Prof. Dr. Habib Muhammetoğlu danışmanlığındaki tezler
12 tez · Akdeniz University
Su dağıtım şebekelerinde enerji kazanımı ve su kayıplarının azaltılması için su türbinleri kullanımı uygulamalarının araştırılması: Antalya kenti örneği
Bu çalışmanın amacı, su dağıtım şebekelerinde meydana gelen su kayıplarının azaltılması için su türbinleri kullanımının ve aynı zamanda su türbinleri kullanılarak enerji kazanımı uygulamalarının araştırılmasıdır. Bu çalışma, Antalya ili Konyaaltı ilçesi içmesuyu dağıtım şebekesinde oluşturulan bağımsız izole alt bölgelerden birkaç tanesine ait veri setleri kullanılarak yürütülmüştür. İlk aşamada izole alt bölgelerde Haziran 2009-Mayıs 2010 tarihleri arasında 5 dakikalık zaman aralığı ile ölçülmüş olan debi ve su basıncı verileri kullanılarak alt bölgeler için saatlik, aylık ve yıllık ortalama debi ve basınç seviyesi hesaplanmıştır. Alt bölgelerdeki fazla basınç miktarı daha önce tamamlanmış olan bir çalışmada elde edilen optimum basınç değerleri kullanılarak belirlenmiştir. Çalışmanın devamında alt bölgelerde kullanılabilecek olan türbin çeşitleri belirlenmiş ve teorik enerji üretim miktarları hesaplanmıştır. Bölgeye temin edilen toplam içmesuyu hacmi dikkate alınarak, su kayıplarının %25 düzeyine kadar düşürülmesi durumu için de enerji üretim miktarları hesaplanmıştır. Seçilen alt bölgelerde türbinlerin kullanılması durumu için maliyet analizi yapılmıştır. Alt bölgelerde elde edilen güç miktarı ve Türkiye enerji emisyon eşleniği değeri kullanılarak karbondioksit emisyonu azalım miktarı hesaplanmıştır. Küresel ısınmaya oldukça etkisi olan CO2 miktarının azaltılması sonucunda önemli çevresel kazanımlar sağlanabilecektir. Gerçekleştirilen çalışma ile su dağıtım şebekelerinde türbin kullanılmasının önerilebileceği ve bu uygulama ile pek çok ekonomik ve çevresel kazanımlar elde edilebileceği sonucuna varılmıştır.
Antalya-Konyaaltı su dağıtım şebekesi alt bölgelerinde toplam su kayıplarının bileşenlerinin değerlendirilmesi
İçme suyu dağıtım şebekelerinde meydana gelen su kaybı tüm dünyada önemli bir konudur. Nüfusun artması ve ekonominin gelişmesi nedeniyle su tüketimi artmaktadır. İçme suyu dağıtım şebekelerinde meydana gelen su kayıpları şebekeye verilen su miktarı ile faturalandırılan miktar arasındaki farktır. Su kayıpları fiziksel kayıplar ve ticari kayıplardan oluşmaktadır. Bu çalışma kapsamında Antalya-Konyaaltı bölgesi 18 alt bölgeye ayrılmıştır. Debi ve basınç değerleri SCADA sistemi tarafından ölçülmekte ve kaydedilmektedir. Gelir Getiren Su hacimleri faturalandırılan su kayıtları yardımıyla belirlenmiştir. Yapılan uygulamanın sonunda IWA Su Bütçesi oluşturulmuş, su kayıpları Performans İndikatörlerinden biri olan Altyapı Kaçak Endeksi (ILI) 16 Alt Bölge için hesaplanmıştır. Ortalama basınçların belirlenmesi için 16 Alt Bölgede EPANET Hidrolik Modeli kullanılmıştır.
