On the Utility of Remotely Sensed Actual ET and LAI in Hydrologic Model Calibration

Abstract

Hidrolojik model parametreleri geleneksel yaklaşımda havza çıkışındaki akım gözlem istasyonlarından (AGİ) elde edilen günlük akım verileriyle tahmin edilmeye çalışılır. Modern yaklaşımda ise akım verileri yanında açık erişimli uydu tabanlı uzaktan algılama verilerinden de faydalanılır. Uzaktan algılama verilerinin kullanıldığı yöntem ile sadece akım verisiyle elde edilen noktasal iyileştirme sonuçlarının yanında alana yayılı kar örtüsü, gerçek buharlaşma, yaprak alan indeksi, toprak nemi ve yer altı suyu beslenmesi gibi akı değerlerinin de daha tutarlı ve güvenilir olması sağlanır. Bu çalışmamızın amacı uzaktan algılama yöntemleriyle elde edilmiş MODIS aylık gerçek evapotranspirasyon (AET) verileri ile yaprak alan indeksi (LAI) haritalarının hidrolojik model kalibrasyonuna etkilerini araştırmaktır. Benzeşim deneylerimiz için Vienne (Fransa) havzası seçilmiştir. Fizik tabanlı tam yayılı mHM hidrolojik modeli bu havza için çalıştırılmış ve 6 senaryo için kalibrasyonlar yapılmıştır. Modelin akım benzeşim performansı Kling-Gupta (KGE) metriği ile modelin yayılı evapotranspirasyon performansı ise SPAEF metriği ile ortaya konmuştur. Sonuçlara göre, sadece havza çıkışındaki AGİ verilerine göre kalibre edilen model KGE 0.91’ye ulaşırken (maksimum 1), SPAEF buharlaşma performansı düşüktür. Havzaya yayılmış 4 AGİ’li kalibrasyonda ortlama KGE 0.37 iken SPAEF kısmen iyileşmiştir. Tek AGİ ve MODIS-AET birlikte kalibrasyonda kullanıldığında KGE 0.90 SPAEF ~0.70 olmuştur. Dördüncü senaryomuzda model sadece MODIS-AET ile kalibre edilmiş SPAEF 0.60’e ulaşmıştır. Öte yandan su dengesi tutturulamamıştır (KGE -0.24). Beşinci senaryoda, model sadece 12 adet akım verisi ve MODIS-AET ile kalibre edilmiş ve KGE 0.67 iken SPAEF 0.75 gibi yüksek değerler almıştır. Altıncı son senaryoda sadece bir yıl günlük akım gözlemi yapıldığı varsayımı yapılarak MODIS-AET’nin de dahil edildiği model kalibrasyonu yapıldığında KGE 0.72 ve SPAEF yine 0.75 dolaylarında yüksek değerler almıştır. Bu altı senaryolu model kalibrasyon çalışmamızın sonuçları akım ölçümleri eksik havzalar için ümit vericidir. Öyle ki; uydu verilerinden elde edilen gerçek evapotranspirasyon (AET) ile birlikte sadece bir yıl günlük veya bir yılın her ayından bir debi ölçümü toplamda 12 debi değeri ile dahi yeterli su dengesi sağlanabilmektedir.