İklim değişikliğinin taşkın üzerindeki etkisinin araştırılması

Taşkın, akarsuda normalin üstünde akım ve seviye yükselmesi sonucunda normalde su altında kalmayan alanların su altında kalması olayıdır, bölgelerin jeolojik durumlarına, topoğrafik özelliklerine, mevcut hidrolojik ve iklim şartlarına bağlı olmak üzere meydana gelen olumsuz durumlardır. Bu çalışmanın ana fikri iklim değişikliği neticesinde yağış şiddetinde meydana gelecek değişimlerin taşkın üzerindeki etkisinin incelenmesidir. Bu doğrultuda, Amerika Birleşik Devletleri Kaliforniya Eyaleti Victorville Kasabası’nda bulunan 34.52918° enlem 117.29288° boylam konumundaki havzaya ait 15-dakikalık akış ve saatlik yağış verileri çevrimiçi kaynaklardan temin edilmiştir. Bu veriler incelenerek havzanın 24-saatlik birim hidrografı elde edilmiştir. Birim hidrograf teorisine göre havzanın yağış olayına olan tepkisi zamandan bağımsız ve lineerdir. Buna göre elde edil birim hidrograf havzanın farklı tekerrür yılları için hesaplanan maksimum günlük yağış şiddetine vereceği tepkinin hesaplanması için kullanılmıştır. Öte yandan iklim değişikliği tesirinin kararsız akım taşkın modellemesine olan etkisinin araştırılması için beş adet Küresel Sirkülasyon Modelinin ((BCC-CSM2-MR, CMCC-ESM2, GFDL-ESM4, HadGEM3-GC31-LL, MPI-ESM1-2-LR) iki farklı emisyon senaryosu (SSP2-4.5, SSP5-8.5) altındaki çıktıları referans dönem (1985- 2014) ve geleceğe yönelik (2015-2100) projeksiyonları yine çevrimiçi kaynaklardan elde edilmiştir. Bu çıktılardaki belirsizlikler lineer ölçekleme yöntemi ile giderilmiştir. Daha sonra bu veriler referans dönemi (1985-2014), yakın gelecek (2015-2040), orta vade gelecek (2041-2070) ve uzak gelecek (2071-2100) olmak üzere eşiği aşan pik değerler (peaks-over-threshold: POT) yöntemi ile frekans analizine tabi tutulmuştur. Frekans analizinde tekerrür yılı 2, 5, 10, 20, 50, 100 ve 500 olarak alınmıştır. Bu analizlerde POT yöntemi ile elde edilen kısmı zaman serileri Genelleştirilmiş Pareto Dağılımına uydurulmuştur. Frekans analizinden elde edilen maksimum 24 saatlik yağış şiddetleri (havzanın ortalama yıllık akış ve yağışlarına göre hesaplanan akış katsayısının uygulandığından sonra) birim hidrografına çarpılarak taşkın hidrografları elde edilmiştir. Havzanın topoğrafik verileri HEC-RAS Yazılımı’na verilerek taşkın haritaları çıkarılmıştır. Bu hidrolik modeldeki analizler bir boyutlu ve kararsız akım için yapılmıştır. Çalışmanın sonuçları önümüzdeki yıllarda ekstrem yağış olaylarının artacağını göstermektedir. Bu sonuçlar havzanın morfolojik özelliklerinin sabit kalacağı takdirde ikim değişikliği sonucu taşkın riskinin artacağını göstermektedir.

Flood is the phenomenon of submersion of areas that are not normally submerged as a result of higher-than-normal flow and level rise in the stream. It is a negative situation that occurs depending on the geological conditions of the regions, topographic features, current hydrological and climatic conditions. The main idea of this study is to examine the effect of changes in rainfall intensity as a result of climate change on floods. In this regard, 15-minute flow and hourly precipitation data for the basin located at 34.52918° latitude and 117.29288° longitude in Victorville Town, California, USA, were obtained from online sources. By examining these data, a 24- hour unit hydrograph of the basin was obtained. According to the unit hydrograph theory, the response of the basin to the rainfall event is independent of time and linear. Accordingly, the obtained unit hydrograph was used to calculate the response of the basin to the maximum daily rainfall intensity calculated for different return periods. On the other hand, to investigate the effect of climate change on unsteady-state flow flood modelling, the outputs of five General Circulation Models ((BCC-CSM2-MR, CMCC-ESM2, GFDL-ESM4, HadGEM3-GC31-LL, MPI-ESM1-2-LR) under the emission scenario (SSP2-4.5, SSP5-8.5), for reference period (1985-2014) and future (2015-2100) projections were also obtained from online sources. Uncertainties in these outputs were eliminated by the linear scaling method. Then, these data were used for the reference period (1985-2014), near future (2015-2040), medium term future (2041- 2070) and distant future (2071-2100) are subject to frequency analysis with the peaksover-threshold (POT) method. In the frequency analysis, the return period was taken as 2, 5, 10, 20, 50, 100 and 500. In these analyses, the partial time series obtained by the POT method were fitted to the Generalized Pareto Distribution. The maximum 24- hour rainfall intensities obtained from the frequency analysis (average annual rainfall of the basin flood hydrographs were obtained by multiplying the flow coefficient calculated according to the flow and precipitation by the unit hydrograph. Flood maps were created by giving the topographic data of the basin to HEC-RAS Software. The analyzes in this hydraulic model were made for one-dimensional and unsteady flow. The results of the study show that extreme rainfall events will increase in the coming years. These results show that if the morphological characteristics of the basin remain constant, the flood risk will increase as a result of climate change.