Theses supervised by Prof. Dr. Ayşe Muhammetoğlu
10 theses · Akdeniz University
Derin deniz deşarjı ile deşarj edilen atıksuların alıcı ortamda tutsaklanması durumunda bakteri konsantrasyonunun tahmini ve belirsizliklerin incelenmesi
Bu tez çalışmasının amacı, kıyısal bölgelerde en sık kullanılan atıksu bertaraf yöntemi olan deniz deşarj sistemleri ile deşarj edilen atıksuların alıcı ortamda tutsaklanması durumunda, atıksu arıtma sistemi ile deniz ortamının dinamik yapısından kaynaklanan belirsizliklerin incelenmesidir. Belirtilen çalışma, Antalya Körfezi, Antalya Hurma Atıksu Arıtma Tesisi ve Deniz Deşarj Sistemi'nden elde edilen verilerle gerçekleştirilmiştir. Tez çalışması kapsamında, günün değişik saatlerinde farklı miktarlarda su kullanımından ötürü gün içerisinde önemli salınımlar gösteren atıksu debisi ve atıksu bakteri konsantrasyonları araştırılmıştır. Bu amaçla bir yıl boyunca Hurma Atıksu Atıksu Arıtma Tesisi günlük debi verileri izlenmiş, bunun yanında atıksu arıtma tesisi giriş ve çıkış sularında toplam ve fekal koliform bakteri sayılarının belirlenmesi amacıyla bir yıl süreyle haftalık olarak analizler yapılmıştır. Deniz ortamında seyrelme proseslerindeki belirsizliğe temel sebep olan akıntı hızlarını belirlemek amacıyla bir yıl boyunca her mevsim bir hafta süre ile akıntı ölçümleri yapılmış, toplanan veriler modelleme çalışmalarında ve belirsizlik analizinde kullanılmıştır. Model kalibrasyonu amacıyla deniz ortamında belirlenen istasyonlarda mevsimlik olarak ölçüm ve örnekleme çalışması yapılarak deniz ortamında deşarj kaynaklı indikatör organizmalar izlenmiştir. Buna ilaveten toplam beş istasyonda derinlik boyunca tuzluluk ve sıcaklık değerleri sahada ölçülerek yoğunluk tabakalaşmasının etkin olduğu mevsimler tespit edilmiştir. Sahada yapılan çalışmalara ek olarak laboratuvar ortamında bakteriyolojik inaktivasyona bağlı seyrelme prosesindeki en önemli belirsizlik parametresi olan bakteriyolojik inaktivasyon hızları değişik ortam koşulları için belirlenmiş; sıcaklık, tuzluluk ve güneş ışığı gibi çevresel etkenlerin etkisinde bakteriyel inaktivasyon hızının nasıl değiştiği tespit edilmiştir. Saha ve laboratuvarda yapılan bütün bu çalışmalardan elde edilen veriler HİDROTAM-3 hidrodinamik benzeşim modeli ve Visual Plumes deşarj modeline aktarılarak modelleme çalışmaları gerçekleştirilmiş, saha çalışması sonucunda elde edilen bakteri sayıları ile model tahminleri kıyaslanarak model kalibrasyonu sağlanmıştır. Çeşitli yönetim senaryoları oluşturularak, belirtilen modellerin kullanımı ile değişik ortam koşullarında atıksu haraketi ve atıksu kaynaklı bakteri sayılarının benzeşimi yapılmıştır. Belirsizlik parametreleri için sahadaki ölçüm ve örnekleme çalışmalarından elde edilen veriler kullanılarak Monte Carlo yöntemi ile belirsizlik analizi yapılmış, deşarj noktasına en yakın konumdaki bir plaja ulaşabilecek deşarj kaynaklı bakteri konsantrasyonlarının olasılık dağılımları elde edilmiştir. Olasılık dağılımlarından elde edilen sonuçlardan yararlanılarak risk analizi gerçekleştirilmiş ve atıksu kaynaklı Enteropatojenik E.coli için enfeksiyon riskleri elde edilmiştir.
