SU BÜTÇESİ ÇALIŞMALARI VE
TÜRKİYE’NİN BUGÜN VE
GELECEKTEKİ SU VERİMLİLİĞİNİN
BELİRLENMESİ
Zekâi Şen
SU VAKFI
HĠDROLOJĠNĠN VE BĠLĠMĠN EN TEMEL DENKLEMĠ
SÜREKLĠLĠK, KÜTLENĠN KORUNUMU,
DENGE, BÜTÇE, vb.
FELSEFĠK SÖZEL
MADDE YOKTAN VAR OLMAZ VE VARDAN YOK OLMAZ!!!???
BĠLĠMSEL SÖZEL
TOPLAM GĠRDĠ – TOPLAM ÇIKTI = HAZNEDEKĠ DEĞĠġĠM
Simgesel
m
n
i 1
j1
G

C



D
 i  j
Üç temel nokta
1) Uygulama alanı,
2) Uygulama süresi, ve
3) Birim birliği
HİDRO-METEOROLOJİ ÇALIŞMALARI
İncelenecek havzanın meteoroloji kayıtlarının güvenirlilik çözümlemelerinin yapılması
Su kaynakları bakımından önem arz eden yağış (yağmur, kar), buharlaşma+terleme, güneş
ışınımı, vb.
Süre-şiddet-sıklık (SŞS) eğrilerinin değişik tekerrür süreleri için çıkarılması,
Kayıtlardaki gidiş (trend) çözümlemelerinin yapılması
İklim değişikliği etkisinin özellikle yağışlar için değişik seneryolar göz önünde tutularak her 10senede bir güncellenerek öngörülerin yapılması
Yağış kayıtlarından taşkın ve kuraklık uç değerlerinin belirlenmesi
Özellikle meteorolojik kuraklıkların yerli modellerle temsil edilerek gelecekteki kuraklık süre,
şiddet, büyüklük ve su eksikliklerinin belirlenmesi
HİDROLOJİ ÇALIŞMALARI
Proje alanındaki havza ve alt havzaların ayrıntılı olarak belirlenmesi,
Her bir havza ve alt havzaların morfolojik büyüklüklerinin (havza alanı, esas mecra uzunluğu,
eğim, drenaj sıklığı, vb.) hesaplanması,
Ölçüm veya sentetik yöntemlerle havzaların tepe debilerinin ve hidrograflarının belirlenmesi,
Her bir baraj ve gölün su girdi ve çıktıları ile hidrolojik denge durumlarının incelenmesi.
Özellikle hidrolojik kuraklıkların yerli modellerle temsil edilerek gelecekteki kuraklık süre,
şiddet, büyüklük ve su eksikliklerinin belirlenmesi
HİDROJEOLOJİ ÇALIŞMALARI
Çalışma alanındaki mevcut yeraltı suyu seviyesi (YAS) ölçümlerinin yorumlanması ve akılcı basit
modellenmesi,
Bu ölçümlerden yaklaşıkta olsa akifer parametrelerinin (depolama ve iletkenlik katsayılarının)
belirlenmesi; yeterli veri bulunmaması durumunda tecrübeye dayalı (ampirik) yaklaşımlarla bu
parametrelerin belirlenmesi,
Yeraltı suyu depolama kapasitesi ile güvenilir verimin belirlenmesi,
Yeraltı suyu beslenmesinin hesaplanması gelecekteki durumları ile öngörüleri sunmak.
MODELLEME ÇALIŞMALARI
Yağış-akış modellemesinin halka açık formülasyon ve yazılımlarla belirlenmesi,
Her bir havza ve alt havzalar için için yüzey akış hidrograflarının ve su hacimlerinin
belirlenmesi,
±%10 hata ile modellerin ayarlarının (kalibrasyon) yapılması
Modellerin yukarıda belirtilen süreler için aylık ve mevsimlik olarak 5-yıllık periyotlarla
çalıştırılarak akış miktarlarının önemli alt havzalar için hesaplanması.
SU BÜTÇESİ HESAPLAMALARI
Aylık ortalama akış, yeraltısuyu beslenmesi, miktarlarının ayrı ayrı belirlenmesi (2015-2020 ve
2020-2050),
Su bütçesi denklemi ve modeli vasıtası ile belirtilen dönemler için su dengesinin hesaplanarak
gerekli yorumların yapılması (2015-2020 ve 2020-2050).
