Yıl: 2021 Cilt: 36 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 1449 - 1465 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.739556 İndeks Tarihi: 10-11-2022

Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi

Öz:
Bu çalışma, Fırat-Dicle havzasında akarsu akımlarının (Q) yağış (P), potansiyel evapotranspirasyon (Ep) ve kuraklık indeksindeki değişimlere karşı tepkisini araştırmak amacıyla gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, havza içerisinde baraj etkisinde olmayan 37 adet alt havza tespit edilmiştir. Burada yıllık ortalama akımların yağış, Ep ve kuraklık indeksine olan hassasiyeti Schaake [1] tarafından önerilen iklim elastikiyeti metodu ile değerlendirilmiştir. Bu metot ile akışın yağış ve Ep hassasiyeti katsayılarının (sırasıyla εP ve εEp ) havza genelinde ortalama değerleri sırasıyla 1,50 ve -0,50 olarak hesaplanmıştır. Buna göre; havzada yağışta meydana gelecek %10’luk bir artışın (azalışın) akışta ortalama %15’lik bir artışa (azalışa), diğer taraftan Ep‘deki %10’luk bir artışın (azalışın) ise akışta ortalama %5’lik bir azalışa (artışa) neden olacağı anlaşılmaktadır. Diğer yandan, akışın kuraklık indeksi hassasiyet katsayısının (εØ) havza genelinde ortalama değeri -0,47 olarak hesaplanmış olup bu değer kuraklık indeksinde %10’luk bir artışın akışta ortalama %4,7’lik bir azalışa neden olacağını ifade etmektedir. Ayrıca, alt havzalara ait akışın iklim değişikliği hassasiyeti katsayıları (εP, ǀεEpǀ ve ǀεØǀ) ile akış katsayısı (Q/P) arasında doğrusal olmayan ters bağıntılar olduğu ve dolayısıyla akıştaki azalma ile akışın iklimsel değişikliğe olan hassasiyetinin artacağı görülmüştür. Son olarak, havzada yüksek kotlardan alçak kotlara doğru gidildikçe εP, ǀεEpǀ ve ǀεØǀ değerlerinde göreceli bir artış olduğu tespit edilmiştir.
Anahtar Kelime: Nehir akımı iklim değişikliği iklim elastikiyeti metodu kuraklık indeksi Fırat-Dicle havzası

Investigating the climate change effects on annual average streamflows in the Euphrates- Tigris basin using the climate elasticity method

Öz:
This study was conducted to investigate the response of streamflows (Q) to changes in precipitation (P), potential evapotranspiration (Ep) and drought index within the Euphrates-Tigris basin. For this purpose, 37 sub-basins that are not affected by dams were identified within the basin. Here, the sensitivity of annual average streamflows to precipitation, Ep and drought index was evaluated by the climate elasticity method proposed by Schaake [1]. With this method, the average values of the precipitation and Ep sensitivity coefficients of the streamflow (εP and εEp, respectively) throughout the basin were calculated as 1.50 and -0.50, respectively. Therefore, it is observed that a 10% increase (decrease) in precipitation would lead to an average increase (decrease) of 15% in streamflow, on the other hand, a 10% increase (decrease) in Ep would result in an average decrease (increase) of 5% in streamflow across the basin. Moreover, the average value of sensitivity coefficient of streamflow to drought index (εØ) was determined as -0.47, which means that a 10% increase in the drought index will result in an average decrease of 4.7% in streamflow within the basin. Additionally, it is observed that there is a nonlinear inverse correlation between the climate change sensitivity coefficients (i.e., εP, ǀεEpǀ and ǀεØǀ) and the flow coefficient (Q/P) values of the sub-basins indicating that the decrease in streamflow would increase the sensitivity of streamflow to climatic changes. Finally, it was determined that there exist relative increases in εP, ǀεEpǀ and ǀεØǀ values from high to low elevations across the basin.
Anahtar Kelime: Streamflow climate change climate elasticity method drought index the Euphrates-Tigris basin

