KIZILIRMAK HAVZASI’NDA KURAKLIK ETKİLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ Yrd. Doç. Dr. Osman YILDIZ Kırıkkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi 22 Mayıs 2008

KURAKLIK NEDİR? Kuraklık, genellikle yağışların kaydedilen normal seviyelerinin altına düşmesi sonucu su kıtlığı sebebiyle yaşamsal faaliyetleri olumsuz yönde etkileyen doğal bir afet olarak tanımlanır. Etki alanına bağlı olarak literatürde çeşitli kuraklık tanımları yapılmıştır. En yaygın olarak kullanılanlar; - Meteorolojik - Hidrolojik - Tarımsal - Sosyoekonomik

ÇALIŞMANIN ÖNEMİ Yarı kurak iklim özelliklerine sahip Ülkemizde kuraklık olayları sıkça yaşanmakta ve önemli ekonomik kayıplara sebep olmaktadır. Bölgesel yada havza bazında yapılan kuraklık analizleri kuraklık etkilerinin azaltılması ve sürdürülebilir su kaynakları yönetimi için önemli bilgiler sağlar.

ÇALIŞMANIN AMACI Bu çalışmada, Yukarı Kızılırmak Havzası içerisinde yer alan Hirfanlı Baraj Havzası’nda meydana gelen meteorolojik kuraklıkların zamansal ve alansal özellikleri sürdürülebilir su kaynakları yönetimi açısından incelenecektir. Havza’da meydan gelen önemli kuraklıkların şiddet, alansal yayılım ve dönüş aralıklarının belirlenmesi amacıyla Kim ve diğ. (2001) tarafından önerilen yöntem kullanılarak havza için kuraklık şiddeti-alansal yayılım-frekans eğrisi geliştirilecektir. Bu amaçla, havza sınırları içerisindeki 6 adet meteoroloji istasyonunun 1953-2003 yıllarına ait aylık yağış verilerinden hesaplanan Standart Yağış İndisi (SYİ) değerleri kullanılacaktır.

Hirfanlı Baraj Havzası (~26,700 km2) (42o K, 32.5 o D) (38o K, 39o D) KARADENİZ Yağış İstasyonları 1-Kırşehir 2-Nevşehir 3-Kayseri 4-Gemerek 5-Sivas 6-Zara

SYİ METODU Son zamanlarda kuraklık çalışmalarında yaygın olarak kullanılan SYİ metodu 1993 yılında McKee ve diğ. tarafından geliştirilmiştir. Bu yöntemde ihtiyaç duyulan tek meteorolojik değişken yağış olduğundan uygulaması oldukça kolaydır. En önemli avantajı ise yeraltı ve yerüstü su kaynakları üzerinde yağış eksikliğine bağlı olarak meydana gelen kuraklık etkisini belirlemek için farklı zaman ölçeklerinin kullanılabilmesidir.

Herhangi bir X1, X2,…., Xn yağış zaman serisi için SYİ serisi, xi ,aşağıdaki denklem ile hesaplanır. Xort = yağış serisinin aritmetik ortalaması Sx = yağış serisinin standart sapması Burada elde edilen negatif değerler yağış eksikliğini yada kurak dönemleri , pozitif değerler ise yağış fazlalığını yada sulak dönemleri gösterir. Aynı araştırmacılar farklı SYİ aralıkları için aşağıdaki tabloda verilen dört ayrı kuraklık sınıflandırması yapmıştır. SYİ Değeri Kuraklık Sınıfı (0.0) – (-0.99) Hafif Şiddetli (-1.0) – (-1.49) Orta Şiddetli (-1.5) – (-1.99) Şiddetli ≤ -2 Çok Şiddetli

Sivas İstasyonu Aylık SYİ Serisi (1953-2003 yılları)

YÖNTEM Çalışılan havza için kuraklık şiddeti-alansal yayılım-frekans eğrisi elde edilmesinde kullanılan yöntem (Kim ve diğ., 2002) gereği aşağıdaki adımlar takip edilmiştir; Havza içerisindeki her bir istasyona ait yıllık kuraklık şiddeti değerleri hesaplanmıştır. Bunun için her bir yılda –1.0 değerinden küçük aylık SYİ değerlerinin toplamı SYİ’nin -1.0 den küçük aylar sayısı ile çarpılıp 12 ile bölünmüştür. Kuraklık şiddeti değerlerinin alansal dağılımı elde edilmiştir. Bu amaçla yağış verilerinin stokastik özelliklerini yansıtabilmek için Kriging metodu kullanılmıştır. Her yıl için önceden belirlenen kuraklık şiddeti eşik değerlerine göre (-1.0, -1.5, vs.) alansal yayılım yüzdeleri hesaplanmıştır. Kuraklık şiddetlerinin dönüş aralıklarının tespit edilmesi amacıyla daha önceden tespit edilen alansal yayılım yüzdelerinin frekans analizi yapılmıştır. Kuraklık şiddetlerinin olasılık dağılımı için Gumbel olasılık dağılımı (Tip I Ekstrem Değer Dağılımı) tercih edilmiştir.

Hirfanlı Baraj Havzası’nda 2001 yılı için kriging yöntemi ile hesaplanan kuraklık şiddeti değerlerinin alansal dağılımı.

Hirfanlı Baraj Havzası’nda farklı dönüş aralıkları için elde edilen kuraklık şiddeti-alansal yayılım-frekans eğrileri ve havzada meydana gelen önemli kuraklıkların karşılaştırılması.

