Akım Gözlem İstasyonları Bulunmayan Nehirlerin DSİ Sentetik Yöntemi Kullanılarak Taşkın Debilerinin Tahmini: Eskipazar Çayı Örneği (Karabük, Türkiye)
*1Tülay EKEMEN KESKİN, 2Halil İbrahim ÇETİNER, 3Suat BAŞDAĞ, 4Sidar GENÇ and 5Halis Yusuf KILIÇ
*1Karabük Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Karabük, Türkiye
2Netcad Yazılım Anonim Şirketi, Ankara, Türkiye
3,4,5Karabük Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Karabük, Türkiye
ÖZET
Taşkın debi hesapları, çeşitli haritalar kullanılarak, seçilen bir mansap noktasına göre beslenme alanlarının (havza) bulunmasıyla başlayan bir süreç olup, nehir üzerindeki akım gözlem istasyonlarının verileri kullanılarak veya akım gözlem istasyonlarının bulunmaması durumunda yağış gözlem istasyonlarının verileri kullanılarak devam eden işlemlerden oluşmaktadır. Bu işlemler sonucunda 2, 5, 10, 50, 100, 500 yıllık yineleme aralığına ait gelmesi muhtemel taşkın debileri hesaplanabilmekte ve bu veriler yardımıyla da taşkın yayılım alanları belirlenerek, gerekli mühendislik önlemleri alınabilmektedir. Bu çalışmada, yağış verileri kullanılarak üzerinde akım gözlem istasyonu bulunmayan Eskipazar Çayının gelmesi muhtemel taşkın debisi ve taşkın alanlarınnın saptanması amaçlanmıştır. Bu amaçla Netcad programı ve özellikle programın Nethydro modülü yardımıyla 30x30 m çözünürlüklü Japonya Ekonomi, Ticaret ve Sanayi Bakanlığı (METI) ve Birleşik Devletler Ulusal Havacılık ve Uzay İdaresi (NASA) tarafından ortaklaşa geliştirilen ASTER (Advanced Spaceborne Termal Emisyon ve Reflection Radiometer) GDEM (Küresel Sayısal Yükseklik Modeli) verileri kullanılarak gerekli düzeltme işlemleri yapılmış ve ana havza ve alt havzalar TauDEM algoritması kullanılarak coğrafi bilgi sistemi ortamında modellenmiştir. Buna göre havza alanı 670.12 km2 olarak hesaplanmıştır. Havzanın hem alan değeri ve hem de birim hidrografın yükselme süresi (Tp) 2 saatten fazla olduğu için DSİ Sentetik Yöntemine göre farklı yenilenme aralıklarında taşkın debileri hesaplanmıştır. Belirlenen yenilenme aralıklarındaki Q100 ve Q500 debi değerine göre Eskipazar merkezi yerleşim alanlarının taşkın yayılma alanları 1/1000 ölçekli paftalara göre modellenmiştir Taşkın debi hesabı öncesi yağış analizlerinin gerçekleştirilebilmesi için en az 15 yıl kesintisiz veri toplamış meteoroloji yağış istasyonlarının etki alanları, bölgenin topoğrafyası da dikkate alınarak Thiessen yöntemine göre hesaplanmıştır. Hesaplanan etki alanlarına göre Eskipazar(17641), Gerede(17642), Karabük(17078), Ovacık(1097) ve Çerkeş(17646) istasyonlarının bu havzaya etki ettiği gözlenmiştir. Bu istasyonların noktasal yağış verilerinin alansal dağılımları için 6 farklı olasılık hesap yöntemi kullanılmıştır. Her bir istasyon için Kolmogorov-Smirnov uygunluk testi ile olasılık dağılım modelleri saptanmıştır. Yağış analizleri sonrası DSİ Sentetik (Süperpozeli) yöntemine göre, havzanın hidrojeolojik özelliklerine bağlı olarak, ortalama Akış Eğri Numarası 76 kabul edilmiş ve havzanın 2 saatlik yağış için 100 yıllık dönüş aralığında gelmesi muhtemel taşkın debisi 30.18 m3/sn olarak hesaplanmıştır. Ayrıca elde edilen sonuçlar Hec-Ras programına aktarılarak Eskipazar Çayı kenarlarında kurulmuş olan Eskipazar yerleşim alanlarının bulunduğu bölgelerden enine kesitler alınmış ve taşkın kontrol yöntemlerine dair faydalı bilgiler elde edilmiştir.
Anahtar Sözcükler: Yağış Analizleri, DSİ Sentetik (Süperpozeli) Yöntemi, Taşkın Debisi, Taşkın Yayılım Alanları, Eskipazar Çayı Havzası
ABSTRACT
Flood discharge calculations are a process that begins with the use of various maps to find recharge areas (basins) according to a selected downstream point. This process continues using data from current monitoring stations (gauge) on the river or using data from precipitation monitoring stations in the absence of current monitoring stations. As a result of these processes, possible flood discharge of renewal interval of 2, 5, 10, 50, 100, 500 years can be calculated. Due to this data, flood spread areas can be determined and necessary engineering measures can be taken. In this study, it is aimed to determine by using rainfall data possible flood discharge and flood spread areas of Eskipazar River which has no current monitoring station. For this purpose, by using the ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) GDEM (Global Digital Elevation Model), with 30x30 m resolution developed jointly by Japan's Ministry of Economy, Trade and Industry (METI) and the United States National Aeronautics and Space Administration (NASA) necessary corrections were made with the help of the Netcad program and especially the Nethydro module of the program. The main and sub-basins have been modeled using the TauDEM algorithm in the geographical information system. Accordingly, the main basin area is calculated as 670.12 km2. Because of both area value and raising time (Tp) of unit hydrograph was more than 2 hours; flood discharge calculations made with different renewal intervals according to the DSI Synthetic Method. According to the Q100 and Q500 flow values, the flood areas of Eskipazar central settlement areas are modeled due to 1/1000 scaled maps. In order to complete precipitation analysis; influence area of the meteorological precipitation stations that have collected 15-year continuous data, have been calculated according to the Thiessen Method. It was observed that the Eskipazar(17641), Gerede(17642), Karabük(17078), Ovacık(1097) and Çerkeş(17646) stations affected the basin according to the calculated influence areas. Six different probability calculation methods were used for the regional distributions of point precipitation data of these stations. For each station, probability distribution models were determined by Kolmogorov-Smirnov suitability test. After the precipitation analysis according to DSI Synthetic (Superposition) Method, based on the hydrogeological properties of the basin, the Average Flow Curve Number was accepted as 76, and the possible flood discharge at the 100-year renewal interval for 2-hour precipitation was calculated to be 30.18 m3/s. In addition, the obtained results were transferred to the Hec-Ras program and cross sections were taken from the Eskipazar settlement areas located on the Eskipazar River and useful information about the flood control methods was obtained.
Keywords: Precipitation Analysis, DSI Synthetic (Superposition) Method, Flood Discharge, Flood Spread Areas, Eskipazar River Basin