İçmesuyu dağıtım şebekelerinde basınç yönetimi ve hidrolik modellemenin entegre edilerek su kayıplarının incelenmesi
Su dağıtım şebekelerindeki su kayıpları, şebekeye verilen su miktarı ile faturalandırılan su miktarı arasındaki fark olarak tanımlanır. Su kayıpları iki kısımda incelenir; fiziki (gerçek) kayıplar ve görünen (ticari) kayıplar. Su dağıtım şebekelerinde su kayıpları kaçınılmazdır. Özellikle Türkiye gibi gelişmekte olan ülkelerde su kayıpları yaklaşık %50 civarındadır. Uluslararası literatür incelendiğinde tüm ülkelerin su kayıplarını %10-%15 seviyelerine düşürmek istedikleri görülmektedir. Su kayıplarını bu seviyenin altına düşürmek ise çoğu zaman ekonomik olmamaktadır. Dünyada su kayıplarını azaltmak için çeşitli uygulamalar yürütülmektedir. Bu uygulamalardan biri de basınç kontrol yönetimidir. Basınç kontrol yönetimi su dağıtım şebekelerinin gereksiz yere yüksek basınçta işletilmesinin önlenerek şebekedeki yüksek su kayıplarının azaltılması işlemidir. Ancak basıncın ne kadar ve hangi basınç kontrol yöntemi ile azaltılacağına doğru karar vermek önemlidir. Ayrıca basınç azalması neticesinde su kayıplarında ne kadar azalma sağlanabileceğini de öngörmek gerekir. Bu tez çalışması Antalya ili Konyaaltı ilçesi içmesuyu dağıtım şebekesinde oluşturulan 18 farklı alt bölgede (District Metered Area, DMA) yürütülmüştür. Her bir alt bölge için ayrı ayrı hidrolik model kurulmuştur. Model için girdi verileri alt bölge girişlerine yerleştirilen SCADA istasyonlarından ve ASAT-CBS veri tabanlarından elde edilmiştir. Kurulan hidrolik modelin kalibrasyonu ve doğrulaması yapılmıştır. Doğrulaması yapılmış hidrolik model ile alt bölgelerin hem alana, hem de zamana göre basınç seviyeleri değişimi ortaya konulmuştur. Hidrolik model kullanılarak ve her bir alt bölgedeki basınç seviyeleri değişimine göre alt bölge basıncının azaltılıp azaltılamayacağına karar verilmiştir. Ayrıca, eğer basınç azaltılabilecekse hangi basınç kırıcı vana (PRV) kullanılacağına ve basınç kırıcı vananın hangi basınç değerine ayarlanacağına hidrolik model yardımıyla karar verilmiştir. Konyaaltı ilçesi içmesuyu dağıtım şebekesinde oluşturulan 18 alt bölgede yürütülen hidrolik model çalışması sonuçlarına göre 10 alt bölgede basıncın yüksek olduğu tespit edilmiş ve basınç yönetimi uygulanması önerilmiştir. Basınç yönetimi önerilen alt bölgelerden minimum gece debisi yüksek olan 8 alt bölgede su kaybı modeli oluşturulmuştur. Hidrolik model ve su kaybı modeli entegre edilerek klasik sabit çıkışlı vana yerleştirilmesi ile yaklaşık 45 m3/sa su tasarrufu elde edileceği tahmin edilmiştir. Tez çalışmasında hidrolik model olarak, tüm dünyada birçok kez kullanılmış ve doğru sonuçlara ulaşılmış olan EPANET modeli kullanılmıştır. Bu modelin en büyük avantajı CBS ve SCADA verileri ile kolayca entegre edilebilmesidir. EPANET, hidrolik model ile entegre edilerek kullanıldığında su kayıplarındaki azalmanın tahmin edilebilmesine imkan tanımaktadır.
