mHM Dağılımlı Hidrolojik Model Parametrelerinin DDS Optimizasyon Algoritması Kullanılarak Kalibrasyonu: Susurluk Havzası Örneği

Sadak D., Peker İ. B., Demirel M. C., Doğan E.

11. Ulusal Hidroloji Kongresi, Gaziantep, Türkiye, 13 - 15 Ekim 2022, ss.453-461, (Tam Metin Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Gaziantep
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.453-461
  • İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Adresli: Evet

Özet

Hidrolojik modeller, son yıllarda dikkat çeken taşkın ve kuraklık gibi doğal afetlerin analizinde önemli bir araç olarak kullanılmaktadır. Havza bazında kurulan hidrolojik modellerin güvenilirliği için model parametrelerinin kalibrasyonu ile en iyi parametre setinin elde edilmesi oldukça önemlidir. Bu çalışma kapsamında, fiziksel tabanlı, dağılımlı ve orta ölçekli bir hidrolojik model olan mHM (mesoscale Hydrologic Model) kullanılarak Susurluk Havzası yağış-akış ilişkisi 2000-2015 yılları arasında günlük zaman adımında modellenmiştir. mHM toprak tipi, bitki örtüsü ve jeolojik özellikler gibi havzanın fiziksel temsiliyetini sağlayan girdilerin yanı sıra sıcaklık ve yağış gibi meteorolojik girdileri kullanarak modelleme yapabilme kabiliyetine sahiptir. Bu girdiler kullanılarak akış ve evapotranspirasyon gibi çıktıların zamansal değişkenliği Susurluk Havzası için ortaya konulmuştur. Çalışmanın devamında, modelin kendi içerisinde sunduğu otomatik kalibrasyon aracı ile gözlenmiş akım çıktılarına göre parametrelerin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bunun için DDS (Dynamically Dimensioned Search) optimizasyon algoritması tercih edilmiştir. Karar metriği olarak seçilen NSE (Nash-Sutcliffe Efficiency) ve KGE (Kling-Gupta Efficiency) değerleri kalibrasyon ve validasyon periyotları için sırası ile 0.90 ve 0.70 üzeri elde edilerek modelin kabul edilebilir sonuçlar verdiğini göstermiştir. Çalışma sonucunda, Susurluk Havzası için kalibre edilmiş güvenilir bir hidrolojik model gelecek çalışmalarda kullanılmak üzere oluşturulmuştur.

Hydrological models are an important tool in analyzing natural disasters such as floods and droughts that have increased in recent years. It is essential to obtain the best parameter set with calibration considering model parameters for the reliability of the basin-scaled hydrologic models. Within the scope of this study, the rainfall-runoff relationship in Susurluk Basin is modeled in daily time steps between 2000-2015 years using mHM (mesoscale hydrologic model), which is a physically based and meso-scale hydrologic model. mHM is capable of modeling using inputs that provide the physical representation of the basin, such as soil layers, vegetation, and geological features, as well as meteorological inputs such as temperature and precipitation. In this study, it is aimed to calibrate the mHM hydrologic model parameters using the DDS (Dynamically Dimensioned Search) optimization algorithm. NSE (Nash-Sutcliffe Efficiency) and KGE (Kling-Gupta Efficiency) values chosen as the decision metric were obtained above 0.90 and 0.70, respectively, for the calibration and validation periods. It indicates the model gave acceptable results. As a result of the study, a calibrated, reliable hydrologic model for the Susurluk Basin was created for use in future studies.