Geri Dön

Future projections of streamflow and groundwater level in the Küçük Menderes River Basin, Turkiye

Türkiye Küçük Menderes Nehir Havzasında akış ve yeraltısuyu seviyesinin gelecek projeksiyonları

PDF İndir

  1. Tez No: 927133
  2. Yazar: SİNA SAFADOUST
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÖZGER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 85

Özet

Su, yaşamın sürdürülebilmesi için hayati öneme sahip olan en temel doğal kaynaklardan biridir. İnsanlığın varoluşundan bu yana, su, tarımsal üretimden sanayiye, günlük yaşamdan ekosistemlerin dengesine kadar geniş bir yelpazede hayati roller üstlenmiştir. Ancak, son yıllarda küresel ölçekte su kaynaklarının sürdürülebilirliği ciddi tehditlerle karşı karşıya kalmıştır. Nüfus artışı, sanayileşme, kentleşme ve iklim değişikliği gibi faktörler, su kaynaklarının hızla tükenmesine ve kirlenmesine yol açmaktadır. Özellikle su kıtlığı riski taşıyan bölgelerde, yeraltı suyu ve yüzey suyu kaynaklarının dengeli bir şekilde yönetilmesi büyük önem taşımaktadır. Türkiye, coğrafi konumu gereği farklı iklim bölgelerine sahip olup, su kaynakları açısından dengesiz bir dağılım göstermektedir. Ülkenin birçok bölgesi mevsimsel kuraklık riski ile karşı karşıya kalırken, özellikle Akdeniz havzasında yer alan bölgeler, su kaynakları üzerindeki iklim değişikliği baskılarına en fazla maruz kalan alanlar arasında yer almaktadır. Küçük Menderes Havzası (KMH) da bu bağlamda ele alınması gereken kritik su havzalarından biridir. Tarımsal, sanayi ve evsel kullanımlar açısından büyük öneme sahip olan bu havza, giderek artan su talebi ve değişen iklim koşulları nedeniyle su yönetimi açısından büyük zorluklarla karşılaşmaktadır. Özellikle Küçük Menderes Havzası'nda yeraltı ve yüzey suyu kaynaklarının azalması, ekosistem dengesini bozmakta ve bölgenin sosyo-ekonomik yapısını tehdit etmektedir. Tarımsal faaliyetlerin yoğun olduğu bölgelerde, aşırı yeraltı suyu çekimi nedeniyle akiferlerde ciddi su seviyeleri düşüşleri gözlemlenmektedir. Tarımın bölge ekonomisinde oynadığı büyük rol göz önüne alındığında, bu su azalması, doğrudan tarımsal üretimi ve çiftçilerin geçim kaynaklarını etkilemektedir. Aynı zamanda sanayi faaliyetleri için gerekli olan suyun azalması, bölgedeki sanayi üretimini de olumsuz yönde etkileyebilir. Bu nedenle, Küçük Menderes Havzası'nda uzun vadeli sürdürülebilir su yönetim stratejilerinin geliştirilmesi kaçınılmaz bir gereklilik haline gelmiştir. Bu çalışmada, Küçük Menderes Havzası'ndaki mevcut ve gelecekteki su kaynakları durumu değerlendirilmiş, WEAP (Su Değerlendirme ve Planlama) modeli kullanılarak bölgenin farklı iklim senaryoları altında nasıl bir değişim göstereceği analiz edilmiştir. WEAP, hidrolik süreçleri modelleyen, su kaynaklarının planlanması ve yönetilmesi açısından kapsamlı senaryolar sunan entegre bir araç olarak ön plana çıkmaktadır. Stockholm Çevre Enstitüsü (SEI) tarafından geliştirilen WEAP modeli, özellikle iklim değişikliğinin su kaynaklarına olan etkilerini analiz etmek, farklı su kullanım senaryolarını değerlendirmek ve sürdürülebilir su yönetimi politikalarını geliştirmek için etkin bir simülasyon