Nehir su kalitesinin deterministik modelleme ve ekolojik risk analizi yöntemleri ile değerlendirilmesi ve yönetimi: Aksu çayı uygulaması
Son yıllarda tarımsal, endüstriyel ve evsel kullanım açısından insan ihtiyaçlarındaki talep artışı, su miktar ve kalitesinde olumsuz değişimlere sebep olmuştur. Ülkemizde akarsuların çevresindeki yoğun tarımsal faaliyetler ve kentsel gelişim, noktasal ve yayılı kaynaklı öncelikli su kirliliği sorunları oluşturmakta, sucul ekolojik kaynakların sürekliliğini ve sucul canlıların yaşam döngülerinde önemli riskler oluşturmaktadır. Bu bağlamda Antalya açısından çok önemli su kaynaklarından biri olan Aksu Çayı'nın su kalitesi üzerine yapılan birçok çalışma fizikokimyasal parametrelerin değerlendirmesini içermektedir. Tez çalışmasının amacı, Aksu Çayı Havzasının Karacaören 2 Barajı ile Akdeniz arasında kalan bölümünde noktasal ve yayılı kirletici kaynaklardan Aksu Çayı'na ulaşan konvansiyonel kirleticilerin WASP8 deterministik nehir su kalitesi modeli ile benzetiminin yapılması, pestisitler için risk analizinin gerçekleştirilmesi ve su durumunun hem miktar hem de kalitesinin birlikte ele alınarak iyileştirilmesi için yapılabilecek yönetim uygulamalarının senaryo analizi ile tespit edilmesi ve değerlendirilmesidir.Su kalitesi izleme çalışmaları bir yıl süresince aylık olarak 12 noktada toplam 12 kez, pestisit analizleri ise 6 noktada 2 aylık periyotlar ile bir yıl süresince gerçekleştirilmiştir. İzleme çalışmasına fizikokimyasal ve bakteriyolojik parametreler ile 167 farklı pestisit dahil edilmiştir. Bakteriyolojik parametreler açısından en belirgin sonuçlar toplam koliform bakteri sayısı 13600 koloni/100 mL, fekal koliform bakteri sayısı 1460 koloni/100 mL ve Escherichia coli (E.coli) 162 koloni/100 mL ile çayın denize döküldüğü lokasyondaki Aksu 10 izleme noktasında tayin edilmiştir. Bu sonucun en belirgin sebebi çayın mansap bölümünde yer alan ve Aksu 9 izleme noktası sonrası deşarjı olan Kundu Turizm Yatırımcıları A.Ş. Atıksu Arıtma Tesisi (KUYAB AAT)'dir. Aksu Çayı havzasındaki yayılı kaynaklı kirliliğin modellenmesi için MapShed hidroloji-havza modeli kullanılmış ve yayılı yüklere ilişkin sonuçlar elde edilmiştir. Aksu Çayı su kalitesinin modellenmesi için de WASP8 su kalite modeli kullanılmış ve MapShed modeline entegre edilmiştir. Deterministik model uygulamasında öncelikle model kalibrasyonu ve doğrulaması çalışmaları yapılmış ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Modellemeye dayalı senaryo çalışmaları için iklim değişikliği, yayılı ve noktasal kirlilik kaynakları ve Aksu Çayı'ndan sulama amaçlı su çekimlerinin yönetim uygulamalarını içeren 9 ayrı senaryo oluşturulmuştur. Yayılı kirliliğe yönelik mera yönetimi ve tarımsal alan yönetimi (S3, S4 ve S5) senaryoları mevcut durum ile karşılaştırıldığında en iyi uygulamalar tarımsal alan kaynaklı yayılı kirlilik kontrolü senaryoları (S4 ve S5) olarak belirlenmiştir. Genel olarak Aksu Çayı'nda tarımsal sulama amaçlı su çekimlerinin çalışıldığı S8 ve S9 senaryoları Aksu 5 istasyonu ve mansabını etkilemiştir. Bunun en önemli sebebi orta ve alt havzada yoğun olarak tarım alanlarının yer almasıdır. Su kalite ve miktarı üzerindeki etkiler de akarsuyun mansap bölümünde (Aksu 7 ile Aksu 10 istasyonları arası) kendini göstermiştir. Su çekimlerinin arttırıldığı S8 senaryosu için mansaba doğru NH4-N, NO3-N, TN, İnorg-P ve TP konsantrasyonlarında kötüleşme görülmektedir. Su kalitesinin bozulmasındaki temel baskılar Aksu 9 istasyonu sonrası sisteme eklenen atıksu deşarjları, yağışlı dönemlerde akarsuya ulaşan yayılı kirlilik ve kurak dönemlerde akım değerlerindeki azalma sonucunda