Antalya-Konyaaltı su dağıtım şebekesinde toplam trihalometan konsantrasyonlarının deterministik modelleme yaklaşımı ile modellenmesi
İçme sularının dezenfeksiyonu su yolu ile bulaşan hastalıkların engellenmesi için oldukça önemlidir. Bu amaçla dezenfeksiyon işlemi için çeşitli kriterler (ekonomik, kalıcılık, toksisite etkisi vb.) sebebiyle farklı dezenfektanlar kullanılmaktadır. Ülkemizde içme suyu arıtım tesislerinin büyük kısmında dezenfektan olarak klor kullanılmaktadır. Ekonomik olması, şebekede kalıcı olması, kolay elde edilebilmesi gibi faktörlerden dolayı tercih edilmektedir. İçme sularının dezenfeksiyonu sırasında dezenfektan özelliğinin yanı sıra sudaki organik maddelerle reaksiyona girmesi sonucu dezenfeksiyon yan ürünleri (DYÜ) oluşmaktadır. Yapılan çalışmalarda DYÜ?nin sağlığa etkisi araştırılmış ve yüksek konsantrasyonlarda kanserojenik etkileri tespit edilmiştir. Dezenfektan olarak klor kullanılması sonucu oluşan dezenfeksiyon yan ürünleri ?Trihalometanlar (THM)? olarak adlandırılmaktadır. Halk sağlığı için THM konsantrasyonunun şebekede analiz edilmesi ve konsantrasyonunun takip edilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada Antalya-Konyaaltı Su Dağıtım Şebekesinde Toplam THM büyüme hız katsayısı laboratuvar ortamında belirlenmiştir. Şebekeye su sağlayan Boğaçay pompa istasyonunda ve belirlenen 2 alt bölgede toplam THM konsantrasyonun analizi yapılmıştır. Alt bölgelerde (4. ve 8. Alt Bölge) toplam THM modelleme çalışması yapılmıştır.Konyaaltı su dağıtım şebekesi için Toplam THM büyüme hız katsayısı (K), Boğaçay pompa istasyonundan alınan ham su numunesinin, laboratuvar ortamında şebekeye dozlanan klor (0,5±0,05 mg/L) baz alınarak 200C ve 300C sıcaklıklarda tespit edilmiştir. 200C için belirlenen büyüme hız katsayısı 0,4473 gün-1(R² = 0,5496) ve 300C?de ise 0,4705 gün-1(R² = 0,5991) olarak tespit edilmiştir. EPANET su kalite ve hidrolik modeli kullanılarak toplam THM izleme çalışması yapılmıştır. Ayrıca çalışmada Antalya-Konyaaltı su dağıtım şebekesi için klorun bozunma hız katsayısı (kb) 200C ve 300C sıcaklıklarda tespit edilmiştir. 200C için klor bozunma hız katsayısı kb=0,209 gün-1(R² = 0,9598) ve 300C için ise kb= -0,7191 gün-1(R² =0,7933) tespit edilmiştir. EPANET su kalite ve hidrolik modeli kullanılarak modelleme çalışması yapılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Dezenfeksiyon yan ürünleri, Dezenfeksiyon, Trihalometan, Büyüme hız katsayısı,
Kentsel su dağıtım şebekelerindeki idari su kayıplarının araştırılması: Antalya kenti pilot çalışma alanı uygulaması
Dünya genelinde birçok su idaresi, kentsel su dağıtım şebekelerindeki toplam su kayıplarından muzdariptir. Toplam su kayıpları, fiziki su kayıpları ve idari su kayıpları olmak üzere iki türe ayrılır. İdari kayıpların arkasındaki temel nedenler sayaç ölçüm hataları ve kaçak su kullanımıdır. Ölçüm hataları, su tüketim profilinin yanı sıra sayaçların yaşına, çapına, tipine ve montajına bağlıdır. Türkiye'de toplam su kayıpları genel olarak yüksektir ve ilgili Türk mevzuatı tüm su idarelerinden uzun vadede toplam su kayıplarını sistem giriş hacminin (SGH) %25'ine kadar düşürmelerini talep etmektedir. Bu çalışmanın amacı, Antalya şehrindeki bir pilot çalışma alanında idari su kayıplarının seviyesini değerlendirmektir. Bu çalışmayı uygulamak amacıyla, Konyaaltı ilçesinden Molla Yusuf Mahallesi'nde, hidrolik olarak izole edilmiş bir alan olan "District Metered Area (DMA)" seçilmiştir. DMA, bölgeye giren debiyi ölçmek için bir izleme sistemi ile donatılmıştır. İzleme sistemi, devam etmekte olan AB finansmanlı bir proje kapsamında ASAT SCADA sistemine bağlanmıştır. DMA'de yaygın olan sayaç sonrası kaçakları tespit etmek amacıyla okullar ve camiler gibi kamusal alanlara 6 adet akıllı sayaç takılmıştır. Yüksek kaçak seviyesinin yanı sıra, akıllı sayaçlarla yapılan ölçümler bölgedeki sayaç çaplarının uygunluğunu analiz etmek için de kullanılmış ve incelenen sayaçların yaklaşık üçte birinin uygun olmayan çaplarda olduğu sonucuna varılmıştır. Sayaç yaşlarına yönelik daha ileri bir inceleme, bir dizi sayacın 10 yaşın üzerinde olduğunu göstermiştir ki bu yaş, Türk mevzuatının izin verdiği sürenin üzerindedir. Temmuz 2024'te 200 adet eski abone su sayacı yenileriyle değiştirilmiştir. Değişim öncesi eski sayaçların ve değişim sonrası aynı abonelere ait yeni sayaçların okumaları karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma, eski sayaçların düşük debili tüketimleri ölçmemesi nedeniyle, yeni sayaçların montajından sonraki ilk üç ay boyunca okumalarda bir artış olduğunu ortaya koymuştur. Yapılan incelemeler, DMA'deki müşterilerin sayaçların girişin kurdukları yerel arıtma ünitelerini kullandığını ve bu ünitelerdeki geri yıkama suyunun ölçülmediğini göstermiştir. Tüm bu nedenler, İÖB için Ekim 2024'ten Nisan 2025'e kadar hesaplanan standart su dengelerine (SSD) göre sistem giriş hacminin (SGH) yaklaşık %15'i gibi yüksek bir idari kaybı yol açmış ve Mart-Nisan 2025 dönemindeki su dengesinde idari kayıpların fiziki kayıpları aştığı görülmüştür.