aracıdır. Modelin uygulanmasında, Küçük Menderes Havzası'nda yer alan Selçuk ve L15 izleme istasyonlarından elde edilen tarihsel akarsu debi ve yeraltı suyu seviyesi verileri kullanılmıştır. Modelin kalibrasyonu, 2000–2005 dönemi için gerçekleştirilirken, 2006–2012 dönemi için doğrulama yapılmıştır. Modelin istatistiksel performansı yüksek güvenilirlik göstermiş olup, debi kalibrasyonu için R² değeri 0.94 ve NSE değeri 0.82 olarak hesaplanmıştır. Benzer şekilde, doğrulama metrikleri de güçlü olup, yeraltı suyu modeli başarılı kalibrasyon sonuçları (R² = 0.86, NSE = 0.85) göstermiştir. Ancak, yeraltı suyu modelinin doğrulama performansı, mevcut yeraltı suyu veri eksiklikleri nedeniyle nispeten düşük çıkmıştır (NSE = 0.18). Gelecek projeksiyonları incelendiğinde, 2024–2050 dönemi için Küçük Menderes Havzası'nda akarsu akışlarında ve yeraltı suyu seviyelerinde genel bir düşüş öngörülmektedir. Dört farklı iklim senaryosu (SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0 ve SSP5-8.5) altında yapılan analizlere göre, su kaynaklarındaki azalma miktarları emisyon senaryosuna bağlı olarak değişmektedir. En iyimser senaryo olarak kabul edilen SSP1-2.6 senaryosu, su kaynaklarında nispeten daha dengeli bir tablo çizerken, en yüksek emisyon senaryosu olan SSP5-8.5 senaryosu, hem yüzey hem de yeraltı su kaynaklarında ciddi azalmalar öngörmektedir. Mevsimsel analizlere göre, özellikle kış ve ilkbahar aylarında akarsu debilerinde kritik düşüşler gözlemlenmektedir. Ocak ayında akışların %7 ila %12 arasında azalması beklenirken, Mart ayında bu oran %2 ila %7 arasında değişmektedir. Yaz ortası ve erken sonbahar dönemlerinde ise bazı senaryolara göre yağış desenlerindeki değişiklikler nedeniyle küçük artışlar gözlemlenebilir. Ancak, genel eğilim, yeraltı suyu seviyelerinin sürekli olarak azalacağı ve bu azalmanın özellikle sulama amaçlı yoğun yeraltı suyu kullanımının olduğu bölgelerde daha belirgin olacağı yönündedir. Havzada, 2016 yılı itibarıyla DSİ tarafından bildirilen verilere göre toplam 6.486 kuyu bulunmaktadır. Bu kuyuların büyük çoğunluğu tarımsal sulama amacıyla kullanılmaktadır ve yeraltı suyu çekimi, bölgenin hidrolik dengesini ciddi şekilde bozabilecek seviyelere ulaşmıştır. Bu durum, sürdürülebilir su yönetimi stratejilerinin ivedilikle hayata geçirilmesi gerektiğini göstermektedir. Sonuç olarak, Küçük Menderes Havzası'nda iklim değişikliği ve insan kaynaklı su tüketimi baskıları nedeniyle su kaynaklarının sürdürülebilirliği tehlike altındadır. Sürdürülebilir tarım uygulamaları, modern sulama tekniklerinin yaygınlaştırılması ve su kaynaklarının akılcı yönetimi gibi politikalar, havzanın su güvenliğinin sağlanması için hayati önem taşımaktadır. WEAP modeli ile yapılan projeksiyonlar, gelecekte su kıtlığının giderek derinleşeceğini göstermekte olup, politika yapıcılar ve su yöneticilerinin uzun vadeli stratejiler geliştirmesi gerekmektedir. Aksi takdirde, havza hem ekolojik hem de ekonomik açıdan ciddi risklerle karşı karşıya kalabilir. Bu nedenle, su kaynaklarının sürdürülebilir yönetimi için bütüncül, bilimsel ve uygulanabilir çözümlerin hızla devreye alınması gerekmektedir.

