Su Kaynakları Modelleme Bilimsel Çalışma Grubu 2. Toplantısı Dr. Meltem KAÇIKOÇ Süleyman Demirel Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Toplantı Tarihi:

... konulu sunumlar: "Su Kaynakları Modelleme Bilimsel Çalışma Grubu 2. Toplantısı Dr. Meltem KAÇIKOÇ Süleyman Demirel Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Toplantı Tarihi:"— Sunum transkripti:

1 Su Kaynakları Modelleme Bilimsel Çalışma Grubu 2. Toplantısı Dr. Meltem KAÇIKOÇ Süleyman Demirel Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Toplantı Tarihi: 22.01.2014

2 GİRİŞ Temiz ve tatlı su:  çoğalan nüfusun tüketimini karşılayabilmek,  rekreasyon,  sulama,  su ürünleri yetiştiriciliği ve  habitatın korunması için gereklidir.

3 TARIM ALANLARI YERLEŞİM BİRİMLERİ ENDÜSTRİLER GİRİŞ

4

5 Su kaynağını çevreleyen alandaki tüm aktivitelerin, su kütlesi üzerindeki bütüncül etkisini incelemek gerekir. GİRİŞ

6

7 Su kaynaklarının yönetimi ile ilgili, en güncel ve geçerli yasal düzenleme, 2000/60/AT sayılı AB Su Çerçeve Direktifi (SÇD)’dir. GİRİŞ

8 SÇD’nin gerekliliklerini yerine getirmek için su kalite modelleri kullanışlı araçlardır. Su kalite modelleri noktasal ve yayılı kirlilik yükleri, alıcı ortamın karakteristiği ve meteorolojik veriler yardımı ile su kalitesi simülasyonunu yapar ve kirlenmelere karşı tedbirler alabilmek için yönetim politikaları geliştirme imkanları sağlar. GİRİŞ

9 Modelleme yapmak için iki ana neden vardır fiziksel, kimyasal ve biyolojik prosesleri daha iyi anlamak gerçek yüzeysel suyu gerçekçi olarak temsil edebilen model geliştirmek, böylelikle su kalite yönetimini ve karar verme süreçlerini desteklemek GİRİŞ

10 TEZ ÇALIŞMASININ AMACI Eğirdir Gölü’nün  Mevcut hidrodinamik ve su kalite durumunu belirlemek.  Dinamik su kalite model aracı yardımı ile model kalibrasyonlarını, doğrulamalarını gerçekleştirmek.  Havzadaki mevcut noktasal ve yayılı kirlilik yüklerinin Eğirdir Gölü su kalitesi üzerindeki etki sırasını belirlemektir.

11 Mevcut durumun tanımlanması Hidrodinamik ve su kalite model uygulaması Senaryo geliştirilmesi TEZ ÇALIŞMASININ KAPSAMI

12 MATERYAL VE YÖNTEM Gelendost Deresi, Aksu Deresi, Kovada Kanalı ve A.Tırtar-Dereköy

13 MATERYAL VE YÖNTEM Su örnekleri: Aralık 2010 - Kasım 2011 İzlenen parametreler:  pH,  sıcaklık,  çözünmüş oksijen,  azot formları,  fosfor formları,  klorofil-a,  Toplam organik karbon, parametreleri izlenmiştir.

14 Bilgisayar destekli modelleme aracı: Delft3D Modelleme Programı (3.28.10 sürümü) Delft3D modelinin;  nehirler,  göller,  rezervuarlar,  haliçler  haliçler ve  kıyı suları  kıyı suları için uygulamaları mevcuttur. MATERYAL VE YÖNTEM

15 Delft3D program paketinin içerisinde bulunan modüller Delft3D program paketinin Eğirdir Gölü’ne uygulanma aşamaları

16 rüzgar, yoğunluk farkları, gel-git, hava basıncı, HİDRODİNAMİK MODÜL (DELFT3D-FLOW) dalgalar, türbülans, kuruma ve taşkın etkilerini içerir. MATERYAL VE YÖNTEM

