bulunan Mogan Sel Kapanın işletmede olduğu ve Mogan Gölü su seviyesinin de güncel işletme değerlerinde, (14.03.2016 tarihindeki 973.42 m. değeri) olduğu varsayılmıştır. 2. senaryoda ise sel kapanının inşa edilmemiş olduğu ve göl normal işletme seviyesinin de DSİ planlama raporlarında verildiği gibi 972.00 m. olacağı kabul edilmiştir. Bu iki ana senaryo altında, Mogan gölünün çıkışında yer alan kanalın kapasitesinin 15 ve 30 m3/s olduğu; 50, 100 ve 500 yıllık yağışlarının oluştuğu farklı alt senaryolar oluşturulmuştur. WRF ve ALR modellerinin 50, 100 ve 500 yıllık tasarım hidrograflarına ilişkin yağış tahminleri 14.03.2016 olayının gözlemlenen tahminleri kullanılarak kurgusal olarak oluşturulmuştur. Elde edilen gerçek zamanlı taşkın işletme çalışması sonuçlara göre, 500 yıllık taşkının en dezavantajlı durumlarda, 1. Senaryoda 974.850 m., 2. Senaryoda ise 974.909 m. seviyelerine geldiği görülmüştür. Bu sonuçların, taşkın planlama çalışmalarında yapısal ve yapısal olmayan çözüm alternatiflerine ilişkin olarak karar vericilere katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Özet (Çeviri)

With the increasing rates of urbanization, floods have become a more critical problem day by day. Consequently, the perception arises that the flood control structures have become insufficient. Well-calibrated weather forecasting and hydrological models are important complementary tools to reduce the damage caused by floods. Such applications can yield results as useful as structural measures. In this study, the effects of the use of numerical weather forecasting and hydrological models on structural and non-structural based flood protection activities were examined. Lake Mogan basin in Ankara is chosen as the study area. In the analyses, the outputs of 2 different numerical weather forecast models (Weather Research Forecasting (WRF) and Transition Step Between ALadin and AROme (ALARO, ALR), which are used operationally by the Turkish State General Directorate of Meteorology (Meteoroloji Genel Müdürlüğü, MGM), were taken from the MGM for 6 different dates. The accuracy of the precipitation forecasts was measured by various statistical methods on a point and areal basis. The results obtained showed that the areal based forecasts give better results than the point-based forecasts. However, it has been observed that the parameters that the MGM uses to run the WRF and ALR numerical weather models are not successful in predicting the convectional precipitation in this basin. There is no stream gauge station with a long-term measurement in the study area. Besides, in recent years, water transfer to the Mogan Lake basin has been provided by pipelines outside the basin, the exact amount and time of which cannot be determined precisely. For these reasons, the hydrological model constructed for the basin could be calibrated on an event-based basis with water level measurement values of Lake Mogan. Flood operation simulations have been carried out in 2 main scenarios. In the first scenario, it was assumed that Mogan Detention Pond, located upstream of Mogan Lake, is in operation, and the water level of Lake Mogan is at current operating values (973.42 m., value on 14.03.2016). In the second scenario, it was assumed that the detention pond is not built, and the normal operating level of the Lake Mogan is 972.00 m. as given in the planning reports of the State Hydraulic Works (Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, DSİ). Under these two main scenarios, different cases have been created in which 50-, 100- and 500-year storms can occur, and the capacity of the canal located at the exit of Lake Mogan is taken as either 15 or 30 m3/s. Precipitation forecasts of WRF and ALR models regarding 50, 100, and 500 years design hydrographs were created fictitiously using observed forecasts of the 14.03.2016 event. According to the results of the flood operation studies, it is seen that the 500-year flood reached 974,850 m. in the 1st scenario and 974,909 m. in the 2nd scenario in the most disadvantageous cases. These results are thought to contribute to decision-makers regarding structural and non-structural solution alternatives in flood planning studies.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    832211

    Improving wind power forecasts: Integrating adaptive histogram of oriented gradients and multiple numerical weather predictions

    Rüzgar gücü tahminlerini iyileştirme: Yönlü gradyanların uyarlanabilir histogramı ile çoklu sayısal hava tahminlerinin entegrasyonu

    İLAYDA ÇELENK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA GÖKÇE BAYDOĞAN

  2. Tez No

    355342

    Data mining-based power generation forecast at wind power plants

    Rüzgâr enerji santrallerinde veri madenciliği‡ tabanlı güç üretim tahmini

    MEHMET BARIŞ ÖZKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. PINAR ŞENKUL

  3. Tez No

    438124

    Improving runoff prediction by data assimilation in HBV hydrological model for upper euphrates basin

    Yukarı fırat havzasında HBV hidrolojik modelinde veri asimilasyonu ile akım tahminlerinin iyileştirilmesi

    BULUT AKKOL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    İnşaat MühendisliğiAnadolu Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYNUR ŞENSOY ŞORMAN

  4. Tez No

    858887

    Viskoelastik katmanlı kompozit kabukların sonlu elemanlar ve diferansiyel kuadratür yöntemleri entegre edilmiş genetik algoritmalar ile optimal tasarımı

    Optimal design of viscoelastic-layered composite shells using finite elements and differential quadrature methods integrated with genetic algorithms

    UFUK KOL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN

  5. Tez No

    876316

    Performance analysis of relay aided terahertz systems

    Röle destekli terahertz haberleşme sistemlerinin performans analizi

    BENGÜ BİLGİÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMİHA TEDİK BAŞARAN

Geri Dön