YILLIK DÜNYA SU DÖNGÜSÜ(x103)
119 km3/sene
72 km3/sene
47 km3/sene
47 km3/sene
505 km3/sene
458 km3/sene
Yeryüzü
(KITALAR)
Deniz
Su yüzey alanı %71 ; 360x106 km2
Kara yüzey alanı %29; 150 x106 km2
Toplam yüzey alanı %100: 510 x106 km2
Ortalama yağış 990 mm
Deniz
SU VAKFI
İKLİM KUŞAKLARI KAYMASI (Basit Su Vakfı modeli)
Serin
kuru
30o K
Hadley
hücresi
Sıcak
nemli
hava
Ekvator
Hadley
hücresi
~ 250 km
TÜRKİYE
30o G
Serin
kuru
10-12 km
~ 700 m
ĠKLĠM DEĞĠġĠKLĠĞĠ VE HĠDROLOJĠK DENGE
Şehirler
SU
çekimi
Şehirler
SU
sıkıntısı
Gıda
üretimi
Şehirler
Nüfus,
Ekonomik
geliĢme,
Tüketici
Toplum
(ENERJĠ)
Şehirler
Arazi
kullanımı
GHG
salımları
ĠKLĠM
DEĞĠġĠKLĠĞĠ
HĠDROLOJĠK
ÇEVRĠM
KURAKLIKLAR
TAŞKINLAR YERALTI SUYU
BESLENMESİ
KİRLENME
SU VAKFI
SU
ÇEVRİMİ BÖLGELERE GÖRE DEĞİŞİKTİR,
YILLIK
KURAKLIK
ORTALAMA YAĞIŞ 643 mm,
ZAMANINDA EN DÜŞÜK YAĞIŞ 525 mm,
SULAK
ZAMANDA EN BÜYÜK YAĞIŞ 800 mm,
Yıllık olarak ortalamadan %20
farklılık vardır
SU VAKFI
Kullanılabilecek su hacmi
TÜRKİYE
NÜFUSU
KİŞİ BAŞI SU MİKTARI
: 112X109 m3
: 76 Milyon
: 1.600 m3/year
Türkiye “SU SIKINTILI” ülke olarak bilinir!!!!!!.
SU VAKFI
KÜRESEL ORTALAMA SICAKLIKLAR
SON YILLARDA ARTIŞ REKORLARI
KIRMIŞLARDIR
En sıcak 12 yıl:
1998,2005,2003,2002,2004,2006,
2001,1997,1995,1999,1990,2000
Period
SU VAKFI
Rate
50 0.1280.026
100 0.0740.018
Years /decade
Si  S
si 
SS
WORLD JANUARY TEMPERATURE ( C) DATA FROM 1881 - 2013
YENİLİKÇİ GİDİŞ (TREND) ÇÖZÜMLEMESİ
O
2.5
2
1.5
1948 - 2013
o
1
0.5
1.50 C
0.63
o
0.63 + 0.62 = 1.25 C
0.21
0
- 0.48
0.69 oC
0.80 oC
-0.5
-1
- 0.62
-1.5
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1881 - 1947
1
1.5
2
2.5
YENİLİKÇİ GİDİŞ (TREND) ÇÖZÜMLEMES
a
b
c
Buna göre sadece meteoroloji ve iklim açısından yağışlarda azalışlar vardır ve bu azalışların genel
yüzdesi % 5-10 civarındadır. Çalışma alanının yüzey ölçümünün 49,805 km2 ve yıllık ortalama
yağış miktarı da 337.5 mm olduğu var sayılınca meteorolojik olarak bu kapalı havzaya düşen
yağışın yıllık hacmi
H = 49805x106x337.5x10-3 = 16,809x109 m3 (16,809 milyar metre küp, Mm3)
olarak hesaplanır. Bunun % 5 – 10 kadarı olan 0.840x109 m3 ile 1.680x109 m3 arasındaki su
miktarı sadece iklim değişikliğinin bir sonucu olarak azalmaktadır.
YAĞIŞ-YERALTI SUYU İLİŞKİSİ
CİHANBEYLİ: İstasyon no. 17191 (Yıllık toplam yağış)
1200
1000
Eklenik yağış (mm)
800
600
400
1000 mm
200
Sulak
Kurak
0
-200
-400
1930
1940
1950
1960
1970
Yıllar
a
1980
1990
2000
2010
AKSARAY: İstasyon no. 17192 (yıllık toplam yağış)
700
600
Eklenik yağış (mm)
500
400
670 mm
300
200
100
Sulak
0
-100
1938
1948
1958
1968
1978
Yıllar
b
1988
1998
2008
2018
180 mm
c
Bu eğriler, aşağıdaki noktalarda proje alanı ile ilgili hesaplama ve yorumlamalarda işe yarar.
i) Hangi yıllarda su fazlası veya eksikliği olduğunun belirlenmesi,
ii) Su talebi açısından yeterli (sulak) ve yetersiz (kurak) sürelerin belirlenmesi,
iii) Bu süreler boyunca olan kuraklık ve sulaklık toplam miktarlarının belirlenmesi,
iv) Yeraltı suyu seviye (YAS) ölçümleri ile karşılaştırılarak beslenme miktar ve
zamanları belirlenebilir,
v) En büyük eklenik farkların ortalamalarının alınması ve proje sahası alanı, A, ile
çarpılması ile yağışlardan ortaya çıkabilecek su fazlalığının depolanması için gerekli hacim, H,
hesaplanabilir.
