Using Soil Moisture Measured by the Cosmic Ray Neutron Probe in Hydrological Models

Abstract

Kozmik ışınlar yeryüzüne çarptığında ortaya çıkan nötronlar hidrojen ile temas ettiklerinde enerjilerini kaybetmektedirler. Enerjisi azalmış nötronlar sayılarak bir bölgenin toprak nemi yüksek başarı ile tespit edilebilmektedir. Bu prensip ile çalışan kozmik ışın nötron sayacı (CRNP) ülkemizde ilk olarak Niğde-Çakıt havzasında denenmiş ve elde edilen sonuçlar bu çalışmada sunulmuştur. Yaklaşık 670 metre çapında bir alan için toprak nemi bilgisini sürekli olarak sağlayabilen CRNP, yüksek mekânsal ve zamansal çözünürlükte toprak nemi verisine ihtiyaç duyan hidrolojik çalışmalar için önemli bir alternatif oluşturmaktadır. 11 Kasım 2016 ile 01 Temmuz 2019 tarihleri arasında, CRNP ile saatlik olarak düzenli veri temini yapılmış olup, elde edilen verilerin aynı bölgede bulunan zaman alanı reflektometresi (TDR) cihazıyla da çok uyumlu sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. Biriktirmeli kavramsal bir model olan NAM modeli ile hidrolojik değişkenlerin akıma olan etkileri belirlenebilmektedir. Bu çalışmada CRNP ile elde edilen toprak nemi verileri NAM kavramsal modelinin iyileştirilmesinde kullanılmış, modelin kalibrasyonunda toprak nemi verilerinin de dikkate alınmasıyla Çakıt Havzası debi verileri için Kling-Gupta Verimlilik skoru 0,56(Kalibrasyon) ve 0,42(Doğrulama)'dan 0,81(Kalibrasyon) ve 0,64(Doğrulama)'ya yükselmiştir. Hem Çakıt Havzası hem de Darboğaz Alt Havzası için istatistiksel ölçütlerin çoğunda benzer gelişmeler kaydedilmiştir.