Finladiya’nın orta kesimlerinde yapılan bir çalışmada müdahale edilen ve kontrol amaçlı bırakılan 56 ve 24 hektarlık iki havzada akış miktarının nasıl değişeceğini belirlemek için ampirik eşleştirilmiş havza yönetimi ve hidrolojik simülasyon tekniklerini kullanılmıştır. Birinci havzaya %35 oranında tıraşlama kesimi uygulanmıştır. İkinci havzada ise kontrol amaçlı bir faaliyet yapılmamıştır. Bu şekilde havzalardaki akış miktarı farklılıkları analiz edilmiştir. İkinci aşama olarak da Kar ve Kanopi modelleri açıklık ve ormanlık bir alanda kar suyu eşdeğer verilerine göre kalibre edilmiştir. İki havza için kalibre edilmiş bu parametreler de hidrolojik modele dâhil edilmiştir. Her iki havzadan elde edilen sonuçlara göre genç meşcerelerde ve kesilen alanlarda intersepsiyon azalırken, evapotranspirasyon ise artmıştır. Kontrol amaçlı bırakılan alanlardaki ormanın büyümesi de özellikle bahar aylarındaki sel miktarını önemli ölçüde azaltmıştır [69].
Avustralya’da yapılan çalışmada, dağ ökaliptusundan oluşan Viktorya ormanında yaş ile su verimi arasındaki uzun vadeli ilişkiyi belirlemek ve taklit etmek için bir su denge
modeli geliştirilmiştir. Hipotezin test edilmesi sonucunda su verimindeki değişikliklerinin ana sebebinin özellikle yaprak alan indeksinin değişimi ve evapotranspirasyon sonucu oluşan buharlaşma ile açıklanabileceğini belirtmişlerdir [70].
Kuzey Amerika da buluna Erie gölü havzasında yapılan diğer bir çalışmada arazi değişiminin su kalitesi dengesini ve ekonomik getirisini optimize etmeye yönelik model geliştirilmiştir. SWAT analizinin kullanıldığı modelde havzadaki fosfor miktarının azaltılması için uygun alanlar belirlenmiş ve yönetim stratejilerinin etkinliğini ve ekonomik verimliliğini karşılaştıran entegre modelleme yaklaşımı geliştirilmiştir. Model sonucunda arazi kullanım değişikliklerinin veya havzadaki koruma alanlarının birleşiminin çözünmüş reaktif fosforun azaltılması için yeterli olduğu sonucunu göstermiştir. Ayrıca model ana hedefleri yerine getirirken bunun yanında ekonomik verimlilik üzerinde de pozitif bir etki yaratmıştır [71].
Çin`de yapılan diğer bir çalışmada, üç büyük havzadan oluşan Yangtze nehrinin kuzey kıyısındaki ana kollardan biri olan Pengxi Nehrinin su kalitesi üzerine araştırmalar yapılmıştır ve SWAT analizi ile nehrin su akış ve besin maddesi içerikleri modele göre değerlendirilmiştir. Günümüzde Pengxi Nehri havzasının su kalitesi bozulmaya başlamış ve mantar baskısı ile karşı karşıyadır. Pengxi Nehri Havzası'nın hidrolojisi ve su kalitesi süreçlerini değerlendirmek için SWAT analizi kullanılmıştır. Akış ve besin maddesi içeriği modele göre değerlendirilmiş ve bu havzanın kirlenmesine sebep olan en önemli kirletici alanları tespit edilmiştir. Modelin duyarlılık analizi, model kalibrasyonu ve geçerliliği için Genelleştirilmiş Olabilirlik Belirsizlik Kestirimi (GLUE) yöntemi kullanılmıştır. SWAT analizi sonuçlarına göre günlük akış katsayısının 0,66-0,85 arasında, besin maddesi verimi ise 0,70-0,86 arasında değişmekte olduğu belirlenmiştir. Tüm havza için ortalama yıllık su verimi 2010-2013 arasında 3.93 milyar m3, yıllık ortalama toplam azot verimi 9 406 ton, yıllık ortalama toplam fosfor verimi ise 984 ton olarak bulunmuştur. Simülasyon sonuçları, akışın yıl boyunca ve yıldan yıla önemli ölçüde değiştiği ve yağışla ilişkili olduğunu göstermektedir. Yüksek kirletici özelliğe sahip alanların çoğunlukla Pengxi Nehri havzasının orta ve güney kesimlerinde yoğunlaştığı belirlenmiştir. Bu çalışmanın, su kalite yönetimi politikalarının ve yaklaşımlarının belirlenmesinde önemli etkilerinin olması beklenmektedir [72].
