Uydu görüntüleri ile dinamik derece-gün faktörü tahmini ve hidrolojik modellemede kullanımı

Mountain watersheds are one of the main sources of fresh water. Modeling snow accumulation and melting in these high-altitude basins is crucial. Although snow accumulation and melting depend on the factors such as distance from the sea, altitude, slope, temperature and precipitation, it is very difficult to consider all these variables during modelling. In literature, snowmelt modeling is generally carried out in two basic approaches: energy balance and temperature indices. Temperature indices are preferred because of their ease of calculation, good performance and less data requirement. These indices employ a threshold temperature and degree-day factor for the calculations. The degree-day factor (DDF) is usually calculated by calibration for the entire basin. Some models, such as the Mesoscale Hydrologic Model (mHM), calibrate modified DDFs according to the type of land use. mHM uses 3 different degree-day factors for forests, nonforest and impermeable surfaces. In mHM and similar models, some improvements have been made spatially but many models do not take the temporal variability into account. In this study, daily degree-day factors were calculated by using 500m resolution MODIS daily Snow-Covered Area data between 2014 and 2018 water years and these data were tested in Karanlıkdere basin by using mHM model. mHM was run using the calculated daily degree-day factors and re-calibrated with calculated DDFs. The performance of runoff simulations of mHM is slightly improved, while snow-water-equivalent simulations are improved better.Dağlık havzalar önemli su kaynaklarından biridir. Yüksek rakımlı bu havzalarda kar oluşumu ve erimesini modellemek hidrolojik açıdan önem arz etmektedir. Kar oluşumu ve erimesi denizden uzaklık, yükseklik, eğim, sıcaklık ve yağış gibi etmenlere göre değişkenlik göstermekle birlikte tüm bu değişkenleri hesaba katarak modelleme yapmak oldukça güçtür. Kar modellemesi literatürde genel olarak iki temel yaklaşımla yapılmaktadır: enerji dengesi ve sıcaklık indisleri. Sıcaklık indisleri hesaplama kolaylığı, iyi performans sergilemesi ve daha az veriye ihtiyaç duyması sebebiyle tercih edilmektedir. Bu indislerde bir sıcaklık eşiği ve derece-gün faktörü ile hesaplama yapılabilmektedir. Derece-gün faktörü genellikle tüm havza için kalibrasyonla hesaplanmaktadır. Mesoscale Hydrologic Model (mHM) gibi bazı modellerde arazi kullanım türüne göre bu değer modifiye edilir. mHM, arazi kullanım türüne göre ormanlık, geçirgen ve geçirgen olmayan yüzeyler için 3 farklı derece-gün faktörünü kalibre ederek kullanır. mHM ve benzeri modellerde mekana bağlı bazı iyileştirilmeler yapılmakla birlikte birçok modelde zamansal değişkenlik hesaba katılmamaktadır. Bu çalışmada 2014 – 2018 su yılları arasında 500m çözünürlüklü MODIS günlük kar örtüsü verileri kullanılarak günlük derece-gün faktörleri hesaplanmış ve bu veriler mHM modeli kullanılarak Karanlıkdere havzasında test edilmiştir. Çalışmada mHM, hem hesaplanan günlük derece-gün faktörleri kullanılarak çalıştırılmış hem de bu verilerle tekrar kalibre edilerek sonuçlar gözlenmiştir. Uygulama sonrasında akım modelleme başarısının anlamlı olarak artmadığı görülmekle birlikte karsu eşdeğer hesaplarının iyileştiği ortaya konmuştur