1

İklim değişikliğine bağlı olarak su kaynaklı doğal afetlerin yönetimi (özellikle taşkın ve kuraklık) ve su kaynakları ve yapıları planlaması konularında karşılıklı beklenti, ihtiyaçlar ve ileriye dönük yeni yapılanmalar

Su sektörüne verilen meteorolojik hizmetler ve bunların suya dayalı doğal afetlerin yönetiminde nasıl daha etkin kullanılabileceği

Suya dayalı afetlerin yönetiminde iklim ve meteoroloji veri ve ürünlerin önemi

Su yönetimi açısından kritik kabul edilebilecek veri ve ürünler

Bu ürün ve verilerin su yöneticilerine en kısa zamanda nasıl sağlanacağı

Su ve meteoroloji sektörleri arasındaki işbirliği konuları

Hizmet sağlamada karşılaşılan problemler ve çözüm önerileri

“Türkiye ve Bölgesini Kapsayan Coğrafya’da

Küresel İklim Değişikliği Dikkate Alınarak

Suya Dayalı Doğal Afetlerin Daha İyi Yönetimi”

Evren Köprülü

THAMES WATER TÜRKİYE

21 Mart 2009

3

İzmit Kentsel ve Endüstriyel Su Temin Projesi

4

Kocaeli Ham Su Kaynakları

Kocaeli bölgesinin ham su kaynakları olarak;

– Yuvacık Baraj Gölü

– Yeraltı ve yerüstü doğal su kaynakları

– Sapanca Gölü

– Alternatif beslemeler (Gökçedere Barajı, vb.)

– Karakaya Kaynak Hattı

5

Meteorolojik karakterli doğal afetlerden biri olan sel; bir akarsuyun çeşitli sebeplerle yatağından taşarak, etki alanında bulunan tüm yapı ve yaşantıya zarar veren bir akış büyüklüğü oluşturmasıdır.

Ülkemizde depremden sonra en büyük can ve mal kaybına sebep olan doğal afettir.

SEL & KURAKLIK

Dünyadaki doğal afetlerin karakteristik özellikleri ve çeşitli etkilerinin puanlamasına göre önem sıraları Bryant,1993.

Önem Sırası

Afet Afetin Şiddeti

Etkili olduğu

süre

Etkilediği toplam

alan

Toplam can

kaybı

Toplam ekonomik

kayıp

Sosyal etkisi

Etkisinin kalıcılığı

1 Kuraklık 1 1 1 1 1 1 1

2Tropikal Siklon

1 2 2 2 2 2 1

3Bölgesel

sel ve taşkınlar

2 2 2 1 1 1 2

4 Deprem 1 5 1 2 1 1 2

1 = en yüksek 5 = en düşük

6

Meteorolojik Karakterli Doğal Afetler Meteorolojik ve hidrolojik afetlerin kuraklık, sel ve kuvvetli rüzgar gibi

sayısında önemli bir artış gözlenmiştir.

İklimlerdeki değişimler, ekstrem hadiselerin frekansında kaçınılmaz bir değişime neden olacaktır. Örneğin 100 yılda 1 kez görülen bir hadise 10 yılda 1 görülmesi sonucunu doğurabilecektir.

KURAKLIK (?)

7

İklimsel Değişimler ve Küresel Isınma

Küresel ısınma, su kaynaklarını tehdit ediyor ve bunun etkileri dünyanın bir çok yerinde artan şiddette hissedilmeye başlandı.

Küresel Isınmanın etkileri gün geçtikçe sel ve kuraklık felaketlerinin yaşanma riskini arttırmaktadır.

Yeterlilik açısından “Su Stresi” içindeki ülkeler sınıfına yaklaşıyoruz.