atık özümleme/seyreltme kapasitesinin azalmasıdır. İzleme çalışmasına dahil edilen 167 adet pestisit içerisinde tespit limiti (Limit of Detection-LOD) üzerinde analiz edilen toplam pestisit sayısı 26'dır. Bu pestisitler Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği ekinde sunulan öncelikli kirleticiler listesinden 5 pestisit ve spesifik kirleticiler listesinden 18 pestisit içermektedir. Pestisit analiz sonuçlarına bakıldığında tespit sayısı açısından en yüksek değer 31 olarak Aksu 8 izleme noktasında, daha sonra ise sırasıyla Aksu 1'de 28, Aksu 5'te 26, Aksu 10'da 25, Aksu 4'te 23 ve Aksu 9'da 22 olarak belirlenmiştir. Havzanın orta ve alt kısımlarında pestisit oluşum sıklığının yüksek olması, havzadaki tarım arazilerinin alansal dağılımı ile oldukça ilişkilidir. En sık tespit edilen pestisit aktif maddeleri Pendimethalin, Metolachlor ve Theta-cypermethrin olmuştur. Pestisit risk değerlendirme çalışmaları için Environmental Impact Quotient (EIQ) ve Pesticide Environmental Risk Indicator (PERI) değerlendirme araçları kullanılmıştır. EIQ modeliyle, çiftçi, tüketici ve ekolojiden oluşan EIQ bileşenlerini içeren çevresel risk puanları 39 hedef herbisit, fungisit ve insektisit aktif maddesi için elde edilmiştir. Altı pestisit aktif maddesi EIQ veritabanında mevcut olmadığından EIQ puanları hesaplanamamıştır. Hedef herbisit, fungisit ve insektisit gruplarında sırasıyla Oxadiazon, Spiroxamine ve Carbofuran pestisit aktif maddeleri en yüksek çevresel risk puanı alırken, Metazachlor, Fosetyl-Al ve Spinosad pestisit aktif maddeleri en düşük EIQ bileşeni puanlarını almıştır. Tez çalışmasında on adet pestisit aktif maddesi (Carbofuran, Thiamethoxam, Glyphosate-Isopropylamine, Mancozeb, Carboxin, Pendimethalin, Carbaryl, Fosetyl-Al, Oxadiazon ve Alachlor) yüksek EIQArazi skorları ile derecelendirilmiştir. EIQ ve PERI pestisit risk değerlendirme araçlarından elde edilen skorların karşılaştırılması için sonuçlar normalize edilmiştir. Normalize edilen EIQ skorlarına göre Carbofuran, DNOC, Fenthion ve Zeta-cypermethrin aktif bileşenleri en yüksek değerleri almıştır. Buna karşın normalize edilen PERI indeksi için Trifluralin hariç tüm skorlar 0,6 ile 0,4 aralığında kalmıştır. Tez çalışması ile nehir su kalitesinin yönetimi için su kalitesi izleme, deterministik modelleme ve pestisitler için çevresel risk analizini içeren bütünleşik bir çalışma yaklaşımı ortaya konulmuştur.
Kohonen ağları ve çok değişkenli istatistiksel yöntemlerle su kalitesinin irdelenmesi: Antalya Aksu bölgesi uygulaması
Yerüstü ve yeraltı su kaynaklarının sürdürülebilir bir şekilde kullanılması ve korunması bütünleşik su yönetimi açısından önceliklidir. Hem yerüstü hem de yeraltı suyu kalitesine ilişkin izleme verilerinin zamansal ve mekânsal açıdan değerlendirilmesi ve yorumlanması, su kalitesinin korunması ve iyileştirilmesi açısından oldukça önemlidir. Son yıllarda çok değişkenli istatistiksel analiz yöntemlerinin kullanımı, karmaşık veri setlerinin kolay bir şekilde analiz edilip görselleştirilmesini sağlamasından dolayı yaygınlaşmaktadır. Bu tez çalışmasında, Aksu Çayı yerüstü suyu ve Altınova bölgesi yeraltı suyu (YAS) kalitesinin, çok değişkenli istatistiksel yöntemler içinde yer alan Temel Bileşen Analizi (TBA), Hiyerarşik Kümeleme Analizi (HCA) ve Kohonen Ağları - Kendi Kendini Düzenleyen Haritalar (SOM) yöntemleri kullanılarak irdelenmesi hedeflenmektedir. Belirtilen çalışma alanlarında, daha önce su kalitesi izleme çalışmaları yapılmış olmasına rağmen, çok değişkenli istatistiksel analiz yöntemleri kullanılarak zamansal ve mekânsal veri analizi gerçekleştirilmemiştir. Ek olarak, Altınova bölgesi