ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ Ali Demir ...

112 Pages·2009·2.48 MB·Turkish

by  Eğitim Fotokopi

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

Ali Demir KESKİNER

FARKLI OLASILIKLI YA ĞIŞ VE SICAKLIKLARIN CBS ORTAMINDA
HARİTALANMASINDA UYGUN YÖNTEM BEL İRLENMESİ VE M. TURC
YÜZEY AKI Ş HAR İTASININ GEL İŞTİRİLMESİ: SEYHAN HAVZASI
ÖRNEĞİ

TARIMSAL YAPILAR VE SULAMA ANABİLİM DALI

ADANA, 2008
ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

FARKLI OLASILIKLI YAĞIŞ VE SICAKLIKLARIN CBS ORTAMINDA
HARİTALANMASINDA UYGUN YÖNTEM BELİRLENMESİ VE M. TURC
YÜZEY AKIŞ HARİTASININ GELİŞTİRİLMESİ:
SEYHAN HAVZASI ÖRNEĞİ

Ali Demir KESKİNER

YÜKSEK LİSANS TEZİ
TARIMSAL YAPILAR VE SULAMA ANABİLİM DALI

Bu tez 15/12/2008 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Taraf ından Oybirliği İle Kabul
Edilmiştir.
İmza…………………... İmza………………….......... İmza…………………........
Prof.Dr.Mahmut ÇETİN Doç.Dr.Süha BERBEROĞLU Doç.Dr.Fatih TOPALOĞLU
DANIŞMAN ÜYE ÜYE

Bu Tez Enstitümüz Tarımsal Yapılar ve Sulama Anabilim Dalında Hazırlanmıştır.

Kod No:

Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ
Enstitü Müdürü
İmza ve Mühür

Bu Çalışma Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Fonu Tarafından Desteklenmiştir.
Proje No: ZF2007YL20

• Not: Bu tezde kullan ılan özgün ve ba şka kaynaktan yap ılan bildiri şlerin, çizelge, şekil ve
fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullan ımı, 5846 say ılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki
hükümlere tabidir.
ÖZ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

FARKLI OLASILIKLI YAĞIŞ VE SICAKLIKLARIN CBS ORTAMINDA
HARİTALANMASINDA UYGUN YÖNTEM BELİRLENMESİ VE M. TURC
YÜZEY AKIŞ HARİTASININ GELİŞTİRİLMESİ:
SEYHAN HAVZASI ÖRNEĞİ

Ali Demir KESKİNER

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
TARIMSAL YAPILAR VE SULAMA ANABİLİM DALI

Danışman : Prof. Dr. Mahmut ÇETİN
Yıl : 2008, Sayfa :100
Jüri : Prof. Dr. Mahmut ÇETİN
Doç. Dr. Süha BERBEROĞLU
Doç. Dr. Fatih TOPALOĞLU

Bu araştırma; 21 470.3 km² genişliğindeki Seyhan Havzasında yürütülmüştür.
Araştırmada, uzun y ıllık sıcaklık ve ya ğış serileri ile ya ğış-akım verileri
kullanılmıştır. Bu çalışmada, gölet projelemelerinde tesis kapasitesinin en az hata ile
planlanabilmesi için farkl ı olas ılıklı ya ğış ve s ıcaklıkların CBS ortam ında
haritalanmasında uygun yöntem belirlenmesi ve M. Turc yüzey ak ış haritas ının
geliştirilmesi amaçlanm ıştır. Havza ve civar ında yer alan istasyonlar ın co ğrafi
konumunu, alan üzerindeki da ğılımını ve gözlemler aras ındaki korelasyonu dikkate
alan Ordinary Kriging, Ordinary Cokriging ve Çoklu Regresyon yöntemleriyle %50,
%80 ve %90 olas ılıklı toplam ya ğış ve %50 olas ılıklı ortalama sıcaklık haritaları
oluşturulmuştur. Minimum hata kriteri ve şahit istasyonlar ın gözlem de ğerleri
dikkate alındığında, %50 olas ılıklı ortalama sıcaklıkların Çoklu Regresyon; %50,
%80 ve %90 olasılıklı toplam yağışların ise Cokriging yöntemi ile haritalanmas ının
uygun oldu ğu sonucuna var ılmıştır. Belirlenen uygun haritalama yöntemleri
kullanılarak Seyhan Havzas ının %50, %80 ve %90 olas ılıklı M. Turc yüzey ak ış
haritaları üretilmiştir. CBS ortamında hesaplanan M. Turc yüzey ak ış değerlerinin,
geleneksel yöntemle hesaplanan M. Turc havza su verimine kıyasla havzadaki gerçek
akım gözlemlerine daha yak ın sonuçlar verdiği belirlenmiştir. M. Turc yönteminde,
Seyhan Havzası için kullan ılan A katsay ısının havzayı temsil etmedi ği sonucuna
varılmış; bu kat sayının yeni bir araştırma ile havzaya uyarlanması önerilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Seyhan Havzası, CBS, Kriging, M.Turc, Yüzey Akış

