Sustainable Development Goal "Goal 6: Clean Water and Sanitation" ile 'a göz atma
  • Öge
    Çoruh havzası'nın kurak dönem uzunluklarının belirlenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004) Öztürk, Saffet ; Önöz, Bihrat ; 152310 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği
    Kuraklığın ekonomik ve toplumsal boyutlar üzerine önemli etkileri mevcuttur. Kuraklık, ülke ekonomisi, toplumun sağlığı, psikolojisi, ve ticareti ile yakından ilgilidir. Bu amaçla bir bölgede kurak devrelerin uzunluğunu ve dönüş aralığını belirlemek son derece önemlidir. Bu çalışmada, Çoruh Havzası'nda bulunan 2304, 2305, 2315, 2316, 2323 nolu 5 ayrı istasyonda ölçülen yıllık akım serileri kullanılarak, Gidişler Analizi ile, akımların negatif gidiş uzunlukları ve olasılık kütle fonksiyonları belirlenmiştir. En uzun kurak dönemlerin dönüş periyotları tahmin edilmiştir. İlk olarak, istasyonların tek tek hidrolojik bağımsız ve serisel bağımlı olmaları hali incelenmiştir. Negatif gidiş uzunlukları q = 0.5, 0.4 ve 0.3 kesim seviyeleri için belirlenmiştir. Kesim seviyeleri, normal, lognormal dağılım kabulleri yapılarak ve amprik olarak hesaplanmıştır. Akımların bağımsız oldukları durumda, gözlemlerin negatif gidiş uzunlukları ortalama ve varyans değerleri teorik değerlere yakın çıkmıştır. Sadece, 2304 nolu istasyonda q = 0.5 ve 0.4 için, 2305 ve 2315 nolu istasyonlarda q = 0.5 için değişiklikler göstermiştir. Akımların serisel bağımlı oldukları durumda gözlemlerin negatif gidiş uzunlukları ortalama ve varyans değerleri teorik değerlere yakın çıkmıştır. Bununla birlikte gözlem değerleri, logaritmik teorik değerlere daha yakın çıkmıştır. Teorik ve gözlemlerin negatif gidiş uzunlukları dağılımı q = 0.4 ve 0.3 için birbirine yakın çıkmıştır. q = 0.5 için ise değişiklikler göstermiştir. En uzun kurak dönem süresi, 2304 nolu istasyonda 9 yıl olarak bulunmuştur. Dönüş periyodu akımların bağımsız oldukları durumda 1024 yıl, akımların serisel bağımlı oldukları durumda ise 432 yıl olarak hesaplanmıştır. İkinci olarak, 2 istasyonun serisel ve karşılıklı bağımlı olmaları durumu incelenmiştir. Kesim seviyesi sadece amprik olarak belirlenmiştir. Ortak negatif gidiş uzunlukları q = 0.5 için bulunmuştur. Gözlemlerin ortak negatif gidiş uzunlukları ortalama ve varyans değerleri, 2304- 2305, 2305-2315, 2305-2316, 2305-2323, 2315-2316, 2315-2323 durumlarında teorik değerlere yakın çıkmıştır. Diğer durumlarda ise değişiklikler göstermiştir. Gözlemlerin ortak negatif gidiş uzunlukları dağılımı ile teorik dağılım 2304-2315, 2304-2323 ve 2316-2323 durumlannda yakın, çıkmıştır. Diğer durumlarda ise değişiklikler göstermiştir. Aynı yıllarda görülen en uzun kurak dönem süresi, 2304- 2305 nolu istasyonlarda 6 yıl, dönüş periyodu 95 yıl olarak hesaplanmıştır. Son olarak 3, 4 ve 5 istasyonun serisel ve karşılıklı bağımlı olmaları durumu incelenmiştir. Kesim seviyesi sadece amprik olarak bulunmuştur. Ortak negatif gidiş uzunlukları q = 0.5 için belirlenmiştir. 3 istasyon için, gözlemlerin ortak negatif gidiş uzunluktan ortalama ve varyans değerleri 2305-2315-2316, 2305-2315-2323 ve 2315-2316-2323 durumlannda teorik değerlere yakın çıkmıştır. Gözlemlerin ortak negatif gidiş uzunluklan dağılımı teorik dağılıma, 2304-2305-2315, 2304-2305- ıx 2323, 2304-2315-2323, 2304-2316-2323 ve 2305-2316-2323 durumlarında yakın çıkmıştır. Diğer durumlarda ise değişiklikler göstermiştir. Aynı yıllarda görülen en uzun kurak dönem süresi, 2305-2315-2316 nolu istasyonlarda 5 yıl, dönüş periyodu 83 yıl olarak hesaplanmıştır. 4 istasyonun serisel ve karşılıklı bağımlı olmaları durumunda ise gözlemlerin ortak negatif gidiş uzunlukları ortalama ve varyans değerleri teorik değerler ile değişiklik göstermiştir. Gözlemlerin ortak negatif gidiş uzunlukları dağılımı teorik dağılıma yakın çıkmıştır, sadece 2304-2305-2315-2316 durumunda değişiklik göstermiştir. Aym yıllarda görülen en uzun kurak dönem süresi, 2305-2315-2316-2323 nolu istasyonlarda 3 yıl, dönüş periyodu 44 yıl olarak hesaplanmıştır. 5 istasyonun serisel ve karşılıklı bağımlı olmaları durumunda, teorik değerler, P[XijX2j...X5j) olasılığı hesaplanamadığı için belirlenememiştir. Bu yüzden sadece gözlemlerin ortalama ve varyans değerleri hesaplanmıştır.
