Theses supervised by Prof. Dr. Zeynel Fuat Toprak
11 theses · Dicle University
İçme suyu şebekelerinde kayıp ve kaçakların ZFT algoritması ile belirlenmesi
İklim değişikliği, nüfus artışı, tarım, enerji ve diğer sektörlerde teknolojinin ilerlemesine bağlı olarak su ihtiyacının küresel boyutta çeşitlenerek artması gün geçtikçe kişi başına düşen su miktarının azalmasına neden olmaktadır. Aynı durumun Türkiye özeli için de geçerli olduğu açıktır. Nitekim nüfusun artmasına bağlı olarak Türkiye'nin de yakın vadede su fakiri bir ülke haline gelmesi kaçınılmazdır. Dolayısıyla gerek küresel ölçekte gerek Türkiye özelinde mevcut su potansiyelini korumak ve en iyi şekilde değerlendirmek gerekir. Bu bağlamda içme, kullanma, sanayi ve sulama suyu şebekelerindeki kayıp ve kaçakların mevzuat çerçevesinde en aza indirilmesi zorunlu hale gelmiştir. Bunu yapmak için de öncelikle kayıp ve kaçakların gerçekçi bir şekilde tespiti oldukça önemlidir. Güncel literatürde bu amaçla geliştirilmiş ve büyük çoğunluğu şebekelerdeki basınç değişimini esas alan bazı yöntemler bulunmaktadır. Bilindiği üzere su şebekelerindeki kayıp ve kaçaklar fiziki ve idari kayıplar olmak üzere iki sınıfta değerlendirilmektedir. Güncel literatürdeki iki tür kayıp türü ve toplam kayıplar için ayrı ayrı modeller önerilmektedir. Oldukça yeni olan ZFT Algoritması (Zoom Function Technique, Yakınlaştırıcı Fonksiyon Tekniği) her iki kaybı ayrı ayrı belirlemekte ve bunlara bağlı olarak toplam kayıp veya kaçakları tespit etmektedir. Bu çalışmada, Bingöl kent merkezi içme suyu şebekelerindeki kayıp ve kaçaklar ZFT algoritması ile mahalle bazında belirlenmesi amaçlanmıştır. ZFT algoritması ile kent ve mahalle nüfus verileri ve şebekeye gelen su ve kayıt altına alınmış su tüketim verilerine ihtiyaç vardır. Su verileri Bingöl Belediyesi'nden temin edilmiştir. Nüfus ile ilgili veriler TÜİK'in resmî web sayfasından elde edilmiştir. Sonuç olarak ZFT algoritması ile Bingöl kent merkezine bağlı 15 mahallenin fiziki, idari ve toplam içme suyu kayıp/kaçakları tespit edilmiştir. Tüketilen su verileri ile üretilen su verilerinin farkından ocak ayı kayıp su miktarının 186540.01 m3 olduğu hesaplanmıştır. Bu kayıp %28.54 oranını vermektedir. Orman ve Su İşleri Bakanlığı tarafından en fazla yüzde % 25 kayıp oranına ulaşılması gerektiği belirtilmiştir. Çalışılan mahallelerden 11 mahallede algoritma ile birebir uyum yakalanmıştır. Diğer 4 mahalle için ise beşte bir oranında sapma gözlenmiştir.
Sorgulayıcı bir bakış açısıyla iklim değişikliğine dair uluslararası metinlerin değerlendirilmesi ve Türkiye'nin durumu
Küresel iklim değişikliği, "insan faaliyetlerinin sonucu olarak atmosfere salınan ve sera etkisi yaratan gazların birikmesiyle yerküremizin sıcaklığının artmasına bağlı olarak iklim sisteminde meydana gelen düzensizlikler" olarak tanımlanabilir. Tüm canlı yaşamını tehdit eden ve sürekli büyüme eğiliminde olan bu önemli problem uzun yıllardır küresel çapta, tüm yaşam sektörleri arasında ve organize edilen toplantılarda tartışılagelmektedir. Bu toplantıların gerekliliği ve iklim değişikliği konusunun geniş çevrelerce ele alınması ihtiyacı söz konusu çalışmaların kurumsal olarak organize edilmesini ve yönlendirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu zorunluluğun sonucu olarak, Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi, Kyoto Protokolü ve Hükümetlerarası İklim Değişikliği Panelleri gibi uluslararası sözleşme, protokol ve metinler ortaya çıkmıştır. Güncel literatürde IPCC raporlarını konu edinmiş birçok çalışmaya rastlanmakla birlikte -bu çalışmada yapıldığı gibi- ağırlıklı olarak sorgulayıcı bir bakış açısı ile konuyu ele alan çalışmalara ne yazık ki rastlanmamıştır. Pandemi süresince IPCC faaliyetlerine yönelik ise bugüne kadar yapılmış ve literatüre geçmiş hiçbir çalışmaya ulaşılamamıştır. Diğer taraftan, KP üzerinde çok sayıda yayınlanmış çalışma olmakla birlikte bu çalışmaların her birinin protokolün bir veya birkaç maddesi üzerinde kritik yaptığı görülmektedir. Ülkemizin belirtilen uluslararası metinlere karşı pozisyonuna, bu metinlerden kaynaklanan yükümlülüklerine ve bu metinlere katkısına yönelik olarak uluslararası düzeyde basılı çalışmaların olmadığı, ulusal düzeyde ise bu tür çalışmaların yetersiz olduğu görülmüştür. Bu tez kapsamında yapılan detaylı literatür araştırması sonucunda, oldukça önemli ve birbiri ile ilişkili olan bu metinlerin tamamını konu alan ve bunların üzerinde kritik, eleştiri yapan çalışmalara hala ciddi bir ihtiyaç olduğu kanaatine varılmıştır. Bu çalışma, belirtilen bu ihtiyacı bir nebze gidermek için yapılmıştır. Bu ihtiyaç aynı zamanda bu tezin amacını da belirlemektedir. Daha açık bir şekilde ifade etmek gerekirse; tezin amacı, uluslararası önemli metinlerden olan IPCC raporları ve Kyoto Protokolünün eleştirel bir bakış açısıyla ele almak ve ülkemizin bu metinler bağlamında pozisyonunu ortaya koymaktır. Bu kapsamda çalışmada, IPCC ve Kyoto Protokolü'nün iklim değişikliği konusunda üstlenmiş olduğu uluslararası yol göstericilik ve emisyon azaltımındaki misyonlarında ne kadar başarılı olduğu ayrı iki ana başlık altında tartışılmıştır. Bunun yanı sıra IPCC'nin pandemi süresince ne tür güçlükler ile karşılaştığı ve bu güçlükleri nasıl aştığı da ayrı bir ana başlık altında incelenmiştir. Bunlara ek olarak Türkiye'de sera gazı kavramını tanımlama hassasiyeti ayrı