Aylık yağışın konumsal dağılımının modellenmesinde farklı enterpolasyon yöntemlerinin karşılaştırmalı analizi

For many water resources planning and management studies such as water budget and hydrological modeling, it is very important to estimate areal precipitation from point observation stations. There are many deterministic and geostatistical methods for determining the spatial distribution of precipitation. In this study, the most widely used methods, inverse distance weighting (IDW), Simple Kriging (SK) and Co-Kriging (CK) are applied. It is the main objective of the study that Geographic Information Systems (GIS) techniques are used to compare widely preferred interpolation methods and to model the spatial distribution of monthly precipitation values for prediction in ungauged areas in Akarcay Sinanpasa and Suhut sub-basins, Turkey. At the same time, the effects of number of stations, basin area, characteristics and secondary data usage such as elevation on model performance are investigated. The IDW, a deterministic method and the SK-CK, geostatistical methods are compared with each other by cross validation technique and the applicability of the interpolation techniques for the study areas is analyzed. According to the cross validation test results of IDW, SK and CK methods, the mean RMSE (root mean square error) values of Sinanpasa sub-basin are respectively 13,76 mm, 9,32 mm and 8,72 mm while these values are 9,43 mm, 7,82 mm and 7,90 mm for Suhut sub-basin. Then, uncertainty analysis by means of PSE (prediction standard error) is applied to SK-CK methods with clear advantages over the IDW method and with the close RMSE values. In consideration of the results of the uncertainty analysis, the SK method with the mean PSE values 10,30 mm and 8,54 mm has a little superiority to the CK method whose average PSE values are 11,03 mm and 9,02 mm for both Sinanpasa and Suhut sub-basins, respectively. When the findings are evaluated, it can be seen that all three methods can be used for the study areas. The determination of the spatial distribution of precipitation in this way is considered to be beneficial for many water resources engineering studies in areas of ungauged/sparsely gauged.Su bütçesi ve hidrolojik modelleme gibi birçok su kaynakları planlama ve yönetim çalışmaları için noktasal yağış gözlemlerinden alansal yağışın tahmin edilmesi çok önemlidir. Yağışın konumsal dağılımının belirlenmesi için deterministik ve jeoistatistik birçok yöntem bulunmaktadır. Bu çalışmada en yaygın kullanılan uzaklığın tersi ile ağırlıklandırma (IDW), Simple Kriging (SK) ve CoKriging (CK) yöntemleri uygulanmıştır. Akarçay Sinanpaşa ve Şuhut alt havzalarında, Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) teknikleri ile yaygın olarak tercih edilen enterpolasyon yöntemlerinin karşılaştırılması ve aylık yağış değerlerinin konumsal dağılımının ölçüm yapılmayan alanlarda tahmin yapılması için modellenmesi çalışmanın ana amacını oluşturmaktadır. Aynı zamanda istasyon sayısı, havza alanı, karakteristikleri ve yükseklik gibi ikincil veri kullanımının model performansları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deterministik bir yöntem olan IDW ve jeoistatistik yöntemler olan SK-CK yöntemlerinin çapraz doğrulama tekniği ile performansları test edilerek karşılaştırılmış ve çalışma alanları için enterpolasyon tekniklerinin kullanılabilirliği incelenmiştir. IDW, SK ve CK yöntemlerinin çapraz doğrulama test sonuçlarına göre Sinanpaşa alt havzası için sırasıyla RMSE (karesel ortalama hata) değerleri 13,76 mm, 9,32 mm ve 8,72 mm iken; Şuhut alt havzası için 9,43 mm, 7,82 mm ve 7,90 mm'dir. IDW yöntemine kıyasla açık üstünlükleri olan ve yakın RMSE değerlerine sahip SK-CK yöntemlerine, ek olarak PSE (tahmin standart hatası) ile belirsizlik analizi uygulanmıştır. Belirsizlik analizi sonuçlarına göre hem Sinanpaşa hem de Şuhut alt havzaları için SK yöntemi sırasıyla 10,30 mm ve 8,54 mm PSE değerleriyle, 11,03 mm ve 9,02 mm PSE değerlerine sahip CK yöntemine az da olsa üstünlük sağlamıştır. Elde edilen bulgulara göre her üç yönteminde çalışma alanları için kullanılabilir olduğu görülmektedir. Bu şekilde yağışın konumsal dağılımının belirlenmesinin ölçüm yapılmayan veya kıt ölçüm yapılan alanlarda birçok su kaynakları mühendisliği çalışmaları için faydalı olacağı düşünülmektedir

