The Effect Of Precipitation Deficits On Hydrological Systems In The Çatalan Dam Basin, Turkey

Year 2018, Volume: 10 Issue: 2, 10 - 28, 29.06.2018

Gaye Aktürk , Osman Yıldız

https://doi.org/10.29137/umagd.441389

Cited By: 4

Abstract

Drought is a natural
disaster that has various social and environmental impacts. Since Turkey is
located in a semi-arid region, drought events take place frequently. The time,
duration and intensity of drought can not be predicted, so that drought in any
region can be analyzed by using probabilistic and statistical methods. In this
study, the Çatalan Dam Basin, a subbasin of the Seyhan River Basin was selected
to examine the effects of droughts caused by rainfall deficiencies on river
flows, dam reservoirs and soil moistures. The Standardized Precipitation Index
(SPI) method was utilized for meteorological, hydrological and agricultural
drought analysis in the selected dam basin. In the scope of the study, firstly
meteorological drought analysis was carried out by using SPI time series at
different time scales and then the most appropriate time scale for monitoring
the hydrological drought on river flows and reservoir storages was determined.
After that, by using SPI time series at different time scales, the most
appropriate time scale for monitoring the agricultural drought on soil
moistures was determined. Also, the relationship between river flows and soil
moistures was investigated. Also, it was determined that groundwater levels
play important roles on soil moisture rates. The study results actually provide
important information for drought mitigation and sustainable water resources
management at the basin scale.

Keywords

Precipitation, Standardized Precipitation Index (SPI), River Flows, Soil Moisture, Reservoir Storage, Drought Analysis, Çatalan Dam Basin

Çatalan Baraj Havzasında Yağış Eksikliğinin Çeşitli Hidrolojik Sistemler Üzerine Etkileri

Abstract

Kuraklık, çeşitli
sosyal ve çevresel etkilere sahip doğal bir afettir. Türkiye, dünya üzerinde
yarı kurak bir bölgede yer aldığından dolayı sıklıkla kuraklığa maruz
kalmaktadır. Kuraklığın zamanı, süresi ve şiddeti önceden bilinemediğinden
dolayı, herhangi bir bölgedeki kuraklık olayı analiz edilirken olasılık ve
istatistiksel metotlar kullanılır. Bu çalışmada, Seyhan havzasının alt havzası
olan Çatalan Baraj havzasında yağış eksiklerinden kaynaklanan kuraklıkların
nehir akımları, baraj hazne hacimleri ve zemin nemi sistemleri üzerindeki
etkisi ayrıntılı biçimde incelenmiştir. Standartlaştırılmış Yağış İndisi (SYİ)
yöntemi kullanılarak seçilen baraj havzasına ait meteorolojik, hidrolojik ve
tarımsal kuraklık analizleri yapılmıştır. Çalışma kapsamında, ilk olarak farklı
zaman ölçeklerinde elde edilen SYİ serileri ile meteorolojik kuraklık analizi
yapılmış, daha sonra ise havzadaki nehir akımları ve hazne hacimleri üzerinde
kuraklık etkisi incelenerek hidrolojik kuraklık takibi için en uygun SYİ zaman
ölçeği tespit edilmiştir. Daha sonra ise, yine farklı zaman ölçeklerinde elde
edilen SYİ serileri kullanılarak havzada zemin nemi üzerinde kuraklık etkisi
incelenerek, tarımsal kuraklık takibi için en uygun SYİ zaman ölçeği tespit
edilmiştir. Bunlara ilave olarak, nehir akımlarıyla zemin nemi verileri
arasındaki ilişki araştırılmıştır. Havza bazında yapılan bu çalışmada elde
edilen bulguların kuraklık tahmini, risk analizi ve yönetimi çalışmaları başta
olmak üzere kuraklık etkilerinin azaltılması ve sürdürülebilir su kaynakları
yönetimi için önemli bilgiler sağlayacağı düşünülmektedir.