bir ana başlık altında tartışılmıştır. Diğer bir ana başlık altında ise ülkemizin söz konusu uluslararası metinler karşısındaki duruşuna, bu metinlerden kaynaklanan yükümlülüklerine ve bu metinlere katkısına değinilmiştir. Bu yapılırken öncelikle önceki çalışmalar özetlenmiş ve tartışılmıştır. Ancak bununla yetinilmemiştir. Anılan metinler özgün bir bakış açısı ile doğrudan değerlendirilmiş ve eleştirel bir bakış açısı ile tartışılmıştır. Dolayısıyla hem konu ile ilgili bugüne değin yapılmış çalışmalar bir araya getirilerek tartışılmış hem de özgün bazı tespitler yapılmıştır. Bunlara bağlı olarak da bazı önerilerde bulunulmuştur. Buna göre tez toplam 7 (yedi) kısımdan oluşmaktadır. Oldukça yüklü bir literatür araştırması içermesi nedeniyle literatür çalışması "giriş" bölümünün ardından ikinci bir başlık altında sunulmuştur. Daha sonra IPCC Raporları ve Pandemi Süresince IPCC çalışmaları iki ayrı başlık altında verilmiştir. Kyoto Protokolü ise Dördüncü bölümde yer almaktadır. Beşinci bölümde Türkiye'nin bakış açısı değerlendirilmiş, altıncı bölümde ise ülkemizin anılan uluslararası metinler karşısındaki durumu detaylandırılmıştır. Sonrasında çalışmanın tamamından elde edilen sonuçlar/çıkarımlar ve yapılan öneriler ise son bölümde sunulmuştur. Referans listesi ile tez sonuçlandırılmıştır.
Kyoto protokolü'nün karbon emisyonu azaltımındaki başarısı
İklim değişikliği son birkaç on yıldır küresel çapta bilim insanlarının ve kamuoyunun tartışmalarının merkezine oturmuştur. Sadece mevcut ekolojik ve ekonomik sistemler üzerindeki giderek artan olumsuz etkileri nedeniyle değil, aynı zamanda bu etkilerin doğurduğu belirsizlikler nedeniyle de bu sorun ilgi odağı haline gelmiştir. Sera etkili gazların günümüzdeki emisyonları 40 yıl öncesine göre % 70 artış göstermişken buna bağlı olarak hava kirliliği seviyesi katlanarak artmıştır. Hava kirliliğinin sınır ötesi doğası göz önüne alındığında, böyle bir küresel sorunu çözebilmek için küresel kolektif eylemlere ihtiyaç vardır. Bu nedenle, 1970'lerin sonlarından bu yana, imzalanan uluslararası antlaşmaların ve hava kirliliğini azaltmaya çalışan politikaların sayısının katlanarak artması şaşırtıcı görülmemektedir. En önemli antlaşmalardan biri, Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi'nin (UNFCCC) akabinde imzalanan Kyoto Protokolü'dür. Kyoto Protokolü, iklim değişikliği ile başa çıkmak için uluslararası ancak tek taraflı çevresel düzenlemelerden biri olarak kabul edilmektedir. Ancak endüstriyel ekonomilerdeki emisyonları azaltmayı hedefleyen protokolün, "üretimin yer değiştirmesi" gibi potansiyel yan etkileri her zaman tartışmalı olmuştur. Bu tez çalışmasında iklim değişikliğini ele alan en iddialı antlaşmalardan biri olan Kyoto Protokolü'nün etkinliği sorgulayıcı bir bakış açısı ile belirlenmeye çalışılmıştır. Sonuç olarak protokolün onaylanmasının emisyonları azaltmada kısmen de olsa başarılı olduğu ve fakat beklenen başarı düzeyini yakalamadığı görülmüştür.
Küresel iklim değişikliğinin Diyarbakır kent Merkezi üzerinde etkilerinin araştırılması
Küresel iklim değişikliği konusunda geçmişten bugüne kadar birçok çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmalar, yirmi yıl öncesine kadar sıradan bir bireyin dikkatini çekmemekteydi. İlk çalışmalarda "iklimde değişimler var mı" sorusuna cevap aranmıştır. İklimdeki değişimlerin daha sonra neden - sonuç ilişkileri incelenmiştir. Neden - sonuç ilişkileri çerçevesinde halka yansımasına bakılarak, adaptasyon ve önlem konularında araştırmalar yapılmıştır. Sonra bu değişimler farklı alanlarda da incelenmeye başlanmıştır. Yapılan literatür araştırmalarının sonunda Diyarbakır iline ait iklim değişikliği konusunda detaylı çalışmalara rastlanmamıştır. Diyarbakır kent merkezinin belirli bir süreç içerisinde çeşitli iklim değişkenlerinin zamana bağlı olarak bir değişim içerisinde olup olmadığı; varsa bu değişimin hangi yönde olduğu (artış/azalış) ve sebepleri (küresel ısınma/GAP) ile halkı nasıl etkilediği sorularının cevapları araştırılmıştır. Bu amaçla, altmış yıllık bir süreç içerisinde kentin küresel iklim değişikliğinden etkilenip etkilenmediği üzerine analizler yapılmış ve etkilenmiş ise bu etkinin ne yönde ve ne kadar gerçekleştiği tespit edilmeye çalışılmıştır. İklimi tanımlayan (belirleyen) çok sayıda değişken ile çalışılmıştır. Çalışmada; Diyarbakır Meteoroloji Bölge Müdürlüğü'nden temin edilen; günlük ortalama sıcaklık, günlük maksimum sıcaklık, günlük minimum sıcaklık, günlük ortalama basınç, günlük ortalama nem, günlük ortalama rüzgâr hızı, günlük maksimum rüzgâr hızı, günlük toplam yağış yüksekliği ve günlük kar kalınlığı verileri kullanılmıştır. Elde edilen bu verilerin zaman serisi grafikleri ve histogramları belirlenmiştir. Analizler, 1960-2019 yıllarını kapsayan toplum değerleri ile son yirmi (2000-2019) ve son beş (2015-2019) yılı kapsayan iki istatistik örnek üzerinde yapılmıştır. Analizler ayrıca, yerine göre günlük, aylık, mevsimlik ve yıllık ortalama veya toplam değerleri ile tekrar edilmiştir. Bunun yanı sıra, günlük olarak verilerin uzun zaman içerisindeki değişimlerini ve bu değişimin eğilimini belirlemek için Şen trend analizi ile zaman serisi yöntemleri kullanmıştır. Tez çalışması kapsamında, kent merkezinin ikliminde bir değişimin olup olmadığının yanı sıra değişimin nasıl ve neden meydana geldiği de araştırılmıştır. DSİ Diyarbakır