YAS kalitesi ile YAS kirlilik hassasiyeti indeks sonuçları birlikte istatistiksel olarak analiz edilmiştir. Tez çalışması, kullanılan istatistiksel yöntemler açısından özgünlük içermektedir. Elde edilen sonuçlar ile iki çalışma alanına ait su kalitesi kapsamlı olarak değerlendirilmiştir. HCA ile su kalitesi verileri belirli veya benzer özelliklere göre gruplandırılmıştır. TBA ile de su kalitesini etkileyen faktörlerin karmaşıklığını azaltmak üzere veri setleri basitleştirerek, ilgili ana bileşenler ortaya çıkarılmıştır. Kohonen Ağları ile de su kalitesi parametrelerinin değişim benzerlikleri ortaya konulmuştur. ANAHTAR KELİMELER: Hiyerarşik Kümeleme Analizi, İstatistiksel analiz, Kohonen Ağları, Temel Bileşen Analizi, Yeraltısuyu Kirlilik Hassasiyeti
Aksu çayı ve Acısu deresi su kalitesinin su kalite indeksleri kullanılarak değerlendirilmesi
Antalya Nehir Havzası'ndaki akarsulardan biri olan, Kovada I, Kovada II Hidroelektrik Santrallerini ve Karacaören Barajını besleyen Aksu Çayı, Karacaören-2 Baraj Gölü'nün işletim rejimi, sulama çekimleri ve küresel iklim değişikliğine bağlı yağış düzensizlikleri sonucunda hidrolojik baskı altındadır. Tez çalışmasının ikinci uygulama alanı olan, yoğun seracılık faaliyetlerinin gerçekleştirildiği ve turizm açısından değerli bir bölge olan Acısu Deresi önemli bir yerüstü kaynağıdır. Dolayısıyla bahsedilen bölgelerde su kalitesinin ve miktarının sürdürülebilir yönetimi gerekli ve önemlidir. TÜBİTAK tarafından desteklenmiş olan 119Y267 nolu proje kapsamında Aksu Çayı ve Acısu Deresi üzerinde yer alan 24 izleme noktasında su kalitesi izleme çalışmaları Eylül 2020 ve Eylül 2021 dönemi boyunca aylık olarak 1 yıl boyunca gerçekleştirilmiştir. İzleme çalışmasından elde edilen verilerin yorumlanmasında Kanada Çevre Bakanlığı Konseyi Su Kalite İndeksi (CCME-WQI), Ulusal Sanitasyon Vakfı Su Kalite İndeksi (NSF-WQI), Sucul Toksisite İndeksi (ATI), Su Kalitesi Değerlendirme Sistemi (SEQ-Eau) olmak üzere 4 farklı indeks yöntemi karşılaştırmalı olarak uygulanmış ve çalışma bölgelerinin su kalitesini sınıflandırmada en uygun indeks yöntemi belirlenmiştir. En uygun indeks yönteminin belirlenmesinde korelasyon analizi sonuçları dikkate alınmıştır. Buna göre, en yüksek korelasyon (0,94) SEQ-Eau ve CCME su kalite indeksleri arasında elde edilirken, en düşük korelasyon (0,56) SEQ-Eau ve NSF indeksleri arasında bulunmuştur. İkinci çalışma bölgesi olan Acısu Deresi'nde de benzer sonuçlar elde edilmiştir. En yüksek korelasyon (0,95) SEQ-Eau ve CCME su kalite indeksleri arasında elde edilirken, en düşük korelasyon (0,60) SEQ-Eau ve NSF indeksleri arasında bulunmuştur. CCME ve SEQ-Eau indekslerinin uyumlu ve çok yakın sonuçlar verdiği, bu nedenle de her iki çalışma bölgesi için de en uygun indeksler olduğu ortaya konmuştur. Ek olarak Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği (YSKY) (16.06.2021, RG: 31513)'ne göre fizikokimyasal parametrelerin (üç farklı dalga boyunda renk ölçümleri, pH, Eİ, KOİ, BOİ5, NH4-N, NO3-N, TN, PO4-P TP, F-) aylık ölçüm ve analiz sonuçları kullanılarak su kalite sınıfları belirlenmiştir. Belirtilen yönetmeliğe göre, Aksu Çayı için on izleme istasyonu iyi, iki istasyon da orta kalite olarak sınıflandırılmıştır. Acısu Deresi için ise altı izleme istasyonu iyi su kalitesine, altı izleme istasyonu ise orta kaliteye sahiptir. Orta sınıf su kalitesine sahip istasyonlarda kaliteyi düşüren ortak parametreler; TP, BOİ5, ÇO ve Eİ olarak belirlenmiştir. İzleme çalışmaları süresince değişen iklim koşulları, yağış ve yüzey akışın azalması gibi sebeplerden dolayı bazı izleme noktalarında kuru ve durgun su koşulları gözlenmiştir.
