Proje Özeti

İklim parametrelerinde son yıllarda gözlemlenen eğilimlerin incelenmesi ve modelleme çalışmaları ile elde edilen iklim değişikliği projeksiyonları, Güney Avrupa ve Akdeniz havzasını içeren bölgede sıcaklıklarda olası artış, yağış ve yüzey akışlarındaysa olası azalmalara işaret etmektedir. Küresel ölçekte de ekstrem meteorolojik olayların büyüklük ve sıklığında artış gözlenmektedir. Bu etkenlerin, su kıtlığı, uzun süreli kuraklık, sel olayları ve hidrolojik döngüde ciddi değişikliklere dair riskleri açığa çıkarması ile doğal, ekolojik ve önemli sosyoekonomik unsurlar üzerinde de etkiler oluşması beklenmektedir. Türkiye'de iklim değişikliği (İD) nedenli etkiler özellikle 1990'lardan itibaren gözlenmeye başlamış ve son yıllarda diğer Avrupa ülkelerindeki gibi ekstrem meteorolojik olaylar ve hidrolojik döngüdeki değişiklikler ile bağlantılı önemli ekonomik kayıplar ve hatta bazı ölümcül olaylar meydana gelmiştir. Bu nedenle, iklim değişikliğinin olası etkilerinin azaltımı ve bu etkilere uyum sağlamaya yönelik stratejilerin geliştirilmesi gerekmektedir. İklim projeksiyonları, yağış ile bağlantılı parametreler başta olmak üzere hidrolojik döngüye ait parametrelerin bölgesel değişim gösterdiğini ve önemli ölçüde yerel koşullara (bitki örtüsü, topoğrafya vb.) bağlı olduğunu işaret etmektedir. Dolayısıyla, etkin ve sürdürülebilir uyum stratejileri ancak yerel planlama ve çalışmalarla geliştirilebilmektedir. Enerji temini ve güvenliği gelişmekte olan bir ülke olarak Türkiye’nin ekonomisinde önemli bir yer tutmaktadır. Aynı zamanda güvenli ve temiz enerji, sürdürülebilir kalkınma için de büyük önem taşımaktadır. Ancak, İD etkileri, sürekli artan enerji talebine ek olarak güvenli ve temiz enerji üretiminde ek zorluklar yaratmaktadır. Yenilenebilir enerji, hem sürdürülebilir kalkınmanın hem de iklim değişikliği etkilerinin azaltılması ve uyum stratejilerinin geliştirilmesinin kaçınılmaz bir parçası olarak gösterilmektedir. Halihazırda hidroelektrik enerji, Türkiye'nin yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde en yüksek paya sahip enerji kaynağıdır. Yerel bir enerji kaynağı ve iyi bilinen bir teknolojisi olması hidroelektrik enerjinin avantajlarındandır. Diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına kıyasla enerji üretiminde daha yüksek bir stabilite sağlaması hidroelektrik enerjinin ek bir avantajıdır.  Hidroelektrik Santralların (HES) rezervuarı aynı zamanda uyum stratejilerinin bir parçası olarak çok yönlü amaçlar (taşkın ve sel kontrolü, su depolama, vb.) için kullanılabilmektedir. Ancak, iklim değişikliğinden kaynaklanan hidrolojik döngüdeki değişikliklerin HES enerji üretim verimlerine etki etmesi beklenmektedir. Özellikle, nehir akışlarında önemli ölçüde düşme tahmin edilen havzalar için, HES elektrik üretim verimlerinde ciddi etkiler açığa çıkması olasıdır. Yüzey sularının mevsimselliğinde oluşabilecek kaymalar (pik debi dönemlerindeki değişim, vb.) yüksek enerji ihtiyacı açığa çıkan dönemlerde taleplerin karşılanmasında zorluklara neden olabilecektir.  Bu nedenle, bir HES'in enerji üretimindeki potansiyel değişimin değerlendirilmesi için havza seviyesinde çalışmalar yapılması gerekmektedir. İklim değişikliğinin su kaynaklarında azalma ve dolayısıyla su arzının istikrarı bir şekilde karşılanmasında risk yaratabileceği göz önüne alındığında, bir havzadaki hidrolojik döngüdeki olası değişikliklerin değerlendirilmesi önem kazanmaktadır. Bu bağlamda, bu çalışmanın amacı, Türkiye'de Antalya’da seçilen bir havzada hidrolojik modelleme yoluyla su kaynakları üzerindeki iklim değişikliğine bağlı etkilerin incelenmesidir. Bu bağlamda, seçilen havza için bir matematiksel model geliştirilerek iklim projeksiyonlarının (orta ve uzun vade) akasu debisi üzerindeki etkileri araştırılacaktır. Bunun ardından da akarsu üzerinde bulunan bir HES’in enerji üretimi üzerindeki etkiler incelenecektir. Önerilen çalışma alanı, Akdeniz Bölgesi'ndeki Antalya Oymapınar HES’ine ait 1882 km²'lik su toplama havzasıdır. Antalya Havzası'nın en büyük nehri olan Manavgat Çay’ı üzerindeki Oymapınar, Türkiye'nin 8'inci büyük HES’i (540 MW kurulu güç) olarak faaliyet göstermektedir.