Bölge Müdürlüğü'nden temin edilen gölet, baraj ve sulama alanı verileri ile iklimsel/meteorolojik veriler arasında istatistiksel bir ilişkinin (korelasyonun) olup olmadığı da araştırılmıştır. Böylece GAP'ın etkisinin Diyarbakır iklimi üzerindeki etkisi belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışma kapsamında Diyarbakır'daki iklim değişiminin halk üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla farklı yaş ve eğitim gruplarından oluşan 1580 kişi üzerinde bir anket çalışması yapılmıştır. Böylece yerli halkın hissettiklerinin akademik çalışma sonuçları ve mevcut literatür ile ne ölçüde örtüştüğü görülmüştür. Yapılan literatür çalışması ve tez kapsamında yapılan analizler, Diyarbakır'ın, ortalama, maksimum ve minimum sıcaklıklarında artışın olduğu ve bu artışın yerli halk tarafından hissedildiği kanaatine varılmıştır. Basınç ve nemde ise sıcaklıkların tersine düşüş yönünde bir trend tespit edilmiştir. Birbirini tersine etkileyen iklim değişkenleri olması nedeniyle basınç ve nemdeki düşüşün sıcaklıklardaki artış trendini desteklediği şeklinde yorumlanmıştır. Kar ve yağmur yağışlarında ise hem gün sayısı olarak hem de miktar olarak çok ciddi azaldığı söylenebilir. İklimsel/meteorolojik değişkenlerdeki bu sonuçlar, gerek baraj gölleri gerek sulama alanlarındaki artış dikkate alınarak buharlaşma yüzeyindeki artış ile birlikte irdelenmiştir. Böylece Diyarbakır'daki iklim değişiminin GAP'tan kaynaklı değil küresel iklim değişikliğinin bir yansıması olarak meydana geldiği kanısına varılmıştır. Anket kapsamında yöre halkına yönelik sorulan sorulara halkın verdiği cevapların analiz sonuçları ile örtüştükleri tespit edilmiştir. Tez toplam altı ana bölümden oluşmaktadır. Tez konusunun amacı ve kapsamını içeren "Giriş" bölümünden sonra konuya ilişkin güncel literatür üzerinde geniş bir tartışma verilmiştir. Yöntembilim (metodoloji) üçüncü bölümde detaylı bir şekilde sunulmuştur. Dördüncü bölüm analizlerden elde edilen sonuçları içermektedir. Çalışma, beşinci bölümde verilen sonuç ve öneriler kısmı ile sonuçlandırılmıştır. Son bölümde ise tezde çalışılan literatürün referansları verilmiştir.
Diyarbakır ilindeki tarihi su değirmenlerinin konumlarının ve hidrolik enerji potansiyellerinin araştırılması
Son yıllarda artan çevre bilinci ile iklim değişikliği ve küresel ısınma gibi konuların dikkat çekmesi ve bu konularda yapılan çalışmaların artması, enerji üretim tesislerinin bitki örtüsüne zarar vermeyen, çevre şartlarına daha uygun tesisler olarak yapılabilmesinin önemini arttırmıştır. Bundan dolayı yenilenebilir enerjiye olan ilgi artmış ve son yıllarda kullanıma sunulan enerji üretim tesislerinin çoğunluğu hidro, güneş, rüzgar, biyokütle, jeotermal gibi yenilenebilir enerji tesisleri olmuştur. Günümüzde, temiz enerji ihtiyacı ve sürdürülebilir elektrik üretimi nedeniyle hidroelektrik, enerji talebinin karşılanmasında merkezi bir rol oynamaktadır. Özellikle küçük mikro hidroelektrik santrallerinin temiz, güvenilebilir ve çevreci bir enerji olmasının yanı sıra kırsal alanların gelişmesi için de fırsat oluşturması son yıllarda önemini ve uygulanabilirliğini dünya çapında arttırmıştır. Bu tez çalışmasının temel amaçlarından biri, tarihsel bilgi ve yeni teknik gelişmelere dayalı olarak suyu bir enerji kaynağı olarak kullanma olanaklarını göstermektir. Özellikle kültürel mirasın korunması bağlamında tarihi su yapılarının restore edilip günümüze kazandırılması ve enerji üretiminde kullanımı son yıllarda artan bir öneme sahip olmuştur. Bu bağlamda ülkemizde de tarihi su yapılarının önemini vurgulamak, korunmasını sağlamak ve enerji üretiminde kullanabilirliğini araştırabilmek için tarihi su yapılarının genel bir envanterinin çıkarılması gerekmektedir. Ekosistemin, canlıların ve kültürel mirasın korunması, değerlerinin sürdürülmesini sağlamak enerji kuramının temel ilkelerinden biri olarak benimsenmiş ve uygulama kararlarında belirleyici rol oynamıştır. Bu tez çalışmasında; Diyarbakır ilinde yer alan tarihi su değirmenleri araştırılmış, konumları tespit edilerek kanal boyutları, depolama hazneleri, su düşü yüksekliği ve su akım hızı ölçümleri alınmış, isimlendirmeleri yapılarak envanterleri oluşturulmuş ve hidroelektrik enerji üretme potansiyelleri belirlenmiştir. Çalışmalar kapsamında Diyarbakır ilinde 24 adet su değirmenin varlığı tespit edilmiş ve 6 su değirmeninden de hidrolik ve hidrolojik veriler elde edilmiştir. Belirlenen bu 6 su değirmeninin Satı Köyü'nde yer alan iki tanesi için su kaynağında da ölçümler yapılarak, Hız-Alan Yöntemi ile debiler hesaplanmış ve Tek Nokta (Single-Point, SP) yöntemi ile de teknik enerji potansiyeli belirlenmiştir. Hevsel Bahçesi'nde yer alan diğer dört değirmen için ise arazide debi ölçümü yapılmadan, su değirmenlerine ait ölçümler ile matematiksel analizler kullanılarak hidrolik veriler elde edilmiştir. Hız ve debi belirlendikten sonra aynı yöntem olan Tek Nokta (Single-Point, SP) yöntemi ile de teknik enerji potansiyeli belirlenmiştir. Enerji miktarları Satı Köyü (2 adet) ve Hevsel Bahçesi'nde (4 adet) yer alan değirmenler için sırası ile 3.2 kW, 2.9 kW ve 3.1 kW, 2.8 kW, 2.2 kW, 2.8 kW olarak hesaplanmıştır. Bunlara ek olarak belirlenen bu enerji değerleri için finansal analizler yapılmış ve bir şebekeye göre sağladığı fiyat karşılaştırmaları ile lisanssız enerji üretiminde elde edilebilecek gelir belirlenmiştir.