Su kalitesinin zamansal ve mekânsal değişiminin istatistiksel yöntemler ile analiz edilmesi: Acısu Deresi uygulaması
Bu çalışmanın amacı, Acısu Deresi'nde 2020-2021 yılları arasında yürütülen su kalitesi izleme çalışması sonuçları kullanılarak su kalitesindeki mekânsal ve zamansal değişimleri ve değişimlere neden olan temel etmenleri ortaya çıkarmaktır. Acısu Deresi'nde 12 ay boyunca 12 farklı örnekleme noktasından 37 su kalite parametresi için elde edilen ölçüm ve analiz sonuçları kullanılarak hiyerarşik kümeleme analizi (HCA) ve temel bileşenler analizi (TBA) gerçekleştirilmiştir. Ek olarak 30 su kalite parametresinin izleme sonuçları kullanılarak Kendi Kendini Düzenleyen Haritalar (Kohonen Ağları-SOM) uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Kümeleme analizi sonucunda hem örnekleme noktaları hem de örnekleme tarihleri, benzerliklerine göre gruplandırılmıştır. HCA, örnekleme noktalarını, su kirliliği tipi ve derecesi benzer olan iki farklı kümeye ayırmıştır. HCA, örnekleme zamanlarında gözlenen su kalitesi heterojenitesini ortaya çıkarmış ve örnekleme tarihlerini iki ana kümeye gruplandırmıştır. TBA, Acısu Deresi su kalitesinde ortaya çıkan toplam varyansın %69,74'ünü ilk 3 eksenle ve toplam varyansın %91,22'sini ilk 8 eksenle açıklarken, TBA ile bu faktörlerin varyansa etki büyüklüğü de bulunmuştur. Kohonen Analizi su kalite parametrelerini kendi içlerinde fizikokimyasal ve bakteriyolojik özellikler ile anyon-katyon gruplarına göre kümelere ayırmıştır. Sonuç olarak, SOM analizi sonuçları, TBA sonuçları ile de doğrulanmıştır. Bu çalışma ile su kalitesinin zamana ve mekâna bağlı değişimini ve buna neden olan temel etmenleri belirlemek için çok değişkenli istatistiksel yöntemler ve yapay sinir ağlarının faydalı yöntemler olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
İçme suyu dağıtım şebekelerinde fazla basıncın azaltılması ile enerji üretimi potansiyelinin değerlendirilmesi: Antalya kenti Anfaş bölgesi ve Kaleiçi bölgesi uygulaması
Yaşamın devamlılığı için gerekli olan suyun kaynağından alınıp insanların kullanımı için temini, içme suyu iletim ve dağıtım şebekeleri sayesinde gerçekleşir. Su temini sistemlerinin iyi işletilmesi bir şehrin sürdürülebilir gelişimi için çok önemlidir. Sürdürülebilir içme suyu temini sistemi kapsamında enerji verimliliğinin geliştirilmesi, şebekedeki enerji ve su kayıpları ile birlikte karbon dioksit emisyonlarının azaltılması öncelikli hedefler arasındadır. Basınç, içme suyu iletim hatları ve dağıtım şebekelerinde temel tasarım parametrelerinden birisidir. Dağıtım şebekelerinde çok düşük ve yüksek su basıncı seviyeleri işletim açısından uygun değildir. Düşük basınç seviyelerinde suyun abonelere ulaşımında sorunlar yaşanırken, yüksek su basıncı şebekedeki su kayıplarının artmasına sebep olmaktadır. Bu nedenle, içme suyu dağıtım şebekelerindeki su basıncının belirli limitler arasında tutulması ve basınç yönetiminin yapılması önemlidir. İçme suyu temin sistemlerinin çoğunda fazla basınç mevcuttur ve fazla basıncın düşürülmesi için maslak, hazne veya basınç kırıcı vanalar (Pressure Reducing Valve, PRV) kullanılmaktadır. Son yıllarda, içme suyu şebekelerindeki fazla basıncın düşürülmesi ve eş zamanlı olarak enerji üretilmesi amacı ile pompa türbinlerin (Pump as Turbine - PAT) kullanılması konusu oldukça büyük ilgi çekmektedir. Bu tez çalışmasında hidrolik modelleme ile içme suyu dağıtım şebekelerindeki fazla basıncın düşürülmesi analiz edilerek, bu süreçteki enerji üretim potansiyeli incelenmiş, Antalya kentinde yer alan iki farklı içme suyu dağıtım şebekesi için uygulamalar yapılmıştır. Anfaş bölgesinde yer alan PAT sisteminde basıncın düşürülmesi ile elde edilen enerjinin uzun dönem için analizi gerçekleştirilmiş ve Kaleiçi bölgesi içme suyu dağıtım şebekesi için optimum işletim basıncı ve fazla basınç seviyeleri belirlenerek, enerji üretim potansiyeli incelenmiştir.