Kuraklıkta artış

Küresel İklim Değişiminde beklenen tehlikeler

Ani sellerde artış

Küresel İklim Değişiminde beklenen tehlikeler

10

Hidrolojik Kuraklığın Baraj Haznesine Etkileri

Azalma

– Ham su doluluk miktarında

– Ham suyun kalitesinde

Bozulma

– Ekolojik dengede (alg patlamaları)

Artış

– Sedimantasyonda ve erozyonda (faydalı hacimde düşüş)

1111

12

HAZİRAN 2005 169,14 m DSG

12

1313

1414

1515

1616

17

Kuraklık Hassasiyeti

Üç temel faktör etkiler;

– ham su depolama kapasitesi, (142 / 51,13 Mm3 - 2,78)

– kuraklıktan etkilenecek bölgelere yönelik alternatif su temin kaynaklarının varlığı (112.320/480.000 m3/gün – Sapanca %23,4)

– su temin ve dağıtım şebeke altyapısının durumu (Kocaeli Büyükşehir Belediyesi İSU - ALTYAPI YATIRIMLARI - %15)

18

Amaç (İşletme Politikası)

1

2

3Selleri haznede maksimum düzeyde sönümlendirmeye çalışarak ötelemek

Gövdenin stabilitesini korumak

Sel ve Kuraklık Riskinidikkate alarak optimum deşarj yapmak

Temel ihtiyaç olan içilebilir suyun güvenilir bir şekilde ve sürekli karşılanabilmesi

Risklerin minimize edilmesi ve riskler arasında optimum dengenin sağlanması

Suyun akılcı ve verimli yönetimi (Su Bütçesi)

Sürekli ve Kaliteli Su Temini

19

Modern Afet Yönetim Sistemi

1

2

34

MüdahaleMüdahale

HazırlıkHazırlık

İyileştirmeİyileştirme

Zarar AzaltmaZarar Azaltma

Risk yönetimi

Kriz yönetimi

Düzeltme

Koruma

Tahmin ve Erken Uyarı

Tahmin ve Erken Uyarı

Yeniden yapılanma Yeniden yapılanma Etki Analizi Etki Analizi

Afet Afet

21

Stratejiler

Mevcut hidro-meteorolojik koşullar altında ;

– Kısa Vadeli işletme politikalarında “Sel Yönetimi”

– Uzun Vadeli işletme politikalarında “Kuraklık Yönetimi”

belirleyicidir. 21

22

Bar

aj S

eviy

esi (

m D

SG

)

Grafiğin başladığı tarihi yazın.

1) The total amount of water discharged from radial gates is 0,00 Mm3 in this year's water season.1) As of 1st of December’05, the long term monthly reservoir inlet flow averages are about 159% for November‘05 and 113% for this year's water season.

110

120

130

140

150

160

170

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

01

02

03

04

05

06

07

08

RE

SE

RV

OIR

LE

VE

L (

m A

SL

)

110

120

130

140

150

160

170 Critical Level

Minimum Level

Res Level Similarity CaseScenario -Year 1974

*Flood Control 100 Years

Maximum OperationLevel

Res Level This Year

Res Level Last Year

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

RE

S IN

(M

L)

Res In This Year

Res In Last Year

Kritik Dönemler

•Haziranda gecikmiş bahar feyezanları baraj gölünü dolu durumda yakalar, hızlı gelişir.

• Yaz aylarında baraj gölü giriş akımları azalır.• Mevsimsel yağışlardaki gecikmeler kuraklık riskini arttırır.

•Yağmur ve kar erimesi aynı anda oluşur.

1 2 3

23

Kuraklık Yönetim Planı (Amaç)

Toplumun sağlığına, güvenliğine ve refahına yönelik kaliteli ve düzenli su temini

Ekonomik,sosyal,evsel ve endüstriyel aktivitelerinin kesilme ve bozulmalarının asgari düzeyde tutulması

Planın uygulanması süreçlerinde toplum güveninin tesisi

Kuraklık nedeniyle yaşanacak sıkıntıların ve planın uygulama sorumluluklarının dengeli paylaşımı

Etkin, pratik ve esnek yapıya sahip kapsamlı ve mantıklı bir koordinasyon sağlanması

24

25

Aşamaları;

– 1.Aşama : Kuraklığın İzlenmesi

– 2.Aşama : Kuraklık Alarmı

– 3.Aşama : Kuraklığın Deklarasyonu

– 4.Aşama : Kuraklık Acil Durumu

– 5.Aşama : Tam Kuraklık Durumu

Kuraklık ile Mücadele (Kuraklık Yönetim Planı)