2013) veriler toplanmış ve geniş, karmaşık su kalitesi matrisleri oluşturulmuştur. Bu matrislerin çözümü için sınıflandırılmamış k-ortalamalar cluster analizi ile sınıflandırılmış en yakın komşuluk kombinasyonu ile genetik algoritma optimizasyonu (k-NN/GA) kullanılmıştır. Seksen farklı noktadan alınan 21 fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik su kalitesi parametreleri incelenmiştir. İlk önce sınıflandırılmamış k- ortalamalar algoritması ile örneklerin alındığı noktalar su kalite parametreleri açısından iki sınıfa ayrılmıştır. Sonuç olarak su kalitesi açısından düşük kirliliği ve yüksek kirliliği temsil eden iki sınıf belirlenmiştir. Elde edilen veriler ve iki su kalite sınıfı ile bir sınıflandırma modeli oluşturmak için k-NN/GA algoritması uygulanmıştır. Daha önce k-ortalamalar algoritması tarafından tanımlanan bağımlı değişkenler ve bağımsız olan 21 fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik parametreler algoritmaya girilmiştir. Bu algoritma, bağımsız değişkenlerin çok boyutlu uzayında yalnızca dokuz parametreye kadar anlamlı bir azalmaya yol açmış ve bu da, tanımlanan iki su kalitesi sınıfının yapısına uygun sonuç vermiştir. Bu dokuz parametre, elektriksel iletkenlik, fekal koliformlar, çözünmüş oksijen, klorürler, toplam sertlik, nitrat, toplam alkalinite, biyokimyasal oksijen ihtiyacı ve bulanıklık olarak belirlenmiştir. Ayrıca, çalışma havzasının arazi kullanımı örtüsü, kullanılan su kalitesi veri madenciliği yaklaşımının ana sonuçlarının güvenilirliğini teyit eden k-ortalamalar algoritması tarafından önerilen, su kalitesinin uzamsal dağılımı ile çok iyi bir denge ve uyum içinde olduğu gözlenmiştir [73].
ABD’de Kuzey Carolina eyaletinin güneydoğusunda Goshen bataklığında yapılan bir çalışmada, 130 hektarlık bir alanın tıraşlama kesimi yapılmış ve sonrasında su kalitesinde nasıl bir değişikliğin meydana geldiği araştırılmıştır. Kesimden itibaren 2 yıl boyunca aylık olarak su kalitesine bakılmıştır. Su kalitesinde meydana gelen değişimleri karşılaştırmak amacıyla aynı büyüklükte ve benzer hidrolojik özelliklere sahip komşu bir kontrol deresinden elde edilen verilerle karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda tıraşlama kesimi yapılan dereden elde edilen verilerde çok daha yüksek askıda sediment, toplam azot, toplam fosfor, daha fazla bakteri ve düşük çözünmüş oksijen miktarı tespit edilmiştir. Ayrıca yosun miktarında da artış gözlenmiştir. Tıraşlanan dere kenarında her ne kadar 10 m’lik zon bırakılmış olsa da bu durum su kalitesinin düşmesinde yeterli olamamıştır [74].