İçmesuyu temin sistemlerinde fazla basınçtan enerji kazanımının pilot bir bölgede gerçekleştirilmesi ve hidrolik model kullanılarak incelenmesi
İçmesuyu dağıtım şebekelerinde suyun tüketiciye güvenli ve yeterli bir şekilde ulaştırılmasının yanı sıra, şebekelerin sürdürülebilir olması da önem kazanmakta olan bir konudur. Bir içmesuyu dağıtım şebekesinin sürdürülebilir olması su kayıplarının mümkün olan en düşük seviyeye indirilmesi, enerji verimliliğinin artırılması ve karbondioksit emisyonlarının en aza düşürülmesi ile gerçekleştirilebilmektedir. İçmesuyu dağıtım şebekelerinin yönetiminde basınç yönetimi oldukça hassas bir konudur. Şebekede su basıncının optimum değerler arasında tutulması oldukça önemlidir. Basıncın düşük olması tüketiciye suyun ulaşmasında problemler yaratırken, fazla basınç şebekelerdeki su kayıplarının artmasına sebebiyet vermektedir. İçmesuyu dağıtım şebekelerinde bulunan fazla basıncı düşürmek için en çok tercih edilen yöntemlerden biri basınç kırıcı vana (PRV, Pressure Reducing Valve) kullanılmasıdır. Son yıllarda şebekelerdeki fazla basıncı kırmak için PRV sistemleri yerine alternatif sistemler kullanılması yaygınlaşmıştır. Pompa türbin (PAT, Pump as Turbine) sistemleri, PRV sistemleri yerine kullanılan alternatif ve sürdürülebilir sistemlere örnek olarak verilebilmektedir. PAT sistemleri şebekede bulunan fazla basıncı düşürürken aynı zamanda fazla basınçtan enerji üretmektedir. Böylelikle hem şebekede bulunan fazla basınç değerlendirilmiş olup, hem de şebekede bulunan enerji ihtiyacı da giderilmiş olacaktır. Bu tez çalışmasında sürdürülebilir içmesuyu dağıtım şebekelerinin gerçekleştirilmesi amacıyla fazla basınçtan enerji kazanımı potansiyeli incelenmiş ve Antalya ili Aksu ilçesinde bulunan ANFAŞ-EXPO içmesuyu dağıtım şebekesine eklenen PAT sisteminin gelecek yıllar için üreteceği potansiyel enerji miktarı hesaplanmıştır. Ek olarak, Antalya Konyaaltı içmesuyu dağıtım şebekesinde bulunan 18 alt bölge içinde PAT sistemi eklenmesi mümkün olan alt bölgeler belirlenmiş ve bu alt bölgelerde gelecek yıllar için üretilebilecek enerji miktarları hesaplanmıştır. ANFAŞ-EXPO içmesuyu dağıtım şebekesinde 2020 yılı için şebekedeki fazla basınçtan faydalanılarak; - Üretilen enerji miktarı 29258,4 kWh ii - Üretilen enerji miktarına bağlı olarak elde edilen karbon dioksit emisyonu azalımı 15631,59 kg CO2 - Şebekedeki fazla basıncın düşürülmesi ile birlikte şebekede tasarruf edilen su miktarı 317462,4 m3 - Tasarruf edilen su miktarına bağlı olarak suyun iletim ve dağıtımından sağlanan enerji tasarrufu 212699,81 kWh - Elde edilen karbon dioksit emisyonu azalımı 113637 kg CO2 olarak hesaplanmıştır.