Suyun Kaynağı olan YAĞIŞIN (Yağmur,
Kar, Dolu v.b.) Ülkemizdeki Alansal
Dağılımı
SU VAKFI
Türkiye’nin su potansiyeli
•
•
•
•
25 su havzası vardır.
501 milyar m3 yağış düşmektedir.
186 milyar m3 akışa geçmektedir.
Türkiye Su zengini bir ülkemidir? 186 milyar m3; 17
milyar m3 komşu ülkelere; 170 milyar m3 bize kalan
miktardır.
• Nehir ve çaylarımızda akan suyun miktarı 186 milyar
m3; Tuna nehri 206 milyar m3.
• Su zengini ülkelerde kişi başına yıllık su tüketimi
10.000 m3; Türkiye’de yaklaşık 2700 m3; bu miktarınSU VAKFI
2025’te %37 azalaması beklenmektedir.
YILLIK YAĞIŞ
501x109 (m3)
SINIR AŞAN SULAR
7x109 (m3)
YÜZEY AKIŞI
193x109 (m3)
YILLIK YÜZEY SUYU
98x109 (m3)
YÜZEY AKIŞI
186x109 (m3)
BUHARLAŞMA
274x109 (m3)
AKİFERLERE SIZMA
41x109 (m3)
TOPLAM SU
POTANSİYELİ
234x109 (m3)
NET
112x109 (m3)
TOPLAM TÜKETİM
40x109 (m3)
YILLIK YERALTI SUYU
14x109 (m3)
SU VAKFI
2007
2023
Tarım
: 29,5x109 m3 (%74)
Tarım
: 72x109 m3 (%64)
Ev
: 6,2x109 m3 (%15)
Ev
: 18x109 m3 (%16)
Endüstri : 4,3x109 m3 (%11)
TOPLAM
: 40x109 m3
Endüstri : 22x109 m3 (%20)
TOPLAM : 112x109 m3
SU VAKFI
Sulak süre
: 135x109 m3
Kurak
: 90x109 m3
süre
Fark
Bu
: 45x109 m3
durumda %50 salınım vardır.
Pratik bir
tavsiye:
İyi bir yönetim için kurak sürelerde, sulak sürede kullanılan suyun yarısı kullanılması
tavsiye edilir.
SU VAKFI
SU KAYNAKLARI YÖNETİMİ STRATEJİLERİ
Su kaynaklarının eniyi şekilde yönetilmesi ile su
sorunları azaltılabilir.
Bunun için önemli üç önlem vardır.
 Su temininin artırılması
 Su talebinin azaltılması
 Su kalitesinin korunması
29
HAVZALAR ARASI SU TAŞINIMI
Kuraklık ve küresel iklim değişikliği havzalardaki iklim yağış rejimlerinin değişmesine sebep
olur.
Bazı havzalarda yağışlar artarken bazılarında azalmaktadır.
Bu nedenlerle havzalar arası su taşınımı kaçınılmaz olmaktadır.
SU TALEBİNİN AZALTILMASI
 Modern sulama sistemlerinin uygulanması.
 Şehir şebekeleri ile sulama sistemlerindeki sızma kaçaklarının en aza indirilmesi.
 Havza yönetiminin eniyileştirilmesi.
30
a
b
SU VAKFI
c
d
SU VAKFI
Tasarım yağışı (SŞS
eğrileri)
Tasarım hidrografı
İklim değişikliği
Bugünkü
etkisi ile gelecekteki
Tasarım yağışı
tasarım yağış
1
Debi
(m3/s)
2
İklim değişikliği
5-yıl, 10-yıl, 25-yıl, ....
Hidroloji modeli
Bugünkü iklim
Zaman
Yukarıda Su Vakfı tarafından hali hazırda geliştirilmekte olan iklim modeli yazılımının kullanıcı ara yüzü
görülmektedir. Burada bulunan üç damladan birincisi hesaplanması istenilen meteorolojik veya hidrolojik
(akış, taşkın, kuraklık, yeraltı suyu beslenmesi vb.) büyüklüklerin seçilmesini sağlamaktadır. İkinci damla
dünyanın kullandığı ve Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli’nin (Intergovernmental Panel on Climate
Change, IPCC) tavsiye ettiği senaryo alternatifleri arasından seçim yapmayı ve nihayet üçüncü damla da
dünyanın saygın 7 değişik merkezinde yapılmış olan Küresel Dolaşım Modeli’nin seçenekleri arasından
istenilenin belirlenmesini sağlamaktadır.