Keywords

Yağış, Standartlaştırılmış Yağış İndisi (SYİ), Akış, Zemin Nemi, Hazne Hacmi, Kuraklık Analizi, Çatalan Baraj Havzası

References

• Altın, T. B., Seyhan Havzasında 1970-2009 Yılları Arasında Yağış ve Hava Sıcaklığı Değerlerindeki Değişimler ve Eğilimler. Türk Coğrafya Dergisi. 58: 21-34, 2012.
• Altınbilek, D., Kutoğlu, Y., Akyürek, Z., 1995. Rainfall Climatology of Turkey. METU Civil Eng. Dept., Ankara, Turkey, EU AVICENNE Project No: AVI 80/ACROSS.
• Altıparmak, İ., 1999. Büyük Menderes Havzasında Kuraklık Sorunu Üzerine Bir İnceleme. Yüksek Lisans Tezi. Ege Üniversitesi, İzmir. Anonim, 1997. Birleşmiş Milletler Çölleşme ile Mücadele Sözleşmesi (BMÇMS). Çevre Bakanlığı Yayınları, Ankara. Anonim, DSİ Barajlar Uygulaması. Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü. http://barajlar.dsi.gov.tr/ (Erişim tarihi: 18.11.2017)
• Anonim, Çatalan İçme Suyu Projesi. Adana Su ve Kanalizasyon İdaresi Genel Müdürlüğü. http://www.adana-aski.gov.tr/web/catalan.aspx (Erişim tarihi: 20.11.2016)
• Aydeniz, A., 1988. Aydeniz Metodu ile Türkiye'nin Kuraklık Değerlendirilmesi. DMİ Zirai Meteoroloji ve İklim Rasatları Dairesi Başkanlığı, Ankara.
• Beyazıt, M., Önöz, B., 2008. Taşkın ve Kuraklık Hidrolojisi. 212-215. Nobel Yayın Dağıtım, Ankara.
• Bryant, E. A., 1993. Natural Hazards. Cambridge University Press, Cambridge.
• Bulut, B., 2015. Evaluation of The Consistency of Station-Based Soil Moisture Measurements with Hydrological Model and Remote Sensing Observations over Turkey. Yüksek Lisans Tezi. Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Ankara.
• Bulut, B., Yılmaz, T., 2016. Türkiye’de 2007-2013 Yılı Kuraklıkların NOAH Hidrolojik Modeli ile İncelenmesi. İMO Teknik Dergi, 2016 7619-7634, Yazı 463.
• Çelenk, Ş., 1973. Türkiye’nin Kuraklık Etüdü. DMİ, Ankara.
• Deniz, D., 2009. Türkiye’deki Kuraklığın Standart Yağış İndeksi (SPI) ile İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Çanakkale.
• Erinç, S., 1949. The Climates of Turkey According to Thomthwaitc's Classifications. Annals of the Associations of Amer. Geographers, 38(I): 26-46.
• Erinç, S., 1950. Climatic Types and the Variation of Moisture Regions in Turkey. The Geographical Review, XL(2): 224-235.
• Erinç, S., 1957. Tatbiki Klimatoloji ve Türkiye İklimi, İ.T.Ü. Hidrojeoloji Enstitüsü.
• Erinç, S., 1965. Yağış Müessiriyeti Üzerine Bir Deneme ve Yeni Bir İndis. İstanbul Üniversitesi. Coğrafya Enstitüsü Yayınları, No.41, İstanbul.
• Erkuş, M. K., 2001. İstanbul Yıllık Yağışlarının Kuraklık Analizi. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
• Hınıs, M.A., 2008. Standart Yağış İndeksi ile Konya’nın Geçmişten Günümüze Kuraklık Değerlendirilmesi. 5. Dünya Su Forumu Türkiye Bölgesel Su Toplantıları-Konya Kapalı Havzası Yeraltısuyu ve Kuraklık Konferansı, Eylül, Konya, 238-245.
• Hınıs, M.A., 2013. Bütünleşik Kuraklık İndeksi ile Aksarayda Hidrometeorolojik Kuraklık Analizi, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. (Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University), 28(4), 711-721.
• Kadıoğlu, M., 2008. Kuraklık Kıranı Risk Yönetimi. Ed: Kadıoğlu, M. ve Özdamar, E., Afet Zararlarını Azaltmanın Temel İlkeleri. JICA Türkiye Ofisi Yayınları No: 2, s. 277-300, Ankara.
• Keskin, M. E., Terzi Ö., Taylan E. D. ve Yılmaz A. G., 2007. Isparta Bölgesi Meteorolojik Kuraklık Analizi. I. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi, Nisan 2007, İTÜ-İstanbul, s. 350-359.