  • Öge
    Doğa koruma alanları için bir yönetişim modeli önerisi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Gündoğan, Şeymanur ; Gülersoy, Nuran Zeren ; 637476 ; Kentsel Tasarım
    Doğa koruma alanlarının iyi yönetilmesi, biyolojik çeşitliliğin korunması, doğal kaynakların yönetilmesi ve iklim değişikliğinin önlenmesi gibi küresel ölçekte var olan sorunlar için çözüm olması anlamına gelmektedir. Bu nedenle, koruma ve yönetim eylemleri doğa koruma alanlarının korunarak gelecek nesillere aktarımında kilit unsur olarak görülmektedir. Son yıllarda IUCN gibi global olarak doğa koruma alanlarının korunmasında görev yapan kuruluşlar tarafından yeni yaklaşımlar ortaya konulmuştur. Doğa koruma alanlarının yönetimi yerine yönetişimi kavramı ortaya konularak işbirlikçi korumaya vurgu yapılmaktadır. Yönetişim kavramı Biyolojik Çeşitlilik Sözleşmesi'nin Archi hedeflerinde yer almakta olup, ülkelerin ulusal mevzuatlarına farklı yönetişim türlerinin eklenmesi konusunda birçok uluslararası direktif bulunmaktadır. Ülkemizde ise doğa koruma sistemi içerisinde 2011 yılında köklü değişiklikler meydana gelmiştir. Bu durum yetkili kurumlar arasında yetki karmaşası, yasaların uygulanması konusunda farklı yorumlara sebebiyet vererek etkin ve verimli korumanın önünde engel oluşturmuştur. Bu noktadan hareket ile, bu tez çalışması, doğa koruma alanlarının etkin ve verimli bir şekilde korunması için gerekli olan kilit unsurlardan birinin yönetişim olduğu hipotezinden yola çıkarak doğa koruma ve yönetişim konuları arasındaki ilişkiyi incelemiştir. Doğa koruma alanlarının sınırlarının çizilmesi ve ilan edilmesi süreci ile koruma eyleminin tamamlanmadığı, tüm bu süreçlerin yanında dinamik bir yapı sergileyen doğa koruma alanlarının yönetimi ve yönetişimi konusunda yapılması gereken eylemler olduğu düşünülmektedir. Bu tez çalışması boyunca doğa koruma alanlarının yönetişimini etkileyen ana unsurlar üzerinde durularak yeni yaklaşımlar incelenmiştir. Türkiye'de mevcut yönetim sorunlarından olan doğa koruma alanlarının korunmasında, etkin ve verimli yönetimin önünde engel olarak görülen iki farklı bakanlığın bulunması ve kurumlar arası eş güdümün sağlanmaması, bütüncül bir doğa koruma yasasının oluşturulmaması gibi koruma yönetimine ait sorunların çözümünde dünyada hızla yayılan "yönetişim" modeli ile yeni bir yapılanma önerilmesi araştırmanın amacı olarak belirlenmiştir. Tez çalışmasının araştırma yöntemi, literatür araştırması yapılması ve konuyla ilgili uygulama örneklerinin incelenerek sistem önerisi geliştirilmesi şeklinde belirlenmiştir. Tez çalışmasının literatür araştırması bölümünde, doğa koruma alanlarının tarihsel gelişimi ve doğa koruma alanı kavramı üzerinde durularak koruma ve yönetim eylemlerinin öznesi araştırılmıştır. Doğa koruma alanlarının farklı özelliklerine göre ayrılarak sınıflandırılması yönetim ve koruma eylemleri açısından gerekli olduğu için doğa koruma alanlarının uluslararası ve ulusal sınıflandırma sistemleri incelenmiştir. Literatür araştırmasının son bölümünde ise, doğa koruma alanlarındaki yönetişim kavramı, yönetişim tipolojileri ve ne tür yönetişim modeli uygulamalarının yapıldığı araştırılarak doğa koruma ve yönetişim ilişkisi incelenmiştir. Tez çalışmasının üçüncü bölümünde örnek ülkelerin ve Türkiye'nin doğa koruma sistemleri, idari yapı, doğa koruma sistemine dahil olan aktörler ve kurumlar, yasal mevzuat ve doğa koruma alanlarının yönetiminde belirlenen ulusal stratejiler bağlamında karşılaştırılmıştır. Türkiye ile karşılaştırılan ülkelerin (Fransa, İtalya, İspanya) doğa koruma sistemlerinin yönetimi konusunda potansiyelleri üzerinde durulmuş ve model önerisi için veri toplanmıştır. Bu bölüm içerisinde dünya genelinde uygulama örnekleri seçilerek ve başarılı kabul edilen yönetişim modelleri incelenmiştir. Uygulama örnekleri olarak Avustralya'dan UNESCO Doğal Miras Listesinde yer alan Riding Mountain Biyosfer Rezervi ve Kanada'da yine UNESCO Doğal Miras Listesinde yer alan Büyük Set Resifi Deniz Parkı incelenmiştir. Yönetişim modelleri incelenirken yine coğrafi yapı, aktörler ve kurumlar, yasal mevzuat ve stratejiler üzerinden sistematik bir inceleme yapılmıştır. Tez çalışmasının dördüncü bölümünde, Türkiye'de bulunan doğa koruma alanları için bir yönetişim modeli önerilmiştir. Önerilen bu model Türkiye'deki doğa koruma sisteminin yasal ve yönetsel yapısı üzerinden kurgulanmıştır. Yönetişim modeline oluşturulurken yararlanılan kavram ve örnek model incelemeleri üzerinde durulduktan sonra dört aşamaları bir model ortaya konmuştur. Modelin ilk aşaması olan hazırlık aşamasında doğa koruma sistemine ilişkin ilke ve kriterler ortaya konulmuştur. Hazırlık aşamasında modele ilişkin değerler ortaya konulduktan sonra 8 adet ilke ve 22 adet kriter belirlenerek bir çerçeve oluşturulmuştur. Ardından mevcut yönetim modeli için yönetişim analizleri yapılarak bir değerlendirme çalışması yapılarak mevcut durum ve sorunları belirlenmiştir. Yapılan bu analizler ile doğa koruma sisteminin mevcut yönetişim yapısının mekansal dağılımı, yasal mevzuattaki varlığı ve türü, yönetişim kalitesi gibi konularda durum analizi yapılarak varılmak istenilen amaca ilişkin değerlendirmeler yapılmıştır. Değerlendirme ve analiz aşamasından sonra üçüncü aşama olan öneri aşamasında mevcut sistemin yeni amaca uygun hale getirilmesi için birtakım önerilerde bulunulmuştur. Öneri aşamasında mevcut doğa koruma sistemini daha güçlü hale getirmek ve yönetişim etkinliği artırmak için yapılacakların yasal mevzuata tanınması için gerekli aşamalar sıralanmıştır. Modelin son aşaması olarak yönetişim eylem planı ile kısa, orta ve uzun vadeli plan ve teşvikler ile yönetişim etkinliği artırmak ve bunun sürdürülebilirliği sağlamak yapılcaklar zaman çizelgesine göre listelenmiştir. Sonuç olarak doğa koruma alanlarının etkin ve verimli korunması bağlamında, doğa koruma alanlarının yönetişim modelinin etkinliği önem teşkil etmektedir. Ortaya konulan doğa koruma alanlarının yönetişim modeli önerisi ile mevcut yetki çatışmalarının yasal ve yönetsel boyutta çözüme ulaştırılması ve doğa koruma alanlarının çok aktörlü bir yapı ile yönetilerek koruma eyleminin sadece merkezi hükümet düzeyinde değil, yerel düzeyde de bilinçli bir çaba haline gelmesini sağlamaktır.