26

Kocaeli Kuraklık Yönetim Planı

2005 yılı Thames Water Türkiye öncülüğünde T.C.Kocaeli Valiliği himayesinde Kocaeli Kentinin Kuraklık Yönetim Planının oluşturulması için bir alt komisyon kurulmuştur:

– Kocaeli Valiliğinin ilgili birimleri

– Kocaeli Büyükşehir Belediyesi

– ISU Genel Müdürlüğü

– Kocaeli Sanayi Odası

– DSİ 15. Şube Müdürlüğü

– DMİ Kocaeli Müdürlüğü

– Kısa süreli katılımcılar : Üniversite Öğretim Görevlileri, Uzmanlar, İl Milli Eğitim Müdürü, İl Tarım Müdürlüğü Uzmanları v.b.

7 Subat 2005 tarihinde Kocaeli Kuraklık Yönetimi Alt Komisyonu, çalışmalarını 09 Haziran 2005 tarihinde sonuçlandırmıştır.

27

2006 - 2007 Su Yılı KKYP’nin 1. Seviyesi “Kuraklığın İzlenmesi” dir.

KKYP 2. Seviye “Kuraklık Alarm”

KKYP 3. Seviye “Kuraklık Deklerasyonu”

KKYP 4. Seviye “Kuraklık Acil Durumu”

DÖNÜŞÜMLÜ (ROTA-CUT) SU TEMİNİ

KKYP: Kocaeli Kuraklık Yönetim Planı

28%53,6 – 159.95 m DSG üzerinde%19,9 - Deşarj var

3342

5

36

22

50

15

48 525651

0

20

40

60

80

100

12001

/99

05/9

909

/99

01/0

005

/00

09/0

001

/01

05/0

109

/01

01/0

205

/02

09/0

201

/03

05/0

309

/03

01/0

405

/04

09/0

401

/05

05/0

509

/05

01/0

605

/06

09/0

601

/07

05/0

709

/07

01/0

805

/08

09/0

801

/09

Tarih

Deş

arj A

kım

ı (m

3/sn

)

110

115120

125

130135

140

145150

155

160165

170

Göl

Su

Sev

iyes

i (m

DS

G)

Günlük Ortalama Deşarj Akımı Baraj Göl Su Seviyesi Deşarj Eşik Seviyesi

6 M

ar.

5 E

ki.

5 Ş

ub.

15 A

ğu.

2 K

as.

1 A

ğu.

15 A

ra.

8 A

ğu.

8 M

ar.

7 E

yl.

27 A

ra.

7 M

ar.

31 A

ğu.

20 A

ğu.

25 A

ra.

10 T

em.

23 M

ar.

25 T

em.

1 M

ar.

30 T

em.

6 Ş

ub.

Deşarj Analizi (1999-2009)

YUVACIK RESERVOIR SHORT TERM FLOOD CONTROL

GATE OPENING

Gates Fully open in the yellow zone

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650

163.5 0.15 0.35 0.65

163.7 0.05 0.3 0.5 0.75

164 0.15 0.35 0.55 0.75

164.2 0.15 0.3 0.5 0.8

164.5 0.15 0.3 0.45 0.65

165 0.15 0.25 0.4 0.55

165.5 0.1 0.2 0.3 0.45 0.65

166 0.15 0.35 0.4 0.6 0.7

166.5 0.15 0.25 0.4 0.6 0.65 0.85

Reservoir storage

levels (m)

Forecasted reservoir inflows (m3/s) in the next 30 minutes

Gate opening in metres

250 300 350 400 450 500 550166.5 0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 0.55167 0.1 0.15 0.25 0.35 0.45 0.6167.5 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.6 0.75168 0.15 0.15 0.35 0.5 0.65 0.8168.5 0.25 0.4 0.55 0.7 0.85169 0.4 0.55 0.7 0.9

Reservoir storage

levels (m)

Forecasted reservoir inflows (m3/s) in the next 30 minutes

Gate Opening in metres

29

30

Yuvacık Barajı Taşkın Senaryosu

Meteoroloji istasyonunun

bulunduğu kent Yağış grubu

Standart zamanlarda gözlenen en büyük yağış değerleri mm

2 yıl 5 yıl 10 yıl 25 yıl 50 yıl 100 yıl

Kocaeli D

52,48 81,67 103,29 131,6 155,66 182,86

Mart veya Nisan aylarında baraj radyal kapakları kapatıldığında takip eden Mayıs ve Haziran aylarında baraj göl seviyesi en yüksek değerine ulaşmaktadır.