Özet (Çeviri)

Water is a critical natural resource essential for life, yet its availability is increasingly threatened by factors such as population growth, overuse, and climate change. Groundwater resources, which are particularly vital in arid and agriculturally intensive regions, face mounting challenges from excessive withdrawal and reduced recharge. Turkey, located in the Mediterranean basin, is one of the regions highly susceptible to the impacts of climate change, including rising temperatures, declining precipitation, and increasing aridity. These issues pose significant risks to water availability, especially in regions like the Küçük Menderes River Basin (KMRB), which is heavily reliant on groundwater for agricultural, domestic, and industrial use. This thesis aims to model the hydrological dynamics of the KMRB using the WEAP soil moisture method, focusing on streamflow and groundwater levels. The study includes the calibration and validation of the model for the periods 2000–2005 and 2006–2012, respectively, and the projection of future hydrological trends under four CMIP6 climate scenarios (2024–2050). The WEAP model, a robust tool for integrated water resource management, was used to simulate hydrological processes and evaluate water availability under varying climate scenarios. The model demonstrated strong performance, with high R² and NSE values during both calibration (0.94 and 0.82) and validation (0.96 and 0.83) periods, confirming its suitability for the study area. The analysis revealed significant seasonal and annual variability in streamflow under different CMIP6 scenarios. Notably, reductions were observed during critical periods for groundwater recharge and irrigation. Streamflow declined substantially during mid-winter and early spring, with reductions ranging from -7% to -12% in January and -2% to -7% in March, depending on the emission scenario. In contrast, mid-summer to early autumn displayed greater stability, with minor reductions and occasional increases in streamflow. Annual streamflow trends showed contrasting behaviors across scenarios. Optimistic scenarios like SSP1-2.6 exhibited relatively stable water availability, while pessimistic scenarios like SSP5-8.5 indicated significant reductions in total streamflow, highlighting the critical impact of high-emission pathways. Groundwater projections revealed consistent declines across all aquifers, emphasizing the vulnerability of the basin to reduced water availability in the future. The findings underscore the urgent need for integrated water resource management strategies in the KMRB to address the challenges posed by declining streamflow and groundwater levels. These strategies should prioritize sustainable agricultural practices, efficient water use, and the mitigation of climate change impacts. Although the model performed robustly, limitations related to the availability of recent observational data and the exclusion of additional hydrological parameters, such as dam operations, were acknowledged. Future research should focus on incorporating these factors and assessing the socio-economic implications of hydrological changes to improve water resource planning.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    623099

    Simulation of streamflow using hydrologic modeling system HEC-HMS

    Hidrolojik modelleme sistemi HEC-HMS kullanılarak akış debisinin simülasyonu

    BERKAN ERŞAHİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Yer Sistem Bilimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ELÇİN KENTEL ERDOĞAN

    PROF. DR. SEVDA ZUHAL AKYÜREK

  2. Tez No

    498458

    SWAT modeli kullanılarak Filyos çayı havzasının hidrolojik analizi

    Hydrological analysis of Filyos creek watershed using SWAT model

    ÖMER GÜNGÖR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Çevre MühendisliğiBülent Ecevit Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KADİR ÖZDEMİR

  3. Tez No

    332902

    Darlık havzasının model destekli hidrolojik analizi

    Model supported hydrological analysis of Darlik watershed

    GÖKHAN CÜCELOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ ERTÜRK

  4. Tez No

    474921

    Predictability of monthly streamflow discharge using remotesensing precipitation data by data driven models

    Veri güdümlü yöntemler ile uydu yağış verileri kullanılarak aylık akarsu debisi tahmini

    MEHMET ALİ ÇOLAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA TUĞRUL YILMAZ

  5. Tez No

    911475

    A new agro-meteorological drought index based on remote sensing

    Uzaktan algılama temelli yeni bir agro-meteorolojik kuraklık indeksi

    EYYUP ENSAR BAŞAKIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET CÜNEYD DEMİREL

Geri Dön