Bulanık SMRGT yöntemi ile taşkın modellenmesi ve Kalecik Havzası örneği
Taşkın geçmişten beri insanoğlu için doğal afetler içerisinde önlem alınması zor ve karmaşık hidrolik ve hidrolojik kökenli problemlerden biri olmuştur. Depremleri önceden tespit etmek günümüz teknolojisi ile çok zor ve neredeyse imkânsızdır. Lakin taşkınları tahmin etmenin depremlere nazaran daha kolay olduğu söylenebilir. Bu çalışmada Kalecik havzasının akış katsayısı ve taşkın debisi belirlenmiştir. Bu amaçla çeşitli yöntemler kullanılarak hazırlanmış oldukça gerçekçi modeller mevcuttur. Aşırı kentleşme ile betonarme yapıların ve bağlı olarak çatı örtüsünün artması, stabilize yolların yerini asfalt yolların alması, parke taşı ve türevlerinin kullanımının artması, nehir kenarlarına yapılan yerleşkelere bağlı olarak, nehir hacimlerinin daralması bir havza veya bölgenin akışa geçen yağış miktarını, başka bir ifade ile akış katsayısını artırmaktadır. Yağışın akışa geçen kısmının artması ise insan kaynaklı taşkınların nedeni olarak kabul edilebilir. Bütün bunlara ilave olarak küresel iklim değişikliğinin etkisi ile ekstrem meteorolojik olayların (özellikle sağanak yağışların) artması ve bu ekstrem olayların zamansal ve konumsal değişimi de dikkate alındığında taşkın riski hemen hemen her bölge ve havza için gittikçe yükselmektedir. Taşkınlar, debi durumlarına bağlı olarak etrafındaki konut, alt yapı, üst yapı, tarım arazileri ve çevreye ciddi anlamda zarar veren doğal olayların insan kaynaklı olarak afete dönüştüğü durumlardır. İşte bu yüzden yağış-akış belirsizliği ile ilişkisini ve yağışın akışa geçen miktarını çok doğru bir şekilde hesaplamak ve analiz etmek gerekir. Nitekim akışın hidrolojik açıdan doğru bir şekilde hesaplanması hem olası taşkınların önlenmesi hem de tasarlanması düşünülen hidrolik yapıların boyutlandırılması için çok büyük fayda sağlayacaktır. Yağış-akış ilişkisi akış katsayısı ile değerlendirilmektedir. Taşkınların belirlenmesinde olmazsa olmaz derecesinde önemli olan ve fakat belirsizlik içeren bu ilişki, güncel literatürde çeşitli istatistik, stokastik, deterministik ve karakutu yöntemler ile belirlenmektedir. Belirsizlik içeren doğa olaylarında deterministik yöntemlerin kullanılması yerine karakutu veya bulanık modeller tercih edilebilir. Fakat karakutu yöntemlerin olayın fiziksel yönünü çoğu kez dikkate almamaktadır. Bu nedenle olayın fizik sebep-sonuç ilişkisini de dikkate alan yöntemlerin kullanılmasında yarar vardır. Bu çalışmada taşkın debisinin hesaplamasında kullanılan akış katsayısı olayın fizik sebep-sonuç ilişkisini de yansıttığı için bulanık mantık (fuzzy logic) tercih edilmiştir. Böylece hidrolojik olayın hem belirsizlik hem de fiziki yönü göz ardı edilmemiştir. Bulanık modellemede dikkat edilmesi gereken iki husus bulanık kümeleri ve bulanık kural tabanını doğru bir şekilde belirlemektir. Bu gaye ile ikisini birlikte belirleme imkânı olan ve henüz yeni olan SMRGT tercih edilmiştir. Havzaya ait haritalar için Kriging yöntemi ve Sayısal Yükselti Modeli (SYM) kullanılmıştır. Akış katsayısını tespit etmek için meteorolojik, jeomorfolojik ve arazi kullanımına bağlı özellikler dikkate alınmıştır. Her ne kadar model Kalecik Havzası'na uygulanmış ise de değişkenlerin sınır değerleri genişletildiği taktirde tüm havzalar için de rahatlıkla kullanılabilecektir. Daha sonra ise bulunan akış katsayısı taşkın debisin hesaplanmasında ve risk haritasının belirlenmesinde kullanılmıştır. Taşkın hesaplamalarında da Rasyonel Yöntem dikkate alınmıştır. Tez toplam olarak altı ana bölümden meydana gelmektedir. Giriş bölümünde Taşkın konusu hakkında genel bilgiler verilmiştir. Akış katsayısı, küresel iklim değişikliği ve taşkın ile alakalı ulusal ve uluslararası çalışmalar ikinci bölümde, yöntem bilim (metodoloji) üçüncü bölümde, tez kapsamında geliştirilen modeller, hesaplar ve haritalar detaylı bir şekilde dördüncü bölümde verilmiştir. Beşinci bölümde ise sonuç ve öneriler sunulmuştur. Referans listesi ise son bölümde yer almıştır.
