İnebolu havzasında yüzeysel akış ve sediment yükünün tahmin edilmesinde SWAT modelinin uygulanması

Abstract

Kastamonu ilinin İnebolu ilçesinde yer alan 11.300 ha' lık alana sahip İnebolu havzasının dağlık bir topoğrafyaya sahip olması ve fazla yağış alması; havzada sel ve erozyon olaylarına sıkça görülmesine neden olmaktadır. Bunun yanısıra İnebolu havzasında arazı örtüsü/kullanımındaki yanlış planlama ve yöntemler sel olaylarının şiddetini ve aralığını artırmaktadır. Bundan dolayı, havzanın modellenmesi; planlama ve yerel kaynakların geliştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Arazi yüzeyinden akarsulara, nehirlere ve su kütlelerine uluşan yağmur suyu miktarı ve sediment taşıma hızını tahmin etmek, bir havza içerisindeki erozyona maruz kalan alanları belirlemek ve en iyi yönetim uygulamalarını önermek için modeller kullanılmaktadır. Bu çalışmada, Soil and Water Assessment Tool (SWAT) modeli kullanılarak İnebolu havzasında akım tahmini ve sediment verimini değerlendirilmiştir. Sayısal yükseklik modeli (DEM), arazi kullanımı/arazi örtüsü haritası ve toprak serileri ve özellikleri verileri SWAT modelini oluşturmak için materyal olarak kullanılmıştır. Bu modelde, İnebolu, Küçükçay, İkiçay ve Salman Akım gözlem istasyonlarına ait günlük debi verileri (2015-2018) ile İnebolu, Yölüstü ve Kar meteorolojik istasyonlarına ait günlük meteorolojik veriler (2015-2018) kullanılmıştır. Modelin kalibrasyonu ve doğruluğu (validasyon) SWAT-CUP programı bünyesinde SUFI-2 algoritması kullanılarak 2015-2018 zaman periyotunda yapılmıştır. Model sonuçları; belirginlik katsayısı (R2), Nash-Sutcliffe (NSE) etkinlik katsayısı ile gözlenen ve simülasyon (benzetim) değerleri arasındaki yüzde hata (PBIAS) istatistiği kullanılarak değerlendirilmiştir. Bu istatistiklerine göre, model sonuçları iyi bir performans göstermiş olup; SWAT model simülasyonlarının yeterli doğrulukta olduğu sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: SWAT, SWAT-CUP, SUFI-2, Yüzeysel Akış, Sediment Yükü

The İnebolu basin with an area of 11,300 (ha) located in the district of İnebolu in Kastamonu province has a mountainous topography and high precipitation as well as flood and erosion problems are frequently seen in the basin. In addition, inaccurate planning and methods in the use of land in İnebolu basin increase the intemsity and range of flood events. Therefore, modeling of the basin; plays an important role in planning and development of local resources. Models are used to estimate the runoff and sediment transport that reaches the river, sea and water body from the land surface, to identify areas exposed to erosion in a basin and to suggest best management practices. In this study, flow estimation and sediment yield in inebolu basin were evaluated by using Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model. In order to develop the SWAT model, the data of the Digital Elevation Model (DEM), land use / land cover map and soil series and properties were used. In this model, daily meteorological data of İnebolu, Yolüstü and Kar meteorological stations and daily flow data of İnebolu, Küçükçay, İkiçay and Salman discharge observation stations were used. The calibration and validation of the model was performed within the SWAT-CUP program using the SUFI-2 algorithm for the period of 2015-2018. Model results were evaluated based on the coefficient of determination (R2), Nash-Sutcliffe (NSE) efficiency coefficient and the percentage of bias (PBIAS). According to the statistics, the model results showed a good performance and SWAT model simulations were found to be sufficiently accurate.Key Words: SWAT, SWAT-CUP, SUFI-2, Surface Flow, Sediment load