Debi-seviye izleme ve taşkın uyarı maksatlı gerçek zamanlı nehir gözlem istasyonu imalatı: Aşağı Sakarya Nehri uygulaması

Bu tez çalışması kapsamında, köprü kesitlerinde ultrasonik mesafe sensörü kullanılarak, insan gücüne ihtiyaç duymadan doğru ve sürekli gerçek zamanlı debi-seviye ölçümleri yapabilen bir nehir gözlem istasyonu geliştirilmiştir. Bu sistem sayesinde nehir üzerindeki hidrolik analizler için güvenilir veri sağlanmış ve olası taşkınlar için erken uyarı sistemi oluşturularak taşkın risklerinin en aza indirilmesi hedeflenmiştir Ultrasonik mesafe sensörleriyle ölçülen seviye verileri, köprü kesitlerinde kritik düzeylere ulaştığında ilgili kişi ve kurumlara uyarı ve bilgi mesajları gönderebilen bir sistem oluşturulmuştur. Gerçek zamanlı nehir gözlem istasyonu entegre elemanları, dakikada iki kez nehir seviyesini ölçen ultrasonik sıvı seviye sensörü, Sim 800L GSM modülü, akü, mikroişlemci kartı, RS485 dönüştürücü ve entegre güneş panelinden oluşmaktadır. Bu sistemde, güneş paneli ve MPPT solar enerji kontrol ünitesi sayesinde harici bir besleme kaynağına ihtiyaç duymadan enerji bağımsızlığı sağlanmıştır. Ölçüm verileri GSM modülü aracılığıyla merkezi bir sunucuya aktarılmakta ve web sayfası üzerinden anlık olarak erişilebilmektedir. Entegre sistemin yazılım kısmında, açık kaynak kodlu Arduino yazılımı kullanılmıştır. Ultrasonik mesafe sensöründen alınan veriler, GSM modülü aracılığıyla internet üzerinden sunucuya iletilmektedir. Bu işlemler, Arduino IDE kullanılarak kodlanmıştır. Verilerin alınması ve görüntülenmesi için PHP dili kullanılmıştır. Arduino platformu, sensörlerden gelen dijital ve analog sinyalleri işlemek için tercih edilmiştir. Tasarlanan gerçek zamanlı nehir gözlem istasyonu, laboratuvar ve arazi kalibrasyonunun tamamlanmasının ardından Sakarya Nehri üzerindeki Örencik Köprüsü'ne monte edilmiştir. Sensör kabininin araç geçişlerinden ve dış koşullardan etkilenmemesi için özel olarak tasarlanan destek yapısı ve sensör yuvası, sensörün güvenli bir şekilde yerleştirilmesini sağlamıştır. Gerçek zamanlı akım gözlem istasyonu tarafından toplanan veriler, Doğançay HES 1 verileri ile karşılaştırılmış ve %99 doğrulukla uyum sağladığı belirlenmiştir. Hesaplanan %97.9 determinasyon katsayısı, ölçülen verilerle HES akımlarının büyük bir kısmının açıklandığını göstermiştir. Bu yüksek uyum ile verilerin güvenilirliği ve doğruluğu teyit edilmiştir. Tez çalışmasının taşkın modelleme çalışmalarında HEC-RAS programı kullanılarak iki boyutlu hidrolik taşkın hesaplamaları yapılmıştır. Çalışma alanındaki taşkın yayılımları, taşkın tekerrür debileri kullanılarak modellenmiştir. Tez çalışması kapsamında imal edilen akım gözlem istasyonu ile nehir yatağı içerisinde ölçüm yapılan periyottaki en yüksek debi değeri ve 2, 5, 10, 25, 50, 100, 500 yıllık tekerrürlü debi değerleri belirlenmiş ve model oluşturulmuştur. Bu modelerden elde edilen veriler, taşkın derinlik, hız ve tehlike haritalarının oluşturulması amacıyla coğrafi bilgi sistemi yazılımlarından biri olan ArcGIS programına aktarılmıştır. Bu tez çalışması ile geliştirilen sistemin web sayfası arayüzü üzerinden, gerçek zamanlı debi-seviye bilgilerine ve farklı tekerrür sürelerine ait HEC-RAS programı kullanılarak oluşturulan taşkın yayılım haritalarına erişim sağlanmıştır. Bu sayede, kullanıcılar anlık verileri takip edebilir ve olası taşkın risklerini değerlendirebilir. Sistem, taşkın yönetimi ve erken uyarı süreçlerinde, taşkın zararlarının en aza indirilmesinde kritik bir rol oynayacaktır.