Özellikle Haziran ayında “geç kalmış bahar feyezanları” diye tanımlanan ani yağışlar ile oluşan ani seller görülebilmektedir.

24 saat içinde yüksek debiler ile gelen toplam taşkın hacminin tamamının Yuvacık Barajından tutulması kapasitesi açısından mümkün değildir.

Ancak taşkının ötelenmesi ve acil durum planlarının hayata geçirilmesi amacıyla zaman kazanılması mümkündür.

DMİ

31

24 SAAT İÇİNDE İZMİT BÖLGESİNİ KAPLAYACAK

SU HACMİ

6.89 m 50.000.000 m3

5.10 m 25.000.000 m3

3.71 m 12.000.000 m3

2.77 m 5.000.000 m3

31

DSİ 15.ŞUBE MÜDÜRLÜĞÜ KİRAZDERE BARAJI MÜHENDİSLİK HİDROLOJİSİ PLANLAMA RAPORU

Ocak 1999 yılında İTÜ tarafından Yuvacık Barajı için farklı risk gruplarında taşkın alanı risk haritası oluşturulmuştur.

Yuvacık Barajı Taşkın Senaryosu

32

3333*DSİ

Deşarj Kanalı Gözlem Raporu

Ham Su Hattı

Deşarj Kanalı

ArıtmaTesisi

Yuvacık Barajı

Bakım Sorumluluğu KBB’de bulunan Deşarj Kanalı senede en az iki kez gözlemlenmekte ve gözlem sonuçları yayınlanmaktadır.

35

DEŞARJ KANALININ KAPASİTESİNİN ARTTIRILMASI

Mansap deresine bırakılabilecek deşarj debisi üst limiti 100 m3/sn (1999).

2004 – 2006 yılları arasında resmi otoriteler tarafından rehabilitasyon çalışmaları yapılmıştır.

DSİ’den deşarj limitinin 200 m3/sn’ye çıkarıldığı bildirilmiştir. (2007).

Çalışmalara devam edilerek limitin 300 m3/sn’ye çıkarılması hedeflenmektedir. (2007 - 2008).

Sel Yönetiminin Dünya’da Uygulanma Yöntemleri

1. Bilgi Toplanması

2. Selin Sebep Olacağı Kayıpların Tespiti

3. Selin Yönetilmesi

4. Bölgede Selin Sebep Olacağı Zararların Azaltılması

37

Sel ile Mücadele (Sel Yönetim Planı)

Kocaeli Büyükşehir Belediyesi (KBB)

KBB İSU

“Yuvacık Barajı Havzası Hidrolojik ve Atmosferik Modelleme Entegrasyonu” uygulama projesi.

Kocaeli Büyükşehir BelediyesiAfet Koordinasyon Merkezi (AFKOM)

Başiskele Kaymakamlığı

DSİ İzmit Şube Müdürlüğü

38

Baraj İşletmesi

Sel ve Kuraklık riskinin bir arada etkin yönetimi için;

– Havza Karakteri

– Hidro-meteorolojik Gözlem Ağı

– Modelleme

– İşletme Politikaları

39

Havza Karakterinin Tanımlanması

Bu amaçla tamamlanan projeler ;

– İzmit Yuvacık Barajı Su Toplama Havzasının Yenilenebilir Doğal Kaynaklarının Su Üretimi (Kalite, Miktar ve Rejim) Amacıyla Planlanması (Kavakçılık Enstitüsü & İstanbul Üniversitesi & KBB)

– Kirazdere Reservoir Operational Study Project (UNUT & ITU)

– Batimetrik Ölçüm ve Sediman Dağılım Haritasının Oluşturulması (TW)

– Atmosferik-Hidrolojik Model Entegrasyonu Projesi (ODTÜ & AÜ & TW)

40

Baraj İşletmesi

Sel ve Kuraklık riskinin bir arada etkin yönetimi için;