  • Öge
    Dynamic membranes in aerobic membrane bioreactor systems for municipal wastewater treatment
    (Graduate School, 2021-06-08) Işık, Onur ; Demir, İbrahim ; Özgün, Hale ; 501142704 ; Environmental Sciences Engineering and Management ; Çevre Bilimleri Mühendisliği ve Yönetimi
    The amount of municipal wastewater produced around the world is expected to increase parallel to the increase in population. Therefore, the treatment of municipal wastewater is very crucial for public health. Conventional activated sludge systems have been used for the treatment of municipal wastewater for a long time. Due to limited area availability and stringent discharge standards in most cases, compact treatment systems enabling high effluent quality have become attractive recently. Membrane bioreactor (MBR) technology is a good alternative to conventional activated sludge systems. There are several advantages of MBR technology over conventional biological treatment systems. Low footprint and high permeate quality can be considered as the most distinguishing features of the MBRs. Due to the retention of high suspended solids concentration in the bioreactor, smaller reactor volume and low sludge production can be achieved by the MBR process. However, some constraints have been observed during the operation of MBRs including membrane fouling and membrane costs. Dynamic membrane (DM) technology is a promising solution for problems encountered during the operation of MBRs for wastewater treatment. Membranes can be substituted with coarse-pore filters made of low-cost materials such as meshes or fabrics in dynamic membrane applications for cake (DM) layer formation. DM is a secondary layer formed on a low-coast porous support material. DM layer acts like a Microfiltration (MF) or Ultrafiltration (UF) membrane and keeps the sludge particles inside the bioreactor providing high permeate quality. Besides, physical cleaning, without using chemical reagents, may be enough for cleaning in dynamic membrane bioreactors (DMBRs), thus, the operational costs can be reduced. Flat sheet submerged module configurations were mostly used for aerobic DMBR studies for municipal wastewater treatment in the literature. Also, few studies used tubular modules in DMBRs. However, no studies reported using hollow fiber modules in the literature. The main aim of this thesis was to investigate the applicability of hollow fiber DM for municipal wastewater treatment in an aerobic DMBR. This thesis was conducted in 6 Stages. In stage 1, a hollow fiber polyester fabric support material was used for DM formation and compared with a commercial hollow fiber UF membrane. The system was fed with medium strength synthetic municipal wastewater to keep the characteristics of the wastewater same, and to evaluate the treatment and filtration performances of both membranes clearly. Morphological analyses were also carried out for DM and UF surfaces. The system was operated continuously at a flux of 5 L/m2·h for 85 days. High chemical oxygen demand (COD) removal efficiency and total suspended solids (TSS) rejection were achieved by the DM. Transmembrane pressure (TMP) of the DM was higher in comparison to the UF membrane, which was related to the formation of the cake layer in DM. In Stage 2, impact of support material type on DMBR performance was investigated for municipal wastewater treatment. A hollow fiber polyester support material was compared with a glass fiber support material in terms of treatment and filtration performances. Medium strength synthetic municipal wastewater was used for a stable feed characteristics. Similar treatment performances were obtained with each membrane achieving high removal efficiencies for COD(>97%) and TSS (>99%) parameters. Higher TMP was observed for glass fiber material in comparison to polyester material. Based on morphological analyses, dynamic layers formed on both support materials had similar compositions, organic and inorganic materials. A homogeneous layer was formed on a polyester support material, while fine particles were deposited between the filaments of glass fiber support material, which caused clogging. In Stage 3, a hollow fiber polyester fabric support material was used for DM formation for raw municipal wastewater treatment. The wastewater had average COD concentration of 413 mg/L, sCOD concentration of 208 mg/L and TSS concentration of 259 mg/L. Treatment and filtration performances were evaluated. High treatment performance was obtained in the permeate achieving over 93% of COD removal efficiency and low TSS concentration (<10 mg/L) in the permeate. The average TMP value was observed as around 598 mbar after the system reached stable conditions. In Stage 4, effect of different TSS concentrations on the DM layer was evaluated in terms of biological treatment and filtration performances. Hollow fiber polyester support material was used for DM layer formation. Treatment and filtration performances of the DMBR were investigated at two different TSS concentrations (5 g/L; 10 g/L). The DMBR was operated at a flux of 18 L/m2·h at each condition. High treatment performance and permeate quality were achieved at each sludge concentration. However, a shift to a relatively higher range in particle size distribution of permeate was observed at high sludge concentration. Furthermore, higher TMP was observed at the sludge concentration of 10 g/L, resulting in a rapid clogging. Overall, results indicated that selection of the optimum sludge concentration played a significant role in achieving homogeneous and stable DM layer in DMBRs. In stage 5, hollow fiber polyester support material was used for DM formation and compared with a commercial UF membrane in terms of micropollutant and heavy metal treatment performance from raw municipal wastewater, also biological treatment and filtration performances were evaluated. The removal of different micropollutants; sulfamethoxazole, ciprofloxacin, trimethoprim, caffeine and acetaminophen, was assessed for both membranes. The membranes were operated at a flux of 10 L/m2·h. High TSS (>99%) and COD (> 91%) removal efficiencies were achieved with both membranes. Similar high removal efficiencies of micropollutants (>68.3->99.7%) were achieved with both membranes. DM was operated at higher TMP compared to UF membrane, since DM layer was formed on the support material. Morphological analyses were conducted for both membranes to get insight to the DM layers which accumulated on the membranes. In Stage 6, effect of using different inoculum on DMBRs performance was investigated. Excess sludge from HRAS and conventional activated sludge system retuned activated sludge were used as inoculums. Conventional UF membrane was used in parallel with a dynamic membrane (DM) in the same reactor to be operated at the same conditions. Both sludges were characterized to understand the changes during the operational period. Biological treatment and filtration performances of both membranes were investigated. High TSS (>99%) and COD (> 86%) removal efficiencies were achieved with both membranes for both inoculum sludge. Because of the inoculum sludge characteristics, lower TMP values were observed for DM at Phase-2. Morphological analys (ESEM measurement) was conducted to understand the effect of different inoculum on the sludge cake on the surface of the membranes.