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • 1. Schaake, J.C., From Climate to Flow, Editor: Waggoner, P.E., Climate Change and U.S. Water Resources, New York, John Wiley and Sons, 177-206, 1990.
  • 2. Wang, W., Shao, Q., Yang, T., Peng, S., Xing, W., Sun, F., Luo, Y., Quantitative assessment of the impact of climate variability and human activities on runoff changes: a case study in four catchments of the Haihe River Basin, China, Hydrological Processes, 27 (8), 1158-1174, 2013.
  • 3. Zhang, Y., Li, H., Reggiani, P., Climate variability and climate change impacts on land surface, hydrological processes and water management, Water, 11 (7), 1492, 2019.
  • 4. Fowler, A., Potential climate change impacts on water resources in the Auckland Region (New Zealand), Climate Research, 11, 221–245, 1999.
  • 5. Legesse, D., Vallet-Coulomb, C., Gasse, F., Hydrological response of a catchment to climate and land use changes in tropical Africa: case study South Central Ethiopia, Journal of Hydrology, 275 (1-2), 67- 85, 2003.
  • 6. Hu, S., Liu, C., Zheng, H., Wang, Z., Yu, J., Assessing the impacts of climate variability and human activities on streamflow in the water source area of Baiyangdian Lake, Jornal of Geographical Sciences, 22 (5), 895-905, 2012.
  • 7. Seymenov, K., Climate Elasticity of Annual Streamflow in Northwest Bulgaria, Editors: Nedkov S., Zhelezov, G., Ilieva, N., Nikolova, M., Koulov, B., Naydenov, K., Dimitrov, S., Smart Geography, Key Challenges in Geography, Springer, 105-115, 2020.
  • 8. 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.
  • 9. Wang, H., He, K., Sensitivity analysis of the effects of climate change on streamflow using climate elasticity in the Luan River Basin, China, Polish Journal of Environmental Studies, 26 (2), 837-845, 2017.
  • 10. Nasrat Adamo, N., Al-Ansari, N., Sissakian, V.K., Laue, J, Knutsson, S., The Future of the Tigris and Euphrates Water Resources in view of Climate Change, Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering, 8 (3), 59- 74, 2018.
  • 11. Nasrat Adamo, N., Al-Ansari, N., Sissakian, V.K., Global Climate Change Impacts on Tigris-Euphrates Rivers Basins, Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering, 10 (1), 49-98. 2020.
  • 12. Bozkurt, D., Sen, O.L., Climate change impacts in the Euphrates–Tigris Basin based on different model and scenario simulations, Journal of Hydrology, 480, 149- 161, 2013.
  • 13. Özdoğan, M., Climate change impacts on snow water availability in the Euphrates-Tigris basin, Hydrology and Earth System Sciences, 8, 3631-3666, 2011.
  • 14. Yilmaz, A.G., Imteaz, M.A., Impact of climate change on runoff in the upper part of the Euphrates basin, Hydrol. Sciences Journal, 56 (7), 1265-1279, 2011.
  • 15. Partal, T., Kahya, E., Trend analysis in Turkish precipitation data, Hydrological Processes, 20, 2011- 2026, 2006.
  • 16. Türkeş, M., Koç, T., Sariş, F., Spatiotemporal variability of precipitation total series over Turkey, International Journal Of Climatology, 29, 1056-1074, 2009.
  • 17. Yavuz, H., Erdoğan, S., Spatial analysis of monthly and annual precipitation trends in Turkey, Water Resources Management, 26, 609-621, 2012.
  • 18. Akyürek, M., Türkiye Yıllık Ortalama Akımlarının Trend Analizi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2003.
  • 19. Kahya, E., Kalaycı, S., Trend analysis of streamflow in Turkey, Journal of Hydrology, 289, 128-144, 2004.
  • 20. Yenigün, K., Gümüş, V., Bulut, H., Trends in steramflow of the Euphrates basin, Turkey, Water Management, 161 (4), 189-198, 2008.
  • 21. Yıldırım, A., Trend Analizi Yöntemleri : Orta Fırat Havzası Uygulama, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Enerji Enstitüsü, İstanbul, 2015.
  • 22. Kadıoğlu, M., Trends in surface air temperature data over Turkey, International Journal of Climatology, 17, 511-550, 1997.
  • 23. Sankarasubramanian A., Vogel, R.M., Limbrunner, J.F., Climate elasticity of streamflow in the United States, Water Resources Research, 37 (6), 1771-1781, 2001.
  • 24. Chiew, F., Estimation of rainfall elasticity of streamflow in Australia, Hydrological Sciences, 51 (4), 613–625, 2006.
  • 25. Fu, G., Charles, S.P., Chiew, F.H.S., A two-parameter climate elasticity of streamflow index to assess climate change effects on annual streamflow, Water Resources Research, 43,W11419, 2007.
  • 26. Zheng, H., Zhang, L., Zhu, R., Liu, C., Sato, Y., Fukushima, Y., Responses of streamflow to climate and land surface change in the headwaters of the Yellow River basin, Water Resources Research, 45 (7), 641- 655, 2009.
  • 27. Ma, H., Yang, D., Tan, S.K., Gao, B., Hu, Q., Impact of climate variability and human activity on streamflow decrease in the Miyun reservoir catchment, Journal of Hydrology, 389 (3-4), 317-324, 2010.
  • 28. GAP Bölgesel Kalkınma İdaresi Başkanlığı (BKİB). GAP’ta son durum. http://www.gap.gov.tr/gap-ta-son- durum-sayfa-32.html. Yayın tarihi 2018. Erişim tarihi Mayıs 6, 2020.
  • 29. Hargreaves, G.H., Samani, Z.A., Reference crop evapotranspiration from temperature, Applied Engineering Agriculture, 1 (2), 96-99, 1985.