Akdeniz Üniversitesi kampüsü'nde içme suyu dağıtım şebekesinden kullanılan suyun tüketiminin akıllı sayaçlarla incelenmesi ve tasarrufu
Su temin sistemlerindeki su kayıplarının ve aşırı/kontrolsüz su tüketimlerinin önlenmesi ile öncelikle su kaynakları üzerindeki baskılar azaltılmakta, eş zamanlı olarak enerji tasarrufu ile önemli ekonomik ve çevresel kazanımlar elde edilmektedir. Su kayıpları sayaçlardan sonra da gerçekleşebilmektedir. Sayaç sonrası sızıntılar boşa giden su anlamına gelmektedir. Sızıntılar aktif olarak kullanılmayan sular olsa da sayaçlardan sonra oluştuğu için tahakkuk bedeli ödenmesi gerekmektedir. Sayaç sonrası sızıntılar yaygın olarak musluklarda, tuvaletlerde ve iç hat borularındaki bağlantılarda meydana gelmektedir. Mevcut çalışma kapsamında sayaç sonrası sızıntıların tespiti ve su tüketim verilerinin GSM/GPRS haberleşme teknolojisi ile iletilerek su tüketim değerlerinin incelenmesi için çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Akdeniz Üniversitesi Mühendislik Fakültesi binasında dört ayrı katta bulunan dört tuvalete akıllı su sayacı takılmıştır ve akış hızlarını 15 dakikalık aralıklarla ölçmek için gerçek zamanlı bir izleme programı bir web sitesi ara yüzüyle takip edilmiştir. Yine Akdeniz Üniversitesi Kampüsünde bulunan Yakut Çarşısı ve Olbia Çarşısındaki tuvaletlere akıllı su sayaçları takılarak akış hızları 15 dakikalık aralıklarla ölçülmüştür ve gerçek zamanlı olarak izlenmiştir. Çalışma kapsamında daha doğru bir ölçüm yapılabilmesi için laboratuvar ortamında ön denemeler yapılmıştır. Sayaç sonrası sızıntıların tespitinde Minimum Gece Debisi izlenmesi esnasında en düşük tüketimin olduğu saatlerin 00:00-05:00 olduğu tespit edilmiştir. Çalışmalar akıllı sayaç ve yazılım kullanımı ile elde edilen kazanımların değerlendirilmesi amacı ile ilk izleme dönemi (ilk altı aylık dönem) ve ikinci izleme döneminde (ikinci altı aylık dönem) olarak analiz edilmiştir. Projenin ilk izleme dönemi süresince sızıntıların azaltılması ve kontrolü açısından hiçbir müdahale yapılmamıştır. Sadece analizler yapılarak tahakkuk- tüketim – sızıntı incelemeleri yapılarak miktarlar hesaplanmıştır. Projenin ikinci altı aylık izleme döneminde, geliştirilen yazılımdan alınan uyarı mesajları (sızıntı ve aşırı tüketim) ve kısa zaman aralıklı su tahakkuk verilerinin analiz edilmesi ile pek çok abone için sızıntı ve aşırı/kontrolsüz su tüketimleri tespit edilmiştir. Tespit edilen durumlar için sahada abonelere ait su kullanım alanları incelenmiş ve sızıntıya sebep olan arıza ve sorunlar belirlenmeye çalışılmıştır. Araştırma sonuçları, ilk izleme döneminde fakültedeki dört ana tuvalette meydana gelen sızıntının %55 oranında olduğunu, kampüs alanındaki tuvaletlerde meydana gelen sızıntının ise %64 oranında olduğunu göstermektedir. Çalışmanın ikinci altı aylık aktif müdahale döneminde ise, fakültedeki dört ana tuvaletteki sızıntının ortalama %50 değerine düştüğünü, kampüs alanındaki tuvaletlerde ise ortalama %56 değerine düştüğünü göstermektedir. Akıllı su sayaçlarının izlenmesiyle gözlemlenensızıntı nedenleri, tamir edilmesi gereken sıkışmış tuvalet rezervuarları ve musluklarda ihmal nedeniyle akışı devam eden sular gibi nedenlerden oluştuğu tespit edilmiştir. Bu tespitler sonucu kampüs alanında öğrencilerin su sızıntıları