Assessment of land use change impacts on hydrological parameters in Porsuk River Basin - Turkey

Abstract

Land Use Land Cover (LULC) change is considered to play an essential role in river basin hydrology. Climate change, and increase in urbanization have disrupted the hydrological parameters pattern in Porsuk River Basin (PRB). The current study is aimed to investigate the LULC change impacts on surface runoff, groundwater, evapotranspiration, and lateral flow parameters in the five sub-basins of the PRB under different LULC development scenarios (1990 & 2006) and one climate period (1989- 2010) through hydrological modeling. In this study, the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model was utilized to analyze the hydrology of the river basin at watershed scale. The hydrological pattern characterization is based on five discharge gauges monitored by State Hydraulic Works (DSI) in the basin. The Kiranharmani, Parsibey, and Porsuk Ciftligi subbasins, the yearly increase in surface runoff reached 25%, 18%, and 12.91%, respectively, are more affected by landuse changes. The Scenario 2, contrary to Scenario 1, showed a noticeable reduction of groundwater infiltration in all subbasins with exception of Parsibey, due to rapid increased area of residential regions. In comparison to the 1990 LULC, changes in the 2006 LULC have a greater overall impact on hydrological processes in all sub-basins of the PRB. Therefore, it is believed that changes in specific LULC classifications can be linked to the reaction to changes in hydrological processes in a subbasin. Overall, this research is believed to be among the first to be done in the PRB, and the findings are thought to be helpful for water management.

Arazi Kullanımı Arazi Örtüsü (AKAÖ) değişikliğinin nehir havzası hidrolojisinde önemli bir rol oynadığı düşünülmektedir. İklim değişikliği, kentleşmedeki artış ve insan kaynaklı faaliyetlerin doğal kaynaklar üzerindeki etkisi Porsuk Havzası'ndaki hidrolojik parametre örüntüsünü bozmuştur. Mevcut çalışmanın amacı, farklı AKAÖ gelişim senaryoları (1990 & 2006) ve bir iklim dönemi (1990 & 2006) altında Porsuk Nehri Havzasının beş alt havzasındaki yüzey akışı, yeraltı suyu deşarjı, evapotranspirasyon ve yanal akış parametreleri üzerindeki AKAÖ değişiminin etkilerini araştırmaktır (1989- 2010) hidrolojik modelleme yoluyla. Bu çalışmada, nehir havzasının hidrolojisini havza ölçeğinde analiz etmek için Toprak ve Su Değerlendirme Aracı (SWAT) modeli kullanılmıştır. Hidrolojik patern karakterizasyonu, havzada Devlet Su İşleri (DSİ) tarafından kontrol edilen ve izlenen beş deşarj göstergesine dayanmaktadır. Yüzeysel akıştaki yıllık artışın sırasıyla %25 (40,43 mm), %18 (33 mm) ve %12,91'e (34,21 mm) ulaştığı Kıranharmani, Parsibey ve Porsuk Çiftliği alt havzaları kara- değişiklikleri kullanın. Öte yandan, Senaryo 2, Senaryo 1'in aksine, Parsibey hariç tüm alt havzalarda, hızlı kentleşme ve artan yerleşim alanları nedeniyle yeraltı suyu infiltrasyonunda gözle görülür bir azalma göstermiştir. 1990 AKAÖ ile karşılaştırıldığında, 2006 AKAÖ'deki değişikliklerin Porsuk Nehri havzasının tüm alt havzalarındaki hidrolojik süreçler üzerinde daha büyük bir genel etkisi vardır. Bu nedenle, belirli arazi kullanımı sınıflandırmalarındaki değişikliklerin, bir alt havzadaki hidrolojik süreçlerdeki değişikliklere verilen tepkiyle bağlantılı olabileceğine inanılmaktadır. Genel olarak, bu araştırmanın Porsuk Nehri Havzası'nda yapılacak ilk araştırmalar arasında olduğuna inanılıyor ve bulguların su yönetimine yardımcı olacağı düşünülüyor.