Yağmur suyu hasadının farklı bir yaklaşım ile değerlendirilmesi
Geçmişten günümüze insanoğlunun en önemli ihtiyaçlarından biri su olmuştur. Dünya nüfusunun hızla artması suya olan taleplerin artmasını da beraberinde getirmektedir. Aynı zamanda nüfusla orantılı olarak artan kentleşme ve sanayi faaliyetleri suyun yeryüzündeki döngüsünü olumsuz yönde etkilemektedir. Atmosfere salınan sera gazlarının sonucunda ortaya çıkan ve gittikçe büyük bir tehlike arz eden küresel iklim değişikliği, sel, taşkın, kuraklık, orman yangınları vb. anormal hidrolojik ve diğer olayların olmasına neden olmaktadır. Küresel boyutta iklimde meydana gelen bu değişimin de en büyük olumsuz etkisi su kaynakları üzerinde olmaktadır. Gittikçe artan su kıtlığı/stresi problemine çözüm için tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de yeni alternatif kaynakların arayışına gidilmektedir. Atık suların yeniden kullanımı, tuzdan arındırma, yağmur suyu hasadı vb. alternatif yöntemler üzerine güncel literatürde çok sayıda basılı çalışma mevcuttur. Geçmişi milattan önceki dönemlere kadar dayanan yağmursuyu hasat sistemleri zaman içerisinde gerekli ilgiyi kaybetmeye başlamış ve yeryüzünde müdahale edilmeden akışa geçen sulardan biri haline gelmiş olsa da günümüzde diğer alternatif kaynaklara oranla daha ucuz ve kolay elde edilebilir olmasından ötürü tekrar ilgi görmeye başlamıştır. Özellikle kurak ve su sıkıntısı çeken bölgelerde yağmur suyu hasadı daha da önem kazanmakta ve adeta bir zorunluluk haline gelmektedir. Eski zamanlarda farklı boyut ve geometride ve çoğunluğu doğal olan birbirinden farklı yapı malzemeleri ile inşa edilen sarnıçların yerini yapay depolama hacimleri almıştır. Yine önceleri daha çok içme ve kullanma amacıyla kullanılan sarnıç suları günümüzde sağlık endişesi ile bu amaçla kullanılmamaktadır. Daha çok sulama, sifon kullanımı, hayvancılık ve benzeri faaliyetler için kullanılmaktadır. Yine önceleri daha çok hidrolojik döngü içinde doğal ortamlardan toplanan yağmursuyu günümüzde, sızdırmaz özelliği olan çatı, yol, meydan ve benzeri yapay ortamlardan da hasat edilmeye başlanmıştır. Böylece sular, temiz (içme ve evsel kullanımda), gri (sifon, sulama vb.) ve kirli sular (daha çok sulama) olarak sınıflara ayrılmakta ve yerine göre kullanılmaktadır. Hasadı yapılan suyun farklı amaçlar için kullanımı su kaynakları üzerindeki baskıyı azaltarak sürdürülebilirlik açısından da fayda sağlamaktadır. Yağmur suyu hasadı hakkında güncel literatür incelenerek yağış hidrolojisi, toplama alanının yağmur suyunu etkileme durumu, depolama olması halinde tankın optimum boyutlandırılması üzerine geniş bir araştırma yapılmış ve tespit edilen değişkenler bu çalışmada dikkate alınmıştır. Ayrıca Üniversitemiz Edebiyat Fakültesi Binası pilot bina olarak seçilerek örnek bir uygulaması yapılmıştır. Bununla birlikte yağmur suyu hasadı ile ilgili olarak mevcut literatürde önerilenlerden farklı olarak yeni bir sınıflandırma yapılmıştır. Tez toplam Altı bölümden oluşmaktadır. "Giriş" bölümünden sonra, daha önce yapılmış çalışmaların değerlendirilmesini ve bu çalışmaların sınıflandırılmasını da içeren geniş bir literatür çalışması "Kaynak Özetleri" başlığı altında sunulmuştur. Literatür araştırması, konunun tarihçesi verildikten sonra "Yağmursuyu Hasadı", "Yağmur Suyu Hasadı Sistemleri" ve "Yağmur Suyu Hasadının Hidrolojisi" alt başlıkları ile ayrı ayrı sunulmuştur. Tez kapsamında kullanılan yöntem/yöntemler, tüm detayları ile geniş bir şekilde üçüncü bölümde verilmiştir. Dördüncü bölümde, çalışmadan elde edilen bulgular, sonuçlar paylaşılmıştır. Çalışmadan yapılan çıkarımlar ise "Sonuç ve Öneriler" başlığı altında sunulmuş ve uygun görülen öneriler paylaşılmıştır. Son bölümde ise çalışma sırasında yararlanılan kaynakların listesi sunulmuştur.