ARAŞTIRMA BULGULARI Hirfanlı Baraj Havzası’nda farklı dönüş aralıkları için kuraklık şiddeti-alansal yayılım-frekans eğrileri elde edilmiş ve havzada meydana gelen önemli kuraklıkların (1964, 1978, 1984, 1989 ve 2001 kurak yılları) şiddet, alansal yayılım ve dönüş aralıkları belirlenmiştir. Buna göre; 1964 yılında meydana gelen kuraklığın dönüş aralığının 2 ile 10 yıl arasında değiştiği görülmektedir. Bu yıl içerisindeki kuraklık şiddetinin havzanın yaklaşık olarak %80’inde –2.0 den küçük olduğu ve dolayısıyla havzanın büyük bir kısmının çok şiddetli kuraklık etkisi altında olduğu anlaşılmaktadır. 1978 yılında yaşanan kuraklığın dönüş aralığı 2 ile 6 yıl arasındadır. Bu yıl içerisinde çok şiddetli kuraklığa maruz kalan alan yüzdesi yaklaşık olarak %70 civarındadır.

ARAŞTIRMA BULGULARI (devam) 1984 yılında ise kuraklığın dönüş aralığı yaklaşık olarak 2-5 yıl arasında değişmektedir. Şekilde görüldüğü gibi bu yıl içerisinde bölgenin yarısına yakını çok şiddetli kuraklık yaşamıştır. 1989 yılına gelindiğinde kuraklık dönüş aralığı 50 yıla kadar çıkmaktadır. Bu yıl içerisinde havzanın yaklaşık olarak %65’inin çok şiddetli kuraklığın etkisi altında olduğu görülmektedir. 2001 yılında ise havzada yaşanan kuraklığın dönüş aralığı yaklaşık olarak 2 ile 5 yıl arasında değişmektedir. Söz konusu yıl içerisinde havzanın %60 kadarının çok şiddetli kuraklık etkisinde kaldığı anlaşılmaktadır.

KIRIKKALE’DE KURAKLIK

Kırıkkale’nin 12 aylık SYİ zaman serisi (1953-2007 yılları arası)

KURAKLIK BULGULARI Kırıkkale, son 55 yılın 30 yılında (son 10 yılın yarısında) çeşitli şiddette kuraklıklara maruz kalmıştır. Ülkemiz genelinde yaşanan önemli kurak dönemlerin (1950, 1960, 1970, 1990 ve 2000 dönemleri) Kırıkkale’de de etkili olduğu görülmektedir. Bu dönemde yaşanan kuraklıkların şiddetlerine göre dağılımı: 1 çok şiddetli, 2 şiddetli, 4 orta şiddetli ve 23 hafif şiddetli. Yaşanan kuraklıkların ortalama süresi: 2,14 yıl. Maksimum kuralık süresi: 5 yıl (1953-1957 arası). Ortalama kuraklık şiddeti: -0,71 (hafif şiddetli). Maksimum kuraklık şiddeti -2,37 (çok şiddetli,1956).

Kurak Yılların Birbirini Takip Etmesi SYİ zaman serileri dikkatle incelendiğinde genelde kurak dönemlerin birbirini ve benzer şekilde sulak dönemlerin de birbirini takip ettiği görülmektedir. Yani kurak bir dönemin başlamasıyla kurak yılların birbirini takip etmesi ihtimali daha fazladır.

2007 Yılı Kuraklığı 2007 yılında Kırıkkale İli -1.55 şiddetinde bir kuraklığa maruz kalmıştır. Bu yıl içerisinde Ocak-Mayıs ve Temmuz-Eylül dönemlerinde yağışlardaki önemli azalmalardan dolayı kuraklık baş göstermiştir. Bu yıl içerisinde kaydedilen toplam 256,2 mm yağış uzun yıllar ortalamasının ancak %70’ine tekabül etmektedir. Daha önce de belirtildiği gibi kurak dönemlerin kurak dönemleri takip etme ihtimali daha fazla olduğuna göre önümüzdeki dönemin kurak geçmesi ihtimalinin fazla olduğunu söylenebilir.

Kuraklığın Akış Üzerindeki Etkisi Kırıkkale İli’nde yağış eksikliğine bağlı olarak ortaya çıkan kuraklıkların akış üzerindeki etkisini incelemek amacıyla Kızılırmak nehrinin Yahşihan akım ölçüm istasyonundan elde edilen 1953-1996 yıllarına ait akış verilerinin standartlaştırılmış zaman serisi hesaplanmıştır.

İncelenen süre zarfında nispeten şiddetli Akıştaki Azalmalar Genel olarak bakıldığında yağıştaki azalmaların etkisinin akışlar üzerinde biraz gecikmeli de olsa ciddi biçimde hissedildiği görülmektedir. İncelenen süre zarfında nispeten şiddetli ve uzun süren kuraklıkların (1953-1957, 1964-1967, 1972-1973 ve 1992-1995 kuraklıkları) akışlarda önemli oranlarda azalmaya sebep oldukları görülmektedir.

Bitirirken… Kuraklık, canlı hayatı üzerinde çok çeşitli olumsuz etkilere sebep olabilmektedir. Yağışlarda meydana gelen azalmalar su kaynakları üzerinde önemli bir baskı oluşturarak yaşamın devamı için gerekli olan su arzını, tarım, enerji, sanayi ve diğer faaliyetleri doğrudan veya dolaylı şekilde etkilemektedir.

Bitirirken… Yarı kurak iklim kuşağında yer alan ülkemiz çok sık şekilde kuraklık etkilerine maruz kalmaktadır. Kuraklığın etkilerinden korunmak için kuraklık takibi çalışmalarının sürekli olarak ve kurumsal bazda yapılması zorunludur. Son yıllarda özellikle büyük şehirlerde ortaya çıkan su arzındaki sıkıntılar göz önüne alınarak ülkemiz su kaynaklarının yönetiminde sürdürülebilirlik esas alınarak suyun doğru yerde ve zamanda kullanılması sağlanmalıdır.

TEŞEKKÜRLER