• Keskin, F., Sorman, A.U., 2010. Assessment of the Dry and Wet Period Severity with Hydrometeorological Index. International Journal of Water Resources and Environmental Engineering, Article Number: F3374031586, Vol. 2147483647(2), March.
• Komuscu, A.Ü., 1999. Using the SPI to Analyze Spatial and Temporal Patterns of Drought in Turkey. Drought Network News, 11: 7-13.
• Komuscu, A.Ü., 2001. An Analysis of Recent Drought Conditions in Turkey in Relation to Circulation Patterns. Drought Network News. 13(2-3): 5-6.
• Kömüşçü, A.Ü., Erkan, A., Turgu, E., 2002. Normalleştirilmiş Yağış İndeksi Metodu ile Türkiye’de Kuraklık Oluşumunun Coğrafik Analizi. DMİ Genel Müdürlüğü Araştırma ve Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı Yayını, Ankara.
• Kuzucu, A., 2016. Seyhan Havzası’nda Kuraklığın Zamansal ve Alansal Değişiminin İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir.
• Maybank, J., Bonsai, B., Jones, K., Lawford, R., O'brien, E. G., Ripley, E. A., Wheaton, E., 1995. Drought as a Natural Disaster. Atmosphere-Ocean, 33(2), 195-222.
• Mckee, T.B., Doesken, N.J., Kleist, J., 1993. The Relationship of Drought Frequency and Duration to Time Scales. 8th Conference on Applied Climatology, 17-22 January, pp.179-184, Anaheim, CA.
• Mckee, T.B., Doesken, N.J., Kleist, J., 1995. Drought Monitoring with Multiple Time Scales. American Meteorological Society, Proceeding of The 9th Conference on Applied Climatology, January 15-20, pp.233-236, Boston.
• Nişancı, A., 1976. Türkiye'de Kurak (ya da nemli) Alanların Dağılışı. Atatürk Üniversitesi. Edebiyat Fak. Araştırma Dergisi, 7: 235-246.
• Nişancı, A., 1977. Türkiye'de Kuraklık Sorunu (Kurak Aylar Sayısına Göre Belirmiş İklim Bölgeleri ve Doğal Bitki Örtüsü ile Bağıntısı Üzerine Bir Araştırma). Atatürk Üniversitesi., Ed. Fak., Coğrafya Böl. (Basılmamış Doçentlik Tezi), Erzurum.
• Oğuztürk, G., 2010. Kızılırmak Havzası’nda SYİ ile Kuraklık Analizi ve YSA yöntemi ile Kuraklık Tahmini. Yüksek Lisans Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Kırıkkale.
• Oğuztürk, G., Yıldız, O., 2011. Kızılırmak Havzası'nda Kuraklık Analizi. 5. Ulusal Su Mühendisliği Sempozyumu, 12-16 Eylül, İstanbul.
• Oğuztürk, G., Yıldız, O., 2013. Sivas'ta Yapay Sinir Ağları (YSA) Yaklaşımıyla Aylık SYİ Tahmini ve Stokastik Modelleme. 7. Ulusal Hidroloji Kongresi, 186-201, Süleyman Demirel Üniversitesi, 26-27 Eylül, Isparta.
• Oguzturk G., Yıldız O., 2014. Drought Analysis for Different Time Periods in the City of Kırıkkale (Turkey), International Journal of Engineering Research and Development, Volume-6, No. 2, Page 1-7.
• Oguzturk G., Yıldız O., Duvan, A., 2015. A Drought Analysis Of Sivas Using The Standardized Precipitation Index (SPI) Method and Drought Estimation with the Artificial Neural Networks, International Journal of Advances in Mechanical and Civil Engineering, ISSN: 2394-2827, Volume-2, Issue-5, Oct-2015 DOI Number - IJAMCE-IRAJ-DOI-3125, Page 24-30.
• Oguzturk G., Yıldız O., 2015. Hydrologic Drought Investigation in the Kemer Dam Basın Using the SPI Method, International Journal of Advances in Mechanical and Civil Engineering, ISSN: 2394-2827, Volume-2, Issue-5, Oct-2015 DOI Number IJAMCE-IRAJ-DOI-3127, Page 35-40.
