Noktasal taşkın frekans analizi: Göksu Nehri ve Kayraktepe Barajı vaka analizi

Göksu Nehrinin mansabı olan Doğu Akdeniz kıyıları geçmiş dönemlerde birçok kez taşkın felaketine maruz kalmıştır. Oluşabilecek zararları önleme ve akarsudan faydalanabilmek için havza üzerinde pek çok çalışma yapılagelmektedir. Bunlardan bir tanesi de otuz yılı aşkın süredir planlama aşamasında olan Kayraktepe Barajıdır. Bu çalışmada, Kayraktepe Barajının tarihsel süreci hakkında bilgi verilecek ve barajın amaçlarından biri olan taşkın kontrolüne katkı sağlamak amacıyla taşkın frekans eğrilerinin parametrik olmayan K en yakın komşu yöntemi (KEYKY) ile elde edilmesi üzerinde durulacaktır. Önerilen yöntem ile bulunan noktasal taşkın frekans eğrileri literatürde yer alan parametrik ve tüm Göksu havzasının keşif ve planlamasını yapan Elektrik İşleri Etüt İdaresi tarafından verilen sonuçlar ile karşılaştırılarak, parametrik olmayan yaklaşımın da kullanılabilirliği sorgulanacaktır. Geçmiş fizibilite çalışmalarında 500 yıl görülme sıklığındaki akım değeri 2363,95 m3/s olarak tahmin edilmiş olmasına rağmen, parametrik olmayan yöntem ile bu değer 1814,83 m3/s değerine inmektedir. Tasarlanacak barajın boyutlarında oluşacak azalma hem ekonomi hem de çevresel kaygıları azaltma bakımından önem arz etmektedir. Sonuç olarak, bu çalışma barajın tasarım debisi tespitiyle ilgili kullanıcılara detaylı ve geniş bir tartışma sunmuş olacaktır.

Flood frequency analysis: Case study of Göksu River and Kayraktepe Dam

The coast of Eastern Mediterranean located on downstream of the Göksu River has been exposed to flood disaster for several times in the past. Many studies in the basin have been carried out to prevent the developing damage and use advantage of the river. One of them is the Kayraktepe Dam which has been on the planning stage for more than thirty years. In this study, the information about historical process of the Kayraktepe Dam will be given and evaluation the flood frequency curves with nonparametric approach based on K nearest neighbors (KNN) in order to serve one of the purposes of the dam will be emphasized. While these results are compared with aforementioned parametric approaches as well as the results of Electrical Power Resources Survey and Development Administration which was responsible for performing initial investigation and planning of Göksu Basin, the applicability of the nonparametric approach will be questioned. Although quantile estimates for 500 years return period was 2363,95 m3/s in past feasibility report, this value descended to 1814,83 m3/s with nonparametric approach. The decreasing of designing dam dimensions is important to reduction both economical and environmental concern. As a result, the study will offer a detailed and a wide range of discussion on the design discharge of the dam.