– Havza Karakteri

– Hidro-meteorolojik Gözlem Ağı

– Modelleme

– İşletme Politikaları

41

Baraj Yönetim Sistemi

6 adet Yağış Ölçüm İstasyonu (Isıtıcılı ve ısıtıcısız)

4 adet Meteoroloji İstasyonu (Yağış Ölçer, Kar Derinliği, Sıcaklık, Bağıl Nem)

2 adet Mobil İstasyon (Yağış Ölçer , Sıcaklık ve Bağıl Nem)

WSWS

1 adet Hava İstasyonu : Sıcaklık, Net Radyasyon, Rüzgar Hızı, Rüzgar Yönü, Bağıl Nem

4 adet Akış Ölçer İstasyonu

WSWS

42

Meteoroloji İstasyonu

Yağış Ölçer

Kar Derinlik

Sıcaklık, Bağıl Nem

43

Akış Ölçer

UltrasonikSeviye Ölçerler

Yüzey HızınıÖlçen Radar Sensör

44

Hava İstasyonu

45

Baraj Yönetim Sistemi SCADA Ekranı

46

Gerçek Zamanlı İzleme

47

Hava Tahmini ve Hidro-Meteorolojik Gözlem DMİ

– Radar (yakın-gerçek zamanlı)

– MM5 (t+24, t+48 saatlik yağış ve sıcaklık)

– 3 günlük hava tahmini

Basel Üniversitesi (t+72 saatlik yağış)

NOAA Hava Kaynakları Lab (t+180 ve t+384 saatlik yağış)

Diğer web siteleri (weather.com & westwind.ch)

48

Baraj İşletmesi

Sel ve Kuraklık riskinin bir arada etkin yönetimi için;

– Havza Karakteri

– Hidro-meteorolojik Gözlem Ağı

– Modelleme

– İşletme Politikaları

49

Hidrolojik-Atmosferik ModelEntegrasyonu ve Uygulama Projesi

Thames Water Türkiye

ODTÜ

Anadolu Üniversitesi

50

Amaç

Kısa ve Uzunlu Dönemli İşletme stratejisinde bir karar destek sisteminin oluşturulması,

Havzadan rezervuara girebilecek akımların önceden tahmin edilerek optimum işletme politikalarının belirlenmesi

İşletim kararlarının gerçek zamanlı güncellenerek sel riskini minimize ederek, maksimum su tutulmasını sağlamak.

51

Hidro-meteorolojik tahminler ve Kısa/Uzun Dönem İşletme Stratejileri İşletme stratejilerinin belirlenmesinde hedef faktörler :

– Barajın mansap tarafındaki sel riskini minimize etmek

– Kuraklığa karşı mümkün olduğunca fazla ham su rezervi sağlayarak bölgenin kuraklığa hassasiyetini azaltmak

DMİ tarafından temin edilen 48 saatlik tahmin değerleri atmosferik modele girilerek havzada yağış karakterinin modellenmesi

Atmosferik modelden elde edilen bilgilerin hidrolojik modelde kullanılmasıyla hangi miktarda suyun baraj rezervuarına geleceğinin hesaplanması

52

Havza Karakteristikleri Değerlendirildi

53

Veri toplayan sistemler yeniden tasarlandı

54

Yeni istasyonlar kuruldu

Aytepe

Çilekli Köyü

55

Havza dışına tesis edilen yağış ölçerler (Erken Uyarı Sistemi)

Çayırova (DM-15), Gölcük (DMGA-4) and İzmit (DYA-1)

RG13

RG14

RG15

56

On-line ve manuel kar ölçümleri yapıldı

SNOW DEPTH

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

15-Dec-2005 29-Dec-2005 12-Jan-2006 26-Jan-2006 09-Feb-2006 23-Feb-2006 09-Mar-2006 23-Mar-2006 06-Apr-2006 20-Apr-2006

Sn

ow

Dep

th (

m)

RG7 TEPECİK RG8 AYTEPE RG9 KARTEPE RG10 ÇİLEKLİ

RG7 Manual RG8 Manual HACIOSMAN RG10 Manual

57

DMI-AWOS ve Yuvacık Barajı HavzasıGenel Plan

AWOS – Automated Weather Observing Site / Operationg Station

58

Veriler HEC-HMS Modeline yerleştirildi

59

Simülasyon yapıldı ve model parametreleri kalibre edildi

60

Atmosferik Model oluşturuldu

61

MM5’ den İstasyonlara projeksiyon yapıldı

62

Entegrasyon Her iki model ve

SCADA ortak bir platformda entegre edildi.