ÖYKÜLER
SÖZEL
SENARYOLAR
SAYISAL
MODELLER
Öykü: GeçmiĢ zamanlardan bilgiler
ULUSAL VE YEREL
Senaryo: ġimdiki zamanda sözel kurgular
ULUSLARARASI, SRES
Model: Geleceğin sayısal tahmini ve mühendislik, ekonomik ve sosyal çıkarımlar
ULUSLARARASI + ULUSAL
SU VAKFI
ULUSLARARASI MODEL
KDM VERĠLERĠ
(Senayolar)
ULUSAL MODEL
(SU VAKFI)
ALANSAL MODEL
(BBF)
ZAMAN MODELĠ
(Beyaz Markov)
ALT ÖLÇEKLEME
(YağıĢ)
KURAKLIK ve RĠSK
(YağıĢ)
HARĠTALAMA
ÜST ÖLÇEKLEME
(YağıĢ)
HAVZALAMA
(YağıĢ)
HĠDROLOJĠ
(AkıĢlar)
KURAKLIK ve RĠSK
(AkıĢlar)
Morfoloji
Jeoloji
Arazi kullanımı
Toprak sınıfı
Bitki örtüsü
YerleĢim
alanları
SU VAKFI
BÖLGESEL BAĞIMLILIK FONKSİYONU
17062 - Göztepe
AĞIRLIK KATSAYISI (w)
1.2
1
0.8
Ocak
0.6
Haziran
0.4
0.2
0
0
200
400
600
800
MESAFE (km)
1000
1200
1400
1600
Bu yazılım vasıtası ile Türkiye’de istenen bir şehrin gösterilen pencereden seçilmesi ile 2100
yılına kadar aylık olarak tüm meteoroloji ve hidroloji bilgilerine ulaşmak mümkündür. Ayrıca
her hangi bir ilçenin (veya köyün veya merak edilen noktanın) enlem ve boylamı girilerek aynı
meteorolojik ve hidrolojik değişkenlerin bu nokta için değerlerini 2100 yılına kadar aylık olarak
üretmek mümkündür.
FLORYA HADCM3-A2
FLORYA HADCM3-A2
1000
1400
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Ardışık toplam aylık yağış (mm)
800
700
600
500
400
300
200
1000
800
600
400
200
100
0
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
1200
Ardışık toplam aylık yağış (mm)
900
O
S
M
N
M
H
T
Aylar
A
E
E
K
0
A
O
S
M
N
M
a
FLORYA CCCMA-A2
E
E
K
A
E
E
K
A
FLORYA HADCM3-A2
1000
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
700
600
500
400
2031
2032
2033
2034
2035
2036
2037
2038
2039
2040
900
800
Ardışık toplam aylık yağış (mm)
800
Ardışık toplam aylık yağış (mm)
A
b
900
300
200
700
600
500
400
300
200
100
0
H
T
Aylar
100
O
S
M
N
M
H
T
Aylar
c
A
E
E
K
A
0
O
S
M
N
M
H
T
Aylar
d
A
GOZTEPE HADCM3-A2
GOZTEPE HADCM3-A2
1200
1400
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
800
600
1200
Ardışık toplam aylık yağış (mm)
Ardışık toplam aylık yağış (mm)
1000
400
200
0
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
1000
800
600
400
200
O
S
M
N
M
H
T
Aylar
A
E
E
K
0
A
O
S
M
N
M
a
E
E
K
A
E
E
K
A
GOZTEPE HADCM3-A2
GOZTEPE HADCM3-A2
1000
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
800
700
600
500
800
400
300
700
600
500
400
300
200
200
100
100
0
O
S
M
2031
2032
2033
2034
2035
2036
2037
2038
2039
2040
900
Ardışık toplam aylık yağış (mm)
900
Ardışık toplam aylık yağış (mm)
A
b
1000
0
H
T
Aylar
N
M
H
T
Aylar
c
A
E
E
K
A
O
S
M
N
M
H
T
Aylar
d
A
NCARPCM-A2
NCARPCM-B2
NCARPCM-A1B
NCARCSM-A2
HADCM3-B2
HADCM3-A2B
HADCM3-A2
CCCMA-A2
EH4OPYC-A2
EH4OPYC-B2
HADCM3-PREC
Ortalama
19.8
19.8
19.8
19.8
19.4
20.1
18.8
20.1
19.4
20.1
19.4
Şiddeti (mm)
1513.4
1496.2
1471.3
1427.0
1471.3
1483.4
1489.9
1483.2
1468.0
1513.8
1452.6
Dönüş aralığı (ay)
1.1
1.1
1.1
1.1
1.0
1.1
1.0
1.1
1.0
1.1
1.1
Ortanca
(Medyan)
Kuraklık süresi (ay)
14.0
12.0
14.0
12.0
12.0
10.5
12.0
12.0
12.0
15.0
12.0
Şiddeti (mm)
1099.3
953.4
1048.0
886.4
936.8
770.8
982.9
859.7
957.8
1119.3
900.8
Dönüş aralığı (ay)
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
Standart
sapma
Kuraklık süresi (ay)
18.9
19.1
19.4
19.2
18.9
23.7
18.9
21.0
18.4
17.8
22.7
Şiddeti (mm)
1466.5
1448.0
1435.0
1390.5
1430.5
1737.7
1495.4
1562.8
1414.3
1379.4
1716.2
Dönüş aralığı (ay)