konusuna yaklaşımını ve bilinç seviyesini tespit edebilmek adına 11 soruluk çevrim içi anket yapılmıştır. Bu anket ile öğrencilerin sızıntı konusundaki bilgi seviyeleri ve akıllı su sayaçlarının kullanımı ile sızıntı ilişkisini değerlendirmeleri gözlemlenmek istenmiştir. Anket aynı zamanda sızıntıya en uygun müdahale yöntemi için öğrencilerin bakış açısını tespit etmeyi amaçlamaktadır. Anket sonuçlarına göre ise sızıntının büyük bir çoğunluk tarafından bilindiği ve sızıntıya müdahale edebilmek için bir platforma ihtiyaç duyulduğu çıkarımı yapılmıştır. Su kaynaklarının korunması ve verimliliğin artırılması konularında halen yeterli toplum bilincinin olmaması, umumi alanlardaki su kullanımlarında aşırı tüketimlere yol açmakta, aşırı/kontrolsüz su tüketimlerinin tespiti ve önlenmesi için yenilikçi teknolojilere ihtiyaç duyulmaktadır. Çalışma sonunda yapılan gözlemler sonucu bazı durumlarda bilinçli olarak musluklar açık bırakıldığının ve (örnek olarak tuvaletlerde koku oluşumunun engellenmesi amacı ile) tuvaletlerde sızıntıların kaynağının tamir edilmediğinin çıkarımı yapılmıştır. Ancak yüksek miktarda su kaybına neden olan sızıntıların düşük bütçe ve az çaba ile çözülebildiğini göstermiştir. Elde edilen kazanımlar su tasarrufu, enerji tasarrufu ve karbon dioksit emisyon azalımı olarak üç ana kategoride değerlendirilmiştir.
Acısu deresindeki konvansiyonel su kirleticilerinin su kalite analizi simülasyon programı (WASP8) ile modellenmesi
Bu çalışmada Antalya ilinin yüzeysel su kaynaklarından biri olan Acısu Deresi'nin su kalitesi incelenip Su Kalitesi Analiz ve Simülasyon Programı (WASP) kullanılarak modellenmiş ve derenin su kalitesi yönetimine yönelik bir çalışma amaçlanmıştır. Acısu Deresi üzerinde 12 adet izleme istasyonu belirlenip bu izleme noktalarında 1 yıl süre ile aylık periyotlarda yerinde ölçümler gerçekleştirilmiş ve numuneler alınarak analizler yapılmıştır. İzleme programı fizikokimyasal (çözünmüş oksijen, sıcaklık, pH, iletkenlik, nitrit azotu, nitrat azotu, fosfor vb.), bakteriyolojik (toplam koliform, fekal koliform, fekal streptokok ve Escherichia koli) parametreler ve pestisitler ile gerçekleştirilmiştir. Öncelikle su kalite modelinin kalibrasyon ve doğrulaması yapılmıştır. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, mevcut durum ve su kalitesine yönelik senaryolar kapsamında incelenmiş ve karşılaştırılması yapılmıştır. Senaryolar kapsamında noktasal kirlilik yüklerinin %25 artış ve azalması ile yayılı yüklerin %25 artış ve azalması durumları incelenmiştir. Kirlilik yüklerinin karşılaştırıldığında Acısu Deresi'ni en çok etkileyen parametrelerin toplam azot (TN), toplam fosfor (TP) ve bakteriyolojik parametreler olduğu belirlenmiştir. Azot ve fosfor formları ile bakteriyolojik kirlilik dikkate alındığında kirlilik kaynaklarının bölgedeki hayvancılık faaliyetleri, arıtma tesislerinden gelen atıksu deşarjları, kentsel alanlar ve foseptikler olduğu gözlemlenmiştir. Tez çalışmasında, Acısu Deresi'nin su kalitesi ve miktarı deterministik bir model kullanılarak dinamik olarak modellenmiş, farklı kirlilik artış ve azalma senaryoları geliştirilerek Acısu Deresi'nin bu olası senaryolar karşısındaki akıbeti incelenmiş ve Acısu Deresi'nin su kalitesinin arttırılması adına çözüm önerileri sunulmuştur.