• Oguzturk G., Yıldız O., 2016. Assessing Hydrological Responses to Droughts in the Hirfanli Dam Basin, Turkey, International Journal of Advances in Mechanical and Civil Engineering, ISSN: 2394-2827, Volume-3, Issue-5, Oct-2016 DOI Number - IJAMCE-IRAJ-DOI-5889, Page 116-123.
• Oğuztürk, G., 2017. Türkiye’de Farklı Özelliklere Sahip Havzalarda Yağış Eksikliğinin Çeşitli Hidrolojik Sistemler Üzerine Etkilerinin Araştırılması. Doktora Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Kırıkkale.
• Özgürel, M., Pamuk, G., Topçuoğlu, K., 2003. Ege Bölgesi Koşullarında Farklı İki Kuraklık İndisinin Karşılaştırılması. Ege Üniv. Ziraat Fak. Derg. 40 (1): 95-102.
• Pamuk, G., Özgürel, M., Topçuoğlu, K., 2004. Standart Yağış İndisi (SPI) ile Ege Bölgesinde Kuraklık Analizi. Ege Üniv. Ziraat Fak. Derg., 41(1): 99-106.
• Sırdaş, S., 2002. Meteorolojik Kuraklık Modellemesi ve Türkiye Uygulaması. Doktora Tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
• Sırdaş, S., 2003. Şen Z., Meteorolojik Kuraklık Modellemesi ve Türkiye Uygulaması. İTÜ Dergisi, 2 (2): 95-103.
• Szalai, S., Szinell, C. S., and Zoboki, J., 2000. Drought Monitoring in Hungary, in: Early Warning Systems for Drought Preparedness and Drought Management, World Meteorological Organization, Lisboa, pp. 182-199.
• Şen, Z., 2009. Kuraklık Afet ve Modern Hesaplama Yöntemleri. 3. Su Vakfı Yayınları, İstanbul.
• Tanoğlu, A., 1943. Türkiye’nin Kuraklık İndisleri. Türk Coğrafya Dergisi, 1: 36-41.
• Topçuoğlu, K., Özgürel, M., Pamuk G., 2004. Meteorolojik Türkiye İçin Yeni Bir Kuraklık İndisi Denemesi. Ege Üniv. Ziraat Fak. Derg., 41(3):145-153.
• Tosunoğlu, F., 2014. Türkiye’deki Meteorolojik ve Hidrolojik Kuraklıkların Atmosferik Salınımlarla Olan İlişkilerinin İncelenmesi. Doktora Tezi. Atatürk Üniversitesi, Erzurum.
• Tümertekin, E., 1956. Türkiye’de Kurak mevsimler. T.C.D. Sayı 15-16: 193-197, İstanbul.
• Tümertekin, E. ve Cöntürk, H., 1956. İstatistik Metotları ile Türkiye’de Kuraklığın İncelenmesi. İ.Ü. Coğr. Enst. Derg. Cilt. 4, sayı7: 107-123, İstanbul.
• Türkeş, M., 1990. Türkiye’de Kurak Bölgeler ve Önemli Kurak Yıllar. Doktora Tezi. İstanbul Üniversitesi, İstanbul.
• Türkeş, M., 1996. Spatial and Temporal Analysis of Annual Rainfall Variations in Turkey. International Journal of Climatology 16, 1057-1076.
• Türkeş, M. 1998. Influence of Geopotential Heights, Cyclone Frequency and Southern Oscillation on Rainfall Variations in Turkey. International Journal of Climatology 18, 649-680.
• Türkeş, M. 1999. Vulnerability of Turkey to Desertification with Respect to Precipitation and Aridity Conditions. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences 23, 363-380.
• Türkeş, M., Sümer, U. M. ve Çetiner, G. 2000. ‘Küresel iklim değişikliği ve olası etkileri’, Çevre Bakanlığı, Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi Seminer Notları (13 Nisan 2000, İstanbul Sanayi Odası), 7-24, ÇKÖK Gn. Md., Ankara.
• Türkeş, M., 2003. Spatial and Temporal Variations in Precipitation and Aridity Index Series of Turkey. In Mediterranean Climate – Variability and Trends. Hans-Jürgen Bolle, (Ed.), Regional Climate Studies. Springer Verlag, Heidelberg, 181-213.
• Türkeş, M., Erlat, E., 2003. Precipitation Changes and Variability in Turkey Linked to the North Atlantic Oscillation During the Period 1930-2000. International Journal of Climatology 23: 1771-1796.
