Determining the hydrological characteristics of the Greater Zap River basin by gis

Abstract

Su kaynakları yönetimi nehir havzası özellikleri kavramı ile yakından bağlantılıdır. Havza dinamik ve çok karmaşık bir sistemdir ve başlıca iki cesit özelligi vardır; coğrafi ve hidrolojik. Bu çalışmada, Büyük Zap Nehri Havzasınin özellikleri Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) kullanılarak belirlenmiştir. CBS teknikleri sadece bir havzanin verilerinin elde edilmesinde yararlı değildir, aynı zamanda su kaynakları projelerinin değerlendirilmesinde hidrolojik verilerin alansal dağılımının gerçekleştirilmesinde de değerli katkı sağlar. Büyük Zab Nehri yaklaşık olarak 26.325 kilometrekarelik (km2) su toplama alanı ve 460 km civari uzunluğun ile Türkiye ve Irak topraklarindan akar. Van Gölünun yakınlarinda yer alan ve deniz seviyesinden 4.168 m yükseklikte dağlık alanlarindan kaynaklanan Büyük Zap Nehri, Hewler (Erbil) şehrinin güney batısinda, Irak topraklarinda Dicle Nehri?ne karışır.ArcGIS içinde yer alan alansal analiz araçları kullanılarak, arazi ön-işleme (pre-processing) modelleri, yani bosluklari doldurma (fill sinks), akış yönü (flow direction), akış birikimi (flow accumulation), dere ağları (stream networks), havza sınırları (watershed boundary), dijital yükseklik modelinden (DEM) faydalanilarak elde edildiler. Alt-havzaların haritası, alt-havzaların özellikleri, nehir ağı haritası ve nehir ağı özellikleri gibi hidrolojik işlemler ArcHydro araçları kullanılarak hesaplandı. Öte yandan, eğim haritası, Thiessen poligon haritası, Thiessen poligon alanları gibi hidrolojik analizler Arc Toolbox kullanılarak tanımlandı. Havzanın hidrolojik analizleri, nehir uzerinde bulunan beş adet akım gözlem istasyonundan elde edilen yıllık ortalama debiler ve havzasının içinde ve etrafında bulunan yirmi dört adet yağış istasyonunda ölçülen yıllık toplam yağış verileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yıllık ortalama debi değerleri aylık ortalama debilerden, yıllık toplam yağışlar ise aylık toplam yağışlardan elde edilmiştir. Akarsu akım ölçümleri kaynak alınarak, yağış-akış katsayıları beş alt-havza için rasyonel method ile elde edilmiştir. Bütün havza için bu katsayı, 0.53 olarak bulunmuştur.Anahtar kelimeler: Büyük Zap Nehri, Havza Özellikleri, CBS, ArcHydro, Rasyonel Method.

Water resources management is closely linked to the concept of river basin characteristics. Basin is a dynamic and very complex system which has mainly two types of characteristics; geographic and hydrologic. In this study, the hydrologic characteristics of the Greater Zab River Basin were determined by employing Geographic Information System (GIS). GIS techniques are useful not only in obtaining data from a basin; they also provide valuable contribution in performing the spatial distribution of hydrological data in assessment of water resources projects. The Greater Zab River is approximately 460 km long, flowing through Turkey and Iraq with a total catchment area of about 26,325 square kilometres (km2). The headwater of the Greater Zab River originates in the mountainous area near Lake Van, Turkey, where it springs at an altitude of 4,168 m above sea level and joins the Tigris River in the south western of the city of Hewler (Erbil), Iraq.The terrain pre-processing models, namely, fill sinks, flow direction, flow accumulation, stream networks, watershed boundary have been acquired from digital elevation model (DEM) by using spatial analysis tools in ArcGIS. Hydrological processing such as, map of sub-catchments, characteristics of sub-catchments, river network map and river network characteristics have been determined by employing ArcHydro tools. On the other hand hydrological analysis such as, slope map, Thiessen polygon map, Thiessen polygon areas were defined by Arc Toolbox.The annual average discharge of the stream flow at five flow measurement stations (FMS) along the river and the annual total precipitations measured at twenty-four rainfall measurement stations in the basin were used here in order to perform the hydrological analysis of the basin. The annual average discharge values were obtained from monthly average discharge measurements while the annual total precipitations were acquired from monthly total precipitations. Based on the stream flow measurements, rainfall-runoff coefficients were estimated by rational method for five sub-basins. The rainfall-runoff coefficient for the whole basin was found to be 0.53.Keywords: Greater Zab, Basin Characteristics, GIS, ArcHydro, Rational Method