I
ABSTRACT

MSc. THESIS

DETERMINATION OF APPROPRIATE METHOD FOR MAPPING RAINFALL
AND TEMPERATURE WITH DIFFERENT PROBABILITY LEVELS IN GIS
ENVIRONMENT AND PRODUCING M. TURC RUNOFF MAP:
A CASE STUDY IN THE SEYHAN BASIN

Ali Demir KESKİNER

UNIVERSITY OF CUKUROVA
INSTITUTE OF BASIC AND APPLIED SCIENCES
DEPARTMENT OF AGRICULTURAL STRUCTURES AND IRRIGATION

Supervisor : Prof. Dr. Mahmut ÇETİN
Year : 2008, Page :100
Jury : Prof. Dr. Mahmut ÇETİN
Doç. Dr. Süha BERBEROĞLU
Doç. Dr. Fatih TOPALOĞLU

This study was conducted in Seyhan River Basin, covering 21 470.3 km² area. Long
term annual temperature and precipitation series were collected for meteorological
observation stations, and rainfall-runoff data were collected from archives of
research institutes and DSI. The aim of this study was to determine appropriate
method for mapping rainfall and temperature with different probability levels in GIS
environment and to produce M. Turc runoff map in the Seyhan river basin. The aim
was also extended to compare the real-time flow measurements observed in research
basins and in small earth dams located in the basin with M. Turc runoff estimates at
those locations. Ordinary Kriging , Ordinary Cokriging and Multiple Regression
techniques which consider the correlation amongst observations, geographical
positions of meteorological stations and their distributions on the study area were
utilized to produce temperature map with 50% probability level, and precipitation
maps with 50%, 80% and 90% probability levels. By using minimum error criterion
and also precipitation data observed at the critical locations where small earth dams
were constructed, it was concluded that Multiple Regression and Ordinary Cokriging
techniques were suitable for the purpose of mapping mean temperature with 50%
probability level, and precipitation with 50%, 80% and 90% probability levels,
respectively. Through using the suitable mapping techniques determined, M. Turc
runoff maps with 50%, 80% and 90% probability levels were produced for Seyhan
Basin. It was determined that M. Turc runoff values calculated in GIS media yielded
more realistic results close to the observed runoff data in the basin, compared to M.
Turc runoff values calculated conventionally. It was concluded that the A coefficient
assigned to the Seyhan Basin was no longer representative, that a representative
coefficient should be determined by an appropriate technique.

