Hidrolojik verilerin alansal dağılımında farklı enterpolasyon yöntemlerinin karşılaştırılması: Uygulama Konya kapalı havzası

Günümüzde tüm dünyayı etkisi altına alan küresel ısınma ve iklim değişikliği olayları su kaynakları üzerinde de etkisini ciddi ölçüde göstermeye başlamıştır. Bu nedenle iklim ve hidrolojik konularda yapılan çalışmalar büyük önem arz etmektedir. Hidrolojik modeller havzalarda hidrolojik sürecin işleyişi ve hidrolojik yapının anlaşılması, iklim değişiminin su kaynakları üzerindeki etkisinin tespit edilmesi, eksik verilerin ve gözlem verisi bulunmayan noktalarda ihtiyaç duyulan verilerin tahmin edilmesi, su kaynaklarının korunması, planlaması ve su politikalarının doğru şekilde yönetilmesi maksadıyla sıkça kullanılmaktadır. Hidrolojik verilerin alansal dağılımını bilmek su kaynaklarını korumak, planlamak ve yönetmek açısından oldukça önemlidir. Bu tez çalışmasında Konya Kapalı Havzası'nda (KKH) hidrolojik verilerin alansal dağılımlarının gerçekleştirilmesinde deterministik ve jeoistatistik enterpolasyon yöntemlerinin uygulanabilirliği araştırılmıştır. Çalışmada kullanılan veri setleri Meteoroloji Genel Müdürlüğü (MGM) ve Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü'nden (DSİ) temin edilmiştir. Veriler 1971-2019 yılları arasında 11 ve 2014-2019 yılları arasında 34 meteoroloji gözlem istasyonunun aylık toplam yağış ve aylık ortalama sıcaklık değerlerinden ve 2002-2019 yılları arasında 39 yeraltı suyu kuyusunun su seviyesi ölçümlerinden oluşmaktadır. Enterpolasyon yöntemlerinde yağış verileri ve kuyu su seviyesi verileri ham veri olarak kullanılırken, sıcaklık verileri Oudin yöntemiyle potansiyel evapotranspirasyon (PET) hesabında kullanılmıştır. Alansal tahminlerde deterministik yöntemlerden Ters Mesafe Ağırlıklı Enterpolasyon Yöntemi (IDW), Regularized Spline (Sp-R) ve Tension Spline (Sp-T) yöntemleri kullanılırken jeoistatistik yöntemlerden Ordinary Kriging (OK) ve Universal Kriging (UK) yöntemleri kullanılmıştır. OK metodunda yarıvariogram yöntemi olarak literatürde en sık kullanılan Küresel (OK-K), Gaussian (OK-G), Dairesel (OK-D) ve Exponential (OK-E) kullanılmıştır. Deterministik ve jeoistatistik yöntemler sonucunda elde edilen tahmin değerlerinin doğruluğu ve başarısı, ortalama mutlak hata (OMH), karekök ortalama karesel hata (KOKH), determinasyon katsayısı (R²) ve Nash-Sutcliffe etkinlik katsayısı (NSE) performans kriterleri ile değerlendirilmiştir. 1971-2019 yılları arasında aylık toplam yağış için 3 test istasyonuna ait en başarılı enterpolasyon modellerinin performansı değerlendirildiğinde NSE metriğine göre en yüksek tahmin başarısı Cihanbeyli istasyonunda en düşük tahmin başarısı ise Seydişehir istasyonunda elde edilmiştir. Cihanbeyli istasyonu için Sp-T yağış modeli R²=0.741, NSE=0.721, OMH=9.11 mm ve KOKH=12.42 mm değerleri ile en başarılı model olmuştur. Seydişehir istasyonu için Sp-R yağış modeli R²=0.762, NSE=0.561, OMH=27.78 mm ve KOKH=42.55 mm değerleri ile en başarılı model olmuştur. 1971-2019 periyodundaki diğer test istasyonu olan Karapınar istasyonunda ise OK-G en başarılı enterpolasyon metodu olmuştur. Bu istasyonda OK-G metodu ile R²=0.725, NSE=0.704, OMH=8.24 mm ve KOKH=11.55 mm değerleri edle edilmiştir. 2014-2019 yılları arasında yağış modellerinin performansı değerlendirildiğinde; test istasyonları içerisinde en yüksek tahmin başarısını gösteren istasyon Seydişehir istasyonu iken en düşük tahmin başarısını Sultanhanı istasyonu göstermiştir. Aylık toplam yağış tahmininde Seydişehir istasyonu için IDW metodu R²=0.848, NSE=0.843, OMH=15.29 mm ve KOKH=22.52 mm değerleri ile en başarılı model olmuştur. Sultanhanı istasyonu için ise OK-G metodunda R²=0.576, NSE=0.533, OMH=9.30 mm ve KOKH=15.61 mm olarak elde edilmiştir. Kullanılan enterpolasyon modellerinin PET tahminindeki performansı değerlendirildiğinde; test istasyonlarında en başarılı enterpolasyon metotlarına ait NSE değerleri 1971-2019 ve 2014-2019 periyotlarında sırasıyla 0.996 ve 0.986'nın üzerinde olup "çok iyi" düzeyde başarı elde edildiği tespit edilmiştir. 2002-2019 periyodu için yeraltı suyu seviyesi (YASS) tahmininde enterpolasyon metotlarının tahmin performansı değerlendirildiğinde 4 kuyuda başarılı sonuçlar elde edilirken geriye kalan kuyularda YASS tahmininde kullanılan metotlar başarısız olmuştur. Test kuyuları içerisinde en yüksek tahmin başarısı OK-G enterpolasyon metodu ile 52267 (13312) gözlem kuyusunda elde edilmiştir. 52267 (13312) gözlem kuyusunda OK-G metodu ile R²=0.915, NSE=0.896, OMH=0.031 mm ve KOKH=2.457 mm olarak elde edilmiştir.