Akış katsayısının bulanık SMGRT yöntemi ile modellenmesi
Günümüz şehirlerinin kalitesini büyük ölçüde gelişmiş alt yapı sistemleri belirlemektedir. Amacına uygun olarak iyi tasarlanmış bir alt yapı sistemi insan hayatını kolaylaştırmakta ve kentleşmeye ciddi katkılar sağlamaktadır. Yağmur suyu drenaj sistemi alt yapı sistemlerinin önemli bir unsurunu oluşturmaktadır. Kentsel gelişim ile birlikte yerleşim alanlarında asfalt, beton kaplama yollar, araç parkları ve benzeri geçirimsiz yüzeyler hem sayıca hem de alansal olarak artmaktadır. Bu nedenle özellikle şehir merkezlerinde yüzeye düşen yağmur suları daha büyük oranda ve daha kısa sürede akışa geçmektedir. Akışa geçen yağmur sularının çevreye zarar vermemesi için drenaj sistemleri aracılığıyla meskûn bölgelerden uzaklaştırılması gerekmektedir. Bunun için de yağış-akış ilişkisinin doğru bir şekilde belirlenmesi gerekir. Zira hidrolojik olarak akışın en doğru şekilde belirlenmesi sistemin hidrolik tasarımı açısından oldukça önemlidir. Bu ilişkiyi belirlemek amacı ile önerilmiş, güncel literatürde çok sayıda birbirinden farklı klasik (konvansiyonel) veya yapay zekâ tekniklerine dayanan; deterministik veya belirsizlik içeren; matematiksel veya fiziksel çok sayıda yöntem yer almaktadır. Hidrolojik olayları tam olarak tanımlamak oldukça güçtür çünkü bu olaylar karmaşıktır ve birçok belirsizlik içermektedir. Başka bir ifade ile birçok doğa olayının modellenmesinde olduğu gibi hidrolojik modeller de bulanıklık içermektedir. Bu yüzden hidrolojik modellemelerde deterministik yöntemler yerine belirsizlik içeren yöntemlerin kullanılması tercih edilebilir. Bu tercihi yaparken olayın fiziksel boyutunu göz ardı etmemek adına kara-kutu yöntemlerden kaçınılmalıdır. Bu çalışmada yağmur suyu drenaj sistemlerinde akış katsayısını belirlemek için hem belirsizlik içeren hem de hidrolojik olayın fiziğini koruyabilen bir yöntem olarak bulanık mantık (fuzzy logic) tercih edilmiştir. Bulanık modelleme, bulanık küme teorisi ve bir takım dilsel (linguistic) ve sayısal bilgiler içeren bulanık kural tabanına dayanmaktadır. Olayın fizik kısmı bulanık kümelerin tasarımında da olmakla birlikte daha çok bulanık kural tabanında yansıtılmaktadır. Dolayısıyla bir bulanık modellemede en önemli iki husus bulanık kümeleri ve bulanık kural tabanını doğru şekilde belirlemektir. Bu amaçla geliştirilen çok sayıda yöntem olmakla birlikte ikisini birlikte belirleme imkânını veren ve henüz yeni bir yöntem olan SMRGT (Simple Membership Functions and Fuzzy Rules Generation Technique) yöntemi tercih edilmiştir. SMRGT salt veri tabanlı bir yöntem olmadığı için kara-kutu sınıfında bir yöntem sayılmamaktadır. SMRGT yönteminin, olayın hem bulanıklığını hem de fiziğini koruyabildiği, oldukça gerçekçi sonuçlar verdiği ve deneme – yanılma sürecine ihtiyaç duymadığı mevcut literatürden anlaşılmaktadır. SMRGT yöntemi ile tasarlanan program MATLAB programı kullanılarak çalıştırılmaktadır. Akış katsayısını belirlemek için geliştirilen model üç alt modelden meydana gelmektedir. Birinci alt model meteorolojik özellikleri, ikincisi arazi durumunu ve sonuncusu da zemin özelliklerini dikkate almaktadır. Daha sonra üç modelden elde edilen üç akış katsayısının ortalaması alınarak tek bir akış katsayısı elde edilmiştir. Modellerin sınır koşulları Türkiye verileri göz önünde bulundurularak belirlenmiştir. Ancak sınır şartları değiştirilerek yapılacak küçük bir değişiklik ile model tüm hidrolojik/meteorolojik, arazi kullanımı ve zemin özellikleri için geçerli kılınabilmektedir. Tezde modelin, Şırnak Üniversitesi yerleşke alanı için akış katsayısını veren örnek bir uygulaması da verilmiştir. Böylece akış katsayısı daha hassas bir şekilde hesaplanmaya çalışılmıştır. Ayrıca model, mevcut sınır şartları değiştirilerek dünyanın herhangi bir bölgesi için uygulama imkânını verebilmektedir. Tez toplam altı ana bölümden oluşmaktadır. Giriş bölümünde konunun amacı ve kapsamı hakkında bilgiler verilmiştir. Yağmur suyu drenajı sistemleri hakkındaki ulusal ve uluslararası basılı literatür çalışması ikinci bölümde, tezin yöntem bilimi (metodolojisi) ise üçüncü bölümde detaylandırılmıştır. Ardından, tez kapsamında geliştirilen modeller, örnek uygulamaları ve sonuçları detaylı bir şekilde dördüncü bölümde sunulmuştur. Sonuç ve öneriler ise beşinci bölümde verildikten sonra son bölümde tez çalışması kapsamında yararlanılan kaynakların listesine yer verilmiştir.
