Hydrological modeling and forecasting using HEC-HMS soil moisture accounting for a snow dominated basin in Turkey

Abstract

Artan dünya nüfusu, iklim değişikliği, taşkınlar ve kuraklıklar su kaynaklarının etkin yönetimini hidroloji biliminde kritik bir konu haline getirmektedir. Hidrolojik modelleme, kar modellemesi ve akım tahmini teknolojilerindeki gelişmeler dağlık bölgelerdeki su kaynaklarının etkin yönetimi, taşkın ve kuraklık riskini azaltmak ve hidroelektrik enerji üretimi için önemlidir. Fırat Nehri'nin membasında bulunan Karasu (Yukarı Fırat) Havzası (10,275 km2) uygulama alanı olarak seçilmiştir. Çalışmanın amacı, Sayısal Hava Tahmin verileri ile toprak nemi ve kar yöntemleri kullanılarak Karasu Havzası için ileriye yönelik deterministik akım tahmini yapmaktır. HEC-HMS kavramsal hidrolojik modeli 2002-2008 ve 2009-2015 yıllarında sırasıyla kalibre edilmiş ve doğrulanmıştır. Ayrıca, 2015 su yılının erime döneminde akım tahmini yapılmıştır. Model parametrelerini belirlemek için hem olay bazlı hem de sürekli hidrolojik modelleme yaklaşımları kullanılmıştır. Sürekli modelleme, geleneksel ve 'başlangıç-durum' yaklaşımları kullanarak yapılmıştır. Aynı zamanda, modelin kar su eşdeğeri ve toprak nemi sonuçlarının tutarlılığını değerlendirmek amacıyla karla kaplı alan ve toprak nemi uydu ürünleri kullanılmıştır. Model, kalibrasyon döneminde 0.88 NSE ve 29.52 m3/s RMSE ve doğrulama döneminde 0.82 NSE ve 25.65 m3/s RMSE performansı sağlamıştır Bu çalısmada kar ağırlıklı bir havzada toprak nemi modeli uygulanmakta ve durum değişkenlerinin içsel tutarlılığının değerlendirmesi uydu ürünleri ile yapılmaktadır. Çalışma, sürekli yaklaşımla toprak nemi yöntemi ve deterministik akım tahmini ile uygulamalı hidroloji alanında önemli bir örnek oluşturmaktadır.