İzmir'e su sağlayan kuyularda yer altı suyu seviye salınımlarının stokastik analizi

Türkiye'nin üçüncü büyük kenti olan İzmir, yıllık 200 milyon m3 civarında bir içme suyu ihtiyacına sahiptir. Bu ihtiyacın yarıdan fazlasının Göksu ve Sarıkız akiferlerinde açılan kuyulardan sağlanması, bu su kaynaklarının zamana bağlı davranışlarının modellenmesi çalışmalarına hayati bir önem kazandırmaktadır. Bu çalışmada, Göksu 16859-A ve Sarıkız Rasat-1 kuyularında kaydedilen aylık yeraltı suyu seviye gözlemlerindeki deterministik trendler çeşitli testlerle teşhis edilip ayıklanmıştır. Trendi alınmış ve tam standardize edilmiş su seviyelerine AR(1), AR(2), ARMA(1,1) gibi mevsimsel olmayan stasyoner zaman serisi modelleri uyarlanmıştır. Birinci Mertebeden tam standardize fark serilerine uyarlanmış stasyoner olmayan ARIMA(p,1,q) modelleri her iki kuyuda da su seviyelerinin rastgele seyir – ARIMA(0,1,0) – ve/veya içsel bağımlı tümleşik hareketli ortalamalı – IMA(1,1) – gibi modellerle başarıyla temsil edilebildiği görülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında, yağış girdisinin kuyu su seviyeleri üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla ARMA(1,1,1,0), ARX(1,1,0) ve ARX(2,1,0) gibi yağış girdili transfer fonksiyonu modelleri kurulmuştur. Oldukça başarılı görülen bu modellerin tahmin performanslarını karşılaştırmak amacıyla farklı mimarilerde beş farklı yapay sinir ağı (YSA) modeli geliştirilmiştir. Girdi katmanlarında önceki aylardaki kuyu su seviyelerini, yağışları ve çekimleri barındıran bu YSA modellerinin tahmin performanslarının yüksek olduğu ve su seviyesi sürecindeki non-lineer dinamik oluşum mekanizmasını daha iyi temsil edebileceği sonucuna varılmıştır. Anahtar sözcükler: Yeraltı suyu seviye salınımları, stasyoner ve stasyoner olmayan zaman serisi modelleri, transfer fonksiyon modelleri, yapay sinir ağları (YSA)