Karstik pınar katkılı akarsu havzalarında hidrolojik bilgi aktarımı

Abstract

ÖZET Karstik pınar katkılı akarsu havzaları, jeoloji, iklim, topografya ve hidroloji yönünden özellikleri zamana ve yere göre önemli değişkenlik gösteren farklı alt havza lardan oluşur. Heterojen karakterdeki bu havzalarda, gerek yağış-akış süreçleri arasında, gerekse akarsu üzerinde muhtelif noktalar arasında bilgi aktarımı da, karstik havzaların diğer karakteristikleri gibi kendine özgü ni telikler gösterir. Çalışma bu tipik özelliklerin belir lenebilmesi amacıyla yapılmıştır. Eşençay Havzası örneğinde, farklı karstlâşma derecelerine sahip alt havzaları temsil eden Kavaklıdere, Örenköy ve Yapılar akımları arasındaki ilişkiler önce korrelas- yon ve regresyon analizleri ile araştırılmış, çeşitli faktörlerin bulunan korrelasyonlara etkileri incelenmiş tir. Doğrusal ve doğrusal olmayan regresyon türleri ile ne kadar bilgi aktarıldığı ortaya konmuş; sonuçlar akta rılabilir bilgi miktarları ile kıyaslanmıştır. Akım dizileri arasındaki ortak bilgi miktarları ise entropi yöntemi ile hesaplanmış, yine bu yöntemle, süreçlerin toplam belirsizliklerinin, akış-akış korrelasyonları ile ne ölçüde giderilebileceği, dolayısıyla uygulanan regres- yonlarla ne ölçüde bilgi aktarılabileceği sınanmıştır. Benzer analizler, alt havzaların yağış girdisine dav ranışlarını belirleyebilmek amacıyla yağış-akış süreç leri arasında da tekrarlanmış, regresyonla aktarılan bilgilerin entropi yöntemiyle nesnel olarak tanımlanma sına çalışılmıştır. iiiAkxş-akış ve yağxş ilişkilerinin, korrelasyon/regresyon ve entropi yöntemleri ile belirlenmesi sonucunda da, alt havzaların farklı karstlaşma mertebeleri nedeniyle hid rolojik bilgi aktarımı açısından değişken davranışları ortaya konmuştur. Bulgular, karstlaşmanın önemli öl - çülere vardığı alt havzalarda akışların belirsizliğinin giderilmesinde, özellikle yağışsız dönemlerde ne yağış - akış ne de akış-âkış ilişkilerinin yeterli olamayacağını göstermiştir. Buna göre, Özellikle pınar katkılarının akışlara egemen olduğu aylarda, yağış-akış veya akış-akış süreçleri arasında regresyonla bilgi aktarımının yeter siz kalacağı sonucuna varılmıştır. iv

SUMMARY Rivers fed by karstified limestones have basins charac terized by a significant degree of heterogeneity with regard to their geology, topography, climate and hydrology. As a result of the diversity of areal and temporal distributions of such characteristics, hydrologic information transfer between runoff-runoff and precipi tation-runoff processes reflects specific characteristics in karstic basins. This study aims to determine these specific features. The Eşençay River basin is used as a demonstration case in the analysis of hydrologic information transfer. Correlation and regression analyses are carried out bet ween three stramgaging stations, Kavaklıdere, Örenköy and Yapılar, which represent subbasins with different levels of karstif ication. Effects of various factors upon their correlations are analyzed and evaluated. The amount of information actually transferred by linear and nonlineer regression are compared with the amount of transferable information defined by the entropy concept. The mutual information between runoff processes is determined, using the entropy principle. Thus, the reduction in uncertainties of these processes by means of runoff-runoff regression analyses is expressed by entropy measures of information. Similar analyses are carried out between available precipitation data and the runoff at the three stream- gaging stations, to determine the particular response of each subbasin to the precipitation input. The infor mation actually transferred by regression is again defined in measurable units by the entr py concept. VThe application of correlation/regression analyses and the entropy measures between runoff-runoff and precipitation-runoff processes serves to reflect the diverse features of each subbasin with respect to infor mation transfer. The results have shown that, between subbasins with different (some significant and some negligible) degrees of karstif ication, neither runoff - runoff nor precipitation-runoff regressions help to reduce the uncertainties of either of the processes especially during non-rainy seasons. Thus, during the months when karstic springs dominate the stream- flows, the attempt to transfer information by regres sion remains to be pretty insufficient. vx