63

Baraj İşletmesi

Sel ve Kuraklık riskinin bir arada etkin yönetimi için;

– Havza Karakteri

– Hidro-meteorolojik Gözlem Ağı

– Modelleme

– İşletme Politikaları

64

27 ve 28 OCAK 2007

Yağış Tahminlerinin (MM5) Gerçekleşen Yağış Değerleri (DMS) karşılaştırılması

Akış Tahminlerinin Yapılması(HEC) ve Gerçekleşen Akış Değerleri (DMS) ile karşılaştırılması

– Tahmin edilen yağış değerleri (MM5) kullanılarak

– Gerçekleşen yağış değerleri (DMS) kullanılarak

PXL 13 = 5,87mm PXL 13 = 5,87mm RG1,RG2,RG3,RG6RG1,RG2,RG3,RG6

PXL 8,9,13,14 = 11,34mm PXL 8,9,13,14 = 11,34mm 16,73+16,42+5,87+6,34 16,73+16,42+5,87+6,34 RG4, RG7RG4, RG7

PXL 8,13 = 5,67mm PXL 8,13 = 5,67mm 16,73+5,87 16,73+5,87 RG8,RG11RG8,RG11

PXL 4 = 16,33mm PXL 4 = 16,33mm RG10RG10

PXL 15 = 5,95mm PXL 15 = 5,95mm RG9RG9

MM5 Tahminleri (DMİ)

66

MM5 Tahminleri (DMİ)

67

MM5 Tahminleri (DMİ)

68

Sonuç ve Değerlendirme

MM5 Tahmin (YAĞIŞ) vs Gerçekleşen (YAĞIŞ) % 90

MM5 Tahmin (YAĞIŞ) + HEC Tahmin (AKIŞ) vs Gerçekleşen (AKIŞ)

– % 94 (F1+F2+F3)

– % 75 (F All)

Gerçekleşen (YAĞIŞ) + HEC Tahmin (AKIŞ) vs Gerçekleşen (AKIŞ)

– % 99 (F1+F2+F3)

– % 79 (F All)

69

Özet

1. Baraj Gözlemleme Sistemi, fiziksel tabanlı yağış-akış modeli ilave edilerek, “Yönetim Sistemi”ne dönüştürülüp, karar destek sistemi olarak kullanılmaya başlandı)

2. Kocaeli için Kuraklık Yönetim Planı hazırlanmasına destek verildi.

3. Kocaeli için Sel Yönetim Planı için çalışmalara destek verilmeye devam ediliyor.

4. Yuvacık Barajı’ndan deşarj edilen suyun bırakıldığı kanalın güncel durumu ile ilgili raporlamalara devam edilerek, yerel otoritelere destek sağlanmaya devam ediliyor.

5. Yerel otoriteler, Üniversiteler ve Özel sektör ile ortaklaşa çalışmalar yapıldı ve devam etmektedir.

70

Sonuç ve Öneriler Ara yüz kullanım gerekliliği olmaksızın 24 ve 48 saatlik yağış tahmin verilerine

olabildiğince erken ulaştırılması

MM5 model çıktılarında piksellerin sıcaklık tahminlerinin koordinatla birlikte bir kota bağlanmış olarak yapılması. Kar erimesi konusunda bize yardımcı olacaktır.

Deşarj kanalının kapasitesinin yetersiz olması sel yönetimi açısından işletimsel zorluklara sebep olmakta ve sürekli bir risk teşkil etmektedir.

Kuraklık Yönetim Planının uygulanması ve yaşayan bir döküman olarak sürekli değişen şartlara göre güncellenmesi

Sel Yönetim Planının oluşturulması

DMİ, DSİ ve diğer yerel otoriteler ile ilşkilerin arttırılması, ortak projeler üretilmesi

71

Teşekkür ederiz...