Akarçay Havzasında Yapay Sinir Ağları ile Aylık Akım Tahmini

Six approaches for modeling monthly flows of an Akargay basin in Turkey using Artificial Neural Network (ANN) were presented. The monthly stream flows was modeled by multi-layer perceptron type of ANN. The six approaches contain three input values as calendar month order, former year’s monthly observations and the standardized value the observations, and theirs two different usage in the network. The results were tested using the mean absolute error, traditional determination coefficient and Nash-Sutcliffe efficiency. The study demonstrates that the approach which uses the months order as input data produces reasonably satisfactory results for data of the basin. It is seen that the ANNs can be assumed as successful modeling techniques of complex and nonlinear systems. Internal structures of ANN have not been comprehended clearly but high success on the research is sound as good proof to use in monthly stream flow estimation.Türkiye Akarçay havzası aylık akım gözlemleri altı yaklaşım kullanılarak Yapay Sinir Ağları (YSA) ile modellenmiştir. Modellemede aylık akımlar çok katmanlı algılayıcı YSA kullanılmıştır. Altı yaklaşım, ayın takvim sıra sayısı, önceki yılın gözlemleri ve bu gözlemlerin standardize değerleri şeklinde üç girdi değeri ile bunların iki farklı şekilde ağa tanıtılmasından oluşmuştur. Sonuçlar ortalama mutlak hata, determinasyon katsayısı ve Nash-Sutcliffe yeterlilik ölçütü ile sınandı. Araştırma soncu, ay sıra sayısının girdi olarak kullanıldığı YSA modellerinin iyi sonuç verdiğini göstermiştir. Karmaşık ve doğrusal olmayan sistemlerde YSA’nın başarılı modelleme yaptığı kabul edilebilir. YSA’nın içyapısı açıkça anlaşılamamış olmakla beraber başarılı sonuçlar aylık akım tahmini için kullanılabileceğini göstermektedir

Akarçay Havzasında Yapay Sinir Ağları ile Aylık Akım Tahmini

Six approaches for modeling monthly flows of an Akargay basin in Turkey using Artificial Neural Network (ANN) were presented. The monthly stream flows was modeled by multi-layer perceptron type of ANN. The six approaches contain three input values as calendar month order, former year’s monthly observations and the standardized value the observations, and theirs two different usage in the network. The results were tested using the mean absolute error, traditional determination coefficient and Nash-Sutcliffe efficiency. The study demonstrates that the approach which uses the months order as input data produces reasonably satisfactory results for data of the basin. It is seen that the ANNs can be assumed as successful modeling techniques of complex and nonlinear systems. Internal structures of ANN have not been comprehended clearly but high success on the research is sound as good proof to use in monthly stream flow estimation.Türkiye Akarçay havzası aylık akım gözlemleri altı yaklaşım kullanılarak Yapay Sinir Ağları (YSA) ile modellenmiştir. Modellemede aylık akımlar çok katmanlı algılayıcı YSA kullanılmıştır. Altı yaklaşım, ayın takvim sıra sayısı, önceki yılın gözlemleri ve bu gözlemlerin standardize değerleri şeklinde üç girdi değeri ile bunların iki farklı şekilde ağa tanıtılmasından oluşmuştur. Sonuçlar ortalama mutlak hata, determinasyon katsayısı ve Nash-Sutcliffe yeterlilik ölçütü ile sınandı. Araştırma soncu, ay sıra sayısının girdi olarak kullanıldığı YSA modellerinin iyi sonuç verdiğini göstermiştir. Karmaşık ve doğrusal olmayan sistemlerde YSA’nın başarılı modelleme yaptığı kabul edilebilir. YSA’nın içyapısı açıkça anlaşılamamış olmakla beraber başarılı sonuçlar aylık akım tahmini için kullanılabileceğini göstermektedir