  • Öge
    Experimental study on interaction of unsteady flow with bridge piers with different cross sections
    (Graduate School, 2021-09-16) Gargari, Mehrnoush Kohandel ; Kırca Özgür, Veysel Şadan ; 501152502 ; Hydraulics and Water Resources Engineering
    The problem of interaction between a vertical cylindrical structure (such as a bridge pier or pile) and a gradually varying unsteady flow is addressed in this study. In practice not only circular cylinders, but also various hydraulically streamlined cross-sections are used in bridge piers. The flow structure around these obstacles are significantly altered which leads changes in bed shear stress and amount/geometry of scour that takes place around the bridge pier. In this thesis, the flow-pile interactions under the unsteady flow are investigated, and as such, the similarities and differences in comparison to the case of steady flow are determined. The spatial variations of Reynolds averaged velocity and turbulence characteristics around the cylindrical structures are determined as a useful tool to help us understand how the flow patterns in the wake of the cylinders reacts with change in the cross-sections both in unsteady and steady flows. Although many studies in the literature have dealt with the flow around similar structures, most of these studies are limited to circular cross-sections. Furthermore, due to the complex nature of unsteady flows, there is a gap in the literature regarding studying the effects of local and convective acceleration in the case of gradually-varied unsteady flows. The current experimental study will concentrate on the flow alterations in the wake of cylindrical structures with different cross-sections in the presence of unsteady flow (i.e. during the passage of a hydrograph) in help to fulfil the aforementioned knowledge gap in the literature. Therefore, in this thesis, an experimental study was conducted comprising rigid bed experiments in a 30m long and 1m wide recirculating flume equipped with a variable discharge pump. Circular cylinders with 9 cm diameter (D=9 cm) are used, and elongated cylinders with aspect ratios of L/D=2, 3 and 4 are also investigated. To understand the influence of accelerating and decelerating flow conditions, three unsteady cases with different unsteadiness degrees were tested as well as a reference steady flow case. The spatial and temporal variations of Reynolds-averaged velocity and turbulence characteristics around the pile, as well as undisturbed flow, were analysed. Findings show that there are distinct differences between the tested gradually-varied unsteady flow cases and the reference steady flow case. Three-dimensional velocity measurements were conducted via an Acoustic Doppler velocimeter (ADV) at more than 200 locations for each of the test conditions. Moreover, water level and hydraulics slope values were recorded by use of resistant-type water level sensors. The data were analyzed to obtain spatial and temporal variation of Reynolds-averaged velocities and turbulence characteristics (fluctuating components, Reynolds stresses, turbulent kinetic energy) under steady and unsteady flow case in a comparative manner. Findings show that there are distinct differences between steady and unsteady flow conditions around bridge piers. Considering circular bridge piers, the wake turbulence was observed to get significantly higher during the rising stage of the hydrograph compared to the falling stage, whereas the turbulence due to lateral flow contraction exhibits an inverse behavior. The near bed flow around the bridge pier was seen to react the changing pressure gradient much quicker compared to the main flow region, where the reaction was much delayed, causing a longer recirculation region during the falling stage of the hydrograph. It is concluded that the flow structures foreseen for steady flow becomes noticeably altered in the case of unsteady flow, and these alterations are suggested to be considered in the engineering practices. The Reynolds-averaged velocity vs. Turbulence kinetic Energy plots of undisturbed flow indicated a hysteresis effect, such that larger turbulence is generated during the falling stage of the flow compared to the rising stage. This hysteresis was considerably reduced in the pile wake, and even reversed hysteresis was seen at certain cases. The spatial variation of Reynolds-averaged velocity and turbulence in the peak instant of unsteady flow was qualitatively similar to that of steady flow, but quantitatively, turbulence, flow contraction, and velocity deficit in the near-wake region were smaller in the case of unsteady flow. Contrarily, the unsteady flow generated remarkably higher turbulence levels at further downstream in the pile wake. It is concluded that in the case of unsteady flow the pile behaves as if it has a more streamlined shape. The results were also interpreted from structure-bed interactions perspective, explaining the differences between the pile scour induced by steady and unsteady flow conditions.
  • Öge
    Pompaj depolamalı hidroelektrik santrallerin optimizasyonu
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-01-31) Gürsakal, Hasan ; Uyumaz, Ali ; 501082501 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği
    Enerji, bir materyalde, bir maddede, bir hücrede bulunan iş yapabilme yeteneği ya da ortaya iş çıkarabilme gücüdür. Bir insanda, bir makinede, yüksek bir yerden akan suda her an için belirli bir iş yapabilme gücü, dolayısıyla belirli miktarda enerji vardır. Bir cismin, bir maddenin durumu, konumu, moleküler yapısındaki depolama ile bir potansiyel enerjiye sahiptir. Bu potansiyel enerji bir hareket, bir ivmelenme, kimyasal bir tepkime veya fiziksel bir değişim ile harekete geçerek kinetik enerjiye dönüşür. Dolayısıyla, harekete geçen cisim kitlesiyle ve hızıyla sahip olduğu potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşmüş olur ve bu durum da bir iş yapmış olur. Günümüzde enerji, endüstri ve teknolojinin gelişimini ilerletebilmesi için vazgeçilemez araçlardan biri olarak ön plana çıkmakta olup, üretim faaliyetlerinin sürdürülebilmesi için ana unsurların başında gelmektedir. Aynı zamanda toplumların sosyal ve ekonomik olarak kalkınmalarının en önemli gerekliliklerinden biri olan enerjinin artan dünya nüfusuna yetecek şekilde, uygun koşullarda temin edilebilmesi büyük önem arz etmektedir. Evlerde, işyerlerinde, okullarda, fabrika ve sanayi tesislerinde ihtiyaç olan elektrik gücünü temin edebilmek için enerji kaynaklarının elektriğe dönüştürülmesi gerekmektedir. Petrol, doğalgaz, kömür gibi fosil kaynaklar ile rüzgar, güneş, su, jeotermal gibi yenilenebilir enerji kaynakları çeşitli elektrik üretim santralleri sayesinde elektrik enerjisine çevrilerek, insanların günlük ihtiyaçları ve üretim sektöründe kullanılmaktadır. Gelişmekte olan ülkeler arasında bulunan ülkemiz için de gerek toplumsal refahın artırılması gerekse sanayi sektörünün üretim sürekliliği ve gelişimi için en önemli ihtiyaç haline gelen enerjinin, yerinde, zamanında ve güvenilir bir şekilde karşılanması gerekmektedir. Son dönemlerde ülkemizin yakaladığı yüksek büyüme oranları, enerji talebinin de hızla