Boru akımlarında kullanılan bağıntılarınideal hız kavramına göre yeniden düzenlenmesi
Suyun, sadece insan yaşamı için değil aynı zamanda tüm doğa için en önemli ihtiyaçlardan biri olduğu çok iyi bilinmektedir. Tüm canlıların fizyolojik ihtiyaçlarının karşılanması için kullanılan tatlı su kaynakları sınırlıdır. Dünyada bulunan toplam su miktarının yaklaşık %3'ü tatlı sudur. Diğer taraftan bilindiği üzere yağışların da yeryüzündeki konumsal ve zamansal dağılımı homojen değildir. Bu nedenle bir bölgeden başka bir bölgeye suyun nakli (iletimi) insanlık tarihi ile birlikte var olmuştur. Suyun iletimi, kanal, boru, tünel, galeri ve drenler gibi çeşitli su taşıma yapıları ile yapılmaktadır. Ancak bu tür su yapılarının tamamını hidrolik açıdan açık kanal (serbest yüzeyli) ve boru (basınçlı) akımları olmak üzere iki ana grupta toplamak mümkündür. Açık kanal ve boru akımlarının hidrolik hesap ile ilgili güncel literatürde sayısız yöntem ve çözüm önerileri mevcuttur. Fakat bu çalışma sadece boru (basınçlı) akımları ve "ideal hız" kavramını kapsamaktadır. Bilindiği üzere boru akımlarında kesit içinde hız parabolik dağılmaktadır. Ancak bu çalışmada "ideal hız" kavramı ile hızın kesit içerisinde dairesel dağıldığı kabul edilerek idealize edilmiş ve buna bağlı olarak kullanılan tüm denklemler "ideal hız"a göre revize edilmiştir. İdeal hız kavramı doğrultusunda yeniden yazılan denklemler ile ilgili örnek uygulamalar yapılmış ve sonuçları öneriler kısmında tartışılmıştır. Kullanılan denklemlerin revize edilerek idealleştirilmesi ile hidrolik hesaplarda kolaylık sağlamasının yanında özellikle boru üretim sektöründe ideal çap gibi bir ölçek ortaya çıkararak büyük bir katma değer sağlayacağı ve pedegojik açıdan tıpkı ideal akışkan kavramı gibi hidrolik ve su yapıları ile ilgili derslerde fayda sağlayacağı öngörülmüştür. Buna göre tez toplam altı bölümden oluşmaktadır. Giriş bölümünden sonra konunun tarihçesini, konu üzerine yapılmış çalışmaların değerlendirmesini ve bu çalışmaların sınıflandırmasını da içeren geniş bir literatür çalışması sunulmuştur. Tezde kullanılan yöntem ve çalışma aşamaları tüm detayları ile geniş bir şekilde "materyal ve metot" başlığı altındaki üçüncü bölümde verilmiştir. Bu bölümde ayrıca "ideal hız" kavramı tanımlanmıştır. "Bulgular ve Tartışma" başlığı ile verilen dördüncü bölümde, kavram üzerinde yapılan bilimsel tartışmalar ile ideal hız kavramının örnek uygulamaları karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Sonuç ve Öneriler beşinci bölümde sunulmuştur. Son bölümde ise yararlanılan kaynaklar alfabetik sıraya göre verilmiştir. Anahtar Kelimeler: İdeal hız, boru akımları, ortalama akım hızı, logaritmik hız dağılımı, parabolik hız dağılımı
El Cezeri'nin hayatı ve iki şamandıralı değişken fıskiye adlı çalışması
Bedi'ûz-Zaman Ebû'l İzz El Cezerî'nin, Miladi 1153 (H 548) yılında yukarı Mezopotamya'nın Cezire (Cizre) bölgesinde doğduğu, Miladi 1153 – 1233 (Hicri 548 – 630) yılları arasında Artuklular döneminde yaşadığı ve hayatının 25 yılını Diyarbakır'da başmühendis olarak geçirdiği bilinmektedir. El Cezeri daha çok su robotları ve mekanik parçalarla çalışan çeşitli makineler tasarlamış ve yapmış olduğu bu makineleri günlük hayata geçirmiş dâhi bir bilim insanıdır. Bu nedenle kendisi güncel literatürde sibernetiğin babası veya makine mühendisi olarak anılmaktadır. Ancak tasarladığı ve ürettiği robotik makinelerin hemen hepsi ya su gücü ile çalışmaktadır ya da su temini için kullanılmaktadır. Bu nedenle bu çalışma ile El Cezeri bilim camiasına "çok iyi bir su mühendisi" olarak tanıtılmıştır. Tez çalışması kapsamında; El Cezeri'nin kısaca hayatına yer verildikten sonra "El-Câmi' Beyne'l-'İlm Ve'l-Amel En-Nâfi' Fi Es-Sınaâ'ti'ül-Hiyel" adlı eseri ve bu eserde sunduğu çalışmalar analiz edilerek olağanüstü düzeydeki bilimsel kişiliği ortaya konmuştur. El Cezeri aynı zamanda hem bir mucit hem de bilimi teknolojik üretime dönüştüren, katma değer sağlayan ve yaptıklarını satabilen bir teknoloji ve üretim insanı olarak düşünülebilir. Tez kapsamında bu özelliğine vurgu yapılmıştır. Yine tez kapsamında ayrıca El Cezeri'nin "İki Şamandıralı Değişken Fıskiye" adlı çalışması ayrıntılı olarak incelenmiş, teknik çizimleri ve cihazın bir prototipi üretilmiştir. Bu dahi bilim insanı maalesef gerek ulusal gerek uluslar arası literatürde yeterince yer almamaktadır. Bu nedenle kendisi için "bilim tarihinde kaybolmuş dahi" sıfatı yakıştırılmıştır. Mevcut internet siteleri ve sınırlı sayıdaki kaynaklarda ise çok sayıda tekrar ve birbiri ile çelişen bilgiler mevcuttur. Böylece çağımızdan yüzyıllar önce yaşamış dahi düzeyindeki bu bilim ve teknoloji insanını günümüz bilim insanlarına tanıtılmış, hakkında en doğru bilgiler toplanmış ve tarafsız bir şekilde bilim insanları camiasındaki ve bilim tarihindeki yeri belirlenmiş, çağdaş ve özellikle genç bilim insanları için suyun enerjisinden direkt olarak yararlanılarak farklı tasarım ve mekanik sistemlerin üretilmesinde yeni ufuklar açılmış olacaktır. Tez toplam Altı ana bölümden oluşmaktadır. Giriş bölümünü müteakip El Cezeri'nin hayatı verilmiştir. Üçüncü bölümde El Cezeri'nin kitabı ve ulaşılan ulusal ve uluslar arası literatür ışığında bilimsel kişiliği üzerinde durulmuş ve ayrıntılı bir şekilde tartışılmıştır. "İki Şamandıralı Değişken Fıskiye" adlı çalışmasının ayrıntıları Dördüncü bölümde sunulmuştur. Beşinci bölüm çalışmadan elde edilen sonuçları ve bu sonuçlar ışığında yapılan bazı önerileri içermektedir. Tez kapsamında yapılan literatür çalışması süresince ulaşılan ve yararlanılan referanslar ise son bölümde yer almaktadır.