  • 30. Hamed, K.H., Trend detection in hydrologic data: the Mann- Kendall trend test under the scaling hypothesis, Journal of Hydrology, 349 (3-4), 350-363, 2008.
  • 31. Subburayan, S., Murugappan, A., Mohan, S., Modified Hargreaves equation for estimation of ETo in a hot and humid location in Tamilnadu State, India, International Journal of Engineering Science and Technology (IJEST), 3 (1), 592-600, 2011.
  • 32. Mohawesh, O.E., Talozi, S.A., Comparison of Hargreaves and FAO56 equations for estimating monthly evapotranspiration for semi-arid and arid environments, Archives of Agronomy and Soil Science, 58 (3), 321-334, 2012.
  • 33. Cobaner, M., Citakoglu, H., Haktanir, T., Kisi, O., Modifying Hargreaves-Samani equation with meteorological variables for estimation of reference evapotranspiration in Turkey, Hydrology Research, 48 (2), 480-497, 2017.
  • 34. Almorox, J., Quej, V.H., Martí, P., Global performance ranking of temperature-based approaches for evapotranspiration estimation considering Köppen climate classes, Journal of Hydrology, 528, 514-522, 2015.
  • 35. Tigkas, D., Vangelis, H., Tsakiris, G., The Drought Indices Calculator (DrinC), 8th International Conference of EWRA, Water Resources Management in an Interdisciplinary and Changing Context, Porto, Portugal, 1333-1342, 26-29 June, 2013.
  • 36. Sun, S., Chen, H., Ju, W., Song, J., Zhang, H., Sun, J., Fang, Y., Effects of climate change on annual streamflow using climate elasticity in Poyang Lake basin, China, Theoretical and Applied Climatology, 112 (1-2), 169-183, 2013.
  • 37. Hupet, F., Vanclooster, M., Effect of the sampling frequency of meteorological variables on the estimation of reference evapotranspiration, Journal of Hydrology, 3, 192-204, 2001.
  • 38. Arora, V.K., The use of the aridity index to assess climate change effect on annual runoff, Journal of Hydrology, 265, 164-177, 2002.
  • 39. Buydko, M.I., Evaporation Under Natural Conditions, Israel Program for Scientific Translations, Washington, 1963.
  • 40. Turc, L., Le bilan d’eau des Sols: relations entre les precipitations, l’evaporation et l’ecoulemnet, Ann Agron, 5, 491-569, 1953.
  • 41. Pike, J., The estimation of annual runoff from meteorological data in a tropical climate, Journal of Hydrology, 2 (2), 116-123, 1964.
  • 42. Ponce, V.M., Pandley, R.P., Ercan, S., Characterization of droughts across the climate spectrum, Journal of Hydrologic Engineering, ASCE 5 (2), 222-224, 2000.
  • 43. Zhang, L., Dawes, W.R., Walker, G.R., Response of mean annual evapotranspiration to vegetation changes at catchment scale, Water Resources Research, 37 (3), 701-708, 2001.
  • 44. Onder, D., Aydin, M., Berberoğlu, S., Onder, S., Yano, T., The use of aridity index to assess implications of climatic change for land cover in Turkey, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 33, 305-314, 2009.
  • 45. Deniz, A., Toros, H., Incecik, S., Spatial variations of climate indices in Turkey, International Journal of Climatology, 394-403, 2011.
APA ALIVI A, YILDIZ O, Aktürk G (2021). Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi. , 1449 - 1465. 10.17341/gazimmfd.739556
Chicago ALIVI Abdulrezzak,YILDIZ OSMAN,Aktürk Gaye Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi. (2021): 1449 - 1465. 10.17341/gazimmfd.739556
MLA ALIVI Abdulrezzak,YILDIZ OSMAN,Aktürk Gaye Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi. , 2021, ss.1449 - 1465. 10.17341/gazimmfd.739556
AMA ALIVI A,YILDIZ O,Aktürk G Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi. . 2021; 1449 - 1465. 10.17341/gazimmfd.739556
Vancouver ALIVI A,YILDIZ O,Aktürk G Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi. . 2021; 1449 - 1465. 10.17341/gazimmfd.739556
IEEE ALIVI A,YILDIZ O,Aktürk G "Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi." , ss.1449 - 1465, 2021. 10.17341/gazimmfd.739556
ISNAD ALIVI, Abdulrezzak vd. "Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi". (2021), 1449-1465. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.739556
APA ALIVI A, YILDIZ O, Aktürk G (2021). Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(3), 1449 - 1465. 10.17341/gazimmfd.739556
Chicago ALIVI Abdulrezzak,YILDIZ OSMAN,Aktürk Gaye Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36, no.3 (2021): 1449 - 1465. 10.17341/gazimmfd.739556
MLA ALIVI Abdulrezzak,YILDIZ OSMAN,Aktürk Gaye Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.36, no.3, 2021, ss.1449 - 1465. 10.17341/gazimmfd.739556
AMA ALIVI A,YILDIZ O,Aktürk G Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(3): 1449 - 1465. 10.17341/gazimmfd.739556
Vancouver ALIVI A,YILDIZ O,Aktürk G Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(3): 1449 - 1465. 10.17341/gazimmfd.739556
IEEE ALIVI A,YILDIZ O,Aktürk G "Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36, ss.1449 - 1465, 2021. 10.17341/gazimmfd.739556
ISNAD ALIVI, Abdulrezzak vd. "Fırat-Dicle havzasında yıllık ortalama akımlar üzerinde iklim değişikliği etkilerinin iklim elastikiyeti metodu ile incelenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/3 (2021), 1449-1465. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.739556