Türkiye'deki içme suyu temin ve dağıtım sistemleri için hesaplanan standart su dengesi ve performans indikatörlerine yönelik belirsizlik incelemesi
İçme suyu şebekelerinde oluşan su kayıplarının belirlenmesi ve yönetimi açısından standart su dengesi tablosunun hazırlanması, temel bir işlemdir. Ancak, standart su dengesi tablosunda yer alan bileşenler zaman zaman tam doğru sonuçları yansıtmayabilir. Örnek olarak; sistem giriş hacmi ve izinli tüketim bileşenlerini tespit etmek için kullanılan debimetre ve müşteri sayaçları yaş, tür ve boyut gibi faktörlerden dolayı düşük hassasiyetle ölçüm yapmaktadırlar. Bazı bileşenler ise ölçülmemekte, bir dizi kabul ve tahmin yöntemleriyle hesaplanmaktadır. Benzer şekilde, sistem performansını değerlendirmek için kullanılan performans indikatörleri (PI) bileşenlerinde de belirsizlikler mevcuttur. Bu tez çalışması kapsamında, standart su dengesi ve PI bileşenlerinde belirsizlik oluşturan faktörler incelenmiş, bu belirsizlikleri azaltmak için öneriler sunulmuştur. Su dengesi oluşturmak, PI bileşenleri hesaplamak için literatürde birçok yazılım mevcuttur. Ancak her yazılımda belirsizlik analizi yapmak mümkün değildir. Tez çalışması kapsamında kullanılan AWWA V5 - 2014 yazılımı ile su dengesi ve PI hesaplaması yapılmasının yanı sıra, giriş verilerinin belirsizlik seviyelerini karakteristik özelliklerine göre değerlendirebilmek mümkündür. Ayrıca, AWWA V5 yazılımı tanımlanan giriş verileri ve belirsizlik seviyelerine göre belirsizliğin azaltılması için öneriler sunabilmektedir. Yazılımda kullanılmak üzere gerekli sistem verileri geçmiş dönemde detaylı çalışmalara konu olmuş Kaleiçi ve Konyaaltı 2 numaralı alt bölgelerinden elde edilmiştir. Tez çalışması sonuçlarına göre su dengesi ve PI bileşenlerine ait sonuçların doğruluğunun birbiri ile ilişkili birçok faktöre bağlı olduğu görülmüştür.
Karstik bölgeler için yeraltı suyu azot kirliliği yönetimi: Antalya-Altınova bölgesi uygulaması
Türkiye'de tarımsal faaliyetlerin yoğun olduğu bölgelerden biri olan Antalya ilinde seracılık geniş yer kaplamaktadır. Artan nüfusa bağlı olarak seracılık faaliyetlerinin giderek artması kaçınılmaz olmuştur. Tarımsal bölgelerden elde edilen ürünlerin verimini arttırabilmek için çiftçiler, kimyasal ve organik gübre uygulamalarını da arttırmaya başlamıştır. Yoğunlaşan gübre uygulamaları yeraltı suyu (YAS) açısından kirlilik riski oluşturmaktadır. Gübre uygulamalarının tarım arazisine sulama ile birlikte verilmesi YAS kirliliğinin artmasına yol açmıştır. Gübre uygulamalarının aşırı artması YAS'ta azot kirliliğine neden olmaktadır. Antalya bölgesinin karstik yapıda olması kirlilik unsurlarının kolayca YAS'a sızmasını sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında seracılık faaliyetlerinin yoğun olarak gerçekleştirildiği Antalya-Altınova çalışma bölgesi için azot kirliliği kontrolü yönetimi uygulaması ele alınmıştır. Altınova çalışma bölgesinde yapılan arazi çalışmaları sonucunda bölgede tarımsal ve kentsel alanların bulunduğu tespit edilmiştir. Çalışma bölgesinde bulunan bu farklı alanlar için azot bütçe hesabı yapılmıştır. Tarımsal alanlarda azot bütçe hesabı için gerekli olan veriler, Altınova çalışma bölgesinde iki farklı dönemdeki (Kasım 2015 ve Mayıs 2016) arazi çalışmaları ile toplanmıştır. Arazide yapılan ilk izleme çalışması 50 noktada (kuyu) gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada gerçekleştirilen su kalitesi ölçümleri, nitrat analizi sonuçları ve gözlemlerden elde edilen sonuçlar birlikte değerlendirilerek çalışma bölgesini en iyi temsil edecek 25 izleme noktası (kuyu) seçilmiştir. Seçilen 25 izleme noktasında bulunan yetiştiriciler ve kuyu sahiplerinden sahaya ilişkin bilgiler elde edilmiştir. Bu kapsamda kuyuların bulunduğu alandaki sera alanı, sera yaşı, alan kullanımı, toprağın kaynağı, yetiştirilen ürün çeşitleri, ürün verimi ve ekim-hasat dönemleri hakkında bilgiler elde edilmiştir. Kentsel alanlardaki azot bütçe hesabı ise kanalizasyon sistemine bağlı olmayan bölgede oluşturulmuştur. Çalışma alanında foseptiklere bağlı meskenlerin bulunduğu tespit edilmiş olup, azot yükünün büyük bir bölümü foseptik tanklarda oluşmaktadır. Bu tez çalışmasında ülkemizde uygulanmakta olan "Tarımsal Kaynaklı Nitrat Kirliliğine Karşı Suların Korunması Yönetmeliği" kapsamında nitrata hassas alanların belirlenmesi ve "iyi tarım uygulamalarının" geliştirilmesi konusunda çalışma alanı olarak seçilen Altınova bölgesi için azot kirliliğinin yönetimine ilişkin önerilerin elde edilmesi amaçlanmıştır.