WATER QUALITY MONITORING NETWORK DESIGN USING STREAM BIFURCATION DEGREE

Most of the water quality monitoring studies don't provide what expected for observation. For this reason, the results stay in dispute among researchers. Water quality monitorir,g studies are divided into three groups as simultaneous sampling plan, synoptic surveys and researching purpose which proceed on a definite stream or stream sections basis

WATER QUALITY MONITORING NETWORK DESIGN USING STREAM BIFURCATION DEGREE

Most of the water quality monitoring studies don't provide what expected for observation. For this reason, the results stay in dispute among researchers. Water quality monitorir,g studies are divided into three groups as simultaneous sampling plan, synoptic surveys and researching purpose which proceed on a definite stream or stream sections basis

Akarçay northern sub-basin groundwater modeling

Bu çalışma Afyonkarahisar sınırları içerisinde bulunan ve doğudan Konya sınırlarına girmekte olan Akarçay havzasının, Bolvadin, Çay, Çobanlar, İşcehisar, İhsaniye, Bolvadin-Eber gölü sınırları ve Akarçay nehrinin kuzeyinde yer alan bölgelerini kapsayan Akarçay havzası akiferine ait yeraltı suyu akım modellemesi, Groundwater Modeling System (GMS) programında oluşturulmuştur. Model çalışması sonlu farklar yöntemiyle ve kararlı akım varsayımı ile 2002 yılı kuyu logları, kuyu koordinatı, akifer sınırı, topografik yükseklikler, akarsu yatağı, hidrolik parametre verileri derlenerek gerçekleştirilmiştir. Çalışma ile yeraltı su bütçesi hesaplanabilmektedir. Havzanın istenilen yerinden kesit alınarak, o bölgedeki su seviyesinin zemin yüzeyine olan uzaklığı hesaplandığı gibi şekil olarak da görülebilmektedir. Elde edilen sonuçların, havzadaki yeraltı su bütçesi hakkında bilgi edinilmesinde faydalı olacağı düşünülmektedir.This study comprises the Bolvadin, Çay, Çobanlar, İşçehisar, İhasniye, Bolvadin-Eber lake boundaries and northern regions of Akarçay basin that is in Afyonkarahisar and partialy in the east of Konya. The model study had been actualize that with finite difference method and steady state flow assumption in 2002 years well logs, well coordinates, the aquifer boundary, topographical elevations, stream bed, hydraulic parameter data. In study the groundwater budget can be calculated. The water levels distance from ground surface is modeled numerically and visually with cross sectioning the basin. The results are expected to be helpful for ground water budget studies on the basi

Akarçay northern sub-basin groundwater modeling

Bu çalışma Afyonkarahisar sınırları içerisinde bulunan ve doğudan Konya sınırlarına girmekte olan Akarçay havzasının, Bolvadin, Çay, Çobanlar, İşcehisar, İhsaniye, Bolvadin-Eber gölü sınırları ve Akarçay nehrinin kuzeyinde yer alan bölgelerini kapsayan Akarçay havzası akiferine ait yeraltı suyu akım modellemesi, Groundwater Modeling System (GMS) programında oluşturulmuştur. Model çalışması sonlu farklar yöntemiyle ve kararlı akım varsayımı ile 2002 yılı kuyu logları, kuyu koordinatı, akifer sınırı, topografik yükseklikler, akarsu yatağı, hidrolik parametre verileri derlenerek gerçekleştirilmiştir. Çalışma ile yeraltı su bütçesi hesaplanabilmektedir. Havzanın istenilen yerinden kesit alınarak, o bölgedeki su seviyesinin zemin yüzeyine olan uzaklığı hesaplandığı gibi şekil olarak da görülebilmektedir. Elde edilen sonuçların, havzadaki yeraltı su bütçesi hakkında bilgi edinilmesinde faydalı olacağı düşünülmektedir.This study comprises the Bolvadin, Çay, Çobanlar, İşçehisar, İhasniye, Bolvadin-Eber lake boundaries and northern regions of Akarçay basin that is in Afyonkarahisar and partialy in the east of Konya. The model study had been actualize that with finite difference method and steady state flow assumption in 2002 years well logs, well coordinates, the aquifer boundary, topographical elevations, stream bed, hydraulic parameter data. In study the groundwater budget can be calculated. The water levels distance from ground surface is modeled numerically and visually with cross sectioning the basin. The results are expected to be helpful for ground water budget studies on the basi