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.0
0.3
0.3
0.3
0.3
Ortalama
Kuraklık süresi (ay)
19.8
19.8
20.1
19.1
20.1
20.5
18.8
19.4
19.8
20.1
19.4
Şiddeti (mm)
2577.8
2631.0
2706.1
2310.1
2606.4
2752.2
2578.7
2502.1
2590.9
2556.3
2459.3
Dönüş aralığı (ay)
1.1
1.1
1.1
1.0
1.1
1.1
1.0
1.0
1.1
1.1
1.1
Ortanca
(Medyan)
Kuraklık süresi (ay)
14.0
15.0
16.0
12.0
14.5
13.0
11.0
15.0
15.0
15.0
12.0
Şiddeti (mm)
1907.0
1683.9
2106.5
1576.2
1867.7
1682.9
1648.1
1910.9
1937.9
1855.2
1544.7
Dönüş aralığı (ay)
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
Kuraklık süresi (ay)
18.9
17.7
18.1
17.7
19.1
19.7
19.1
18.1
18.4
17.8
22.7
Stan
dart
sap
ma
SARIYER
FLORYA
İstasyonlar
Kuraklık süresi (ay)
p=0.95
ULUSAL İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ MODEL VE YAZILIM SONUÇLARI
Florya Ayamama Deresi, İkitelli civarı (NCAR-PCM SRES A2)
350
SU VAKFI
NCARPCM-SRES-A2
Istasyon No: 17636
300
Yagýs (mm)
Yağış (mm)
250
200
150
100
50
0
2000
2020
20
40
60
2005
80
100
120
Aylar
2010
140
160
180
200
2015 -2016
220
240
Aylar
Yıllar
ULUSAL İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ MODEL VE YAZILIM SONUÇLARI
Florya Ayamama Deresi, İkitelli civarı (Max Planck B2)
350
300
Max Plank Küresel
Model
250
(mm)
Yagis(mm)
Yağış
SU VAKFI
EH40PYC-SRES- B2
Istasyon No: 17636
200
150
100
50
0
0
2000
20
40
60
2005
80
100
120
2010
140
160
180
2015
200
220
240
Aylar
2020 Yıllar
Önceki 2 şekilde Su Vakfı tarafından geliştirilen ulusal iklim değişikliği modeline göre, 2100
yılına kadar olan aylık yağış değişimlerinden, sadece 20 yıl (240 ay) süresince ortaya çıkabilecek
yağış miktarları gösterilmektedir.
Burada ilk aşırı yağışların 2009 yılında olacağı kırmızı çizgi ile gösterilmiştir. Ancak 2014 yılında
da şimdikinden daha büyük yağışların ortaya çıkacağı ikinci kırmızı çizgiden anlaşılmaktadır.
Buna göre gerekli tedbirlerin şimdiden alınmasında yarar vardır. Su Vakfı tavsiyesi olarak taşkın
potansiyeli olan her derede TAŞKIN RİSK HARİTAlarının şimdiden çıkarılarak hangi risk
seviyelerinde hangi su seviyelerine erişileceğinin belirlenmesi gereklidir. Böyle bir çalışma
sadece yerel yöneticilerin işini kolaylaştırmakla kalmayacak, sigorta şirketleri ve birçok kamu
kuruluşunun geleceğe yönelik yapacağı stratejik planlamalarına bir esas teşkil edecektir.
SU VAKFI
ULUSAL İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ MODEL VE YAZILIM SONUÇLARI
TÜRKİYE YILLIK AKIŞLAR
5
2.4
NCARPCM - A2
x 10
SU VAKFI
Su fazlalığı
A
kı
Ģ
(
M
il
ya
r
m
3)
Akis (m3)
Akış (Milyar m3)
2.2
2040 sonrası
azalıĢ gidiĢi
(trendi)
2
1.8
1.6
1.4
Kuraklık
1.2
2000
2010
2020
2030
2040
2050
Yillar
2060
2070
2080
2090
2100
Yıllar
Yukarıdaki şekilde Su Vakfı tarafından geliştirilen ulusal iklim değişikliği modeline göre Türkiye genelinde
2008 yılı civarında büyük bir kuraklığın ortaya çıkmış olduğu görülmektedir. Ayrıca 2013-14 yıllarında
büyük bir su fazlalığı yani yağışların Türkiye genelinde ortalamadan daha fazla olması beklenmektedir.
Esas iklim değişikliğinin kendisini göstermesi 2040 yıllarından sonra olacak ve Türkiye genelinde SU VAKFI
yağışların şekilde görüldüğü üzere bir azalışa geçeceği anlaşılmaktadır. Azalış miktarının % 10-15
civarında olması beklenmektedir. Bunun anlamı Türkiye genelinde uluslararası modellere göre % 25
civarında olacağı söylenen azalışın ulusal modele göre ancak % 10-15 miktarında olacağıdır.
