Hidrolojik Modelleme Sürecinin Değerlendirilmesi

Arazi kullanım/arazi örtüsü değişikliği ve iklim değişikliğinin su kaynaklarına etkisinin birlikte değerlendirilmesi arazi ve su kaynakları yönetimi açısından önemlidir. Su kaynaklarının geleceğe yönelik değişkenliklerinin tahmin edilebilmesi öncelikle modelin gerçek fiziksel koşullara yakın sonuçlar üretebilmesiyle mümkün olmaktadır. Kalibrasyon süreci modelin tutarlı sonuçlar verebilmesi için mutlaka yapılması gereken bir işlemdir. Kalibrasyon sürecini etkileyen birçok parametre bulunmaktadır. Her parametre kalibrasyon sürecini aynı ölçüde etkilememektedir. Bu süreci etkileyen en önemli parametreler hassaslık analizi ile en uygun değer aralıklarında belirlenmelidir. Validasyon (doğrulama) sürecinde ise kalibre edilen parametrelerin gözlenmiş değerlerle ne derece tutarlı olduğu ortaya çıkmaktadır. Modellemede 9 farklı parametre hassaslık analizine tabi tutulmuş, analiz

160

sonucunda hidrolojik sürecin 3 parametreye (Alt akış alfa faktörü, yeraltı suyu gecikmesi, başlangıç yüzey akış eğri numarası) hassas olduğu belirlenmiştir.

Model, Bakırca Alt Havzası’na ait nehir akım gözlem istasyonu referans alınarak kalibre edilmiştir. Gözlem verilerinin kısa dönemli olması nedeniyle model günlük olarak kalibre edilmiştir. 2009-2011 kalibrasyon döneminde %75, 2013-2014 validasyon döneminde ise %71 tutarlılık oranıyla gözlem ve model çıktılarının istatistiksel açıdan anlamlı sonuçlar verdiğini söyleyebiliriz. Kalibrasyon ve validasyon performanslarına göre SWAT modelinin, havzanın gözlenmiş akışlarını başarıyla temsil edebildiği yani havza akışlarını türetmede kullanılabileceği gösterilmiştir.

Bir sonraki aşamada, RegCM3 bölgesel iklim modelinden elde edilen, araştırma bölgesinin su toplama havzasına ait 1961-1990 yılı alansal yağış ve sıcaklık verilerinin tutarlılığı Mann-Whitney U (M-W) Homojenlik Testi ile değerlendirilmiştir. Hidrolojik süreci diğer meteorolojik parametrelere göre daha fazla etkileyen alansal yağış verilerinin, sıcaklık verilerine göre daha homojen olduğu belirlenmiştir. Hidrolojik süreci en fazla etkileyen parametrenin yağış verisi olduğu düşünülürse iklim modeli çıktılarının, araştırma bölgesini yağış bakımından güvenilir derecede temsil ettiği söylenebilir.

RegCM3 bölgesel iklim modeli A2 seragazı salım senaryosundan elde edilen yağış verilerini aylık ve mevsimsel olarak incelediğimizde; 2020-2039 döneminde aylık yağış ortalamalarının özellikle sonbahar mevsiminde azalacağı, diğer mevsimlerde artış göstereceği, 2040-2059 döneminde ise aylık yağış ortalamalarının yaz ve sonbahar mevsimlerinde azalacağı, kış ve ilkbahar dönemlerinde ise artış göstereceği sonucuna varılmıştır.

Geleceğe yönelik su bütçesini yıllık olarak hesaplamaktan ziyade dönemsel olarak ortaya koymak, iklim ve arazideki değişikliklerin su kaynakları üzerinde yarattığı etkiyi anlamak açısından daha anlamlı olmaktadır. Araştırmada, olası iklim ve arazi kullanım/arazi örtüsü değişikliğinin Bakırca Alt Havzası’nda akımlara ve su dengesine nasıl etki edeceği 2020-2039 ve 2040-2059 dönemleri için ortaya koyulmuştur. Modellemede, 2020-2039 dönemi için senaryo1’den elde edilen 2030 yılı arazi kullanım/arazi örtüsü değişikliği haritası, 2040-2059 dönemi için ise 2050 yılı arazi kullanım/arazi örtüsü haritası kullanılmıştır. Bakırca Alt Havzası’nda arazi kullanım/arazi örtüsünün gelecekte çok az değişikliğe uğrayacak olması, iklim değişikliğinin havzanın su kaynaklarına arazi kullanım/arazi örtüsü değişikliğinden daha fazla etki edeceğinin göstergesidir.

