FBE- Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Altunkaynak, Abdüsselam" ile FBE- Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeAkış Hidrografı Tahmin Modelleri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-02-18) Balov, Mustafa Nurı ; Altunkaynak, Abdüsselam ; 10025488 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinMühendislik açısından yağış akış süreci su çevriminin en önemli bileşenidir ve muhtemel yağışlardan meydana gelebilecek akışın tahmin edilmesi su kaynaklarıyla ilgili projelerin temelidir. Bu nedenle bir çok fiziksel ve data temelli model yağış akış sürecinin simülasyonu için geliştirilmiştir. Akış hidrografı, bir havzanın veya herhangi bir hidrolojik sistemin bir fırtınadan oluşan akış miktarının zamanla değişimini göstermektedir. Bu çalışmada akış hidrografının üç temel bileşeni yani toplam dolaysız yüzey akışı, pik debi, ve akış süresi incelenmeye alınmıştır. Bu üç parametre farklı tasarım amaçlarına göre mühendisler tarafından ele alınabilir. Bu bağlamda NAM/MIKE BASIN, SWMM parametrik modelleri ve HEC-HMS modeli kapsamında bulunan Clark, Snyder ve SCS birim hidrograf metotlarının yanısıra Kök seçimi matematiksel birim hidrograf yöntemi 1990-1995 yılları arasında Cascina Scala (Kuzey Pavia, İtalya) havzasında meydana gelen 5 ayrı fırtınanın modellenmesi için kullanılmıştır. NAM/MIKE BASIN ve SWMM parametrk modelleri havzanın fiziksel ve hidrolojik parametrelerini kullanarak yağış akış sürecinin matematiksel modelini sağlamaktadırlar. Bu modeller kapsamında yağış akış sürecine bağlantılı olan buharlaşma, sızma, evapotranspirasyon, yeraltı suyu, iç akım, yüzey akımı v.s. gibi tüm fiziksel olayların simülasyona dahil edilmesinden dolayı, modelleme için çok sayıda parametrenin belirlenmesi gerekmektedir ki genellikle tüm bu parametrelerin belirlenmesi olası değildir. Bu durum yağış akış verilerine dayanan farklı kalibrasyon yaklaşımlarından faydalanarak giderilmiştir. Buna karşılık HEC-HMS modelinin birim hidrograf yöntemleri daha az fiziksel parametrenin gerektiği ve daha çok data temmeli olan modellerdir. Ayrıca Kök seçimi birim hidrograf metodu kapsamında sadece akış verilerini kullanarak bir havzanın birim hidrografı elde edilebilir. Modellerin tahmin sonuçları RMSE ve CE istatistiksel ölçütlere göre değerlendirilmiştir. Toplam dolaysız yüzey akışı parametresi açısından en iyi tahmin NAM/MIKE BASIN modeline aittir (RMSE=2,26 mm ve CE=0,84). Bu modeli SWMM modeli RMSE=2,91 ve CE=0,73 ile takip etmektedir. Ancak tüm birim hidrograf yöntemlerin tahmini kabuledilebilir seviyede olmamıştır ki bu durum RMSE değerinin yaklaşık 6 mm ve CE değerinin sıfırdan düşük olmasıyla kanıtlanmıştır. Dikkat edilmesi gereken hususlardan biri de kullanılan tüm modellerin uygun pik debi tahmini yapamamalarıdır. Bu durum sıfırın altında CE değerleri ile gözlemlenmiştir. Hidrograf süresi tahmininde Clark ve Kök seçimi birim hidrograf yöntemleri ve SWMM parametrik modelleri iyi tahmin sergilerken diğer modellerin tahmini CE değerinin sıfırdan düşük olduğunu göz önünde bulundurarak kabuledilebilir seviyede değildir.