5
6.5
HADCM3 - A2B
x 10
TURKIYE ortalamasi
6
Dusen Su (Mm3)
5.5
5
4.5
4
SU VAKFI
3.5
2000
2010
2020
2030
2040
2050
Yillar
2060
2070
2080
2090
2100
DİCLE HADCM3-A2
DİCLE HADCM3-A2
1000
1200
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Ardışıkk toplam aylık yağış (mm)
800
700
600
500
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
1000
Ardışıkk toplam aylık yağış (mm)
900
400
300
800
600
400
200
200
100
0
O
S
M
N
M
H
T
Aylar
A
E
E
K
0
A
400
300
200
100
0
N
M
H
T
Aylar
A
E
E
K
A
2031
2032
2033
2034
2035
2036
2037
2038
2039
2040
800
Ardışıkk toplam aylık yağış (mm)
Ardışıkk toplam aylık yağış (mm)
500
M
900
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
600
S
DİCLE HADCM3-A2
DİCLE HADCM3-A2
800
700
O
700
600
500
400
300
200
100
0
O
S
M
N
M
H
T
Aylar
A
E
E
K
A
O
S
M
N
M
H
T
Aylar
A
E
E
K
A
DİCLE HADCM3-A2
DİCLE HADCM3-A2
5000
8000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
6000
5000
4000
4000
Ardışık toplam akış (m3/sn)
Ardışık toplam akış (m3/sn)
7000
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
4500
3000
3500
3000
2500
2000
1500
2000
1000
1000
0
500
O
S
M
N
M
H
T
Aylar
A
E
E
K
0
A
2500
2000
3500
1500
3000
2500
2000
1000
500
500
0
O
S
M
N
M
H
T
Aylar
A
M
H
T
Aylar
A
E
E
K
A
E
E
K
A
1500
1000
0
N
2031
2032
2033
2034
2035
2036
2037
2038
2039
2040
4000
Ardışık toplam akış (m3/sn)
Ardışık toplam akış (m3/sn)
3000
M
4500
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
3500
S
DİCLE HADCM3-A2
DİCLE HADCM3-A2
4500
4000
O
E
E
K
A
O
S
M
N
M
H
T
Aylar
A
4
16
HADCM3 - A2
x 10
Karadeniz;
Ic Anadol;
Akdeniz;
GuneyD;
Ege;
Marmara
Dogu Anadolu;
14
Dusen Su (Mm3)
12
10
8
6
4
SU VAKFI
2
2000
2010
2020
2030
2040
2050
Yillar
2060
2070
2080
2090
2100
HADCM3 - A2
1200
Karadeniz;
Ic Anadol;
1100
Akdeniz;
GuneyD;
Ege;
Marmara
Dogu Anadolu;
1000
Yagis (mm)
900
800
700
600
500
400
300
2000
SU VAKFI
2010
2020
2030
2040
2050
Yillar
2060
2070
2080
2090
2100
5
7
HADCM3 - A2
x 10
6.5
Dusen Su (Mm3)
6
5.5
5
4.5
4
2000
SU VAKFI
2010
2020
2030
2040
2050
Yillar
2060
2070
2080
2090
2100
HADCM3 - A2
900
850
800
Yagis (mm)
750
700
650
600
550
500
2000
SU VAKFI
2010
2020
2030
2040
2050
Yillar
2060
2070
2080
2090
2100
4
6
HADCM3 - A2
x 10
Karadeniz;
Ic Anadol;
Akdeniz;
GuneyD;
Ege;
Marmara
Dogu Anadolu;
5
Akis (Mm3)
4
3
2
1
0
2000
SU VAKFI
2010
2020
2030
2040
2050
Yillar
2060
2070
2080
2090
2100
4
6
NCARCSM - A2
x 10
Karadeniz;
Ic Anadol;
Akdeniz;
GuneyD;
Ege;
Marmara
Dogu Anadolu;
5
Akis (Mm3)
4
3
2
1
0
2000
SU VAKFI
2010
2020
2030
2040
2050
Yillar
2060
2070
2080
2090
2100
5
1.8
NCARCSM - A2
x 10
Karadeniz;
Ic Anadol;
Akdeniz;
GuneyD;
Ege;
Marmara
Dogu Anadolu;
1.6
Dusen Su (Mm3)
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
SU VAKFI
0.2
2000
2010
2020
2030
2040
2050
Yillar
2060
2070
2080
2090
2100
SU DENGESİ
SU VAKFI
Sıcaklık (S)
Potansiyel
EvapoTranspirasyon
(PET)
YağıĢ (YA)
Kar (K)
Gerçek
EvapoTranspirasyon
(GET)
Yağmur (Y)
Dolaysız akıĢ (DA)
Zemin nemi hazne kapasitesi (ZNHK)
AkıĢ fazlalığı (AF)
Zemin nemi haznesi (ZNH)
SU VAKFI
Su dengesinde ilk olarak tahmin hesaplamaları mm cinsinden hidrolojik çevrimin YA, Y ve K
bileşenleri için yapılır.
Sıcaklık, S, belirtilen bir eşik sıcaklığın, Skar, altında kalınca yağışın tümü kar olarak ortaya çıkar.
Eğer sıcaklık yağmur eşiğinin, Syağmur, üstünde ise yağışlar yğmur olark görülür.
