YZEY SUYU MODELLEMES VE PRESPLER

21. Yzylda Su Ynetimi2013 Yaz Okulu3-7 Haziran 2013

Havza Ynetim Plan ve Modelleme

Y.Do.Dr. Emre AlpODT- evre Mhnedislii BlmSrdrlebilirlikSrdrlebilirlik daimi olma yetenei olarak adlandrlabilirEkoloji bilimindeki anlam ise biyolojik sistemlerin eitliliinin ve retkenliinin devamllnn salanmasdr.Birlemi Milletler evre ve Kalknma Komisyonunun 1987 yl tanmna gre: "nsanlk, gelecek kuaklarn gereksinimlerine cevap verme yeteneini tehlikeye atmadan, gnlk ihtiyalarn temin ederek, kalknmay srdrlebilir klma yeteneine sahiptir."

SrdrlebilirlikGeni bir yelpazeyi kapsamaktadr:Eko-belediyelerSrdrlebilir kentlerSrdrlebilir tarmSrdrlebilir su ynetimiYenilenebilir enerji.......

SrdrlebilirlikSu Kaynaklarnn Ynetiminde Srdrlebilirlik Nasl Salanabilir?

Su ereve Direktifi ve Btncl Havza YnetimiSD: Sularn srdrlebilir ekilde ynetimini amalar2015 ylna kadar birlik yesi lkelerin havza ynetim planlarn tamamlam ve iyi seviyede su kalitesi salanm olmas hedefi konmuturSrdrlebilir su ynetimi Btncl Havza YnetimiHavza baznda tm kirleticilerin, proseslerin, olas su kullanmlarnn ve paydalarn gz nne alnd yaklamFL VE KR ADAMLAR

HavzaBir nehrin belli bir kesidi iin, o kesitin zerinde kalan ve ald yan btn yzey akm ksm nehrin o kesitinden geen alana, nehrin o noktas iin havzas denir. Kontrol noktas aaya (mansaba) doru gittike havza byr ve nehnrin denize ulat noktada maksimum olur. Nehrin her kolunun da, kolun ana yataa birletii noktaya gre ayr bir alt havzas vardr. Havza alan, topografik harita zerinde, yzey suyu yerekimi ile akarken o alan ierisinde kalacak ekilde en yksek noktalardan geirilerek bulunur. Komu havzalar birbirinden ayran bu snra da havza alan ad verilirHavzaHavza, snrlar olan ve tanmland hidrolojik alan iinde bir sistemi temsil eder. Bu sistem, btn bileenlerinin (hava, su, toprak ve canllar) arasndaki ilikiler ile ekolojik btnln salamaktadr. Havzay oluturan bu bileenlerden bir tanesinde meydana gelebilecek bir aksama tm bileenlerini zincirleme bir ekilde etkiliyecektir.

HavzaHavza Ynetim Planlarnn Aamalar

Plan OlutururulmasPlann UygulanmasDeiikliklerin YaplmasPlann DeerlendirilmesiPlann UygulanmasPlann DeerlendirilmesiDeiikliklerin YaplmasHavza Ynetim Planlarnn Aamalar

Payda ToplantlarHavzann zelliklerinin sorunlarn belirlenmesiHedeflerin belirlenmesiYnetim seeneklerinin belirlenmesiEniyi ynetim seeneinin uygulanmasSrecin deerlendirmesi ve deiikliklerPlann iyiletirilmesi1. Paydalarn belirlenmesi2. Havzann zelliklerinin ve sorunlarnn belirlenmesi.3. Hedeflerin tanmlanmas4. Ynetim seeneklerinin gelitirilmesi5. Eniyi ynetim seeneinin uygulanmas6. Uygulamalar sonras deerlendirmelerSu Kalitesi Modelleme Aamalar

Problemin TanmlanmasYnetim Amalar, Seenekleri, KstlamalarMevcut Verilerin ToplanmasTeroriTeorik KurguSaysal ModelMevcut Modeln UygulamaKalibrasyonDorulamaYnetim SeenekleriDenetimProsesBilgi, verilerVerilerin ToplanmasVerilerin ToplanmasVerilerin ToplanmasSeeneklerin gerek hayata geirilmesiYeni llm Su KalitesiKalibre edilmemi modelKalibre modelDorulanm modelModel SeimiBilgisayar ModeliYeni Gelitirilen ModelTahmin edilen Su KalitesiDenklemlerKsa zmler12Model Seimi

GvenilirlikZorluk SeviyesiMaliyet=snrszstenen GvenilirlikMaliyetMaliyetProblemin TanmlanmasYnetim amalar, kontrol seenekleri, ve kstlamalarYzey suyunun fiziksel, biyolojik ve kimyasal zellikleriModel SeimiTeorik olarak kurulmasSaysal zellikler ve dorulamaMadde dengesiBasit zmlerFarkl aralklarda denemelerGrafiksel karlatrmalarGerek saylarla denemeler

Su Kalitesi Modelleme AamalarSu Kalitesi Modelleme Aamalar

Problemin TanmlanmasYnetim Amalar, Seenekleri, KstlamalarMevcut Verilerin ToplanmasTeroriTeorik KurguSaysal ModelMevcut Modeln UygulamaKalibrasyonDorulamaYnetim SeenekleriDenetimProsesBilgi, verilerVerilerin ToplanmasVerilerin ToplanmasVerilerin ToplanmasSeeneklerin gerek hayata geirilmesiYeni llm Su KalitesiKalibre edilmemi modelKalibre modelDorulanm modelModel SeimiBilgisayar ModeliYeni Gelitirilen ModelTahmin edilen Su KalitesiDenklemlerKsa zmler15n UygulamaHassaslk AnalizleriKalibrasyonModele girilecek bilgilerZorlayc FonksiyonlarSnr artlar ve YkleriBalang DurumuFizikselKalibrasyon ParametreleriKinetik deerlerSu Kalitesi Modelleme Aamalar

Parametre DeiimleriParametrelerden bir tanesi sabit tutulurken dierinin deitirilmesiYzde deiiklie gre modelin hangi parametreler iin hassas olduunun belirlenmesiModel HassasiyetiBirinci-derece Hassasiyet AnaliziUses the derivative of the function with respect to parameter as an estimate of the sensitivityMonte Carlo AnaliziParametreler dalm trlerine gre karakterize edilirRastgele saylar tretilirHer tretilen say iin modle kts elde edilirktlar da istatistiksel dalm olarak ifade edilirModel Hassasiyeti

Parametre DeiimleriBirinci derece AnaliziMonte Carlo AnaliziMonte Carlo SimlasyonuHassasiyet ve belirsizlik analizlerinde kullanlrMonte Carlo simlasyonu bir aktivite, plan ve proses ile ilgili belirsizliin derecesinin belirlenmesinde kullanlr. Problem zm : rastgele saylar ve olaslk ierir. Modelin rastgele saylarn tekrarlaryla elde edilen ktlarna dayanmaktadrY = f(x)X deki deiimler Yye aktarlrX olaslk younluu fonksiyonu eklinde ifade edilirBu ilem defalarca tekrar edilerek Yde istatistiksel dalm eklinde ifade edilir

Monte Carlo Simlasyonu1. Aama: Parametrik modeli olutur, y = f(x1, x2, ..., xq).2. Aama : Rastgele saylar kmesini olutur, xi1, xi2, ..., xiq.3. Aama : Modeli altr ve sonular yi olarak kaydet.4. Aama : 2 ve 3. Aamalar i = 1den ne kadar tekrar et5. Aama : Sonularn analizi: histogram, istatistiksel zetleri ve gvenilirlik aralklarn deerlendirMonte Carlo Simlasyonu

Su Kalitesi Modelleme Aamalar

Problemin TanmlanmasYnetim Amalar, Seenekleri, KstlamalarMevcut Verilerin ToplanmasTeroriTeorik KurguSaysal ModelMevcut Modeln UygulamaKalibrasyonDorulamaYnetim SeenekleriDenetimProsesBilgi, verilerVerilerin ToplanmasVerilerin ToplanmasVerilerin ToplanmasSeeneklerin gerek hayata geirilmesiYeni llm Su KalitesiKalibre edilmemi modelKalibre modelDorulanm modelModel SeimiBilgisayar ModeliYeni Gelitirilen ModelTahmin edilen Su KalitesiDenklemlerKsa zmler24Kalibrasyon ve DorulamaDorulamaModelin GcYnetim UygulamalarUygulamalar sonras denetimSu Kalitesi Modelleme AamalarModel KalibrasyonuMODEL

HataKabulEdilebilirFiziki parametrelerSnr artlarBalang deerleriModelKinetik ParametrelerHata = (llen-model kts)HAYIREVETVerilerKalibrasyon TamamlanrVeri ToplanmasDeikenlerin hesaplanmasllm deikenlerKalibrasyonu tekrar balatSaha almalar, LiteratrSu Kalitesi Modelleme Aamalar

Problemin TanmlanmasYnetim Amalar, Seenekleri, KstlamalarMevcut Verilerin ToplanmasTeroriTeorik KurguSaysal ModelMevcut Modeln UygulamaKalibrasyonDorulamaYnetim SeenekleriDenetimProsesBilgi, verilerVerilerin ToplanmasVerilerin ToplanmasVerilerin ToplanmasSeeneklerin gerek hayata geirilmesiYeni llm Su KalitesiKalibre edilmemi modelKalibre modelDorulanm modelModel SeimiBilgisayar ModeliYeni Gelitirilen ModelTahmin edilen Su KalitesiDenklemlerKsa zmler27

llen DebilerKatsaylarParametrelerllen Younluklarstatistiksel Analizlerllen DebilerZamanOlaslkOlaslkRastgele SaylarMonte Carlo Simlasyonustatistiksel AnalizlerktlarSu Kalitesi ModeliOlaslkLimit DeerlerLimit strnekNehir sistemi iin BO modeli:BO = BO0e-k*xi/VBO0 = BO younluu x= 0 km, 25 mg/L BO = BO younluu x=10 km, % 95 deeri? k = BO paralanma hz sabiti (1/gn), Ortalama=0,1 1/gn, standart sapma =0.05V = Nehir ortalama hz(m/sn), 2 m/sn

Su Kalitesi-Kirlilik Yk-Modelleme Uygulamasrnek

KRLLK YK-SU KALTES ETKLERYKLEME KAPASTESGirdilerModel = Transfer Fonksiyonu YK= F-1 (Su Kalitesi Limit Deeri) ktlarLimitAlc Ortam (Nehir, Gl)KirleticilerSu Kalitesi-Kirlilik Yk Modelleme UygulamasHydrocomp Simulation Program-Fortran (HSPF)Hidrolojik BileeniHavza bazndaYayl kirlilikNehirYzey ak suyuKirleticilerin modellenmesiGirdilerZaman serisi (hava scakl, ya, buharlama, debiler, rzgar)Parametreler (kanal geometrisi, toprak nem oranand rn deseni,vb)Kirletici profilleriKinetik parametrelerktlarDebi ve Kirleticilerin zamana gre deiimleriSu Kalitesi ModelleriWASPGllerde su kalitesi modellemesiAlt programlarEUTRO4 : konvensiyonel kirleticilerTOXI4: Toksik maddelerSu Kalitesi ModelleriBASINS (Better Assessment Science Integrating Point and Nonpoint)ok amal modelleme arac3 ama:evresel bilginin incelenmesiBtncl havza modelleme ileviNoktasal ve yayl kirlilik ynetim seeneklerinin aratrlmasSu Kalitesi ModelleriBrown and Barnwell 1987 tarafndan gelitirildi Tek boyutlu. Kanal deyde tam karml.Kararl durum akm ve su kalitesi iinGnlk deiimler modellenebiliyorIs ve radyosyon bilgileriNoktasal ve yayl kirlilik kaynaklar modelleniyor

QUAL2Kznm Oksijen Deiimleri

(From: Environmental Science: A Global Concern, 3rd ed. by W.P Cunningham and B.W. Saigo, WC Brown Publishers, 1995)

znm Oksijenznm Oksijen, QUAL2K

Azot ve Su Kalitesi

AtmosferSuAzot ve Su Kalitesi

KanalizasyonAmonyumOrganik AzotNitritNitratOksijenNitrifikasyonSediman Oksijen htiyac

AtmosferSuSedimanOTketilirOTketilirSOOrganik MaddelerOrganik MaddelerYayl Kirlilik Modellemesi- Mogan Gl Havzas SWAT Uygulamas-Ankara metropolnn ortalama 20 km gneyinde, Glba lesi yakn bitiiinde516 ha yzey alanna sahip Toplam Havza: yaklak 971 km2Mogan-Eymir glleri ve sulak-bataklk alanlar, 227 ku tr tarafndan barnma, reme, konaklama amal kullanlan ve lkemizde Ramsara aday gsterilen nemli ku alanlardr.

Yayl Kirlilik Modellemesi- Mogan Gl Havzas SWAT Uygulamas-Arazi KullanmAlanHektarYzdeSulu tarm3670,36Kuru Tarm6415665,40Mera2648927,0Orman14201,45Su Yzeyi13201,35Yerleim Yeri43584,44Mogan Gl Havzas Mevcut Arazi Kullanm DurumuT.V.K.G.M tarafndan hazrlanan Glba evre Durum Raporunda, Mogan glnn ve sulak alanlarn karlat en nemli sorunlardan biri olarak havzadaki erozyon belirtilmitir. Raporda, gerek derelerle, gerekse yzey ak ile tanan sedimandan dolay gln giderek darald, sediman ile birlikte tarm arazilerinden azot ve fosfor ieren organik maddeler, pestisit ve gbre kaynakl organik maddeler gelmesininde gln su kalitesini olumsuz ynde etkilediini vurgulamaktadr.