PDF

___

Hayashi S. (project manager), Göksu-Kayraktepe Dam and Hydroelectric Power Plant Feasibility Report, prepared by Electric Power Development Co. Ltd., Japan and Suiş Proje Mühendislik Müşavirlik Ltd. Şti., Turkey, 1982.
Matthews G.V.T., The Ramsar Convention on Wetlands: Its History and Development, Ramsar Convention Bureau, Gland, Switzerland, 1993.
Biro Y.E.K., Valuation of the Environmental Impacts of the Kayraktepe Dam/Hydroelectric Project, Turkey: An Exercise in Contingent Valuation, Ambio, 27 (3), 224-230, 1998.
Öztürk A., Sustainability assessment of a hydropower project: A case study of Kayraktepe Dam and HEPP, Master Tezi, ODTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2011.
Sever Ö., Kayraktepe Dam and HEPP, environmentally acceptable alternative solution, Master Tezi, ODTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2010.
EPDC, Suiş, TMB ve Su-Yapı, Göksu - Kayraktepe Baraj ve Hidroelektrik Santral Projesi Yapılabilirlik Raporu, Electric Power Development Co. Ltd., Japan, Suiş Proje Mühendislik Müşavirlik Ltd. Şti., Turkey, TMB Terzibaşoğlu Müşavir Mühendislik Ltd. Şti., ve Su - Yapı Müşavir Mühendisler Koll. Şti., 1997.
Sever Ö., Tiğrek Ş., Şarlak N., Balancing Energy and Environmental Concerns: The Case of The Kayraktepe Dam, Turkey, Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss., 11769- 11789, 2012, DOI: 10.5194/hessd-9-11769-2012.
Eslamian S., Handbook of Engineering Hydrology, Modeling, Climate Change and Variability. CRC Press, Taylor and Francis Group, Boca Raton, FL., 2016.
Haktanır T., Statistical Modeling of Annual Maximum Flows in Turkish Rivers, Hydrological Sciences Journal, 36 (4), 367-389, 1991.
Ahn J., Cho W., Kim T., Shin H., Heo J., Flood Frequency Analysis for the Annual Peak Flows Simulated by an Event-Based Rainfall-Runoff Model in an Urban Drainage Basin, Water, 6, 3841-3863, 2014. doi:10.3390/w6123841.
Topaloglu F., Modeling Turkish Streamflows by using Probability Distributions, Fresenius Environmental Bulletin, 15 (5), 385-392, 2006.
Yerdelen C., Karimi Y., ve Kahya E., Frequency Analysis of Mean Monthly Streamflow in Coruh Basin, Turkey, Fresenius Environmental Bulletin, 19 (7), 1300-1311, 2010.
Castellarin A., Kohnová S., Gaál L., Fleig A., Salinas J.L., Toumazis A., Kjeldsen T.R., Macdonald N., (eds), Review of Applied-Statistical Methods For Flood- Frequency Analysis in Europe, Published by the Centre for Ecology & Hydrology on behalf of COST, 2012.
Apipattanavis S., Rajagopalan B., Lall U., Local Polynomial based Flood Frequency Estimator for Mixed Population, Journal of Hydrological Engineering, ASCE, 15 (9), 1-12, 2010.
Woo M.K., Waylen P.R., Areal Prediction of Annual Floods Hydrological Sciences Journal, 29 (1), 75-88, 1984. two Distinct Process, K.P., A Versatile Flood Frequency Methodology, Water Int., 12 (3), 139-145, 1987.
Singh V.P., Wang S.X., Zhang L., Frequency Analysis of Nonidentically Distributed Hydrologic Flood Data, Journal of Hydrology, 307, 175-195, 2005.
Webb R.H., Betancourt J.L., Climatic Variability and Flood Frequency of the Santa Cruz River, Pima County, Arizona, U.S. Geol. Surv. Water Supply Pap., 2379, 1992.
Adamowski K., Nonparametric Kernels Estimation of Flood Frequencies, Water Resour. Res., 21 (11), 1585- 1590, 1985.
Adamowski K., A Monte Carlo Comparison of Parametric and Nonparametric Estimation of Flood Frequencies, Journal of Hydrology, 108, 295-308, 1989.
Lall U., Moon Y.I., Bosworth K., Kernel Flood Frequency Estimators: Bandwidth Selection and Kernel Choice, Water Resour. Res., 29 (4), 1003-1015, 1993.
Şarlak N., Flood Frequency Estimator with Nonparametric Approaches in Turkey, Fresenius Environmental Bulletin, 21 (5), 1083-1089, 2012.
Prairie J.R., Long-term salinity prediction with uncertainty analysis: application for Colorado River above Glenwood Springs, CO, Master tezi, University of Colorado, 2002.
Grantz K., Rajagopalan B., Clark M., Zagona E., A Technique for Incorporating Large-scale Climate Information in Basin-scale Ensemble Streamflow Forecasts, Water Resour. Res., 41 (10), 2005.
Loader C., Local Regression and Likelihood, Springer, New York, 1999.
EİE, Mut Barajı ve Hidroelektrik Santralı Yapılabilirlik Raporu, Elektrik İşleri Etüt İdaresi, Ankara, 1995.
Özcan Z., Türkiye Akarsularının Taşkın Pikleri Frekans Analizi, Master Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, 1990.
Hınıs M.A., Hydrometeorological Drought Analysis in Aksaray by Aggregate Drought Index, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 28 (4), 711-721, 2013.
İnan A., Balas L., A Finite Difference Approach for Extended Mild Slope Equation, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 28 (2), 401-408, 2013.
Albostan A., Önöz B., Wavelet Application Approach on the Chaotic Analysis of Daily River Discharge, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30 (1), 39-48, 2015.
Gül G.O., Gül A., Yaşoğlu F.G., Seyhan ve İyidere Havzalarında Modern Taşkın Frekans Analizi, III. Ulusal Taşkın Sempozyumu, İstanbul-Türkiye, 2013.