Su toplama havzalarının yağış-akım ilişkilerinde, yüzey akışa etki eden parametrelerin belirlenmesi ve farklı yöntemlerin örnek havzalarda uygulanması

Abstract

İç Anadolu Bölgesinde yer alan Ankara-Güvenç, Haymana- Çatalkaya, Bilecik-Kurukavak ve Tokat- Uğrak olmak üzere dört adet su toplama havzasını kapsayan bu çalışmada, havzaların toprak, arazi kullanımı, bitki örtüsü fiziksel parametreleri ile gözlenen yıllık yağış ve akım verileri kullanılmıştır. Havzalarda yağışı akıma çeviren ve su depolama sistemlerine gelebilecek olan yüzey akışları tahmin etmede kullanılan yüzey akış eğri numarası (YAEN) değerleri SCS-YAEN, S- Olasılık dağılım ve Kısmi katkılı alan dağılım olmak üzere üç farklı yöntemle belirlenmiştir. Havzaların detaylı toprak serilerine göre belirlenmiş hidrolojik toprak grupları, arazi kullanım ve bitki örtüleri sayısallaştırılmış, Coğrafi Bilgi Sistemi ortamında SCS-YAEN'ları hesaplanmıştır. S-Olasılık dağılım yönteminde havzaların gözlenen yağış ve maksimum akım verileriyle önce % 10, % 50, % 90 olasılıkla potansiyel su depolama (S) değerleri hesaplanmış ve S değerleri kullanılarak YAEN'ları belirlenmiştir. Havzalarda yüzey akışı oluşturan yağış öncesi topraktaki ilk tutulma (Ia) miktarları zamansal ve hacimsel olarak iki farklı yaklaşımla hesaplanmış ve topoğrafik indeks değeriyle birlikte Kısmi katkılı alan dağılım yöntemiyle YAEN'ları bulunmuştur. Yüzey akışa etkili olan ilk tutulma katsayısı (?) dört adet havzada her bir bireysel olay için hesaplanmıştır. Havzaların üç farklı yönteme göre yüzey akış tahminleri yapılmış ve sonuçlar gözlenen akış verileriyle karşılaştırılmıştır.Kurukavak havzası hariç, diğer üç havzada SCS-YAEN ve S-Olasılık dağılım yöntemle bulunan YAEN'ları birbirleriyle uyumlu sonuçlar vermiştir. Kısmi katkılı alan dağılım yönteminde bulunan YAEN' ları dört havzada da diğer iki yöntemden farklı sonuçlar vermiştir. Bu yöntemde çalışılan dört havzada da S değerleri ıslak, kuru ve normal şartlara göre farklı gruplar oluşturmuştur. Gruplar arası fark özellikle kuru şartlarda en yüksek çıkmıştır. Gözlenen ve tahmin edilen yüzey akış değerleri arasındaki en yüksek ilişki dört havzada da S-Olasılık dağılım yönteminde bulunmuştur.

In this study, which covered 4 basins in Central Anatolia, namely Ankara-Güvenç, Haymana- Çatalkaya, Bilecik-Kurukavak and Tokat-Uğrak, data on physical parameters like soils, land use characteristics and plant cover together with observed annual rainfall and runoff were used. The values of runoff curve number that are used to estimate both the runoff from rainfall and runoff that could reach the water storage structures, were determined using SCS-CN, S- Frequency Probability and Variable Source Area methods. Hydrological Soil Groups determined according to detailed soil series, land use and plant cover layers were digitized and SCS-Curve Number values were calculated in GIS environment In the S-Frequency Probability method, potential water storage (S) values. were calculated with 10 %, 50 % and 90 % probabilities using observed rainfall and maximum runoff data of four catchments and runoff curve numbers were determined with S values. Temporal and volumetric calculation of retention (Ia) in the soil, that determines the amount of runoff from a basin were made using two different approaches and with the help of topographic index, SCS-CNs were found by using Variable Source Area method. Initial retention coefficient (?), that is effective in runoff generation, were calculated for each individual events occurred in all of the four basins. The predicted runoff values of basins were made and the results were compared with observed runoff values.In all the basins, except Kurukavak, curve number calculations using SCS-CN and S- Frequency Probability methods gave consistent results. Curve number values from Variable Source Area method gave different results when compared with the other two methods for all of the four basins. In this method, S values of the four basins formed different groups according to wet, dry and normal conditions. Difference among the groups was highest especially in dry conditions. The highest relationship of between predicted and observed values was found with S-Frequency Probability method in the four basins.