Key Words: Seyhan Basin, GIS, Kriging, M. Turc, Runoff
II
TEŞEKKÜR

Mezun olduktan 11 yıl sonra başladığım yüksek lisans çalışmamda; aldırdığı
derslerle, çalışmamım her aşamasında beni sab ırla, heykeltıraş ustalığında işleyen,
tezin oluşmasında her türlü deste ği esirgemeyen danışman hocam Sayın Prof. Dr.
Mahmut ÇETİN’e katkılarından dolayı teşekkür ve saygılarımı sunarım.
Haritaların oluşturulmasında yardımını esirgemeyen, tezimin yapısal içeriğine
büyük katkıda bulunan Sayın Doç. Dr. Süha BERBERO ĞLU’na ve alanlar ında
hepsi birer virtiyöz durumuna gelmiş olan Sayın Mehmet Akif ERDOĞAN, Sayın
Cenk DÖNMEZ, Say ın Anıl TANRIÖVER ve Say ın Onur ŞATIR’a içtenlikle
minnettarlığımı belirtmek isterim.
Meteorolojik verilerin temin edilmesinde esirgemedikleri destekten dolay ı,
mütevazi kişilikleriyle kamu sektöründe çal ışmalarını sürdüren Adana Meteoroloji
Bölge Müdürlüğü elemanı Sayın Dr. Kadir TEPEC İK’e; DSİ 6.Bölge Müdürlüğü
elemanlarından Sayın Met. Yük. Müh. Gülnur KAVUKÇU’ ya, Sayın Met. Yük.
Müh. Süleyman UYSAL’a ve Sayın Murat YILMAZ’a yardımlarından dolayı çok
teşekkür ederim.
Sulama tesisi projelemelerinde engin bilgisinden faydaland ığım her zaman
beraber çalışmak istediğim Adana Valiliği İl Özel İdaresi elemanı Sayın Zir. Müh.
Türker ÇETİN’e ve yard ımlarını hiçbir zaman esirgemeyen Sayın Harita Müh.
Bülent ŞEKERLİ’ye sağladıkları teknik destekten dolayı teşekkür ederim.
Bilgi birikimlerini her zaman paylaşabilen, birlikte aynı işyerinde çalışmaktan
onur duyduğum mesai arkadaşlarım Sayın Jeo. Müh. Nurettin BAŞARIR ve Sayın
Jeo. Müh. Yücel YÜKSEL’e bana sabırla tahammül ettikleri için saygılar sunarım.
Ailemi ihmal ettiğim halde hiç yakınmadıkları için şükranlarımı sunarım. Her
ne vakit olursa olsun verilerin kontrol edilmesinde bana yard ımcı olan kardeşim Sn.
Nilüfer KESK İNER’e teşekkür ediyorum. Ayr ıca, dokuz ayl ık kızım Adeviyye
Rabia KESK İNER’in sayg ı duydu ğum bilim insanlar ı aras ında bir hayat ının
olmasını diliyor ve k ızıma daha fazla zaman ay ıracağım için mutlu oldu ğumu
belirtmek istiyorum.
III
İÇİNDEKİLER SAYFA