Tarımsal karstik bölgeler için yeraltısuyu kirlilik riski değerlendirmesi: Antalya-Altınova bölgesi uygulaması
Karstik yeraltı suyu (YAS) kaynaklarının kirliliğe karşı korunması özel önem taşımaktadır. Bu tezin amacı, yoğun tarımsal faaliyetlerin gerçekleştirildiği karstik bölgelerdeki YAS kalitesinin kirliliğe karşı korunması için YAS hassasiyeti ve kirletici analizleri kullanılarak YAS risk değerlendirilmesinin yapılması ve YAS risk haritalarının oluşturulmasıdır. Bu çalışmaların yapılması için çalışma alanı olarak yoğun tarım ve seracılık faaliyetlerinin olduğu Antalya Altınova bölgesi seçilmiştir. Gerçekleştirilen arazi çalışmalarında belirlenen sondaj kuyularından fiziko-kimyasal parametreler mevsimsel olarak yerinde ölçülmüş, tarımsal faaliyetler hakkında veri toplanmış, akiferin hidrojeolojik özelliklerinin belirlenmesi vb. çalışmaları yürütülmüştür. YAS kalitesinin fiziksel, kimyasal ve bakteriyolojik parametreler açısından kapsamlı analizi ile mevcut durumu belirlenmiş, toprak analizleri ile alansal veri elde edilmesi sağlanmıştır. Elde edilen verilerden ArcGIS yazılımı kullanılarak gerekli veri tabanları oluşturulmuştur. YAS risk değerlendirmesi, YAS kirlilik hassasiyeti ve kirletici unsur değerlendirmesine bağlı olarak gerçekleştirilmiştir. Gerçek hassasiyet değerlendirmesi ve haritalaması için PI, COP, EPIK, DRASTIC ve SINTACS yöntemleri kullanılmış ve farklı yöntemlerin sonuçları karşılaştırılmıştır. Kirletici unsur değerlendirmesinde arazi kullanım haritaları ve saha çalışmalarındaki gözlem sonuçlarından yararlanılmıştır. Yapılan gözlemler ve elde edilen bulgular doğrultusunda YAS kalitesinin korunması için öneriler sunulmuştur. Uygulanan bilimsel yöntemler, tarımsal karstik akiferlerde sürdürülebilir YAS kalitesinin korunması için bir yaklaşım oluşturmaktadır. Bu çalışmada kullanılan yaklaşım ve elde edilen sonuçlar, tarımsal kaynaklı nitrat kirliliğinin azaltılmasına, nitrata hassas bölgelerin belirlenmesine ve iyi tarım uygulamalarının geliştirilmesine katkı sağlayacaktır.
Antalya Aksu-Altınova bölgesinde yer altı suyu kirlilik durumunun incelenmesi
Antalya Altınova Bölgesi, Antalya ilinin Aksu, Muratpaşa ve Kepez ilçeleri kesişiminde bulunan ve il merkezinde olan yegane tarımsal üretim alanıdır. Bölge şehir içerisindeki tarım ihtiyacının önemli bir kısmını sağlamaktadır. Kentleşmenin geri planda kaldığı bölge, aşırı düzeyde gübre ve pestisit kullanımı ile toprak ve yeraltısuyu (YAS) kirliliğine açık bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında öncelikle Antalya traverten platosu üzerinde bulunan ve ağırlıklı olarak şehir merkezini içeren bir bölgedeki 40 ölçüm ve izleme istasyonunda gerçekleştirilen YAS kalitesi izleme programından elde edilen veriler zamansal ve mekânsal değişimleri açısından değerlendirilmiştir. İzleme programı kapsamında aylık periyotlarla ölçülen sıcaklık, iletkenlik, klorür, nitrat ve toplam sertlik parametrelerinin mevsimsel ve yıllık ortalama değerleri SURFER programı kullanılarak mekânsal dağılım haritaları oluşturulmuştur. Tez çalışmasının ikinci izleme alanı olan Altınova çalışma bölgesinde 9 adet YAS kalitesi ölçüm ve örnekleme istasyonu belirlenmiştir. Seçilen 9 adet izleme istasyonundan 2014 yılında YAS ve toprak numuneleri alınarak ölçüm ve analizleri yapılmıştır. Bölgedeki YAS kirlenme riskinin değerlendirilmesi için DRASTIC-Genel ve DRASTIC-Pestisit kirlilik hassasiyeti modelleri uygulanmıştır. Bölgenin jeolojik yapısının karstik olmasından dolayı YAS için yüksek kirlilik hassasiyeti tespit edilmiştir. YAS kirliliğinin kontrolü ve azaltılması için bölgedeki gübre ve pestisit kullanımının, ürün verimliliği, maliyet ve çevresel etkiler açısından değerlendirilerek en az çevresel etki oluşturacak düzeyde ve iyi tarım uygulamalarına uygun şekilde gerçekleştirilmesi YASa sızan kirleticilerin azaltılması açısından önceliklidir.