MODFLOW programı kullanılarak karstik akiferlerdeki yeraltısuyu kaynaklarının yönetimi: Altınova-Türkiye Örnek Uygulaması
Bu çalışma, Antalya'nın karstik özellikteki Altınova bölgesi için gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın amacı, Visual MODFLOW Flex kullanarak Altınova'nın karst bölgesindeki yeraltısuyu (YAS) hareketinin simüle edilmesidir. Ek olarak, Altınova'daki YASın mevcut durumunun analiz edilmesi ve geleceğe yönelik yönetim senaryoları kapsamında bölgedeki YAS seviyesinin incelenmesi hedeflenmiştir. YAS seviye değişimi model tahminleri ile elde edilmiştir. Model uygulamasında, mekânsal çözünürlük 25600 m2'lik boyutta ve yaklaşık 75 km2'lik bir alan üzerinde tasarlanmıştır. Model uygulama alanı, jeolojik formasyona göre iki farklı beslenme ve hidrolik iletkenlik bölgesine bölünmüştür. Model, iki boyutlu, kararlı akım koşullarında çalıştırılmıştır. Yanal yöndeki hidrolik iletkenlik, tek kalibrasyon parametresi olarak ele alınmıştır. Modelden elde edilen YAS seviyesi tahminleri, Kasım 2015, Şubat 2016 ve Mayıs 2016'da sahada ölçülen YAS seviyeleri ile karşılaştırılarak model kalibrasyonu gerçekleştirilmiştir. Kurşunlu formasyonunda yer alan ve karstik olmayan alandaki kalibrasyon çalışması sonuçları, traverten karstik alanı için elde edilen sonuçlara göre daha düşük model hatası vermiştir. Genel olarak ölçülen ve tahmin edilen YAS seviyeleri arasındaki korelasyon katsayısı 0,99 olarak hesaplanmıştır. Hem karst hem de karst olmayan alanlar için hidrolik iletkenliğin kalibre edilmiş değerleri 0,01 ila 266 m/gün arasında değişmiştir. Simülasyon dönemi için oluşturulan su bütçesi, akifere giren su akışı ve akiferden çıkan su akışı arasında iyi bir denge olduğunu göstermektedir. Net beslenme, su bütçesindeki en yüksek akış değerini oluşturur ve model sonuçları üzerinde çok etkilidir. Model kalibrasyonu çalışması sonrasında, üç senaryo koşulu oluşturulmuştur. Üç farklı hidrolojik senaryo koşulu için YAS seviyesinde düşüşler görülmüştür. Model tahminleri kullanılarak, YAS akım yönü haritası oluşturulmuştur. Genel olarak, çalışma alanındaki karstik travertendeki YAS kuzeyden güneybatıya ve devamında güneye doğru hareket etmekte iken, karst olmayan akiflerde YAS hareketinin güneye doğru olduğu belirlenmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Altınova, Karstik akifer, Modelleme, Visual MODFLOW Flex, YAS seviyesi.
İçme suyu dağıtım şebekelerinde ileri basınç yönetimi ile su kayıplarının azaltılmasına yönelik modelleme çalışması: Antalya-Kaleiçi bölgesi uygulaması
Her ülkedeki içme suyu idareleri, hizmetlerinin gelirini ve kapasitesini artırmak için içme suyu dağıtım şebekelerindeki su kayıplarını en aza indirmeye çalışmaktadır. Basınca bağlı bir akış olan sızıntı, içme suyu dağıtım şebekelerinde önemli bir su kaybı türüdür. Bu nedenle, basınç yönetimi (BY), su kayıplarını azaltmada kullanılan ana yöntemlerden biridir. Klasik BY, su basıncını her zaman sabit bir seviyeye düşürmeyi amaçlamaktadır ve istisnai su taleplerinin etkilerini göz ardı etmektedir; örneğin yangın ihtiyacı. Diğer yandan, ileri BY, içme suyu dağıtım şebekesinde kritik noktalardaki (KN) basıncı her zaman izin verilen en düşük seviyede tutmayı ve olağanüstü su taleplerini karşılamayı amaçlamaktadır. Buna istinaden, ileri BY, sızıntıyı klasik BY'den daha fazla azaltır. Hidrolik modelleme, su kayıplarını azaltmak için BY uygulanmasında temel bir araçtır. Bu tez çalışmasında, Kaleiçi içme suyu dağıtım şebekesinin hidrolik modellemesi, Hazen-Williams denklemi kullanılarak EPANET 2.0 yazılımı ile yapılmıştır. Her boru boyunca eşit olarak dağılmış bir sızıntı varsayılarak, toplam sızıntı, her bir düğüm noktasına bağlı boruların yarı uzunlukları tarafından belirlenen sızıntı katsayıları ile tanımlanmış ve modeldeki tüm düğüm noktalarına dağıtılmıştır. Bu yöntemle, sızıntı miktarı mekânsal ve zamansal olarak tahmin edilmiştir. Pürüzlülük katsayısı ve basınç katsayısı gibi bazı parametrelerin model sonuçları üzerindeki etkisi incelenmiştir. Boru pürüzlülük katsayısı tüm borular için tek bir değer için (57,6) kalibre edilmiş ve doğrulanmıştır. Doğrulanan pürüzlülük değerine istinaden, ileri BY ile elde edilen sızıntı azalmasının, yaz ve kış aylarında iki simülasyon dönemi boyunca sırasıyla 6,82 m3/s ve 5,79 m3/s olacağı tahmin edilmiştir. Son olarak, ileri BY ile sızıntı azalmasına ilişkin iki senaryo incelenmiştir. İlk senaryoda gelecekteki sızıntı olmayan akış değişimi ±%25 oranında varsayılırken, diğer senaryoda sızıntının su kayıpları ekonomik seviyesine (SKES) düşürüldüğü varsayılmaktadır. Mekânsal ve zamansal sızıntı tahminleri elde edilerek her senaryonun KN'deki basınç tahminleri üzerindeki etkisi gösterilmiştir. Hidrolik modellemenin, sızıntının mekânsal ve zamansal tahmini için önemli bir araç olduğu bulunmuştur.
