Dağınık parametreli hidrolik modellemede coğrafi bilgi sistemlerinin kullanılması

Abstract

ÖZET Bir sistemin gerçeğe yakın bir şekilde modellenebilmesi için, sistemde heterojen dağılım gösteren hidrolojik ve fiziksel parametrelerin çok iyi ifade edilmesi gerekmektedir. Yağış havza üzerinde homojen bir dağılım göstermeyebilir, sızma ise havzada bulunan litolojik birimlerde ve değişik toprak cinslerinde farklı oranlarda gerçekleşir, yüzeysel akış havza eğimine bağlı olarak farklı yönlerde ve hızlarda gelişir. Bu çalışma kapsamında havza üzerindeki tüm bu değişken parametrelerin alansal dağılımını sağlayabilen ve havzanın heterojen topografik ve fiziksel yapısının değerlendirilmesinde etkin bir araç olan Coğrafi Bilgi Sistemlerinin (CBS) dağınık parametreli yağış-akış modellemesi üzerindeki yararlan incelenmiştir. Uygulama Güvenç gölet havzası'nda (Ankara) gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda havzanın fiziksel özellikleri belirlenmiş ve bunları yansıtabilecek CBS katmanları oluşturulmuştur. Modelde kullanılan coğrafya tabanlı veriler olan topografya, sayısal yükseklik modeli, eğim, yönelim, litoloji, drenaj ağı, arazi kullanımı ile zamanın fonksiyonu olan hidrolojik veriler olan yağış, buharlaşma ve akım verileri ilgili kuruluşların arşivlerinden derlenmiş ve haritalar 1/25 000 ölçekte sayısallaştırılmıştır. Sayısal hale gelen tüm haritalar, Krigging doğrusal ara kestirim yöntemiyle 401X401 hücre sayılı formda düzenlenmiş ve raster veri olarak modelin istediği formata getirilmiştir. Daha sonra tüm katmanlar maskeleme yöntemiyle modelde hesaplama yapılacak havza alanına indirgenmiştir. Havzanın fiziksel özelliklerini yansıtacak dağınık parametreli hidrolojik bir model geliştirilmiştir. Tezcan (1993) tarafından akım öteleme tekniğine bağlı olarak geliştirilmiş olan matematiksel model, bu çalışma kapsamında oluşturulan kavramsal modele uygun hale getirilmiştir. CBS katmanları modele entegre edilerek model çalıştırılmıştır. Benzeşim 1992 yılına ait 3 sağanak dönemi için anlık yağış verileri ile yapılmıştır. Modelde kalibrasyon yapılırken de CBS katmanlarından faydalanılmıştır. Model çıktıları bir CBS yazılımında değerlendirilmiştir.

Ill SUMMARY It is important to define clearly the hydrological and physical parameters showing heterogeneous character in the system, for modeling the system close to its real state. Precipitation may not occur spatially homogeneous. Infiltration rate varies depending on different type of lithological units and soils. Velocity and direction of surface runoff change due to slope of the surface. The aim of this study is to examine the advantages of Geographical Information Systems (GIS), a useful tool for distributing the variables spatially and evaluating the physical and topographical structure of the basin, in distributed hydrological modeling. This study was applied at Güvenç (Ankara) basin. After some physical properties of the basin were identified and the GIS layers were formed to define these physical properties, all necessary and available data, including digital elevation model, slope, aspect, lithology, land use, precipitation, evaporation and flow data were collected from the archives of some institutes and the maps were digitized at a scale of 1/25.000. All of these digitized maps were arranged in a 401 x 401 cell format by using best linear unbiased estimator technique called krigging interpolation and brought in a raster data format which was required by the model. Finally all of these layers were limited to the basin area, where all calculations were done by the model, by masking method of Grassland GIS software. The model used in this study is based on the lineer reservoir routing technique developed by Tezcan (1993). The model was run under the integrated GIS layers. The simulation was done for 3 storm periods of 1992 by using instantaneous precipitation data. GIS layers were also used during calibration and the model output was evaluated by GIS software.