Elde edilen sonuçlar incelendiğinde, Bakırca Alt Havzası’nda aylık ortalama akımların gelecekte her iki dönemde de kış ve ilkbahar mevsimlerinde artacağı, yaz ve sonbahar dönemlerinde ise azalacağı tahmin edilmektedir. Akımların, gelecekte kış ve ilkbahar

161

mevsiminde artış gösterecek olması sanayi ve evsel kullanım için su sağlayacak Ayvacık ve Yoncalı barajlarının su bütçesine olumlu katkı yapacaktır.

Tarımsal faaliyetlere ve su kaynaklarına yönelik planlamalarda yağış- evapotranspirasyon (su dengesi) dengesinin tahmin edilmesi büyük önem arz etmektedir. Su dengesindeki açığı zamansal ve mekansal olarak ortaya koyabilmek, su kaynaklarının yönetimini optimize etmek ve su kısıtından doğabilecek olumsuzlukları en aza indirebilmek açısından karar vericilere büyük fayda sağlamaktadır. Özellikle kurak dönemlerde barajların hazne işletim yönetiminde nasıl bir strateji sergileneceği, artan nüfusun ihtiyaçlarına mevcut kaynakların cevap verip veremeyeceği, yeni su kaynaklarına ve havzalar arası su transferine ihtiyaç duyulup duyulmayacağı, havza su dengesi analizi neticesinde ortaya çıkmaktadır.

Araştırmada, Bakırca Alt Havzası’nda her iki dönemde de gerçek evapotranspirasyonun yaz aylarında yağıştan daha fazla olacağı ve bu durumun yaz aylarında yüzey su kaynaklarının su bütçesinde azalmaya sebep olacağı tahmin edilmektedir. Ayrıca bu durum tarımsal açıdan üretim verimliliğinde kayıplara neden olacaktır.

Araştırma bölgesinde, gelecekte tarım alanları üzerinde yerleşim alanları ve sanayi alanlarının hızlı bir şekilde artacak olması geçirimsiz yüzeylerin daha da artmasına, toprağın daha az su almasına ve böylelikle yüzey akış miktarının artmasına sebebiyet verecektir. Evsel ve endüstriyel atıksuların Ergene ve Çorlu Dereleri’ne boşaltılmaları neticesinde bu dereler doğal akış düzenlerini kaybetmişlerdir. Havzanın çıkış noktasında su bütçesini hesaplamak bu açıdan mümkün olmamaktadır. Hidrolojik modelin kalibre edilmeden çalıştırılması su bütçesini oluşturan parametrelerin gelecekte miktar olarak tahmin edilmesini mümkün kılmamakla birlikte, artış ve azalışta hangi eğilimde olacağına dair genel bir fikir sağlamaktadır.

Modelleme sonucunda, arazi kullanım/arazi örtüsü değişikliği nedeniyle artacak şehirleşme ve sanayileşmenin 2023-2050 yılları arasında yüzey akışta kademeli olarak artışa sebep olacağı sonucuna varılmıştır. Bununla birlikte yüzey akıştaki artış toprağa giren su miktarını azaltarak toprak neminin ve yeraltı suyu besleniminin azalmasına, toprak erozyonunun ve su kirliliğinin artmasına sebebiyet verecektir. Ayrıca sel ve taşkına duyarlı olan bölgedeki yüzey akışlardaki artışın daha sık sel ve taşkın afetlerine sebep olması kuvvetle muhtemeldir.