Sediment yükü ve nehir akımlarının SWAT modeli ile tahmin edilmesi ve frekans analizleri

Havza üzerinde doğru ve güvenilir bir akım ve sediment tahmini yapmak su kaynakları yönetim uygulamalarında önemlidir. Bu çalışmada, su yönetimi uygulamalarını geliştirmek için akarsu akışını, sediment verimini ve toprak erozyonuna yatkın alanların alt havza ölçeğinde belirlenmesi için Toprak ve Su Değerlendirme Aracı (Soil and Water Assessment Tool, SWAT) kullanılmıştır. Türkiye'nin en büyük ve en yüksek su potansiyeline sahip havzası olan Fırat-Dicle havzasının, Murat Nehri havzası olarak adlandırılan, üst kısmı çalışma alanı olarak seçilmiştir. Oluşturulan model, sediment ve akım tahmini için kalibrasyon (2006-2010) ve doğrulama (2011-2013) periyotlarında çalıştırılmıştır. Aylık akım tahmini için elde edilen değerler, E21A074 ve E21A077 istasyonlarında kalibrasyon periyodunda sırasıyla NSE: 0.57, 0.77, R2: 0.57, 0.77 ve PBIAS: -7.4, -6.6 olarak, doğrulama periyodunda ise NSE:0.50, 0.75, R2: 0.53, 0.78, PBIAS: 15.6, -3.1 olarak elde edilmiştir. Günlük akım modelleme sonuçlarına göre ise E21A074 ve E21A077 istasyonlarında kalibrasyon periyodunda elde edilen performans istatistiklerine göre sırasıyla NSE: 0.56, 0.45, R2: 0.57, 0.46 ve PBIAS: -15.0, 7.7 olarak, doğrulama periyodunda ise NSE: 0.55, 0.50, R2: 0.56, 0.50 ve PBIAS: 1.20, 1.20 olarak bulunmuştur. Bununla beraber, her iki istasyondan alınan sediment verileri ile modelleme sonuçları karşılaştırılmış ve E21A074 istasyonu için kalibrasyon ve doğrulama periyodunda NSE: 0.54, 0.69, R2: 0.67, 0.68 ve PBIAS: -33.8, 4.6 olarak, E21A077 istasyonunda ise NSE: 0.62, 0.35, R2: 0.68, 0.56 ve PBIAS: -3.2, -77.2 olarak elde edilmiştir. Akım ve sediment tahmininin yanında SWAT modelinden elde edilen sonuçlar ile havzanın hidrolojik analizi de yapılmıştır. Alt havza ölçeğinde oluşturulan toprak kaybı haritası incelendiğinde toplam havza alanının % 3.9' unun çok şiddetli ve %21.3' ünün ise şiddetli toprak erozyonu koşulları altında olduğu belirlenmiştir. Bunun yanında havzanın arazi kullanımı ve topografik özellikleri incelendiğinde en yüksek toprak kaybının çorak arazilerde ve arazi eğiminin %25'ten fazla olduğu alt havzalarda meydana geldiği gözlemlenmiştir. Özellikle 65, 66, 74, 75, 76, 137 ve 139 numaralı alt havzalar en yüksek yüzey akışı, tortu verimi ve toprak erozyonunu ürettiği tespit edilmiştir. Sonuç olarak, SWAT modeli Murat Nehri havzasında günlük ve aylık bazda akım ve sediment verimini tahmin etmedeki kullanılabilirliği kanıtlanmış ve bu sonuçların SWAT modelinin su kaynakları yönetiminde araştırmacılara yön gösterecek bir araç olduğu belirlenmiştir. Ayrıca SWAT modelinden elde edilen sonuçlarla havzanın hidrolojik parametreleri belirlenmiş olup sonuçların bu bölgede yapılacak hidrolojik çalışmalara rehberlik edeceği düşünülmektedir.