• Türkeş, M., Erlat, E., 2005. Climatological Responses of Winter Precipitation in Turkey to Variability of the North Atlantic Oscillation During the Period 1930-2001. Theoretical and Applied Climatology 81: 45-69.
• Türkeş, M., Tatlı, H., 2008. Aşırı Kurak ve Nemli Koşulların Belirlenmesi İçin Yeni Bir Standartlaştırılmış Yağış İndisi (Yeni-SPI): Türkiye’ye Uygulanması. IV. Atmosfer Bilimleri Sempozyumu Bildiri Kitabı, Mart, İstanbul, 528-538.
• Türkeş, M., 2012. Türkiye’de Gözlenen ve Öngörülen İklim Değişikliği, Kuraklık ve Çölleşme. Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi. 4(2): 1-32.
• Türkeş, M., 2014. Türkiye’deki 2013-2014 Kuraklığının ve Klimatolojik/Meteorolojik Nedenlerinin Çözümlenmesi, Konya Toprak Su Dergisi, 2: 20-34.
• Vicente-Serrano, S.M., Lopez-Moreno, J.I., 2005. Hydrological Response to Different Time Scales of Climatological Drought: An Evaluation of the Standardized Precipitation İndex in a Mountainous Mediterranian Basin. Hydrology and Earth System Sciences, 9: 523-533.
• Wilhite, D. A., Glantz, M. H., 1987. Understanding the Drought Phenomenon: The Role of Definitions, Water International, 10(3): 111–120.
• Yaltay, N., 2006. Bitlis İli Ahlat İlçesi Kuraklık Risk Analizi. Yüksek Lisans Tezi, Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Van.
• Yeğnidemir, M. K., 2005. İç Anadolu Bölgesinin Standartlaştırılmış Yağış İndisi (SYİ) Metodu ile Kuraklık Analizi. Yüksek Lisans Tezi. Kırıkkale Üniversitesi, Kırıkkale.
• Yevjevich, V., Da Cunha, L. and Vlachos, E., 1983. Coping with Droughts. Water Resources Publications, Littleton, Colorado, USA.
• Yıldız, O., 2007a. Yukarı Kızılırmak Havzası’nda SYİ Metodu ile Hidrolojik Kuraklık Değerlendirmesi. 5. Ulusal Hidroloji Kongresi, Eylül 2007, ODTÜ-Ankara, 143-151.
• Yıldız, O. 2007b. Investigating Frequency and Spatial Characteristics of Droughts in the Central Anatolian Region, Turkey. International Congress River Basin Management, Vol. 2, 22-24 March, Antalya, Turkey, 235-243.
• Yıldız, O., Kılınç M.Y., Yeğnidemir M.K., Akgüngör A.P., 2007. “Hirfanlı Baraj Havzasında Kuraklık Frekans ve Alansal Özelliklerinin İncelenmesi.” III. Ulusal Su Mühendisliği Sempozyumu, 10-14 Eylül, Gümüldür-İzmir, 221-228. Yıldız, O., 2008. Standart Yağış İndisi (SYİ) ile Kırıkkale İlinde Kuraklık Analizi. 21. Yüzyılın Başında II. Kırıkkale Sempozyumu, Kırıkkale Kent Konseyi Yayınları, 13-14 Mart, Kırıkkale, 464-469.
• Yıldız, O., 2009. Assessing Temporal and Spatial Characteristics of Droughts in the Hirfanli Dam Basin, Turkey. Scientific Research and Essays, 4(4): 249-255.
• Yıldız, O., 2014a. Variability of the Precipitation and Its Connections with Dry Years in the Central Anatolia, Turkey. Journal of Scientific Research and Reports, 16-31 July, 3(14), 1828-1842
• Yıldız, O., 2014b. Spatiotemporal Analysis of Historical Droughts in the Central Anatolia, Turkey, Gazi University Journal of Science (GU J Sci), Vol. 27, No. 4, 1177-1184.
• Yürekli, K., Anlı, S., 2008. Standartlaştırılmış Yağış İndeksi ile Karaman İli Kuraklığının Analizi. 5. Dünya Su Forumu Türkiye Bölgesel Su Toplantıları-Konya Kapalı Havzası Yeraltısuyu ve Kuraklık Konferansı, Eylül, Konya, 246-251.
• Yılmaz, T., 2015-2018. İstasyonlarda Ölçülen Toprak Nemi Değerlerinin Hidrolojik Model ve Uydu Verileri Yardımıyla Değerlendirilmesi. TÜBİTAK 3501, Rapor No: 114Y676.