ÖZ I
ABSTRACT II
TEŞEKKÜR III
İÇİNDEKİLER IV
ÇİZELGELER DİZİNİ VII
ŞEKİLLER DİZİNİ X
1. GİRİŞ 1
2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 5
2.1.İklim Elemanlarının CBS Ortamında Haritalanması Çalışmaları 5
2.2.İklim Elemanlarının CBS Ortamında Haritalanması ve Karşılaştırılması
İle İlgili Çalışmalar 6
2.3. İklim Elemanlarının CBS Ortamında Kestiriminde En Uygun
Yöntemin Bulunması ve Pratiğe Uyarlanmasına Yönelik Çalışmalar 12
3. MATERYAL VE YÖNTEM 14
3.1. Materyal 14
3.1.1. Çalışma Alanının Coğrafi Konumu ve Özellikleri 14
3.1.2. Havzanın Topoğrafyası 16
3.1.3. Havzanın İklim Durumu 16
3.1.4. Sıcaklık ve Yağış Verileri 17
3.1.4.1 Sıcaklık Verileri 17
3.1.4.2 Yağış Verileri 18
3.1.5. Akım Verileri 20
3.1.5.1. İçel-Tarsus Topçu Deresi Havzası Yağış-Akım Verileri 20
3.1.5.2. İçel-Tarsus Çavuşlu Kaleönü Göleti Havzası Yağış-Akım Verileri 21
3.1.5.3. Adana Hakkıbeyli Göleti Havzası Akım Verileri 21
3.1.6. Verilerin Alındığı İstasyonların Koordinatları 22
3.1.7. DEM Görüntüleri 22
3.2. Yöntem 24
3.2.1. Regresyon Analizi 25
IV
3.2.2. Frekans Analizi 26
3.2.2.1. Kolmogorov-Smirnov Uygunluk Testi 27
3.2.3. Doğrusal Regresyonda Sapan Değer Analizi 28
3.2.4. Coğrafi Bilgi Sistemi Ortamında Çoklu Regresyon Modeli İle
Tahmin Haritalarının Oluşturulması 29
3.2.5. Jeoistatistik Analiz 30
3.2.5.1 Yarıvariogram Analizi 31
3.2.5 2. Ordinary Kriging Yöntemi 32
3.2.5.3. Ordinary Cokriging Yöntemi 33
3.2.6. M. Turc Yöntemi 35
3.2.7. Yöntemlerin Kıyaslanması 37
3.2.7.1. İstatistiksel Test Kriterlerine Göre Yapılan Kıyaslamalar 37
3.2.7.2. Şahit İstasyon Kullanılarak Yapılan Kıyaslamalar 38
3.2.7.3. Gerçek Akım Verileri Kullanılarak Yapılan Kıyaslamalar 39
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA 40
4.1. Eksik Gözlemlerin Regresyon Yöntemi İle Tamamlanması 40
4.2. Frekans Analizi Sonuçları 43
4.2.1. Sıcaklık Serilerinin Frekans Analizi Sonuçları 43
4.2.2. Yağış Serilerinin Frekans Analizi Sonuçları 45
4.2.3. İçel-Tarsus Topçu Deresi Havzası Yağış Serilerinin
Frekans Analizi Sonuçları 49
4.2.4. İçel-Tarsus Çavuşlu Kaleönü Göleti Havzası Yağış Serilerinin
Frekans Analizi Sonuçları 49
4.3. Çoklu Regresyon Analizi Sonuçları 50
4.3.1. Seyhan Havzasında %50 Olasılıkla Beklenen Ortalama Sıcaklık
Model Denkleminin Oluşturulması 50
4.3.2. Seyhan Havzasında %50 Olasılıkla Beklenen Toplam Yağış
Model Denkleminin Oluşturulması 53
4.3.3. Seyhan Havzasında %80 Olasılıkla Beklenen Toplam Yağış
Model Denkleminin Oluşturulması 57
4.3.4. Seyhan Havzasında %90 Olasılıkla Beklenen Toplam Yağış
V
Model Denkleminin Oluşturulması 58
4.4. Jeoistatistiksel Analiz Sonuçları 61
4.4.1. Ordinary Kriging Yarıvariogram Analizi Sonuçları 61
4.4.2. Ordinary Cokriging Covariogram Analizi Sonuçları 64
4.5. Yöntemlerin İstatistiksel Test Ölçütlerine Göre Kıyaslanmasından
Elde Edilen Sonuçlar 67
4.6. Şahit İstasyon Kullanılarak Yapılan Kıyaslamalardan
Elde Edilen Sonuçlar 71
4.7. Seyhan Havzasının M. Turc Yüzey Akış Haritasının Oluşturulması 76
4.8. Gerçek Akım Gözlemleri Kullanılarak Yapılan Kıyaslamalardan
Elde Edilen Sonuçlar 81
4.8.1. İçel-Tarsus Topçu Deresi Havzası Şahit Değerler İle Elde
Edilen M. Turc Yöntemi Havza Su Verimi Sonuçları 81
4.8.2. İçel-Tarsus Çavuşlu Kaleönü Göleti Havzası Şahit Değerler İle
Elde Edilen M. Turc Yöntemi Havza Su Verimi Sonuçları 82
4.8.3. M. Turc Yüzey Akış Haritaları ile Topçu, Kaleönü ve Hakkıbeyli
Göleti Havzaları Gerçek Akım Verilerinin Kıyaslanması 82
5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER 88
5.1. Sonuçlar 88
5.1.1. Eksik Gözlem Serilerinin Uzatılması İle İlgili Sonuçlar 88
5.1.2. Frekans Analizi Sonuçları 88
5.1.3. Çoklu Regresyon Analizi Sonuçları 89
5.1.4. Jeoistatistiksel Analiz Sonuçları 89
5.1.5. Yöntemlerin İstatistiksel Test Ölçütlerine Göre Kıyaslama Sonuçları 90
5.1.6. Şahit İstasyonların Yağış Serilerinin Frekans Analizleri
Kullanılarak Yapılan Kıyaslama Sonuçları 91
5.1.7. Akım Gözlemleri Kullanılarak Yapılan Kıyaslama Sonuçları 91
5.2. Öneriler 92
KAYNAKLAR 93
ÖZGEÇMİŞ 100

