Akarsuların dinamik benzetiminde CBS tekniklerinden yararlanmak
Implementation of dynamic river simulation in GIS environment
Yazar: MEHMET KAZIM YETİK
Danışman: PROF. DR. RIDVAN BERBER
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Matlab = Matlab

Özet:
Artan nüfusla birlikte azalan kaynaklar ve gelisen teknoloji sayesinde çevre hızlakirlenmektedir. Akarsular da bu kirlenmeden payını almakta ve bozulan ekolojik dengeyüzünden akarsuların geçtigi havza boyunca tüm yasam olumsuz etkilenmektedir.Akarsulardaki mevcut kirlenmenin incelenmesi yanında, herhangi bir kirletici bosaltımının nehirüzerindeki etkisini öngörmek için akarsularda su kalite modelleri ortaya çıkarılmaktadır.Yesilırmak üzerinde daha önce yapılan iki doktora çalısması ile MatlabTM ortamında bir akarsukalite modeli (AKAB) gelistirilmistir. Bu yazılım 11 degiskenin kirlilik takibine olanaksaglamasına ragmen cografi nitelikli bilgiyle birlestirilmedigi için karar destek sistemi olarakkullanımı kolay degildir. Öte yandan, Cografi Bilgi Sistemleri (CBS) cografi verilerinislenmesi, takibi ve analizi alanında önemli kolaylıklar getirmektedir. Bu iki alandakiilerlemelere karsın, su kalitesi modellerinin CBS içinde çalıstırılması konusunda bilinenarastırma sayısı çok azdır.Bu çalısmada, Matlab ortamında yazılmıs akarsu kalite modeli AKAB, CBS platformunaentegre edilerek yeni bir yazılım ortaya çıkarılmıstır (AKAB-C). Bu programın her iki yazılım(MATLAB ve CBS) ile çalısabilmesi için ASCII formatlı `text' dosya ile koordinasyonsaglanmıstır. CBS ortamı olarak ArcMapTM kullanılmıstır.Yeni yazılım, nehre iliskin verilerin kolaylıkla girilebilmesi için Visual Basic'de kodlanmıskullanıcı etkilesimli bir grafiksel arayüze sahiptir. Modelde kirlilik degiskenleri olarakçözünmüs oksijen, BO5, organik azot, amonyak azotu, nitrit azotu, nitrat azotu, organik fosfor,çözünmüs fosfor, koliform, klor ve yosun takip edilebilmektedir.Yazılım, Yesilırmak nehri üzerinde, Amasya yakınlarında DS'nin Durucasu istasyonundanbaslayarak 36.5 km lik hat boyunca daha önce alınmıs olan örneklerle denenmistir. Baslangıçnoktasından itibaren nehir boyunca kirlilik faktörlerinin dagılımı, benzetim yapılan uzaklıkboyunca harita üzerinde renklendirilmis olarak takip edebilmektedir. