Su Bütçe Modellemesi: WEAP Modül 3: Çevresel Hedefler, Tedbirler Programı, Ekonomik Analiz, Muafiyetler Su Bütçe Modellemesi: WEAP Kaan Tuncok Afyon, 2015

İçerik WEAP nedir? Kısaca WEAP Modellenebilecek konu örnekleri Sistem Yapısı Örnek Çalışma

Su Kaynakları Değerlendirme ve Planlama Sistemi Entegre su havzası hidrolojisi ve su planlaması www.weap21.org Genel amaçlı model oluşturma, veri yönetimi ve senaryo analiz araçları Arz ve talebe göre entegre analiz Az sayıda başlangıç verisi gerekliliği olan, şeffaf, esnek ve kullanıcı dostu Benzer kullanıcı ara yüzleri ve terminolojiler Devletler, Üniversiteler, Danışma Şirketleri, Kamu Kurumları ve STK’lar tarafından yaygın kullanım: dünya çapında yüzlerce kullanıcı Gelişmekte olan ülkelerdeki kar amacı gütmeyen akademik ve devlet kurumlarınca hiçbir ücret ödemeksizin ulaşılır

Su Kaynaklarını Değerlendirme ve Planlama Sistemi Su havzası hidrolojisi ve su planlamasında entegre model CBS tabanlı, grafiksel sürükle-bırak ara yüzü Su arz ve taleplerinde fiziki simulasyon Ek simulasyon modellemesi: kullanıcı kaynaklı değişkenler, modelleme denklemleri ve tablolarla, komut dosyaları ve diğer modellerle ilintilendirme Senaryo yönetimi becerileri Yer altı suyu, su kalitesi, rezervuar, hidroelektrik ve finansal modüller

WEAP Şematik Ağı Arz ve talebin ilintilendirilmesi 5 Ana Görünüm Yüzey veya yer altı suyuna, ya da arıtma tesislerine dönen akışlar 5 Ana Görünüm

Talebe dair veriler sayı ve grafiklerle gösterilir Veri Görünümü Talebe dair veriler sayı ve grafiklerle gösterilir .

Dosyalardan Okuma Metin dosyalarındaki veya Access veritabanındaki zaman dizisi verilerinin okunması

Sonuçlar, bir dizi farklı format ve ölçeklerle gösterilebilir Sonuçlar Görünümü Sonuçlar, bir dizi farklı format ve ölçeklerle gösterilebilir

Haritada Gösterilen Sonuçlar

Hızlıca gözden geçirmeye yönelik favori tablolar seçilebilir Senaryo Araştırıcısı Hızlıca gözden geçirmeye yönelik favori tablolar seçilebilir

Hidroelektrik Enerji üretimine dair kapasitelerin, verimliliğin ve diğer özelliklerin belirlenmesi

Değişken ve sabit giderlerin ve gelirlerin belirlenmesi Finansal Analiz Değişken ve sabit giderlerin ve gelirlerin belirlenmesi

Kirletici yüklemelerinin belirlenmesi Su Kalitesi Kirletici yüklemelerinin belirlenmesi

WEAP’in MODFLOW ile İlintilendirilmesi

WEAP’in MODFLOW ile İlintilendirilmesi

WEAP Analizi Örnekleri Sektörel talep analizleri Arazi kullanımı ve iklim değişikliğinin hidrolojiye etkileri Suyun korunması Su hakları ve tahsis öncelikleri Yer altı suları ve akarsu akış simulasyonları Baraj gölü çalışmaları Hidroelektrik üretimi Finansal analiz Kirlenmenin izlenmesi Ekosistem gereklilikleri

WEAP’in diğer Yazılımlarla İlintilendirilmesi İsteğe göre özelleştirilmiş/Programlanmış ilintilendirmeler Yer altı suyu akışı ve parçacık izleme modelleri MODFLOW, MODPATH Yüzey suyu kalitesi modeli Qual2K Yarı otomatik kalibrasyon PEST Uygulama programlama arayüzü (API) kullanarak WEAP Senaryo analizi CARS (RAND Corporation) Model kalibrasyonu Duyarlılık analizi, karmaşık model oluşturma Komut dosyaları: Visual Basic, Javascript, Python, Perl

WEAP Uygulamaları Su Sistemlerinin Planlanması Küçük Baraj Gölleri Projesi, Gana/Brezilya California Su Planı, California, ABD Guadiana Nehri, İspanya Sınır aşan Sular Politikası Okavango Nehri, Angola/Namibya/Botswana Aşağı Rio Grande, ABD/Meksika Mekong Nehri, Tayland/Kamboçya/Vietnam/Laos Ürdün Nehri, Suriye/İsrail/Ürdün İklim Değişikliği Çalışmaları Sacramento ve San Joaquin Nehir Havzaları, California, ABD Massachusetts Su Kaynakları Müdürlüğü, Massachusetts, ABD Yemen İkinci Ulusal Tebliği Mali İkinci Ulusal Tebliği Ekolojik Akışlar Connecticut Çevre Koruma Dairesi Scituate, Massachusetts, ABD Su İşleri DSS Uygulaması Portland, Oregon; Austin, Texas; ve Philadelphia, Pennsylvania’daki örnek çalışmalar

Suyla İlgili Karar Süreçlerinin İlintilendirilmesi Yeraltı suyundaki kayıp Su kalitesi Karşılanmamış ekolojik akışlar Maliyetler Sektörel sudaki kısıtlılık, pompalamaya yönelik enerji gereksinimindeki artış. Deniz suyu arıtmadan dolayı artan enerji ihtiyaçları Yeraltı sularının pompalanmasındaki artışa karşın suyun sektörlere yetecek miktarda olmaması. suyun halen yetersiz olması– deniz suyu arıtma yoluyla ek kaynak yaratılması Her sektördeki su talebi Verimlilik ve Sürdürülebilirlik Suya talep DSS Su kaynağı Depolama Sektörel politikalar Daha az su-harcayan süreçler ve teknolojiler Sektörlerin su gereksinimleri Suyun korunması Su gereksinimleri Suya olan talebin indirgenmesi

Alıştırma

Bir kullanıcı ne kadar nehir suyu kullanabilir? Nehir akışı ≠ Kullanıcının kullanmasına müsait su Kazançlar/kayıplar, baraj gölü depolama kapasitesi, tüketimsel kullanım, dönen sular, yer altı suyu, toprak nemi Dağıtım hedefleri ve su tahsisi öncelikleri Tahsis doktrini (ilk gelenin kullanım hakkında önceliğe sahip olması) Amaca göre ( (örneğin; kentsel ihtiyaçların çevreden önce gelmesi) Konuma göre (örneğin; önce memba sonra mansap, ya da tam tersi) Önceki çekim ve tahsisler Aydan aya ve yıldan yıla değişimler

Sistem Şemasının Çizilmesi Sistem ana bileşen ve bağıntıların belirlenmesi Su kaynakları (yüzey suları ve yeraltı suları) İhtiyaç duyan sahalar (tarımsal, kentsel, vb.) Kaynakların, ihtiyaç duyan sahalarla irtibatlandırılması Kullanım sonrasında, ihtiyaç duyan sahalardan dışarıya akışlar Örnek 1: Bir nehir, membadaki şehire ve mansapdaki tarım alanına su sağlayabilmektedir. Şehrin çektiği suyun %40’ı toplanıp, arıtılıp tekrar nehire dönerek tarım bölgesinde kullanılmak üzere mansap yönüne katılmaya uygun hale getirilmektedir.

Tahsislerin Hesaplanması Adım 1: Şemanın çizilmesi Adım 2: İhtiyaç duyan sahalara yönelik iletim hedeflerinin belirlenmesi (talepler) Adım 3: İhtiyaç duyan sahaların öncelik sırasının belirlenmesi (tahsis önceliklendirmesi) Adım 4: Suyun müsaitliğinin belirlenmesi Kaynaklar Dönen sular Adım 5: Kalan suyun, en yüksek öncelikli ihtiyaç bölgesine iletim hedeflerini karşılayacak şekilde tahsisi 4. ve 5. adımların bir sonraki yüksek öncelikli bölge için tekrarı

Tahsislerin Hesaplanması Örnek 2: Bir nehir, şehre memba yönünün tersine ve tarımsal alanlara mansap yönünde su sağlayabilmektedir. Şehrin çektiği suyun %40’ı toplanıp, arıtılıp deşarj edilerek tarım bölgesinde kullanılmak üzere mansap yönüne katılmaya uygun hale getirilmektedir. Bu sene nehirde 70 hm3 su bulunmaktadır. Tablo, ihtiyaç duyan sahaların öncelikleri ve iletim hedeflerini göstermektedir. İhtiyaç duyan her sahaya hacimce ne kadar su tahsis edilmiştir? Talep Öncelik (sıralama) İletim Hedefleri (hm3/yıl) Şehir 2 (düşük) 30 Tarım 1 (yüksek) 60

Tahsislerin Hesaplanması Kullanıcının ulaşabileceği suyun belirlenmesinde her zaman kütle dengesini kullanın İhtiyaç duyan sahalar ve dönen sular arttıkça, veri gereklilikleri ve tahsis hesaplamaları daha karmaşık hale gelmektedir Hidroenformatik ve bilgisayar modellemesi faydalı olabilir!

WEAP Tahsis Hesabı Her adımda WEAP daha küçük bir liner program çözmektedir Talep Yeterliliği Maksimizasyonu Talep önceliklerini karşıla Talep saha tercihlerine uy Kütle dengesi Diğer kısıtlar LP’yi zaman sıralı bir simülasyona dahil et (program kodu gibi) Öyle ki:

WEAP’i Kullanmak Ana Modüller Şema Veri Sonuçlar Senaryo Araştırıcısı

WEAP Şeması Sürükle-bırak sistem mod bileşenleri İhtiyaç Duyan Sahalar Baraj Gölü, vs., Sürükle, tıkla ve bırak sistem bağlantı bileşenleri Nehirler Aktarım bağlantıları Geriye akışlar Bileşenleri yerleştirmeye yardımcı olacak CBS katmanlarını ekleyin Senaryo araştırmacısında test etmeyi planladığınız tüm altyapıyı içermelidir

WEAP’de Nehir Örneği Şeması

WEAP Veri Modülü Veri girin ya da veri dosyasından okuyun Her şema bileşeni için veri girin Nehirler: Simülasyonun her ayında memba koşulları Nehir yatağı: simulasyondaki her ay için nehir yatağındaki kazanımlar Tahsisler: minimum akış gereklleri Talep noktaları: etkinlik düzeyleri, kullanım oranları, kayıplar, tüketim, ihtiyaç önceliği (1=en yüksek, 9=en düşük) İletim bağlantıları: maksimum akış, arz önceliği Dönen sular: routing (yüzdesi) Rezervuarlar: depolama hacmi, ilk hacim, hacim-yükselti eğrisi, buharlaşma; havuz tanımları, tampon katsayısı, öncelik Veri girin ya da veri dosyasından okuyun

Veri modülüne girebilmek için herhangi bir bileşene sağ-tıklayabilirsiniz

İstenilen veriye gelmek için Ağaç görünümü, Tuşlar ve Sekmeler

WEAP Sonuçlar Modülü Sonuçlar ikonuna tıklayın ve (tüm senaryoları) yeniden hesaplayın Şema ya da açılan listelerden sonuçları seçin Görüntülenecek , tablolaştırılacak ve dışarı aktarılacak çok sayıda seçenek

Talep Noktasında Su Talepleri

WEAP Senaryo Araştırıcısı Veri modülünden senaryolar tanımlayın ve yönetin Burada da veri girişi yapın

WEAP Senaryo Araştırıcısı Senaryo gösterge panosunu açmak için Senaryo Araştırıcısı ikonunu kullanın

Sonuçlar WEAP, önceliğe dayalı su tahsisini simule edebilir Sistem şemalarının çizilmesi için sürükle-bırak ara yüzü Her bir nehir için girilebilen memba verileri Sonuçlar, birçok farklı formatta görülebilir