Journals / Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 11 - Sayı: 3

Investigation of the effect of the distribution function used in the calculation of the standardized precipitation index and the drought characteristics

Standartlaştırılmış yağış indeksi hesabında kullanılan dağılım fonksiyonu etkisinin ve kuraklık karakteristiklerinin araştırılması

Pages
828–844
Publication Date
2021-07-15
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

For this reason, it is necessary to take drought measures in the basin, to develop and continuously implement drought reduction strategies, to save water, to protect groundwater that serves as insurance in dry periods, to modernize irrigation systems and to take precautions against climate change.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:The type and structure of rainfall varies according to various parameters such as altitude, geographical formations, vegetation, sea currents, proximity and distance to the sea.
📊
Key Findings & Data:Kolmogorov-Smirnov (K-S), Anderson-Darling (A-D) and Chi-square (χ2) tests and graphical methods were used to determine the probability density function that best fits the precipitation data.
💡
Conclusion & Impact:For this reason, it is necessary to take drought measures in the basin, to develop and continuously implement drought reduction strategies, to save water, to protect groundwater that serves as insurance in dry periods, to modernize irrigation systems and to take precautions against climate change.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Dağılım fonksiyonları · Kuraklık karakteristikleri · Runs teorisi

Abstract

The type and structure of rainfall varies according to various parameters such as altitude, geographical formations, vegetation, sea currents, proximity and distance to the sea. Thus, it is very difficult to explain precipitation data with a single distribution. In the study, Standardized Precipitation Index (SPI) values were obtained by fitting Gamma, Lognormal, Generalized Extreme Value (GED), Weibull, Normal, Logistic, Loglogistic distributions to the precipitation data. It is aimed to compare the drought characteristics obtained by applying run theory to these SPI and Gamma SPI values. Kolmogorov-Smirnov (K-S), Anderson-Darling (A-D) and Chi-square (χ2) tests and graphical methods were used to determine the probability density function that best fits the precipitation data. As a result of the analysis, it was specified that the GED distribution represented the precipitation in the Euphrates Basin better than the Gamma distribution and that there was an average deviation of 2% in the calculated SPI values. In addition, severe and prolonged droughts are remarkable in the Basin. For this reason, it is necessary to take drought measures in the basin, to develop and continuously implement drought reduction strategies, to save water, to protect groundwater that serves as insurance in dry periods, to modernize irrigation systems and to take precautions against climate change.

Özet

Yağışın tipi ve yapısı; yükseklik, yer şekilleri, bitki örtüsü, deniz akıntıları, denize yakınlık ve uzaklık gibi parametrelere göre değişiklik göstermektedir. Bu nedenle yağış verilerinin tek bir dağılım ile ifadesi oldukça zordur. Yapılan çalışmada yağış verilerine hidrolojide sıkça kullanılan Gamma, Lognormal, Genelleştirilmiş Ekstrem Değer (GED), Weibull, Normal, Lojistik, Loglojistik dağılımları uydurularak elde edilen Standartlaştırılmış Yağış İndeksi (SYİ) ve Gamma SYİ değerlerinin hesaplanması ve bu değerlere run teorisi uygulanarak elde edilen kuraklık karakteristiklerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Yağış verilerine en iyi uyan olasılık yoğunluk fonksiyonunun belirlenmesinde Kolmogorov-Smirnov (K-S), Anderson-Darling (A-D) ve Ki-kare (χ2) testleri ve grafiksel metotlar kullanılmıştır. Analizler sonucunda, Fırat havzasındaki yağışları GED dağılımının, Gamma dağılımından daha iyi temsil ettiği ve hesaplanan SYİ değerlerinde ortalama %2 sapma meydana geldiği tespit edilmiştir. Ayrıca havzada şiddetli ve uzun süreli kuraklıklar dikkat çekmektedir. Bu sebeple havzada kuraklık önlemlerinin alınması, kuraklık azaltma stratejilerinin geliştirilmesi ve sürekli bir şekilde uygulanması, su tasarrufunun sağlanması, kurak dönemlerde sigorta görevi gören yeraltı sularının korunması, sulama sistemlerinin modernleşmesi ve iklim değişikliğine karşı tedbirlerin alınması gerekmektedir.

🔖

Cite This Article

KATİPOĞLU, O. M., ACAR, R. (2021). Investigation of the effect of the distribution function used in the calculation of the standardized precipitation index and the drought characteristics. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 11 - Sayı: 3, 828–844. https://ajindex.com/articles/668416

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (12)

  1. Adamson, P. (1979). Probability distributions of best fit to South African flood data. Water SA, 5(2), 70-76.
  2. Angelidis, P., Maris, F., Kotsovinos, N. and Hrissanthou, V. (2012). Computation of drought index SPI with alternative distribution functions. Water Resources Management, 26(9), 2453-2473. https://doi.org/10.1007/s11269-012-0026-0
  3. Bayazıt, M. ve Oğuz, B. (1994).
  4. İstatistik. Birsen Yayınevi, İstanbul, 211s. Bacanlı, Ü. G. ve Kargı, P. G. (2019). Uzun ve kısa süreli periyotlarda kuraklık analizi: Bursa örneği. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 5(1), 166-174. https://doi.org/10.21324/dacd.429391
  5. Blain, G. C. and Meschiatti, M. C. (2015). Inadequacy of the gamma distribution to calculate the Standardized Precipitation Index. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 19(12), 1129-1135. https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.
  6. Edwards, D. C. (1997). Characteristics of 20th century drought in the United States at multiple time scales. Air force inst of tech wright-patterson afb oh. Guttman, N. B. (1999). Accepting the standardized precipitation index: a calculation algorithm 1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 35(2), 311-322. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1999.tb03592.x
  7. Gümüş, V., Başak, A. ve Oruç, N. (2016). Standartlaştırılmış yağış indeksi (SYİ) yöntemi ile Şanlıurfa istasyonunun kuraklık analizi. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi, 1(1), 36-44.
  8. Güngen, Y. (2019). Standart yağış indisi (SYİ) ile Güneydoğu Anadolu Bölgesinde kuraklık analizi. Yüksek Lisans Tezi. Manisa Celal Bayar Üniversitesi,
  9. Fen Bilimleri Enstitüsü, Manisa. İçel, G. (2014). Mersin'de meteorolojik ve hidrometeorolojik afetler. Electronic Turkish Studies, 9(11), 263-282.
  10. Kapluhan, E. (2013). Türkiye’de kuraklık ve kuraklığın tarıma etkisi. Marmara Coğrafya Dergisi, (27), 487-510.
  11. Karahan, H. ve Özkan, E. (2013). Ege bölgesi standart süreli yıllık maksimum yağışları için en uygun dağılımlar. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 19(3). https://doi.org/10.5505/pajes.2013.29392
  12. Küçükyaman, D. (2010). Kovada Gölü’nün hidrolojik ve meteorolojik kuraklık analizi, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta. Liu, H. and Setiono, R. (1995). Chi2: Feature selection and discretization of numeric attributes. Paper presented at the Proceedings of 7th IEEE International Conference on Tools with Artificial Intelligence. https://doi.org/10.1109/TAI.1995.479783 López-Moreno, J. I. and Vicente-Ser