In Marmara Sea basin, it is detected that there is an increase trend in values of rainfall and runoff between 1985-2015 by using Mann-Kendall, Spearman's Rho, EKKDR and Kruskal Wallis test and this increase was seen in stations that have statistically significant changes as well. It also seen that the stations which are statistically change are inhomogeneous. The relation between PCA components of rainfall and runoff, which PCA analysis was applied on rainfall and runoff, and 500 hPa geopotential height, NAO, AO, SOI investigated via Pearson correlation coefficient. The results of correlation coefficient between PCA components of rainfall and runoff, and 500 hPa geopotential height and teleconnections show that basin is affected by northern air mass during wet period. Evaporation is the principal process in water balance of basin due to Mediterranean climate and evaporation also is affected by topography in which low areas have highest values of evaporation. The runoff coefficient is 0.42 in Marmara Sea basin. That circumstance demonstrate that even there is strong relation between rainfall and runoff even if it differentiate locally. It is seen that there is a negative correlation between water balance and runoff coefficient in which areas with high runoff coefficients is the areas where water balance show less negative values. On the one hand, many parameters such as rainfall, runoff, surface runoff, lateral flow, groundwater, soil water, percolation, actual evapotranspiration except potential evapotranspiration and evaporation from runoff in Marmara Sea basin will decrease in future with respect to reference period and outlier of parameters of water balance will be expected as result of climate change. On the other hand, most affected areas will be Simav Çayı, Koçayı, Orhaneli Çayı, Emet Çayı and Nilüfer çayı, respectively.

Marmara Denizi havzasında Mann-Kendall, Spearman's Rho, EKKDR ve Kruskal Wallis testleri kullanılarak yağış ve akış parametrelerinin 1985-2014 yılları arasındaki değişimlerinde genel olarak bir artış eğilimi belirlenmiş ve bu durum ayrıca istatistik açıdan anlamlı değişimler gösteren istasyonların sayısına da yansımıştır. İstatistik olarak anlamlı artış ve azalış trendi gösteren istasyonların aynı zamanda ortalamalarda başta olmak üzere homojenliklerinin de bozulduğu görülmüştür. Havzadaki yağış ve akış istasyonlarına PCA analizi uygulanarak yağış ve akış PCA bileşenleri ile 500 hPa jeopotansiyel yükseklik, NAO, AO ve SOI arasındaki ilişkiler Pearson korelasyon katsayısı kullanılarak incelenmiştir. 500 hPa jeopotansiyel yükseklik, uzak atmosfer salınım indislerinin yağış ve akış PCA yükleri korelasyonlarının sonuçları havzanın yağışlı döneminin kuzeyli sistemlerden etkilendiği şeklinde ortaya konulmuştur. Havzada Akdeniz ikliminden kaynaklı su dengesinde buharlaşma parametresinin temel denetçi olduğu görülmüştür ve bu denetçi de topografyadan etkilenerek alçak kısımlarda daha yüksek değerlere ulaşır. Marmara Denizi havzasının ortalama akış katsayısı 0.42 olarak bulunmuştur. Bu koşullar yerel anlamda farklılıklar olsa da yağış-akış arasında kuvvetli bir ilişki bulunduğunu göstermektedir. Su dengesi ve akış katsayısı arasında negatif ilişki görülmüştür ve bu durum akış katsayısının yüksek olduğu alanlarda su bütçesinin düşük negatif değerlere ulaştığını gösterir. İklim değişikliği sonucunda havza içeresinde yıllık ve mevsimlik olarak PET ve akarsudan gerçekleşen evaporasyon haricinde yağış, akış, yüzeysel akış, yüzeyaltı akışı, yeraltı suyu, toprak nemi, perkolasyon, aktüel evapotranspirasyon gibi su dengesi parametreleri gelecekte referans dönemine oranla ciddi azalışlar gösterirken, uç değer (ing:outlier) koşullarında ise artış gözlenmektedir. Öte yandan bu azalışların alansal etkileri sırasıyla en fazla Simav Çayı, Koca Çay olmak üzere Orhaneli ile Emet Çayında ve Nilüfer Çayı havzalarında görülmektedir.