Modeling water supply and demand balance of Istanbul under future climate and socio-economic change scenarios

Abstract

Nüfus artışı, şehirleşme ve endüstrileşmedeki gelişmeler ile birlikte, Istanbul büyükşehrininiçmesuyu talebinde artışa sebep oluyor. Ayrıca, iklim değişikliği de su kaynakları üzerinde ciddietkilere sahip. Bu sebeplerden dolayı, Istanbul'daki sosyo-ekonomik değişim ve iklim değişikliğininsu arz talep dengesi üzerinde yarattığı etkilerle baş edebilmek için sürdürülebilir su yönetimiuygulamaları gereklidir. Bu çalışmada, Entegre Su Kaynakları Yönetimi (IWRM) araçlarından biriolan Water Evaluation and Planning Systems (WEAP) modelleme programı, nüfus artışı ve sutüketimi gibi sosyo-ekonomik değişimlerle birlikte iklim değişikliğinin su arz talep dengesiüzerindeki etkilerini ve Istanbul'un gelecekteki (2100 yılına kadar) denge durumunu incelemekamacıyla kullanılmıştır. Model farklı sosyo-ekonomik ve iklim değişikliği senaryoları altındaincelenmiştir. Senaryo oluşumu ve analizi sırasında, Yağış-Akış Metod'una uygun olarak havzanınfiziksel ve hidrolik yapısına dair veriler kullanılmıştır. Sonuçlara göre, şehir iklim değişikliğininolumsuz etkilerini 2030 yılından sonra daha çok hissedecek ve 2040 yılından sonra bu etkiler dahatahmin edilemez düzeyde gerçekleşecek. Şehrin dış su kaynaklarına, özellikle Melen Nehri'ne, olanbağımlılığı ise artan su talebiyle birlikte şehrin içme suyu yönetimini daha riskli kılmaktadır. Iklimve sosyo-ekonomik değişikliklerin yarattığı etkiler altındayken, suyu akıllıca yöneten bir toplumaerişebilmek için, tüm paydaşların katılımıyla desteklenen teknolojik gelişmeler, politik düzenlemelerve çevre bilincini arttıracak eğitsel çalışmalar gereklidir.

Population growth creates an increased freshwater demand with the subsequent developmentsdue to urbanization and industrialization in the metropolis Istanbul, Turkey. Climate change hasadditional serious impacts on water resources. Therefore, sustainable water management practices arerequired to cope with the dynamic socio-economic change and climate change on water demand andsupply balance in Istanbul. In this study, Water Evaluation and Planning Systems (WEAP) modelingprogram, as an Integrated Water Resources Management (IWRM) tool, is used to understand theimpacts of climate change and socio-economic changes such as population growth and water use onwater demand and supply balance and to know what awaits Istanbul until 2100. The model is analyzedunder different scenarios of socio-economic and climate change. The physical and spatial propertiesof the watershed basin and catchment hydrology data appropriate with Rainfall Runoff (SimplifiedCoefficient) Method of WEAP are used in the baseline scenario construction and scenario analysis.Regarding the results, the city is expected to experience the negative impacts of climate change muchmore after 2030 while the impacts will get more dispersed and unpredictable after 2040. The highdependency on the external water resources, especially on Melen River, is increasing the waterinsecurity of the city especially with the pressure created by increased total water demand of the city.To achieve a water-smart society under the increasing pressures of climate change and socioeconomicchanges; technological improvements, policy changes and educational activities to increaseenvironmental awareness are needed with the joint contributions of all stakeholders.