-
ÖgeYeraltı su kalitesinin tahmin modelleri kullanılarak değerlendirilmesi; Gediz Havzası örneği(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Demir, Hatice Kübra ; Altunkaynak, Abdüsselam ; 633445 ; İnşaat Mühendisliği Ana Bilim DalıSu, ekosistemin en önemli bileşeni olup canlıların yaşamı için en temel kaynaktır. Dünyadaki toplam %97' sini denizler ve okyanuslar gibi tuzlu su kaynakları oluştururken %3'lük kısmını akarsu, göl, yeraltı suları ve buzullar gibi tatlı su kaynakları oluşturmaktadır. İnsan yaşamı için gerekli olan su ihtiyacı çoğunlukla akarsu ve göller üzerine kurulan barajlardan sağlanırken yeraltı suları (YAS) bu kaynaklara alternatif bir kaynak olarak karşımıza çıkmaktadır. İçme-kullanma, tarımsal sulama ve sanayi faaliyetlerinde kullanılabilen YAS kaynakları gerek jeolojik yapıdan kaynaklanan gerek yer yüzeyinden bırakılan kirleticilerden ve beslenmeden kaynaklanan kirleticiler nedeniyle kirlenmeye açık kaynaklardır. Bu nedenle kullanıma sunulmadan önce kalite değerlendirilmesinin yapılması gerekir. Çalışma alanı olarak seçilen Gediz Havzasında YAS kaynakları içme-kullanma, tarımsal sulama amaçlı kullanılmaktadır. Ancak bölgede gelişen endüstri ve yerleşime bağlı olarak nufus yoğunluğu YAS kütleleri üzerinde kirletici baskılar oluşturmakta ve bu durum YAS kalitesini olumsuz anlamda etkilemedir. YAS kalite değerlendirmesi kaynakların özellikle içme suyu ve tarımsal sulama suyu olarak kullanıldığı yerlerde önem arz etmektedir. Bu amaçla değerlendirmede kullanılacak parametrelerin seçiminde Ülkemizde yayınlanan Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (2008) ve İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik (2005) dikkate alınmıştır. Bu doğrultuda YAS kalitesi değerlendirme parametreleri olarak; (Na+), Potasyum (K+) ,Kalsiyum (Ca++), Magnezyum (Mg++), Klorür (Cl-), Sülfat (SO4-), Nitrat (NO3-) seçilmiştir. Parametrelere ilişkin kullanım amacına göre aşılmaması gereken limit değerler ise Dünya Sağlık Örgütü, Avrupa Birliği ve Türk Standartları Enstitüsü (TS 266) tarafından belirlenen değerler dikkate alınarak değerlendirme yapılmıştır. Gediz Havzası YAS kütlelerine üzerinde bulunan 392 kuyu ve kaynak noktalarından alınan su örneklerinin seçilen parametrelere ait kimyasal analiz ölçüm verileri kullanılarak interpolasyon teknikleriyle parametre değerlerinin havzaya dağılımı belirlenmiştir. Bunun için jeoistatistiksel bir interpolasyon tekniği olan Kriging yöntemi ve temelde Kriging yöntemine dayanan, Altunkaynak (2016) tarafından geliştirilen Tahmin Haritası yöntemi kullanılarak optimum interpolasyon tekniğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Jeoistatistiksel yöntemlerde temel amaç bilinen/verisi bulunan noktalar kullanılarak bilinmeyen/verisi bulunmayan noktaların tahminini yapmaktır. Bunun için en temel araç bölgesel değişkenlerin değerleri arasındaki farkların uzaklığa bağlı değişimlerini belirleyen semivaryogram (SV) fonksiyonlarıdır. SV bir değişkene ait gözlem noktaları arasındaki korelasyonun ölçülmesini sağlar. Bu çalışmada Kriging modeli oluşturulurken öncelikle SV analizleri yapılmış ve belirlenen SV modellerine göre tahmin değerleri üretilmiştir. Tahmin Haritası yönteminde ise SV' a benzer bir fonksiyon olan Bağımlılık Fonksiyonu (Bf) kullanılmıştır. Bf ile üç değişkenli modeller geliştirilebilir. Bu çalışmada Kriging ve Tahmin Haritası modelleri geliştirilerek seçilen kalite parametreleri çin havza genelinde tahminler yapılmıştır. Bu doğrultuda 392 ölçüm noktasının % 70' i modellerin eğitimde (eğitme veri seti), %30' u ise modellerin doğrulamasında (test veri seti) kullanılmıştır. Eğitme verileri kullanılarak modeller geliştirilmiştir. Bu modeller sonucunda test noktaları için elde edilen tahmin sonuçları ile gözlem noktalarından alınan ölçüm değerleri yakalanmaya çalışılmıştır. Tahminlerin doğruluğunun arttırılması amacıyla Altunkaynak (2016) tarafından geliştirlen ve Tahmin Haritası yönteminin bir algoritamsı olan İteratif Hata Eğitim Tekniği (Iterative Error Training Procedure) ile modeller optimize edilmiştir. Modellerin verdiği tahmin sonuçlarını değerlendirmede Nash-Sutcliffe Verimlilik Katsayısı (VK) ve Kök Ortalama Kare Hata (KOKH) performans değerlendirme kriterleri olarak kullanılmıştır. Bu kriterlere göre eğitme veri seti için her iki modelinde çok iyi sonuçlar verdiği ancak Tahmin Haritası modelinin Kriging modelinden daha iyi sonuçlar vererek mükemmel performans sergilediği görülmüştür. Test veri seti için ise Kriging yöntemi oldukça kötü sonuçlar vererek başarısız olurken Tahmin haritası yöntemi burada da çok iyi sonuçlar vererek başarılı olmuştur. Gediz Havzası YAS kalitesi bu çalışmada kullanılan parametreler için değerlendirildiğinde seçilen parametreler için çoğu noktada limit değerlerin aşılmadığı görülmüştür. Bu nedenle birkaç kuyu-kaynak noktası hariç yeraltı sularının icme-kullanma ve tarımsal sulama amaçlı kullanımı bu çalışmada kullanılan parametreler açısından uygundur. Ancak Tübitak, MAM(2018) ve Fugro-Sial(2017)' in Gediz Havzası yaptığı için yaptığı çalışmada YAS kütlelerinin insanı kaynaklı kirletici baskısı altında olduğu dolayısıyla izleme programlarının oluşturulması önerilmiştir. Bu nedenle, daha fazla kalite parametresi kullanarak değerlendirme yapmak, daha doğru sonuçlar elde etmek adına faydalı olacaktır.