MODELING OF RELATIONSHIP BETWEEN GROUNDWATER FLOW AND OTHER METEOROLOGICAL VARIABLES USING FUZZY LOGIC

In this study, modeling of the effect of rainfall, flow and evaporation as independent variables on the change of underground water levels as dependent variables were investigated by fuzzy logic (FL). In the study, total 396 values taken from six observation stations belong to Afyon inferior basin in Akarçay from 1977 to 1989 years were used. Using the monthly average values of stations, the change of underground water level was modeled by FL. It is observed that the results obtained from FL and the observations are compatible with each other. This shows FL modeling can be used to estimate groundwater levels from the appropriate meteorological value

Constitution of Flood Inundation Maps and Flood Damage Analysis: A Case Study of Akarcay Afyon Subbasin

Akarsu yatağının su iletim kapasitesinin çeşitli sebeplerle azalması veya kapasiteden daha fazla suyun olması halinde yatak dışına taşarak can ve mal kaybına sebep olan taşkın tedbir alınması gereken önemli afetlerdendir. Akarçay Havzası kapalı havza niteliğiyle gerek jeoloji gerek topoğrafik açıdan önemli taşkın riski taşıyan bölgelerdendir. Bu çalışmada yerleşim alanı, ekonomik ve sınaî gelişmişlik yönünden Akarçay Havzasının en gelişmiş ve önemli bölgesi olarak yer alan Akarçay Afyon Alt Havzasının değişik dönüş aralıkları için hesaplanan taşkın debilerinde su seviyeleri ve su altında kalacak yerlerin HEC-RAS yazılımı kullanılarak hesaplanması amaçlanmıştır. Daha sonra ortalama su derinliği ile literatürde mevcut çeşitli derinlik-zarar eğrileri yardımıyla taşkın zarar tahmini yapılmıştır.In case of decreasing water conductivity capacity or excessive water occurrence in a river bed results with upsurges of streambed. This situation is called as flood, which is one of important disasters and it causes life and other damage, so precaution is necessary. Akarcay Basin, which is a sediment basin and has no output to a sea or other basin, has high flood risk because of its geological and topographical properties. In this paper, it is aimed to calculate water levels and submerged areas of Akarcay Afyon Subbasin that is the most developed and important region of Akarcay Basin in terms of residential area, economical and industrial development, for flood flows with various recurrence intervals using HEC RAS software. Afterwards, flood damage estimation is performed by the help of various water depthdamage curves that take part in literature, considering mean water level

An Investigation of Radiation Absorption Properties of Barite Aggregate Concrete

Bu çalışmada barit agregası kullanılarak üretilen ağır betonların soğurma özellikleri ve betonun radyasyon zırhlanmasındaki etkisi incelenmiştir. Beton elamanlarda radyasyonun etkileri ve radyasyon zırhlanması önemli konulardandır. Bu amaçla genel olarak radyasyona maruz kalınan yerlerde ağır betonların kullanılması ile betonların soğurma özellikleri iyileştirilebilmektedir. Bu amaçla(çalışmada) üç farklı tane boyutunda barit agregası kullanılarak üretilen beton serilerinde 5‐22mm tane grubundaki iri agrega sabit tutulurken 0‐5mm tane grubundaki ince agrega miktarları taş unu ile ikame edilmiştir. Bağlayıcı miktarı 270kg/m3 ve Su/ Çimento oranı 0.46 ve 0.50 olarak seçilen karışımlarda işlenebilirliği sağlamak amacıyla bağlayıcının %1.5 oranında yeni nesil süper akışkanlaştırıcı kullanılmıştır. Üretilen numuneler üzerinde radyasyon soğurma katsayısı, birim ağırlık, ultrases hızı, basınç dayanımı deneyleri yapılarak beton özellikleri incelenmiştir.    Elde edilen sonuçlara göre üretilen numunelerde taş  unu miktarının azalması ile birim ağırlıklarda artış eğilimi görülürken betonun soğurma miktarlarında  azalma görülmüştür..  Barit agregalı betonların dayanımlarının da istenilen değerlerde olduğu görülmüştür.