Bu iki sıcaklık eşiği arasında karın miktarı doğrusal olarak %100’den %0’a azalır.
Bunu şu şekilde ifade etmek mümkündür.
 S yagmur  S 

K  YAx
S


S
 yagmur kar 
SU VAKFI
Y  YA  K
Yapılan ön çalışmalarda Syağmur değerinin 3 oC; Skar’ın ise 1,000m’den düşük (büyük) seviyelerde
-10 oC (- 1 oC) olarak alınması tavsiye edilmiştir
Dolaysız akışın hesaplanmasında ise bunun yağmur miktarının belirli bir yüzdesi, , olması
tavsiye edilir.
DA  xY
Buradaki yüzdenin de %5 olması tavsiye edilmektedir. Kalan yağış (KYA) miktarı yağmur
miktarından dolaysız akış miktarının çıkartılması ile hesaplanır.
KYA  Y  DA
SU VAKFI
SU VAKF
Kar erimesi oranı (KEO) de ortalama aylık sıcaklık ile erime oranı, , işin içine katılarak,
 S  S kar 

KEO  x
S


S
 yagmur kar 
Çalışmalarda =0.5 tavsiye edilmektedir Wolock and McCabe, 1999). Eğer KE > , bu taktirde
KE =  alınır. Aylık kar erimesi (KE) de
KE KxKEO
SU VAKFI
Kalan yağışa (KYA) kar erimesi (KE) ilave edilerek zemine giren toplam su miktarı (TSM)
hesaplanır.
Gerçek evapotranspirasyon (GET) potansiyel evapotranspirasyon (PET), zemin nemi haznesi
(ZNH) ve zemin nemi haznesi çekim (ZNHÇ) miktarlarından hesaplanır.
Aylık PET ortalama aylık sıcaklıktan o şekilde hesaplanır ki asla susuz kalmayan çok geniş, tektür
(homojen) ve bitki örtülü alandan olan su kaybı olarak tanımlanır. PET iklimin talep ettiği su
miktarıdır.
PET hesabı Hamon (1961) tarafından verilen aşağıdaki formüle göre yapılır.
PET 13.97xgxs DSB
2
Burada g bir aydaki gün sayısı; s 12 saatlik bir sürede ortalama günlük gün ışığı saati ve DSB’de
doygun su buharının gr/m3 olarak yoğunluğunu gösterir. DSB hesabı sıcaklığa bağlı olarak,
0.062 xS
4.95xe
DSB 
100
SU VAKFI
Eğer herhangi bir ayda TSM < PET ise, GET = (TSM + ZNHÇ)’dir.
ZNHÇ ise ZNH iledoğrusal olarak o şekilde azalır ki zemin kuru hale gelirken, zeminden suyun
çekilmesi daha da zorluk arz eder ve böylece GET için daha az su kalır.
ZNHÇ için önceki ayın ZNH, (ZNH)i ve ZNHK cinsinden aşağıdaki denkleme göre hesap etmek
mümkündür.

 ZNHi 1  
ZNHÇ ( ZNH) i 1   YA  PET x 


 ZNHK  

McCabe and Wolock (1999) birçok yerde zemin ZNHK’nin 150 mm olarak alınabileceğini
söylemiştir.
SU VAKFI
Eğer (YA ve ZNHÇ) < PET su eksikliği, SE = PET – GET olarak hesaplanır.
Eğer YA > PET ise GET = PET’dir ve PET’den fazla olan su ZNH’ni besler.
Eğer ZNH > ZNHK ise fazla su, akış fazlası (AF) olarak ortaya çıkar ve sonunda akışa eklenir.
Aylık dolaysız akışın (DA) üretilmesi ise su fazlalığının belirli bir yüzdesi ile olur ki 0.5 genellikle
kullanılan bir faktördür.
Tüm hesaplamalar halka açık ve üçretsiz olan Thornthwaite yazılımının kullanılması ile otomatik
olarak yapılabilir.
SU VAKFI
Aylık dolaysız akışın (DA) üretilmesi ise su fazlalığının belirli bir yüzdesi ile olur ki 0.5
genellikle kullanılan bir faktördür.
i) Akış faktörü (%50),
ii) Dolaysız akış faktörü (%5),
iii) Zemin nemi depolama kapasitesi (150 mm),
iv) Enlem derecesi (35 Kuzey),
v) Yağış sıcaklık eşiği (3 oC),
vi) Kar sıcaklık eşiği (-1oC).