Bitlis ve Muş illerinde iklim değişkenlerinin trend analizleri ve karşılaştırılması
ÖZET BİTLİS VE MUŞ İLLERİNDE İKLİM DEĞİŞKENLERİNİN TREND ANALİZLERİ VE KARŞILAŞTIRILMASI YÜKSEK LİSANS TEZİ Sertaç ATABEY DİCLE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI 2018 Küresel iklim değişikliği konusunda geçmişten günümüze kadar farklı alanlarda çalışan bilim insanları ve araştırmacılar tarafından ortaya konulmuş sayısız çalışma mevcuttur. Gerek küresel gerekse yerel çapta ele alınan bölgenin ikliminin küresel iklim değişikliğinden etkilenip etkilenmediği konusunda fikirler ortaya konulmuştur. Ancak yapılan literatür araştırmasında iklim değişikliği konusunda Bitlis ve Muş illerine ait pek fazla çalışmaya rastlanmamıştır. Bitlis ve Muş illerinde belirli bir süreç içerisinde çeşitli iklim değişkenlerinin zamana bağlı olarak bir değişim içerisinde olup olmadığı ve varsa bu değişimin hangi yönde eğilim gösterdiği araştırılmıştır. Bu amaçla, otuz yıllık bir süreç içerisinde Bitlis ve Muş illerinin küresel iklim değişikliğinden etkilenip etkilenmediği üzerine araştırma yapılmış ve etkilenmişse bu değişimin nasıl ve ne kadar gerçekleştiği tespit edilmeye çalışılmıştır. İklim şartlarını belirleyen ve kendi içerisinde birbiriyle yakından ilişkili çok sayıda iklimsel/meteorolojik değişken mevcuttur. İklimsel/meteorolojik değişkenler birbirini doğrudan etkilediğinden bu çalışmada çok sayıda iklimsel değişken ile çalışılmış ve bunların uzun dönemde gidişi (trendi) araştırılmıştır. Çalışmada Bitli sile Muş illerine ait, uzun dönem aylık açık gün sayısı, bulutlu gün sayısı, kapalı gün sayısı, ortalama sıcaklık, ortalama bulutluluk, toplam yağış, ortalama rüzgâr hızı, maksimum sıcaklık ve toplam güneşlenme süresi verileri kullanılmıştır. Her iki ile ait meteorolojik veriler Bitlis Meteoroloji İl Müdürlüğü'nden temin edilmiştir. Elde edilen bu veriler excel ortamında zaman serisi grafiklerine dönüştürülmüştür. Böylece tüm bu değişkenler için ayrı ayrı eğilim çizgileri oluşturulmuş ve eğilim çizgisi ve basit doğrusal regresyon denklemleri belirlenmiştir. Belirlenen eğilim çizgisinin başlangıç noktaları ve bitiş noktaları tespit edilmiş, daha sonra bu noktalardaki değerlerin (uç değerlerin – en küçük ve en büyük değerlerin) düşeyde farkı alınarak eğilim çizgisi değişim miktarları tespit edilmiştir. Elde edilen bu denklem ve değerler bir tabloya aktarılmıştır. Hesaplanan eğilim çizgisi değişim değerlerinin, ele alınan meteorolojik değişken için uzun vadede ne anlama geldiği irdelenmiş ve söz konusu değişken açısından Bitlis ve Muş illerinin ikliminde bir değişimin olup olmadığı açısından yorumlanmıştır. İstatistiksel analizlerin yanında ayrıca tüm verilerin değişken türüne göre 26 ile 31 yıl arasında değişen veri uzunluğunca yılın her ayı için ayrı ayrı olmak üzere kontur haritaları oluşturulmuştur. Kontur haritalardaki renk değişimlerinden her bir değişkenin hangi yıllar arasında hangi yönde bir eğilim içerinde olduğu analiz edilmeye çalışılmıştır. Bu kapsamda her bir değişken için oluşturulan kontür haritalar yorumlanarak bölgenin küresel iklim değişikliğinden etkilenip etkilenmediği, etkilenmişse hangi yönde etkilendiği açıklanmaya çalışılmıştır. Tüm bu çalışmaların sonucunda Bitlis ili için açık gün sayısında uzun dönemde önemli ölçüde azalma, bulutlu gün sayısında artma, kapalı gün sayısında azalma, ortalama sıcaklıklarda artma, ortalama bulutluluk oranında azalma, toplam yağış miktarında azalma, ortalama rüzgâr hızında azalma, maksimum sıcaklıklarda artma, toplam güneşlenme süresinde azalma yönünde önemli eğilimler olduğu ortaya çıkmıştır. Muş ili için ise açık gün sayısı ve bulutlu gün sayısı değişkenleri dışındaki tüm değişkenlerde Bitlis'inki ile aynı yönde bir değişim ve eğilim tespit edilmiştir. Bu nedenle Bitlis ile Muş illerindeki iklim değişkenlerindeki uzun dönemde meydana gelen değişimlerin ve dolaysıyla iklimdeki değişimlerin genel olarak birbirlerine paralel bir eğilim içerisinde olduğu söylenebilir. Küresel iklim değişikliğinin varlığını en iyi şekilde sıcaklık değişkeninin gösterdiği iddia edilmektedir. Bu yüzden bu çalışmada hem Bitlis İli için hem de Muş İli için yaklaşık otuz yıllık süreç içerisinde ortalama ve maksimumum sıcaklıklar üzerinde daha detaylı durulmuş ve sıcaklıklarda önemli sayılabilecek düzeylerde artışların olduğu görülmüştür. Ayrıca diğer meteorolojik değişkenlerde de artış veya azalış yönünde önemli eğilimler olduğu görülmüştür. Bu değişimin her iki il için toplam yağış miktarlarında da tespit edilmiştir. Bu çalışma kapsamında yapılan araştırmalar, Bitlis ile Muş illerinin bulunduğu yerel bölgede iklimde önemli değişmeler olduğu, bunun yağışları etkilediği dolaysıyla söz konusu bölgenin küresel iklim değişikliğinden etkilenmiş olabileceği kanısını güçlendirmektedir. Tez, 6 ana bölümden meydana gelmiştir. Giriş bölümünden sonra konuyla ilgili daha önce yapılmış çalışmalara kaynak özetleri başlığı altında değinilmiş ve geniş bir literatür çalışması yapılmıştır. Bu tezde kullanılan zaman serisi grafiği oluşturma, eğilim çizgisi değerleri tespiti ve kontur haritaların oluşturulması yöntemleri tüm detayları ile geniş bir şekilde üçüncü bölümde verilmiştir. Araştırma sonucunda elde edilen bulgular dördüncü bölümde anlatılmıştır. Beşinci bölüm, elde edilen sonuçları ve bu sonuçların diğer çalışmaların sonuçları ile karşılaştırılmasını içermektedir. Altıncı bölüm ise referans listesini içermektedir. Anahtar Kelimeler: Küresel iklim değişikliği, küresel ısınma, sıcaklık, yağışlar