Ergene havzası yağış – akış ilişkilerinin hidrolojik ve hidrolik modelleme ile belirlenmesi

Abstract

Hızlı nüfus artışıyla birlikte su talebinin artması, bu talebi karşılayacak kaynakların azlığı, gelişen sanayi ve tarımsal faaliyetler nedeniyle aşırı kullanım ve kirliliğin artması gibi sorunlar su kaynakları yönetiminin önemini her geçen gün daha da artırmaktadır. Artan endüstrileşme nedeniyle su kaynaklarının sürdürülebilirliğinin tehlike altına girdiği Ergene Nehri’nde de su kalitesi bakımından ciddi bozulmalar meydana gelmiştir. Bu sebeple Meriç-Ergene Havzası için yapılan havza koruma eylem planı çerçevesinde Ergene Nehri’nin emizlenmesine yönelik çalışmalar başlamıştır. Ancak eylem planı kapsamında öngörülen “Su kalitesinin izlenmesi” faaliyetlerinin yetersiz olduğu gerekçesiyle TÜBİTAK destekli 115Y064 nolu proje gerçekleştirilmiş ve su kalitesinin yönetimi için bir karar destek sistemi geliştirilmiştir. Gerçekleştirilen projenin işlem adımlarından biri olan bu çalışmada, Ergene Havzası’nın hidrolojik durumu tespit edilmiş ve su kalitesi modeline katkı sağlamak amacıyla hidrolik modeli kurulmuştur. Hidrolojik ve hidrolik modelleme süreci sırasıyla Amerikan Ordu Mühendisleri Hidroloji Mühendisliği Merkezi kapsamında geliştirilen HEC-HMS ve HEC-RAS programları ile gerçekleştirilmiştir. Hidrolik modelde kullanılacak akış hidrografını elde etmek amacıyla, havzanın hidrolojik durumunun temsil edildiği hidrolojik model kurulmuştur. Yapılan saha çalışması sonucu elde edilen veriler kullanılarak bir boyutlu kararlı akım simülasyonu ile akış kollarındaki en kesitlerde Manning pürüzlülük katsayıları kalibre edilmiş, kalibre edilen değerler ve hidrolojik modelden temin edilen akış hidrografları bir boyutlu kararsız akım simülasyonlarında kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre hesaplanan akış hidrografları ile gözlenen akış hidrograflarının trendinin benzerlik gösterdiği ancak pik debiler arasında uyumsuzluk olduğu gözlenmiştir. Endüstriyel ve tarım faaliyetlerinin yoğun olduğu Ergene Havzası’nda bu faaliyetlerden kaynaklanan yapay su katkısı, modelleme sürecini negatif yönde etkilese de genel olarak uyumlu sonuçlar elde edilmiştir.

Increasing demand for water due to rapid population growth, lack of resources to meet this demand, excessive use and pollution due to developing industrial and agricultural activities increase the importance of water resources management day by day. There has been serious deterioration in water quality in the Ergene River, where the sustainability of water resources has been endangered due to the increasing industrialization. For this reason, within the scope of the basin protection action plan for the Meriç-Ergene Basin, the studies on cleaning the Ergene River have been started. However, in view of the insufficient "monitoring of water quality" activities foreseen under the action plan, TUBİTAK project number 115Y064 was implemented and a decision support system was developed for the management of water quality. In this study, which is one of the process steps of the project, the hydrological status of the Ergene Basin has been determined and a hydraulic model has been established to contribute to the water quality model. The hydrological and hydraulic modeling process was carried out by HEC-HMS and HEC-RAS programs developed by US Army Corps of Engineers Hydrologic Engineering Center. A hydrological model representing the hydrological status of the basin was established to obtain flow hydrographs to be used in the hydraulic model. Using the data obtained from the field study, the Manning roughness coefficients were calibrated in the cross sections with one dimensional steady state simulation, and flow hydrographs obtained from the hydrological model and the calibrated values were used in one dimensional unsteady simulation. According to the results, it was observed that the trend of estimated and observed flow hydrographs are similar despite the discrepancy between the peak flow rates. Although the artificial water contribution in Ergene Basin, where industrial and agricultural activities are intense, affect negatively the modeling process, generally consistent results were obtained.