Hızlı kentleşmenin havza hidrolojisine ve sediment yüklerine etkisinin arazi değişim modeli ve iklim değişikliği senaryoları ile incelenmesi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tez Danışmanı: Sezar Gülbaz
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
İklim değişikliği ile arazi kullanımı/arazi örtüsü (AKAÖ) değişimi, havza ölçeğinde su döngüsü ve sediment taşınımını etkileyen en kritik çevresel etmenler arasında yer almaktadır. Bu çalışmada, özellikle inşa edilen havalimanının etkisiyle meydana gelen hızlı kentleşmenin, bir içme suyu havzası olan Alibeyköy Havzası üzerindeki hidrolojik etkileri ve sediment taşınımına yönelik sonuçları, AKAÖ değişimi modellemesi ve iklim değişikliği senaryoları ile değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında, gelecekteki AKAÖ değişimleri, Çok Katmanlı Algılayıcı-Markov Zinciri (MLP-MC) yöntemi ile öngörülmüştür. İklim projeksiyonları beş farklı Küresel İklim Modeli (GFDL-ESM2M, HadGEM2-ES, IPSL-CM5A-LR, MIROC, NorESM1-M) ve iki farklı iklim senaryosu (RCP 4.5 ve RCP 8.5) dikkate alınarak oluşturulmuştur. SWAT (Soil and Water Assessment Tool) havza modeli, Alibeyköy Havzası özelinde akış ve sediment yüklerinin simülasyonu amacıyla kalibre edilmiş ve farklı dönemlerde valide edilmiştir. Ek olarak, güncel tarihli sediment yükü verileri saha ve laboratuvar çalışmalarıyla elde edilmiştir. Bu veriler, modelin performansını doğrulamak amacıyla ek validasyon sürecinde kullanılmıştır. AKAÖ değişimi tahmininde yüksek doğruluk elde edilmiş ve bu durum Kappa değerinin 0.95 olarak belirlenmesiyle desteklenmiştir. SWAT havza modeli akış simülasyonlarında hem kalibrasyon hem de validasyon periyotları için NSE değeri 0.5'in üzerinde bulunarak tatmin edici sonuçlara erişilmiştir. Saha ve laboratuvar analizleri ile oluşturulan sediment verileri kullanılarak yapılan ek validasyon sonuçlarında NSE değeri 0.5'in altında olmasına rağmen gözlem ve simülasyon arasındaki trend uyumu kabul edilebilir olarak yorumlanmıştır. Tez çalışması kapsamında elde edilen bulgular üç farklı açıdan ele alınmıştır: İlk olarak, havalimanı inşaatı öncesi ve sonrası AKAÖ durumları karşılaştırılarak bu etkinin hidrolojik ve sediment yükü özelindeki sonuçları havza modeli aracılığıyla incelenmiştir. Elde edilen bulgular, havalimanı inşaatının yüzey akışlarını artırarak bölgesel ölçekte erozyon ve sediment taşınımını hızlandırdığını göstermektedir. Sonrasında, havza modeline gelecek AKAÖ tahmin senaryoları entegre edilerek Alibey Barajı rezervuarında sediment birikimi öngörülmüştür. Alibey Barajı'nda gözlenen sediment birikiminin uzun vadede ölü hacimde artış potansiyeli taşıyabileceği, ancak kısa ve orta vadede toplam rezervuar hacmi açısından kritik bir tehdit oluşturmadığı sonucuna varılmıştır. Son olarak, havza modeline geleceğe yönelik AKAÖ ve iklim değişikliği senaryoları entegre edilerek kombine analizler yapılmıştır. Bu analizler sonucunda, havzada ortalama akış değerlerinde azalma eğilimi gözlenmiştir. Söz konusu azalmanın temel nedeni iklim değişikliği olarak belirlenirken, sediment yüklerindeki artışın ise büyük ölçüde AKAÖ değişiminden kaynaklandığı ortaya konmuştur.