artmasını beraberinde getirmiştir. Önümüzdeki yıllarda da büyüme oranlarıyla birlikte enerji talebinin de artış eğiliminin devam edeceği hesaplanmaktadır. Artan enerji talebinin karşılanması için enerji sektörünün yeniden yapılanmasına yönelik olarak enerji mevzuatları 2000'li yılların başından itibaren yeniden ele alınarak çeşitli düzenleme yapılarak, enerji sektöründe liberalleşme adımları atılmıştır. Mevzuat değişiklikleri, yeni düzenlemeler ve oluşturulan yeni kurumlarla elektriğin yeterli, kaliteli, sürekli, düşük maliyetli ve çevreye uyumlu bir şekilde tüketicilerin kullanımına sunulması için, rekabet ortamında özel hukuk hükümlerine göre faaliyet gösterebilecek, mali açıdan güçlü, istikrarlı ve şeffaf bir elektrik enerjisi piyasasının oluşturulması ve bu piyasada bağımsız bir düzenleme ve denetimin sağlanması amaçlanmıştır. Geçen süre içerisinde, ülkemizde yapılan yeni düzenlemeler, enerji piyasasının liberalleştirilme çalışmaları, yapılan enerji yatırımlarına rağmen artan enerji ihtiyacını ülkenin kendi öz kaynakları ile karşılayamaz durumda olup, enerji açısında dışa bağımlılık devam etmektedir. Enerji kaynakları açısından dışa bağımlı olunması, ülkenin ekonomisini ve stratejik durumunu olumsuz yönde etkilemektedir. Enerji kaynaklarında dışa bağımlı ülkeler, ekonomisinin büyümesinde ve stratejik kararlar almak gibi en önemli konularda başka ülkelere bağımlı hale gelmektedir. Bu nedenlerden dolayı, ülke içerisinde başta yenilenebilir enerji kaynakları olmak üzere, tüm kaynaklarının en optimum şekilde enerjiye dönüştürülerek kullanımının sağlanması ve dışa bağımlılığın azaltılması temel hedef haline gelmesi gerekmektedir. Pompaj depolamalı hidroelektrik santraller (PDHES), pik talebin karşılanmasında rezervuarlı HES'lerin yetersiz kalması durumunda veya baz santrallerin ülkenin enerji sistem içinde dengelenebilmesi için devreye girerek enerji ihtiyacını karşılayan sistemlerdir. PDHES'ler bir çeşit elektrik depolama sistemleridir. Bu santraller, elektrik fiyatlarının düşük olduğu zamanlarda suyu yüksekteki doğal veya yapay bir üst hazneye pompa yardımıyla basarak depolar ve gün içinde veya ay içinde elektrik ihtiyaçlarının meydana geldiği ve dolayısıyla elektrik fiyatlarının yükseldiği zamanlar üst haznede biriktirilen suyu türbinler vasıtasıyla hidroelektrik enerjiye dönüştürür. Başta Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya olmak üzere dünyada yaklaşık 100.000 MW pompaj depolamalı hidroelektrik santral işletmede olmasına karşın, ülkemizde işletmede pompaj depolamalı santral bulunmamakla birlikte, bu tesislerin yapılması planlanması durumunda ne şekilde optimize edilmesi gerektiği yönünde yeterince çalışma da yapılmamıştır. Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü tarafından ilk etüt aşamasında 11 adet mevcut baraj üzerinde, 5 adet yeni yatırım olmak üzere toplamda 16 adet pompaj depolamalı hidroelektrik santral planlaması yapılmış olup, detaylı çalışmalar da henüz planlama aşamasında bulunmaktadır. Son dönemlerde devletin ilgili kurumlarında, PDHES'lerin yapımı konusunda bazı güncel mevzuat çalışmaları devam etmekle birlikte, henüz resmiyet kazanmış bir durum da söz konusu değildir. Gerçekleştirilen doktora tez çalışması kapsamında, pompaj depolamalı hidroelektrik santrallerin kapasitesinin net faydayı maksimize etmesiyle belirlenen kapasite optimizasyon modeli (KOPMOD) olarak adlandırılacak olup, deterministik bir yaklaşımla çalışılan bu matematik modelde yapı boyutları, kurulu güç ve net faydanın optimizasyonu ele alınacaktır. Bu çalışmayı yaparken öncelikle karar değişkenleri belirlenerek, bu parametrelerin kapasiteyi belirli aralıklar içinde seçerek modelde kullanılması amaç edinilmiştir. Kapasitenin çalışma aralıkları da dünyada tesis edilmiş PDHES'ler ile ülke şartları ve ihtiyaçları dikkate alınarak belirlenmiştir. Elektrik fiyatlarının gün içindeki değişimleri, uzun yıllar oluşan fiyatların analiz edilmesi ve elektrik fiyatlarına etki eden faktörler ele alınarak modellere işlenerek, modellerin oluşturulması sağlanmıştır. Elektrik fiyatlarının analizleri PDHES'lerin çalışma saatlerinin belirlenmesinde etkin rol oynamaktadır. Karar değişkenleri olarak tesisi kurulu güç kapasitesi, çalışma saati ve karlılık oranları, indirgeme oranı, iç verim oranı, tesis süreleri ve yapım birim fiyatları gibi ana unsurlar olarak belirlenmiştir. Net faydanın maksimize edilmesi üzerine kurulu olan sonuç kısmının en önemli sonuç parametreleri tesis yatırım bedeli, tesisin geliri ve giderleri, elektrik üretim ve tüketimleridir. üretim ve güç, maliyetler, gelir ve gider, ekonomik analiz ana başlıkları altında değerlendirilmiştir. Üretim, tüketim ve kurulu güç ana başlığı altında hesaplanan değerler tersinir türbinlerin teknik değerleri ve karar değişkenlerine bağlı olarak değişim göstermektedir. Maliyetler ise, kapasite değişiklikleri sonucu boyutları belirlenen tesislerin birim fiyatları ve piyasa fiyatları dikkate alınarak hesaplanmaktadır. Gelir ve giderler ise, elektrik fiyatları ve işletme aşamasında oluşacak olan giderlerin piyasa koşullarında fiyatlandırılması ile belirlenmektedir. Maliyetler, gelir ve giderlerin belirlenmesi sonucu ekonomik analiz kapsamında hesaplanan net fayda hesaplaması sonucunda hangi seçimin en uygun olduğu model ile ortaya çıkmaktadır. KOPMOD ile oluşturulacak matematik modelde değişkenlerin değişimi ile net faydanın da değişimi izlenebilmektedir. Çalışmalarda YEKDEM sistemi kapsamında devlet tarafından belirlenen elektrik satış fiyatları da ayrıca çalışmalarda dikkate alınmıştır. Karar değişkenleri, sonuç parametreleri, kapasite değişim aralığı, aralarındaki bağlantıları ve değerleme kriterleri belirlendikten sonra, PDHES için oluşturulan KOPMOD'un çalıştırılması ile net faydanın maksimize edildiği kapasite belirlenerek en uygun kurulu güç seçilmektedir. Modelin çalışma saati ve karlılık oranlarının belirlenmesi için KOPMOD öncesi göreceli karlılık analizi yaklaşımı (GÖKAY) modeli kullanılmaktadır. GÖKAY'da Türkiye'de geçmiş yıllarda gerçekleşmiş elektrik satış fiyatları modelin analiz edilecek verileri olarak ele alınmaktadır. PDHES için belirlenen bir iç verim oranı (İVO) esas alınarak gün içindeki en düşük elektrik satış fiyatları ve en yüksek elektrik fiyatları belirlenir. En düşük elektrik fiyatlarına iç verimden kaynaklanan kayıplar da bindirilerek en yüksek fiyatlar arasında PDHES'in elektrik üretim ile tüketiminden gün içinde kar elde ettiği saatlere ulaşılır. Seçilecek her bir iç verim oranı çalışma saatini ve karlılık oranlarını değiştirmektedir. GÖKAY modelinin sonuçları değerlendirildiğinde İVO değeri arttıkça çalışma saati artmasına karşılık, karlılık oranları azalmaktadır. Karlılık oranı ve çalışma saati birlikte ele alındığında ise, İVO değeri arttıkça normalize edilmiş karlılık oranının da arttığı görülmektedir. Sonuç olarak, PDHES'in ilk planlama aşamasında mevcut piyasa şartları, topoğrafyası, yatırımın ekonomik durumu ve piyasa elektrik fiyatları ile KOPMOD çalıştırılarak bulunan kapasitede PDHES'in yapımına karar verilebilmektedir. Kapasite belirlendikten sonra, tesisi yapılarının boyutları, maliyetleri, üretim ve tüketimleri ortaya çıkacağı için PDHES'in ekonomik olarak yapımına karar verilebilecektir.