(oC)
(mm)
SU DENGESİ ÇIKTILARI
YIL
Kar erimesi
Dolaysız akıĢ
Gerçek ET
AkıĢ
Zemin nemi deposu YağıĢ
Sıcaklık
Su kaynakları
(Hilal üstü, Türkiye)
Bereketli Hilal
Kuraklık
(Hilal altı, Arap Yarımadası)
Kutsallık
Petrol
Bereketli Hilal ve çevresi
Fırat ve Dicle Havzaları Modeli (FDHM) (The
Euphrates and Tigris River Basin Model - ETRBM)
Hedef:
• Metodoloji geliştirmek ve uygulamak
– ETRBM’in FDHM adı altında zaman boyutuyla geliştirilmesi
– Periyotlar arası su naklinin mümkün kılınması (inter-temporal
allocation)
İçerik:
• Baz Modelin tanıtımı
• Sürdürülebilir net ekonomik fayda ve su kaynakları
dağıtımı için kooperatif oyun teorisi kavramlarının
uygulanması
Model Varsayımları ve Kabulleri
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tüm bölgede aynı tarımsal verimlilik varsayıldı.
Çevresel problemler kapsam dışı tutuldu (tuzluluk, ve sudaki biyokimyasal oksijen
talebi gibi).
Tüm bölgede aynı enerji fiyatları kullanıldı.
Tüm bölge genelinde kendi aralarında farklılık gözetmeyen kentsel ve tarımsal su
kullanım değerleri varsayıldı.
Irak ve Suriye’de sadece nüfusu 100.000’i aşan şehirler kentsel talep noktaları
olarak modele katıldı.
Yeraltı su kaynakları veri bulmadaki problemler sebebiyle model kapsamına
alınmadı.
Su birim nakil maliyetleri tüm bölge için aynı kabul edildi.
Başlangıç için Baz Optimizasyon Modeli ülke ve havza farklılığı gözetmeksizin
toplam bölgesel net faydayı maksimize etmek üzere tasarlandı. Takibinde bu
varsayım Oyun Teorisi çerçevesinde uyarlandı.
Arz noktasından arz noktasına birim nakil maliyetleri tarımsal amaçlı su nakil
maliyetleriyle aynı kabul edildi.
Hektar ve kişi başı su tüketimlerine bir üst sınır koyularak aşırı su tüketimleri
önlenmiş oldu.
Oranlar: Dönemlere göre arz noktalarına su katılım, arz noktalarından buharlaşma,
ve talep noktalarında görülen su talep oranları tüm havza için aynı kabul edildi.
Dönemlere göre su kullanım faydası değerleri aynı kabul edildi, farklılaşmış üst
tüketim miktarları ile de dönemlere göre ihtiyaçlar belirlenerek ihtiyaç fazlası
tüketimler sınırlandı.
FDHM’in Mekansal Yapısı
TURKEY
j=6
i=40
j=3
j=4
i=38
i=2
i=3
i=8
i=41
j=18
j=2
i=1
i=7
N
i=37
j=1
j=5
j=19
j=22
j=24
j=23
i=4
2 Farklı Dönem (t)
• 1: Yağışlı (Aralık–Mayıs)
• 2: Kurak (Haziran–Kasım)
45 Arz Noktası (j)
• 15 arz noktası Türkiye’de
• 7 arz noktası Suriye’de
• 23 arz noktası Irak’ta
63 Talep Noktası (i)
• 24 talep noktası Türkiye’de
• 16 talep noktası Suriye’de
• 23 talep noktası Irak’ta
Havzalar arası Bağlantılar
Bütün bağlantılar Dicle’den Fırat’a
• j=21’den j=12’ye: Türkiye’den Suriye’ye
• j=28’den to j=14’e: Irak İçerisinde
• j=31’den to j=16’ya: Irak İçerisinde
i=24
i=20
i=42
i=46
j=7
i=23
j=25
j=26
i=6
i=47
i=48
i=25
i=39
i=49
i=51
i=5
j=10
i=44
i=43
i=50
i=21
j=8
i=9
i=10
i=53
j=20
i=13
j=11
j=9
i=11
j=21
i=22
j=12
j=27
i=26
i=45
i=36
i=14
i=12
i=52
j=13
i=15
j=28
j=33
i=56
j=34
SYRIA
i=27
j=35
j=29
j=36
i=28
i=61
i=32
j=39
j=38
j=37
j=30
i=29
j=40
i=33
i=57
i=60
j=14
i=16
j=41
j=43
j=31
j=15
j=42
i=30
j=17
i=34
j=44
i=35
i=63
i=19
i=54
i=17
j=16
i=58
i=18
IRAQ
i=59
j=32
i=62
i=31
i=55
LEGEND
j=
j=45
i=
Withdrawal Direction
Flow Direction
Country Borders
Interbasin Links
Supply Nodes
Demand Nodes
FDHM’ın Matematiksel Yapısı
Optimizasyon Tekniği: Lineer Programlama
• Hedef Fonksiyonu (Maximize)
–
–
–
–
–
Tarımsal faydalar
Kentsel faydalar
Enerji faydaları
Kentsel ve tarımsal kullanımlar için nakil maliyetleri
Havzalara arası su nakil maliyetleri
• Kısıtlar (Subject to)
– Arz noktaları girdi çıktı eşitliği (denge) kısıtları
– Minimum & maksimum su tüketim kısıtları
– Aktif rezervuar kapasite kısıtları
Download

su bütçesi çalışmaları ve türkiye`nin bugün ve gelecekteki su