VI
ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA

Çizelge 3.1. Seyhan Havzası ve Civarında Bulunan Yıllık
Ortalama Sıcaklık Serilerinin Temin Edildiği Gözlem
İstasyonları (DMİ, 2007) 18
Çizelge 3.2. Seyhan Havzası ve Civarında Bulunan Yıllık
Toplam Yağış Serilerinin Temin Edildiği Gözlem
İstasyonları (DMİ, 2007) 19
Çizelge 3.3. İçel-Tarsus Topçu Deresi Havzası 1985-2004 Su Yılı
Ortalama Yağış ve Akımları (Kuşvuran ve ark., 2006) 20
Çizelge 3.4. İçel-Tarsus Çavuşlu Kaleönü Göleti Havzası 1986-1992
Su Yılı Ortalama Yağış ve Akımları (Sevinç ve ark., 2000) 21
Çizelge 3.5. Adana-Hakkıbeyli Göleti Havzası 1968-1985 Su Yılları
Han Deresi Ortalama Akımları (DSİ., 2008) 21
Çizelge 4.1. Yıllık Ortalama Sıcaklık Gözlem Serilerinin Eksik Verilerinin
Tamamlanmasında İlişkilendirilen İstasyonlar 41
Çizelge 4.2. Yıllık Toplam Yağış Gözlem Serilerinin Eksik Verilerinin
Tamamlanmasında İlişkilendirilen İstasyonlar 42
Çizelge 4.3. Araştırmada Kullanılan Meteoroloji Gözlem
İstasyonlarının Yıllık Ortalama Sıcaklık
Serilerinin Uyduğu Olasılık Dağılım Modelleri 44
Çizelge 4.4. Araştırmada Kullanılan Meteoroloji Gözlem İstasyonlarının
%50 Olasılık Düzeyinde Beklenen Ortalama Sıcaklık Değerleri 45
Çizelge 4.5. Araştırmada Kullanılan Meteoroloji Gözlem
İstasyonlarının Yıllık Toplam Yağış Serilerinin Uyduğu
Olasılık Dağılım Modelleri 47
Çizelge 4.6. Araştırmada Kullanılan Meteoroloji Gözlem
İstasyonlarının %50, %80 ve %90 Olasılıkla
Beklenen Yağış Değerleri 48
Çizelge 4.7. İçel-Tarsus Topçu Deresi Havzası Yağış Serilerinin
Frekans Analizi Sonuçları 49
VII
Çizelge 4.8. İçel-Tarsus Çavuşlu Kaleönü Göleti Havzası Yağış
Serilerinin Frekans Analizi Sonuçları 50
Çizelge 4.9. Seyhan Havzasında %50 Olasılıkla Beklenen
Ortalama Sıcaklık Değerlerinin 36 Örnekli
Regresyon Analizi Sonuçları 51
Çizelge 4.10. Seyhan Havzasında %50 Olasılıkla Beklenen
Ortalama Sıcaklık Değerlerinin Model Denklemi
Regresyon Analizi Sonuçları 52
Çizelge 4.11. Bağımlı ve Bağımsız Değişkenler Arasındaki
Doğrusal İlişkiyi Gösteren Pearson
Korelasyon Katsayıları 53
Çizelge 4.12. Seyhan Havzasında %50 Olasılıkla Beklenen
Toplam Yağış Değerlerinin 46 Örnekli
Regresyon Analizi Sonuçları 54
Çizelge 4.13. Seyhan Havzasında %50 Olasılıkla Beklenen
Toplam Yağış Değerlerinin 61 Örnekli
Regresyon Analizi Sonuçları 55
Çizelge 4.14. Toplam Yağışların %50, %80 ve %90 Olasılıklardaki
Sapan Değerleri 55
Çizelge 4.15. Sapan Değerlerin Kümeden Atılmasıyla
Değişkenler Arasındaki Pearson Korelasyon
Katsayısının Değişimleri 56
Çizelge 4.16. Seyhan Havzasında %50 Olasılıkla Beklenen
Toplam Yağış Değerlerinin Model Denklemi
Regresyon Analizi Sonuçları 57
Çizelge 4.17. Seyhan Havzasında %80 Olasılıkla Beklenen
Toplam Yağış Değerlerinin Model Denklemi
Regresyon Analizi Sonuçları 58
Çizelge 4.18. Seyhan Havzasında %90 Olasılıkla Beklenen
Toplam Yağış Değerlerinin Model Denklemi
Regresyon Analizi Sonuçları 59
VIII