ESTIMATION OF DIFFERENT RECURRENCE INTERVAL FLOOD HYDROGRAPHS USING WMS AND GIS PROGRAMS IN JERASH, JORDAN

Abstract

ABSTRACT

Jordan is a Middle Eastern country located in the south of Syria and west of Palestine, which was disturbed by sudden floods because it is located in an arid region that is permanently and severely exposed to weather factors. This thesis has been prepared to create a simulation model of the flash floods affecting Jordan, to show how the developing technology can be used for this purpose, to analyze the various factors that cause such natural disasters to occur. In one such event, more than 21 people died in 2020 due to the occurrence of rapid and short-term floods. During the hydrological study of the Jerash Basin area, we obtained rainfall records from the Jordanian Ministry of Water and Irrigation for 6 rain stations, where these records were 31 years for four stations and 17 years for two stations, and two of the 6 stations were inside the study area, while 4 stations were surrounding the study area. In this study, 12.5 m x 12.5 m resolution (Aster) images were used to model the Jerash Basin. Depending on the altitudes, the direction of the flow and the catchment area were determined, and the study area was found to be 101 square km. In the process of analyzing the rainfall records, the average, the largest, and the lowest values of precipitation for all stations in the study area were calculated by using the pivot table in Microsoft Excel. And by communicating with the University of Jordan, we obtained a soil map in addition to the hydrological classification of the soil of the study area, and we also obtained a land-use map. Through the two maps, the curve number for the study area was calculated based on the WMS program. Gumbel Type I distribution was applied to calculate the intensity-duration-frequency (IDF) curves for repetition periods of 2, 5, 10, 50, 100, 1000 years for each station by using the largest amount of precipitation obtained. And after that, we calculated the amount of runoff based on SCS, through an analysis process of both the runoff and the IDF curves, hydrographs of the study area were obtained the via WMS for different recurrence intervals. Finally, model accuracies were determined with historical flood records.

ÖZET

Ürdün, Suriye'nin güneyinde ve Filistin'in batısında yer alan, sürekli ve şiddetli hava faktörlerine maruz kalan kurak bir bölgede yer alması nedeniyle ani seller görülen bir Ortadoğu ülkesidir. Bu tez, Ürdün'ü etkileyen sel baskınlarının simülasyon modelini oluşturmak, gelişen teknolojinin bu amaçla nasıl kullanılabileceğini göstermek, bu tür doğal afetlerin meydana gelmesine neden olan çeşitli faktörleri analiz etmek amacıyla hazırlanmıştır. Böyle bir olayda, hızlı ve kısa süreli sellerin meydana gelmesi nedeniyle 2020'de 21'den fazla kişi ölmüştür. Jerash Havza alanının hidrolojik çalışması sırasında, 6 yağış istasyonu için Ürdün Su ve Sulama Bakanlığı'ndan yağış kayıtları alındı, bu kayıtlar dört istasyon için 31 yıl ve iki istasyon için 17 yıl ve bu 6 istasyondan ikisi çalışma alanı içinde, 4 istasyon ise çalışma alanını çevrelemektedir. Bu çalışmada Jerash Havzasını modellemek için 12,5 m x 12,5 m çözünürlüğe sahip (Aster) görüntüleri kullanılmıştır. Rakımlara bağlı olarak akışın yönü ve su toplama alanı belirlendi ve çalışma alanı 101 km² olarak bulundu. Yağış kayıtlarını analiz etme sürecinde, çalışma alanındaki tüm istasyonlar için ortalama, en büyük ve en düşük yağış değerlerini Microsoft Excel'deki pivot tablo kullanılarak hesaplandı. Ayrıca Ürdün Üniversitesi ile temasa geçtik ve çalışma alanı zemininin hidrolojik sınıflandırmasına ek olarak bir zemin haritası ve arazi kullanım haritası elde ettik. İki harita aracılığıyla, WMS programına dayalı olarak çalışma alanı için eğri numarası hesaplanmıştır. Elde edilen en büyük yağış miktarı kullanılarak her istasyon için 2, 5, 10, 50, 100, 1000 yıllık tekerrür periyotları için şiddet-süre-frekans (IDF) eğrilerini hesaplamak amacıyla Gumbel Tip I dağılımı uygulanmıştır. Daha sonra, hem akış hem de IDF eğrileri yardımıyla SCS'ye dayalı akış miktarını hesapladık, farklı tekerrür aralıkları için WMS aracılığıyla çalışma alanının hidrografları elde edilmiştir. Son olarak tarihsel taşkın kayıtları ile model doğrulukları tespit edilmiştir.