Çalışma kapsamı üç ana bileşeni içerecek şekilde planlanmıştır: Hidrolojik Modelleme, İklim Analizi ve İklim Değişikliği (İD) Etki Değerlendirmesi. Hidrolojik Modelleme aşamasında, HEC-HMS ve HBVlight yazılımları kullanılarak Oymapınar Havzası'na ait iki farklı sayısal hidrolojik model geliştirilerek kalibre edilecektir. İklim değişikliği analizleri Antalya için gerçekleştirilecek ve i) Koordineli Bölgesel İklim Ölçekleme Deneyi (CORDEX: The Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment) Projesi Veri Tabanı’ndan alınan yaklaşık 11 km yatay çözünürlüklü, Birleşik Model Karşılaştırma Projesi 5 (CIMP5: Coupled Model Intercomparison Project 5) tabanlı Bölgesel İklim Modelleri (RCMs: Regional Climate Models) olan CORDEX-RCM, ii) 20-km aralıklı veri üreten süper yüksek çözünürlüklü, Japon Meteorolojik Araştırma Enstitüsü (MRI: Japan Meteorological Reserach Institute) tarafından geliştirilen Küresel İklim Modeli (GCM: Global Climate Model) MRI-AGCM, ve iii) MRI-AGCM’in havza ölçeğinde daha yüksek çözünürlük elde edecek şekilde 20-km çözünürlüklü MRI-AGCM’in MRI’a ait dinamik ölçek küçültme (dynamical downscaling) RCM yöntemi (NHRCM) kullanılması ile üretilen NHRCM sonuçları kullanılarak yapılacak bütünleşik analizleri içerecektir. Bu çalışma ayrıca, iklim modellerinin çoklu olarak bütünleşik analizi yöntemi ile belirsizlik değerlendirmesini ve bu modellerden elde edilen iklim projeksiyonlarından iklim parametrelerine ait gelecekte gözlenebilecek olası değişim aralıklarının değerlendirilmesini de içerecektir. Çalışmada son olarak, İD etkilerinin değerlendirilmesi için iklim modeli projeksiyonları (CORDEX RCM ve NHRCM ile yüksek çözünürlüklü MRI-AGCM sonuçları) kullanılarak akarsu debisi ve Oymapınar HES’in enerji üretimindeki olası değişimler incelenecektir.

Projenin ara çıktılarından birisi de Referans Gözlem Verisi (RGV) olarak kullanılacak olan yağış ölçümlerine dayalı türetilen yüksek çözünürlüklü gridde günlük yağış verileri olacaktır. Yüksek doğruluktaki RGV kullanımı iklim modellerinin doğrulanması ve bütünleşik analizini içeren belirsizlik değerlendirmelerinde önem taşımaktadır. Beş farklı GCM ve dört farklı RCM’e dayalı CORDEX-RCM çıktıları, süper yüksek çözünürlüklü MRI-AGCM çıktıları ile MRI-AGCM’e dayalı çalışma alanına göre ölçek küçültülmesi yapacak olan NHRCM çıktılarının belirsizlik analizleri projenin önemli bir çıktısıdır. İklim modellemesinde simülasyonu özellikle zor olan topografya ve orografik etkilerin, hidrolojik süreçler açısından özellikle önem arz ettiği çalışma alanını içerir bölge dikkate alındığında, yüksek çözünürlüklü iklim projeksiyonlarının çoklu bütünleşik analizi önem taşımaktadır.  Bunlara ek olarak, önerilen çalışma, su ve enerji planlaması için karar vericiler tarafından temel alınabilecek bulgular elde etmeyi hedeflemektedir. Proje kapsamında ayrıca, iklim değişikliğinin akarsu debisi üzerinde doğrudan ve hidroelektrik üretimi üzerinde dolaylı etkilerinin değerlendirilmesinde metodoloji oluşturulması planlanmaktadır.