17

18

19 Su kalite modülü,  hidrodinamik taşınımı  hidrodinamik taşınımı,  dışsal girişleri  dışsal girişleri ve  sistem içindeki kimyasal ve biyolojik reaksiyonları  sistem içindeki kimyasal ve biyolojik reaksiyonları dikkate alır. SU KALİTE MODÜLÜ MATERYAL VE YÖNTEM

20  Konservatif maddeler,  Çürüyebilir maddeler,  Askıda sediment,  Sıcaklık,  Nütrientler,  Organik maddeler,  Çözünmüş oksijen,  BOİ ve KOİ,  Algler,  Bakteriler,  Ağır metaller,  Organik mikro-kirleticiler vb. SU KALİTE MODÜLÜ MATERYAL VE YÖNTEM

21 Delft3D-WAQ fiziksel, (biyo)kimyasal ve biyolojik prosesleri açıkça belirtme imkanı da sağlar.  Çökme ve yeniden askıya geçme,  Yeniden havalanma,  Alg büyümesi ve ölümü,  Organik maddenin mineralleşmesi,  (de)nitrifikasyon,  Ağır metallerin adsorpsiyonu,  Organik mikro-kirleticilerin buharlaşması vb. proseslerdir. SU KALİTE MODÜLÜ MATERYAL VE YÖNTEM

22 Dinamik Su Kalite Model Performansının Değerlendirme Yöntemi Hidrodinamik modelin performansı,  kalitatif (görsel) karşılaştırma yaklaşımı kullanılarak değerlendirilmiştir. Su kalite modelinin performans değerlendirmesinde ise,  kalitatif (görsel) ve  kantitatif (istatistiksel) karşılaştırmaların kombinasyonu kullanılmıştır. Çalışmada, istatistiksel (kantitatif) karşılaştırma yöntemi olarak:  RMSE (ortalama karekök hatası (root mean square error)) ve  RRMSE (relatif ortalama karekök hatası (relative RMS error))’den yararlanılmıştır. Eşitlikte x i ölçülen değerleri, y i simülasyon sonucu elde edilen değerleri, x ort ölçüm değerlerinin ortalamasını, N ise veri sayısını ifade etmektedir.

23 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 1. Aşama Çıktıları (Mevcut durumun tanımlanması)

24 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları (Hidrodinamik ve su kalite model uygulaması)

25 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları Delft3D-FLOW Modülü Uygulaması için Giriş Dosyalarının Hazırlanması

26 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları G ö le giren ve g ö lden ç ıkan debilerin tanımlanması

27 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları Eğirdir Gölü “Land Boundary” dosyası Eğirdir Gölü “Grid” dosyası

28 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları Model araçları ile oluşturulan Eğirdir Gölü batimetri haritası

29 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları

30 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları

31 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları Eğirdir Gölü’ndeki sazlık alanlar

32 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları Delft3D-FLOW Modülünün Eğirdir Gölü’ne Uygulanması Eğirdir Gölü hidrodinamik modeli sonuçları su kalite simülasyonunda, kirlilik taşınımı mekanizması olarak kullanılmıştır. kirlilik taşınımında en önemli itici güç

33 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları

34 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları

35 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları SICAKLIK SU SEVİYESİ

36 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları Delft3D-WAQ Modülü Uygulaması için Giriş Dosyalarının Hazırlanması. 1. adım: Simülasyonu yapılacak maddelerin seçimi, 2. adım: Proseslerin seçimi, 3. adım: Proses parametrelerinin seçimi ve 4. adım: Ekstra proseslerin tanımlanması.

37 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları Delft3D-WAQ Modülünün Eğirdir Gölü’ne Uygulanması

38 Su kalite model uygulamasında, zaman aralığı 1 saat olarak seçilmiştir, Eğirdir Gölü Havzası için, aktif prosesler, yayılı yükler ve dereler ile taşınan yükler su kalite modeline girilmiştir. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları

39 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları Su kalite modeli kalibrasyonu

40 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları Kalibrasyon dönemine ait RRMSE değerleri

41 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları Su kalite modeli doğrulaması

42 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 2. Aşama Çıktıları Doğrulama dönemine ait RRMSE değerleri