Amerikanın kuzey doğusunda 40 yıllık orman hidrolojisi ve meteorolojisi araştırmaları, ormanlar ile su miktarı ve kalitesine yönelik geniş bilgiler vermiştir. Orman
yöneticilerinin su kaynaklarının korunmasına ve geliştirilmesine yardımcı olmak için tüm bu bilgileri bir karar modeli haline getirmişlerdir. Model kişisel bilgisayarlar için kullanıcı dostu olmakla beraber, kullanıcılara su kalitesi ve verimine yönelik beşer adet hedef belirlemiş ve hedef kombinasyonları arasından seçim yapabilme imkânı sunmuştur. Su kalitesini korumak ve yönetmek için belirlenen 5 hedef şu şekildedir. 1. Yasaların dışına çıkma, 2. Yasaların emrettiği gibi sulak alanlarda koruma sağlamak, 3. Sıcak ya da soğuk su balıkları için yaşam alanları geliştirmek, 4. Su kalitesinde yoğun koruma ve nehir kenarı fauna ve floranın korunması, 5. En iyi yönetim uygulamalarıyla su kalitesini yoğun koruma altına almak. Su verimine yönelik belirlenen hedefler ise; 1. Yasaların dışına çıkma, 2. Su verimini artır, 3. Sınırlı zayıf akımları sürdür, 4. Mevcut zayıf akımları sürdür ve genişlet, 5. Hidrolojik fonksiyon acısından bozulmuş toprakları onar. Seçilen bu hedeflerden bağımsız olarak, tüm kullanıcılara sucul ekosistemleri kirleten kontrol dışı alanların belirlenmesi ve bu alanların kontrol altına alınması için en iyi yönetim planını hakkında bilgiler verilmektedir [75].
Arazi kullanımında meydana gelen değişimlerin havza üzerinde hidrolojik olarak nasıl bir etkiye sahip olduğunu belirlemeye yönelik yapılan bir çalışmada, hidrolojik model yardımıyla 1992-2005 yılları arasında nasıl bir arazi değişimi olduğu ve bunun su verimi üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışma yapılan havzada kentsel alanların % 20 arttığı ve orman alanlarının % 9 azaldığı belirlenmiştir. Bu arazi değişimi sonucunda ortalama nehir debisinin çok az arttığı, yıllık minimum akım miktarının biraz azaldığı fakat yıllık maksimum akım miktarlarının ise ciddi miktarda arttığı belirlenmiştir [76]. Dünya üzerinde su kalitesi ve verimine yönelik daha birçok model çalışması bulunmaktadır. Bu konuda ülkemizde ise çok fazla çalışma yapılmamıştır. Bu yapılan çalışmalardan bazılarını sıralarsak, Keleş [13], ormanların su ve odun üretimi fonksiyonlarını doğrusal planlama tekniğini kullanarak optimize etmeye çalışmıştır. Yolasığmaz [6], 100 yıllık bir planlama yörüngesinde, doğrusal programlamayı kullanarak ormanın odun, su ve oksijen üretimi gibi değişik amaçlarını optimize etmeye çalışmıştır. Keleş ve arkadaşları [77], tamsayı programlama tekniği kullanılarak ormanların su ve sediment üretim fonksiyonlarını, odun üretimi fonksiyonu ile bir planlama biriminde bütünleştirmiş ve bu ormanın su ve sediment üretimi miktarını meşcere yaşı ile ilişkiye getirmeye çalışmışlardır. Zengin [16], ormanların odun üretimi, rekreasyon ve hidrolojik fonksiyonlarını ekosistem tabanlı çok amaçlı planlamaya uygun olacak şekilde işletme sınıflarına ayırmış ve orman amenajmanına entegrasyonu
konusunda çalışma yapmıştır. Karahalil ve arkadaşları [78], doğrusal programlama modeli kullanarak toprak koruma, su üretimi ve odun üretiminin orman amenajman planlarına entegrasyonu konusunda bir çalışma yapmıştır. Zengin ve arkadaşları [79], ormanların çok amaçlı orman planlamada kesim planının modellenmesi ve uzun dönemli su veriminin optimizasyonuna yönelik çalışma yapmıştır.