Estimaton of karstic spring discharge parameters by using stochastic methods

Abstract

iv ÖZET Hidrolojik proseslerin genel olarak önceden kolayllkla tahmin edilemeyen doğal olaylardan etkilendiği bilinmektedir. Bu yüzden hidrolik sistemlerin analizleri stokastik süreçler içerisinde değerlendirmek gerekir. Bununla birlikte yeralti akisinin analizi geleneksel olarak parsiyel diferansiyel denklemlerin çözümünden ibaret olan determihistik yaklaşımlara öayar.dirilstistivv Yeralti suyu bosalimindaki, bitişik birimlerdeki su seviyesindeki veya bosalimda mekana gore meydana gelen geçici değişiklikler gibi doğal değişmeler sadece ortalama değerlerle ifade edilebilir. Doğal değişmeler akifer parametrelerini akifer bosalimlarindan hesap edilebilmesine olanak vermesi acisindan çok önemli bir özellik arz etmektedir. Spektral analiz teoremi kullanilarak bir stokastik yaklasim Kemer- Esencay havzasina uygulanmistir. Bölgedeki yağis verileri ile akarsuyun akis verileri arasında her iki ölçümün spektrumlarina gore bir stokastik ilişki kurulmuştur. Problemin analatiksel olarak çözümünde, spektrum oranlarinin frekans kareyle çizilen grafiğinde bir lineer ilişki tespit edilmiştir. Doğrunun y- ekseniyle kesiştiği noktadan akifere ulaşan yagis miktarini ifade eden süzülmekat sayısı ve doğrunun eğiminden boşalım miktar i ile reservoir içerisindeki su hacmi arasındaki ilişkiyi ifade eden * katsayısı hesap edilir. Bu modelin diğer modellere göre mevcut olan üstünlükleri şunlardır : ' a. Doğal olayların rasgele yani stokastik olarak kabulü b. Bosalim verilerinden başka, yağışında model kurmada göz önüne alınması c.Akifere ulaşan yağış miktarını ifade eden yeni bir terim olarak süzülme katsayısının hesap edilmesi d. Veri kaybının önlenmesi ve bütün yıla ait verilerin değerlendirilmesi e. Su tablası yüksekliğinin zaman içerisinde değilebilirliğinin varsayımıyla diğer modellere göre daha makul sonuçlarının elde edilmesi.

ii ABSTRACT Hydrologic phenomena are generally recognized as being affected by complex natural events, the details of which can not be anticipated precisely. Hence the analysis o-F hydraulic systems is often viewed in terms of stochastic processes. However, the analysis o-f groundwater -flow has traditionally been based on a deterministic approach to the solution o-f the governing partial differential equations. Natural variability such as temporal -fluctuations in groundwater recharge or water level in adjacent bodies o-f water and spatial variations in recharge and hydraulic conductivity is usually dealt with only in terms o-f average conditions. Natural variability may be an important feature of groundwater flow in that it may be possible to infer aquifer properties from aquifer discharges. A stochastic approach using spectral analysis theory is applied to Kemer- Esencay field, Antalya,Turkey. A stochastic relationship between precipitation and flow data of spring was generated with respect spectrums of both measurements. By the analytical solution of problem it has been seen that there was a linear relationship when the spectrumİÜ o-f inputs over that o-f output versus square of frequency was ploted. From the interception point of line the infiltration coefficient expressing the precipitation amount reaching to the aquifer can be introduced and from the aim of line the coefficient CC expressing the relationship between discharge and water volume inside reservoir can be estimated. The major supericrities of the present model with respect to the.other model -a. Accepting the natural phenosnancns as being stochastic. b. Apart from discharge data, considering the precipitation as an effective factor influencing the phenomenon..ftfc. Estimation of a ne*. term as infiltraton coefficient which is the precentag© of precipitation reaching to the aquifer. d. Prevention of data loss, and processing of all data belonging whole year e. More reasonable results in comparision with other models due to assumption of variability of water table height in time