  • Öge
    Suya duyarlı kent uygulamaları: İstanbul Ataköy atıksu toplama havzası örneği
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Kaplan, Hatice ; Aydın, Ali Fuat ; 650108 ; Çevre Bilimleri Mühendisliği ve Yönetimi Bilim Dalı
    Su, korunarak gelecek nesillere aktarılması gereken ancak her geçen gün tüketim miktarı artan en önemli doğal kaynağımızdır. Özellikle kentlerde hızla artan nüfus ve iklim değişikliğinin etkileri, su kaynakları üzerindeki baskıyı artırmakta ve sürdürülebilirliğin önündeki en büyük risk olarak karşımıza çıkmaktadır. Ayrıca yoğun kentleşmenin beraberinde getirdiği geçirimsiz yüzeyler, yağmursularının yeraltına sızamadan yüzeysel akışa geçmesine, dolayısıyla taşkın hadiselerinin yaşanmasına sebep olmaktadır. Bu sebeplerle günümüz koşullarında mevcut kaynakların etkin kullanımıyla güvenli su temininin sağlandığı, atıksuların çevreye ve halk sağlığına zarar vermeden uzaklaştırıldığı, konvansiyonel yağmursuyu sistemlerinin uygulandığı kentsel su yönetim anlayışı yetersiz kalmaya başlamıştır. İklim değişikliğinin olası risklerine karşı kentsel altyapı direncinin artırıldığı, doğaya uyum sağlayan yöntemler ile su döngüsünün sürekliliğinin sağlandığı, daha yeşil ve daha yaşanabilir bir kentsel su yönetimi yaklaşımı arayışı neticesinde Avustralya kent yetkilileri tarafından "Suya Duyarlı Kent" kavramı geliştirilmiştir. Bu tez kapsamında Suya Duyarlı Kent çerçevesinde ulaşılmak istenen hedeflerden, ulusal ve uluslararası uygulamalardan bahsedilmiştir. Sürdürülebilir yağmursuyu yönetim sistemlerinin (yeşil çatılar, yağmur bahçeleri, yağmursuyu hendekleri, ekolojik dere koridorları, geçirimli yüzeyler) özellikle iklim değişikliği etkilerine direnç noktasında kentler için sağladığı faydalar üzerinde durulmuştur. Arıtılmış atıksuların yeniden kullanım kriterleri ve kullanım amacına yönelik uygulanacak arıtma teknolojilerinin seçimi konularında ulusal ve uluslararası mevzuat değerlendirilmiştir. Ülkemizde arıtılmış atıksuların yeniden kullanımını düzenleyecek yasal mevzuatın hazırlanıp yürürlüğe konulması gerektiği vurgulanmıştır. Türkiye'de sulamada yeniden kullanılacak arıtılmış atıksularda aranan özelliklerin Dünya Sağlık Örgütü Standartları ile uyumlu olarak "Atıksu Arıtma Tesisleri Teknik Usuller Tebliği"nde yer aldığı ancak diğer kullanımlar için ulusal herhangi bir standart bulunmadığı belirtilmiştir. Amerika ve gelişmiş Avrupa ülkelerinde olduğu gibi ülkemizde de arıtılmış suyun ne amaçla kullanılacağı hususunun belirlenmesinin bir an önce yapılması gerektiği vurgulanmıştır. Dünya genelinde kullanılan suyun %18'inin sanayide tüketildiği göz önünde bulundurulduğunda arıtılmış atıksuların farklı proseslerde soğutma suyu olarak kullanılabilirliğinin önemi anlaşılmaktadır. Bu sebeple geri kazanılmış suların özellikle endüstrilerde soğutma suyu olarak kullanımında, elverişli su kalitesinin hangi arıtma sistemleri ile elde edileceği araştırılmış olup ikincil arıtma ile filtrasyon ve dezenfeksiyon proseslerinin yeterli olduğu sonucuna varılmıştır. Ancak potansiyel insan teması göz önünde bulundurulduğunda nanofiltrasyon, ters osmoz, iyon değiştirici ve karbon adsorbsiyonu gibi ileri artım teknolojilerinin uygulanmasının gerekebileceği unutmamalıdır. Ayrıca toprağın arıtma özelliğinden faydalanıldığı, kentsel alanlarda büyük hacimli su depolama kapasitesi sağlanarak suya duyarlı kentsel tasarım, entegre kaynak yönetimi, sürdürülebilir drenaj sistemleri ve yeşil altyapı hedeflerine ulaşılmasında önemli bir yere sahip olan akifer besleme yöntemleri üzerinde durulmuştur. Sürdürülebilir yağmursuyu yöntemleri, arıtılmış atıksuların yeniden kullanımı ve akifer depolama sistemlerinin uluslararası ölçekteki en iyi uygulamaları incelenmiştir. Ayrıca ulusal düzeyde yapılan çalışmalardan örnekler verilmiştir. Suya Duyarlı kent olma yolunda atılabilecek adımlardan biri olan, yağmursuyu, gri su ve arıtılmış atıksu kullanımı ile doğal kaynakların korunarak sürdürülebilirliğin sağlanmasını esas alan, su döngüsü uygulamaları "İstanbul Ataköy Atıksu Toplama Havzası" üzerinden örneklendirilmiştir. Arıtılmış atıksuların endüstrilerde kullanılabilme olanağı iki seçenek üzerinden değerlendirmiştir. İlk seçenekte mevcut Ataköy İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi