Investigation of impact of climate change on sediment yield and streamflow in a subbasin of euphrates river using statistical downscaling and genetic programming
İklim değişikliğinin fırat nehri alt havzasındaki sediment taşınımı ve debiye etkisinin istatistiksel ölçek küçültme ve genetik programlama kullanarak araştırılması
- Tez No: 833471
- Danışmanlar: PROF. DR. AYTAÇ GÜVEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hidrolik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 176
Özet
İklim değişikliğinin hidrolojik etkilerini incelemek, bölgesel su kaynakları, ekosistem sağlığı ve insan toplumları üzerinde doğrudan etkisi olduğu için önemli bir araştırma alanıdır. Küresel Dolaşım Modelleri (GCM'ler), geniş iklimsel örüntüleri anlamak için vazgeçilmez olsa da, yerel ölçekteki iklim özelliklerini temsil etmede büyük uzamsal çözünürlüklerinden kaynaklanan sınırlamalar gösterirler. İklim değişikliğinin hidrolojik sonuçlarını daha küçük ölçeklerde etkili bir şekilde değerlendirmek için istatistiksel ölçek küçültme teknikleri kullanılır. Bu yaklaşımlar, GCM çıktılarını geliştirerek, hidrolojik sistemler için iklim değişikliğinin özel etkilerini daha hassas bir şekilde anlama ve öngörme imkanı sağlayan yüksek çözünürlüklü iklim projeksiyonları üretir ve böylece uyum ve hafifletme stratejilerinin geliştirilmesine rehberlik eder. Bu çalışma, Fırat Nehri'nin bir alt havzası için aylık akım ve sediment taşınımı verilerini tahmin etmeye odaklanmaktadır. Analiz, CanESM2 modeli ile elde edilen senaryolara dayanarak, istatistiksel ölçek küçültme yöntemi ve yapay zeka genetik programlama modelleri ile birleştirilmiştir. Havza tanımlaması, Watershed Modeling System (WMS) kullanılarak gerçekleştirilmiş ve istatistiksel ölçek küçültme için GEP ve LGP modelleri uygulanmıştır. Sonuçlar, daha sonra lineer regresyon sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Makine kodlu LGP modeli, eğitim ve test süreçleri boyunca hem debi hem de sediment taşınımı için en iyi korelasyon (R), en düşük MSE ve MAE değerlerini vermiştir. RCP 2.6, 4.5 ve 8.5 senaryoları altındaki gelecek projeksiyonları açısından, her iki model de RCP 8.5 senaryosu altında en uygun sonuçları verirken, GEP modeli 2006 - 2020 arasındaki gözlenen dönem ile karşılaştırılan tahminlerde üstün performans göstermiştir. Genel olarak, modeller, 2021 ile 2100 arasındaki dönemde hem debi (Q) hem de sediment taşınımı (Qs) için hafif bir düşüş eğilimi göstermektedir ve bu da gelecekteki hidrolojik yönetim ve planlama için değerli içgörüler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Studying the hydrological impacts of climate change is a critical area of research, as it directly affects regional water resources, ecosystem health, and human societies. Global Circulation Models (GCMs), while indispensable for understanding broad climatic patterns, exhibit limitations in representing local-scale climate features due to their coarse spatial resolution. Statistical downscaling techniques are employed to evaluate climate change's hydrological consequences at finer scales effectively. These approaches enhance GCM outputs, generating high-resolution climate projections that facilitate a more nuanced understanding and anticipation of climate change's specific implications for hydrological systems, thereby guiding the development of adaptation and mitigation strategies. This study focuses on predicting monthly discharge and sediment yield for a sub-basin of the Euphrates River. The analysis leverages scenarios derived from the Canadian Second Generation Earth System Model (CanESM2), coupled with a statistical downscaling method and artificial intelligence genetic programming models. Watershed delineation was conducted using the Watershed Modeling System (WMS), followed by the application of Gene Expression Programming (GEP) and Linear Genetic Programming (LGP) for the statistical downscaling process. The results were compared with linear regression outcomes. The machine-coded LGP model yielded the best correlation (R), lowest Mean Squared Error (MSE) and Mean Absolute Error (MAE) values for both discharge and sediment yield during training and testing periods. Regarding future projections under RCP 2.6, 4.5, and 8.5 scenarios, while both models yielded optimal results under the RCP 8.5 scenario, the GEP model demonstrated superior performance when comparing predictions to the observed period of 2006 – 2020. Overall, the models indicate a mild decreasing trend for both discharge (Q) and sediment yield (Qs) from 2021 to 2100, providing valuable insights for future hydrological management and planning.
Benzer Tezler
- İklim değişikliği etkisinde kıyı çizgisi gelişiminin incelenmesi:Karasu kıyı alanı örneği
Investigation of the impact of climate change on shorelineevolution: Case study of Karasu coastal region
ABDÜLKERİM AÇIKKOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAVVA ANIL GÜNER
- Olası iklim değişikliği senaryoları ile kıyı çizgisi değişiminin incelenmesi
Investigation of shoreline change with estimated climate change scenarios
EZGİ SEYFİOĞLU
Doktora
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAHİT YERDELEN
- Büyük Menderes Havzası'nda iklim değişikliğinin sedimentteki metal mobilizasyonuna olan etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of climate change on metal mobilization in sediment in the Büyük Menderes Basin
NIGAR ZEYNALOVA
Doktora
Türkçe
2023
KimyaMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DEMİRAK
DR. FEYYAZ KESKİN
- Düşük kretli tek sıra küp korumalı taş dolgu dalgakıranların stabilite ve iletiminin araştırılması
Investigation of stability and transmission of low crested single layer cube armored rubble mound breakwaters
DUYGU İŞSEVER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN ÇEVİK
- Investigation of sediment dynamics in river delta coasts: Sakarya river delta
Akarsu delta kıyılarında sediment dinamiğinin incelenmesi: Sakarya nehri deltası
KEREM GÜNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAN ŞAHİN