İçme suyu dağıtım şebekelerinde ekonomik su kayıpları seviyesinin belirlenmesi: Antalya Kaleiçi örneği
Gün geçtikçe artan su sıkıntısı ve kuraklık su kaynaklarının daha planlı kullanılmasını gerektirmektedir. Bu bağlamda kaynakların verimli kullanılması açısından içme suyu dağıtım şebekelerinde meydana gelen su kayıplarının da yönetilmesi ve azaltılması gerekmektedir. İçme suyu dağıtım şebekelerinde su kayıpları iki şekilde olabilir. Gerçek kayıplar; şebekede ana borulardan, servis bağlantılarından, depo, hazne vb. noktalardan meydana gelen fiziki kayıplardır. Görünen kayıplar ise sayaç ölçüm hataları, yasa dışı kullanım ve veri aktarım hatalarından meydana gelen fiziksel olarak kayıp olmayan ancak ticari anlamda kayıp olan sudur. Fiziki kayıpları azaltmanın su idarelerine maliyeti vardır. Bu maliyet, kayıp oranını azalttıkça artmaktadır. Su kayıpları arkaplan sızıntısı şeklinde sürekli meydana gelecek ve hiçbir zaman sıfıra indirilemeyecektir. Kayıpları azaltmanın daha fazla ekonomik olmayacağı bir seviye bulunur. Bu seviyeye su kayıplarının ekonomik seviyesi denir. Su kayıplarının ekonomik seviyesi her şebekeye özgü olarak farklılıklar gösterebilir. Bulunulan bölgenin su kaynakları açısından zenginliği, enerji ve kimyasal maliyetleri, altyapı durumu, su basıncı, aktif sızıntı kontrolü maliyeti gibi faktörler etkilidir. Su kayıplarının yönetimi açısından su idarelerinin, şebekeye özgü ekonomik su kayıpları seviyesini tespit etmesi ve kayıplarını bu seviyeye kadar indirmeleri önemlidir. Su kayıplarının ekonomik seviyesi, sızıntıların meydana gelebildiği durumlar için (tespit edilmiş ve tespit edilmemiş sızıntılar ile arkaplan kayıpları) ayrı ayrı hesaplanıp toplanarak bulunur. Kısa dönem ya da uzun dönem için hesap edilebilir. Bu çalışma kapsamında Antalya, Kaleiçi içme suyu dağıtım şebekesi 2015 ve 2016 yılı verileri incelenmiştir. Abone tüketim değerleri, SCADA verileri, su dengesi tablosunda kullanılarak su kayıpları oranı tahmin edilmiştir. Suyun değişken maliyeti, aktif sızıntı kontrolü maliyetleri ve debi verileri ile sızıntıların artış oranı yöntemi kullanılarak su kayıplarının ekonomik seviyesi tahmin edilmiştir. Sonuç olarak su kayıplarının ekonomik seviyesi, mevcut su kayıpları seviyesinden daha düşük çıkmış olup su idaresinin, su kayıplarını ekonomik seviyeye kadar indirmesi teşvik edilmiştir.