geri kazanım ünitesinden çıkan arıtılmış atıksuların, aynı havza içerisinde muhtelif konumlarda faaliyet gösteren endüstrilere proses ve/veya soğutma suyu olarak kullanılmak üzere basınçlı hatlarla iletilmesinin fayda maliyet analizi yapılmıştır. Arıtılmış atıksuların bu çalışmaya konu olan 13 adet endüstriyel tesiste soğutma suyu/kazan suyu olarak kullanılması halinde elde edilebilecek tasarruf miktarının sistemin yatırım maliyetini 5 yılda geri ödeyebileceği sonucuna varılmıştır. İkinci seçenekte ise havza içerisinde bir ileri atıksu arıtma tesisi planlanması halinde tesis çıkış sularının; metal kaplama, tekstil, plastik vb. sanayi kolları başta olmak üzere 37 kooperatiften 35'inin aktif olarak faaliyet gösterdiği İkitelli Organize Sanayi Bölgesi'ne basınçlı hatlar vasıtasıyla iletilerek proses ve/veya soğutma suyu olarak endüstrilerde yeniden kullanılabilirliği değerlendirilmiştir. Öncelikle bölgede İSKİ tarafından yeni bir arıtma tesisi planlanmasının sebebi; bölgedeki dere ana toplayıcı hatları kapasitesinin artan nüfus karşısında yetersiz kalması ve atıksuların bir kısmının atıksu tüneli vasıtasıyla söz konusu arıtma tesisine yönlendirilmek istenmesidir. Ayrıca, Kanalistanbul projesinin uygulamaya geçirilmesi halinde iptal edilecek olan Küçükçekmece Ön Arıtma Tesisi Havzası atıksularının bir kısmı Ataköy İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi'ne iletilmek zorunda kalacak, bu durum da mevcut arıtma tesisinin kapasitesini zorlayacaktır. Bu durumda yine Başakşehir bölgesinin atıksularının toplanarak atıksu tüneli ile Esenler Askeri Bölgesi'nde planlanacak olan atıksu arıtma tesisine mansaplanması ve Ataköy İBAAT'ın yükünün azaltılması hedeflenmektedir. Bu çalışma ile hem Ataköy İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi'ne iletilen debi ve yükün azaltılması hem de arıtılmış atıksuların yeniden kullanılmasıyla sürdürülebilirliğe katkı sağlanması amaçlanmıştır. Aynı zamanda Ataköy İBAAT geri kazanım ünitesinden çıkan arıtılmış atıksuyun, ilave ters osmoz işlemine tabi tutulduktan sonra bölgedeki yeraltı suyunun beslenmesi amacıyla kullanılabilirliği üzerinde durulmuş ancak sistemin yüksek işletme maliyetlerini de beraberinde getirdiği görülmüştür. Başakşehir ve Bakırköy ilçelerinde örnek alınan iki site ile Bağcılar ilçesindeki bir ticaret merkezinin (İSTOÇ) çatı sularının toplanarak yeniden kullanımı yoluyla elde edilebilecek ekonomik/çevresel tasarrufların tespitleri ve kıyaslamaları yapılmıştır. Yağmursuyu ve gri su uygulamaları ile ilgili bu çalışmaya konu olan üç örnek bölgeden bir yılda toplanabilecek yağmursuyu ile ortalama günlük 835.916 kişinin kullanma suyu ihtiyacının karşılanabileceği görülmüştür. Söz konusu uygulamalar ile su tasarrufundan elde edilecek kazanç ile sistemin kurulabilmesi için gereken yatırım maliyeti kıyaslandığında kısa vadede ekonomik ve sürdürülebilir faydalar sağladığı sonucuna varılmıştır. Ayrıca, "Suya Duyarlı Kent" yönetiminin nihai hedefi olan nesiller arası eşitlik ve iklim değişikliğine karşı dayanıklılığın tesis edilmesinde; entegre havza yönetimi anlayışının, mevcut su dağıtım tesislerinin akılı şebekelerle yönetilmesinin, kayıp ve kaçakların azaltılarak su kaynaklarının verimli kullanımının, kontrolsüz yeraltı suyu çekilmesinin önlenmesinin, geçirimli yüzeylerin artırılarak sel ve su baskınlarının önüne geçilmesinin, yağmursuyu hasadı, gri su, mor şebeke uygulamaları ile suyun tekrar tekrar kullanımının sağlanmasının önemi vurgulanmıştır. Netice itibariyle, tek elden su döngüsünü yöneterek mavi ile yeşilin bütünleştiği, insanların beton kanallarla sudan uzak tutulduğu değil de suyla temas ettiği, yağmursuyu depoları ve gri su kullanımı ile sudan tasarruf edilirken peyzaj özelliğinden, estetik değerinden faydalanıldığı "Suya Duyarlı" bir yönetim stratejisine geçilmesi gün geçtikçe daha da önem kazanmaktadır. Suya duyarlı şehirler günümüzde henüz mevcut olmamakla birlikte dünyanın birçok ülkesinde stratejik amaç olarak su yönetim sürecine dahil edilmektedir. Örneğin Singapur'da suya duyarlılığı arttırmak için NEWater, Singapur ABC gibi birtakım programlar geliştirilmekte olup ülkemizde de özellikle İstanbul gibi büyük kentlerimizde Suya duyalı kent olma yolunda adımların atılmasının gerekliliği vurgulanmıştır.
