Havran baraj gölüne dökülen yüzeysel akışın SWMM ile tahmini

Abstract

Yağışlardan dolayı meydana gelen yüzeysel akışın tahmin edilmesi, su kaynaklarıyla ilgili çalışmaların temelidir. Bu sebeple, yağış akış sürecinin benzetimi amacıyla MIKE, BASIN ve SWMM gibi modeller geliştirilmiştir. Yağış türü, miktarı, süresi, sıcaklık, nem ve rüzgâr gibi meteorolojik faktörlerin yanında, havzadaki arazi kullanım türleri, toprak yapısı, eğim, drenaj güzergâhı ile havzada bulunan göl, rezervuar ve su yapıları gibi fiziksel faktörler de yüzeysel akışa etki eder. Bu çalışmada, 2002 yılında taşkın koruma amacıyla inşa edilmiş olan Havran barajını besleyen Havran çayının havzası (Balıkesir), sayısal yükseklik haritaları ve coğrafi bilgi sistemleri (CBS) araçları kullanılarak belirlenmiştir. Sayısal yükseklik modelleri (SYM/DEM), arazi şekli ve yükseltileri, akarsu drenajı, deseni ve çizgiselliklerini analiz etmek için kullanılmıştır. Drenaj havzası, fiziksel, hidrolojik ve arazi kullanımı parametrelerine göre bölümlendirilmiştir. Alt havzaların belirlenmesinde arazilerin, yükseklik modelleri ve jeolojik haritaları yanında güncel durumunu gösteren 2018 yılı CORINE sayısal haritaları da kullanılmıştır. Havzayı oluşturan alt bölümler sayısallaştırılarak, topografya akış yönü ve birikiminin tespit edilmesi ile yüzeysel akış miktarları hesaplanmıştır. EPA-SWMM, Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı - Taşkın Yönetim Modeline göre yağış akış sürecinin modeli oluşturulmuştur. Model, alt havzayı uniform eğime sahip, ortalama genişlikte bir arazi olarak varsayarak, yüzeyde oluşan yüzeysel akışın drenaj havzasına aktarıldığı kabulleri ile hesap yapmaktadır. Buna göre yağış ile gelen su miktarından buharlaşma ve sızma sonucu oluşan kayıplardan sonra kalan miktarı yüzeysel akış eşitliklerinde kullanılmaktadır. Bölgedeki meteoroloji istasyondan elde edilen 5 yıllık veriler ile ortalama günlük yağış miktarları hesaplanmıştır. Sıcaklık, nem, buharlaşma gibi diğer meteorolojik veriler SWMM modelini oluşturmak için kullanılmıştır. Hazırlanan SWMM modeli kullanılarak oluşması muhtemel yüzeysel akış değerleri bu model ile belirlenmiş ve baraja dökülmesi muhtemel mevsimsel yüzeysel akış tahmini yapılmıştır.

Estimating the surface runoff due to precipitation is the basis of studies on water resources. Consequently, researchers have developed models such as MIKE, BASIN and SWMM, to simulate the precipitation and surface flow processes. Besides the meteorological factors such as precipitation type, amount, duration, temperature, humidity and wind, physical factors such as land use types, soil structure, drainage route and its slopes, lakes, reservoirs and the water structures in the basin also affect the surface flow. In this study,the drainage basin of Havran dam, Balıkesir, which is built in 2002 for the purpose of flood protection, is drawn by using numerical altitude maps and geographic information systems (GIS) tools. The study uses digital elevation models (DEM) to analyze land shapes, elevations, stream patterns and lineaments. It divides the drainage basin into subcatchments according to spatial identifiers such as physical and hydrological data, and by taking into consideration land use parameters. In the determination of the subcatchments, CORINE numerical maps showing the land use status of year 2018 as well as SYM/DEM and geological maps are used. The surface flow rates are calculated via digitizing the topography of the subcatchments, flow direction and flow accumulation. A model of surface flow process is built by using EPA-SWMM, United States Environmental Protection Agency – Storm Water Management Model. The model assumes the subcatchment as a surface with uniform slope and average width. Accordingly, the remaining amount after evaporation and seepage losses from precipitation is the surface flow transferred to the drainage system. By using this model, the seasonal surface flow drained into the lake is simulated according to the rainfall intensity and other meteorological data such as temperature, humidity, evaporation obtained from the regional stations.