43 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 3. Aşama Çıktıları (Senaryo geliştirilmesi)

44

45 ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Tez Çalışmasının 3. Aşama Çıktıları

46 SONUÇ VE ÖNERİLER Eğirdir Gölü çevresinde, dalgıç pompalar ile gölden hesaplanmadan kaçak su çekimlerinin olduğu bilinmektedir. Bölgede “kaçak su çekimlerinin göl su seviyesini önemli ölçüde etkilediği” yönünde tartışmalar vardır. Ancak, çalışma sonucunda, gölden su kaçağının, özellikle Kasım ayı olmak üzere, sulamanın yapılmadığı yağışlı döneme ve su girişlerinin ise, sulamanın yapıldığı özellikle Haziran ayı olmak üzere kurak dönemlere denk geldiği görülmüştür. Çalışma sonucunda, Eğirdir Gölü için, yeraltı suyunun bir rezervuar görevi yaptığı kanısına varılmıştır.

47 SONUÇ VE ÖNERİLER Çalışma sonucunda, gölde sığ alanların daha çabuk soğuyup/ısındığı gözlenmiştir. Göl derinliklerinin azalması durumunda, göl hacmi azalacak ve dolayısıyla başta sıcaklık olmak üzere göl su kalitesi dışsal etkilerden daha çok etkilenilecektir. Bu bağlamda, göl suyu seviyelerinin korunmasının önem taşıdığı kanısına varılmıştır. Derelerden gelen debilerin göl suyu sıcaklığı üzerinde önemli bir etkisi bulunmadığı ve Eğirdir Gölü su sıcaklığının meteorolojik koşullara göre değişim gösterdiği sonucuna varılmıştır.

48 SONUÇ VE ÖNERİLER Tarım alanlarından gelen yayılı kirlilik yüklerinin arttırılmasının veya azaltılmasının nütrient yükleri üzerindeki etkisinin en fazla olduğu sonucu elde edilmiştir. Yoğun tarımsal faaliyetlerin yürütüldüğü Eğirdir Gölü Havzası’nda, havzadan gelen kirlilik yüklerinin detaylandırılması oldukça büyük önem taşımaktadır.

49 SONUÇ VE ÖNERİLER Yapılan çalışma sonuçlarına göre Eğirdir Gölü’nde birincil üretimin fosfor tarafından sınırlandırıldığı gözlenmiştir. Ayrıca çalışma kapsamında, Eğirdir Gölü’nde sedimentin fosfor açısından, önemli bir içsel kaynak olabileceği düşüncesi ortaya çıkmıştır. Eğirdir Gölü’nde ötrofikasyon problemini önlemek için özellikle fosfor yüklerinin kontrol altında tutulması oldukça önemlidir.

50 SONUÇ VE ÖNERİLER Gölün, en kuzeyinde ve en güneyinde yer alan sırası ile 1 ve 7 segmentlerinin temsil ettiği bölümlerin, hemen hemen tüm parametreler için nispeten daha yüksek değerlere sahip olduğu, simülasyon sonuçlarında gözlenmiştir. 1 segmenti bir boğaz ile göle bağlanmaktadır ve 7 segmenti ise yine daralmanın olduğu bir alanı temsil etmektedir.

51 SONUÇ VE ÖNERİLER Bu durum, yıl boyunca hakim rüzgarın etkisi ile sürekli karışım halinde olan gölde, hidromorfolojik yapının, nütrient (azot ve fosfor) dinamikleri üzerinde etkisinin olduğunun bir göstergesidir. Göl içi ve havzada yapılması planlanan tüm faaliyetlerin, gölün hidrodinamik yapısına etkisi incelenmelidir. Göle dışsal etkilerle taşınan nütrient miktarları ne kadar azalırsa ve mevcut hidromorfolojik yapısı bozulmazsa, gölün su kalitesi bakımından kendi kendisini tamir etmesi de o kadar kolay olacaktır.

52 Bu tez çalışması,  SDÜ-BAP-2120-D-10  SDÜ-BAP-2501-M-10 nolu projeleri ve  “Yedi Renkli Göle Yedi Renkli Hayat” projesi ile desteklenmiştir.