  • Öge
    Treatment of textile wastewater using completely mixed anaerobic reactor: Start-up
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Bilgiç, Cenk Ali ; Arıkan, Osman Atilla ; 644357 ; Çevre Biyoteknolojisi
    The textile industry is one of the major industries for many countries and it is developing day by day. In the textile industry, mainly fiber is turned into yarn, and yarn turns into a fabric that is used to manufacture end products such as clothes, curtains, towels and etc. and most of these end products are colored by dyes. The textile industry demands high water consumption because of processes applied. Dyes are the most important consumables for the textile industry. Consuming a high amount of water, dyes and other auxiliaries such as detergents, acids, inorganic salts and etc. make textile wastewater highly pollutant for the environment. Textile wastewaters contain a high amount of chemical oxygen demand (COD), total suspended solids (TSS), color, etc. and it is possible to say that COD and color removals are the main criteria researchers focus on. Because of its environmental impacts, regulations, and discharge criteria, demand for searching more feasible, cheaper, or more effective solutions has been increasing lately. There are many approaches for the treatment of textile wastewaters, such as physicochemical, biological or combined processes. Physicochemical systems effluents do not meet discharge limits alone although their investment costs are low. Due to the suitability of anaerobic processes for high COD containing wastewaters, these systems can easily be applied for the textile industry. Moreover, anaerobic systems have some additional advantages such as energy recovery. In addition to this, it is possible to reuse textile wastewater in case of applying well designed combined biological and physicochemical systems. The purpose of this study was to investigate the treatability of synthetic textile wastewater by using pilot-scale anaerobic completely stirred tank reactor (CSTR) which was operated at mesophilic conditions (35°C) and infinite sludge age. However, technical and operational problems were occurred at the beginning of the study. For this reason, only the results of the start-up part was presented. Total duration of study was 264 days. The inoculum was supplied from Atakoy advanced biological wastewater treatment plant of Istanbul Water and Sewerage Administration (ISKI). The study was conducted in two phases. The first phase was operated for 81 days to investigate COD removal of synthetic textile wastewater which has an average of 2.400 mg COD/l initial concentration with 24 h HRT. The average COD removal was ~54% of the first phase. The second phase was investigated under two periods by using similar synthetic wastewater which has an average 875 mg COD/l and 975 mg COD/l for phase two/period one and phase two/period two, respectively. The first period of this phase was operated for 93 days with 24 h HRT and ~45% average COD removal was reached at this period. Moreover, the second period of this phase was run 90 days with 48 h for HRT and ~86% average COD removal was reached. The average pH was around 6,9 and average MLSS concentration was in between 2.500-3.000 mg/l during the study. At the last period (phase two/period two) of the study, average MLVSS/MLSS ratio was calculated as 0,62 and 86% COD removal was achieved. This COD removal efficiency is comparable with literature.
  • Öge
    Türkiye'de baraj emniyeti ve Atatürk Barajı'nda deformasyon izleme çalışmaları ve son 12 yıllık analiz sonuçları
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Güneş, Hüseyin ; Kalkan, Yunus ; 634378 ; Geomatik Mühendisliği Anabilim Dalı
    Su, yaşadığımız hayatın kaynağıdır. Canlı yaşamı dünya üzerinde, hep su kaynakları etrafında şekillenmiş ve varlığını devam ettirmiştir. Doğayı değiştirme gücü ile insan da yaşamını su kaynakları etrafında sürdürmüş, geliştirdiği yöntemlerle toprağı işlenebilir hale getirmiş; bunun içinde suyu bir araç olarak kullanmıştır. Tarih boyunca büyük medeniyetler hep su etrafında şekillenmiş ve şehirler su kenarlarına inşa edilmiştir. Devamlı akış halinde bulunan suyun faydalı şekilde kullanılmasını sağlamak amacıyla su, engeller yardımıyla biriktirilmiş ya da suyun yönü değiştirilerek istenilen yere akması sağlanmıştır. Arkeolojik çalışmalar sonucu birçok medeniyetin suyu iletmek için kanallar, suyu bir yerde toplamak için ise bentler inşa ettiği anlaşılmıştır. Yükseklikleri çok fazla olmasa da o günkü şartlarda inşa edilen setler ve kullanılan yöntemler hayret verici niteliktedir. Günümüzde ise gelişen teknoloji, çok daha yüksek gövdeli barajların yapılmasını mümkün hale getirmiştir. Geçmiş dönemlerde barajlar genellikle tarımsal sulama ve su temini amacıyla yapılagelmiştir. Su kaynaklarına uzak durumda bulunan yerleşim yerleri barajlar ve suyu ileten diğer yapılar yardımıyla sulanabilir hale getirilmiştir. Bu yolla hem içme suyu sağlanarak yerleşime imkân sağlanmış, hem de tarım ve hayvancılık mümkün hale gelmiştir. Bununla birlikte günümüz barajlarından elektrik üretimi, su ürünleri yetiştirilmesi ve ulaşım gibi amaçlar için de yararlanılmaktadır. Depolanamayan bir enerji türü olan elektrik; günümüzde güneş enerji santralleri, fosil yakıtlarla çalışan termik santraller, rüzgâr türbinleri, nükleer santraller ve hidroelektrik santraller gibi çeşitli yollarla elde edilebilmektedir. Bununla birlikte; fosil yakıtların doğaya verdiği zarar ve nükleer santrallerin sahip olduğu nükleer atık riski, yenilenebilir enerji kaynakların öne çıkmasına neden olmuştur. Doğal dengeyi bozmayacak şekilde tasarlanıp inşa edilen barajlar hem ülkemizde hem de dünyada en çok tercih edilen yöntem haline gelmiştir. Görece yüksek maliyetlerine rağmen barajlar, su ve enerji temini noktasında doğaya zarar vermeyen bir sürekliliğe sahiptir. Yapıldıkları yerde suyu depolayan barajlar, suyun akışkan özelliğinden dolayı sürekli kuvvete maruz kalmaktadır. Bu durum yapının zaman içerisinde deforme olmasına, önlem alınmadığı takdirde zaman zaman zarar görmesine neden olmaktadır. Bu nedenle baraj emniyeti, hem ekonomik olarak hem de çevre sağlığı açısından hayati önem taşımaktadır. Barajların planlanan zamandan daha önce kullanım-dışı kalması ekonomik kayıplara neden olurken, zamanında müdahale edilmeyen şekil değişimleri ve bozulmalar, bazen yıkımlara ve telafisi imkânsız can ve mal kayıplarına neden olabilmektedir. Bu sebeple, baraj gövdesi ve yakın çevresindeki değişimlerin belirli periyotlarda izlenmesi, değişimlerin analiz edilmesi ve meydana gelebilecek zararlara karşı önlem alınması gerekmektedir. Bu çalışmada, Atatürk Barajı'nda sürdürülmekte olan deformasyon izleme çalışmaları hakkında bilgi verilip, özellikle jeodezik yöntemlerle elde edilen deformasyon verilerinin analiz programları yardımı ile değerlendirilerek baraj gövdesinde gerçekleşen geometrik değişimlerin görselleştirilmesi konusu incelenmektedir.
  • Öge
    Yeraltı su kalitesinin tahmin modelleri kullanılarak değerlendirilmesi; Gediz Havzası örneği
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Demir, Hatice Kübra ; Altunkaynak, Abdüsselam ; 633445 ; İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
    Su, 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.