Kalite kısıtlamaları göz önüne alınarak içme suyu şebekelerinde ara klorlama istasyon sayılarının belirlenmesi ve maliyet açısından değerlendirilmesi
Su, hayatın ve canlılığın devamı için dünyadaki en önemli elementlerden biridir. Artan teknolojik imkanlara rağmen iklim değişikliği, hızlı kentleşme, nüfus artışı ve sanayileşme nedenleri ile su kaynakları üzerinde oluşan baskı artmaktadır. Günümüzde su kuruluşlarının en önemli sorun ve sorumluluğu; her bireye yeterli, ulaşılır ve sağlıklı içme suyunun teminidir. Kaynaktan alınan suyun alıcılara temiz ve güvenilir şekilde ulaştırılması için dezenfeksiyon işlemi gereklidir. İçme suyu şebekelerinde dezenfektan olarak sıvı ve gaz klor uygulamaları yaygın olarak kullanılmaktadır. Klor, suyla yayılan hastalıkların önlenmesinde oldukça etkili olmasına rağmen, sudaki doğal organik maddelerle reaksiyona girerek insan sağlığına zararlı kimyasal bileşiklerin, dezenfeksiyon yan ürünlerinin (DYÜ) oluşmasına yol açabilmektedir. İçme suyu şebekelerinde düşük ve yetersiz seviyelerdeki klor konsantrasyonları sisteme girebilecek kirlilikleri dezenfekte edemeyerek sağlık açısından riskler oluşturabilir. Bu nedenle, başlangıçta sisteme verilecek klor miktarı büyük önem taşımaktadır. Ancak, klorun şebeke içerisinde tamamen tükenmesi gibi, yüksek miktarda klor dozlaması da, DYÜ oluşumu açısından, arzu edilmeyen bir durumdur. Dolayısı ile dezenfeksiyonun klor ile sağlandığı içme suyu şebekelerinde, bakiye klor konsantrasyonlarının belirli seviyelerde tutulmasına ve klor konsantrasyonlarının yönetimi konusunda daha etkili çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu noktada, içme suyu şebekelerinde klor yönetiminde modelleme çalışmaları ve ara klor istasyonları kullanımı önem kazanmaktadır. Bu doktora çalışmasının amacı, kalite kısıtlamaları göz önüne alınarak içme suyu şebekelerinde ara klorlama istasyon sayılarının belirlenmesi ve maliyet açısından değerlendirilmesidir. Bu amaçla, tez çalışması kapsamında ara klor istasyonlarının lokasyonlarını ve bu lokasyonlarda uygulanması gereken klor konsantrasyonlarını belirleyen bir yaklaşım ortaya konulmuştur. Yaklaşım, hazırlanan kodlar aracılığı ile US-EPA tarafından geliştirilen açık kaynak kodlu EPANET model programına entegre şekilde çalışan bir yazılım haline getirilmiştir. Geliştirilen yazılım, kalite ve yaklaşım kısıtlarına bağlı olarak şebekenin tamamında klor konsantrasyonlarını iyileştirmeyi hedeflemektedir. Yazılım kullanıcı tarafından belirtilen sınırlar içinde tüm seçenekleri tarayan bir yaklaşımla çözüm üretmektedir. Bu yaklaşım, "tam arama" veya "kapsamlı arama" şeklinde adlandırılmaktadır. Yaklaşım kullanılarak şebekenin tamamında ve tüm zamanlarda klor konsantrasyonunu kullanıcının belirleyeceği aralık değerler arasında tutacak ara klor istasyon sayısı ve lokasyonu belirlenmektedir. Böylece yaklaşım, şebekede klor azlığı nedeni ile oluşabilecek riskleri ortadan kaldırmanın yanı sıra sadece kaynakta klor verilmesi nedeni ile oluşan yüksek miktarda klor kullanımını azaltmak konusunda katkı sağlamaktadır. Tez çalışması için geliştirilen yazılım gerçek ve sentetik şebekeler üzerinde test edilmiştir. Bu amaçla, Antalya içme suyu şebekesinin genel hidrolik durumu ve SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition- Uzaktan Kontrol ve Veri Toplama) verileri ile Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) verileri göz önüne alınarak Antalya ili içme suyu şebekesinin yaklaşık %10'unu oluşturan Yeşilbayır Su Deposundan beslenen Yeşilbayır şebekesi çalışma bölgesi olarak seçilmiştir. Tez çalışması kapsamında ilk olarak ASAT Genel Müdürlüğü ile yapılan ortaklaşa çalışmalarda Yeşilbayır şebekesi giriş ve çıkış debileri kontrol altına alınmıştır. Söz konusu şebeke sistemine ait mevcut CBS verileri güncellenerek ve bölgede bulunan SCADA bilgilerinden faydalanılarak bölgenin hidrolik ve su kalitesi modelleri oluşturulmuştur. Model programı olarak EPANET modeli kullanılmıştır. Sahada gerçekleştirilen klor ve basınç ölçümleri, laboratuvar çalışmaları ile SCADA verileri kullanılarak model kalibrasyon ve verifikasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ek olarak, klor ana akım bozunma katsayısının belirlenmesi ve bölgenin su kalitesi hakkında fikir edinmek amacı ile laboratuvar çalışmaları yapılmıştır. Yine tez çalışması kapsamında, içme suyu şebekelerinde oluşturulacak ara klor istasyonları için yaklaşık maliyetin belirlenmesi amacı ile çalışmalar yapılmıştır. Bu aşamada içme suyu şebekelerinde SCADA sisteminin bulunması ve bulunmaması durumları ayrı ayrı ele alınmıştır.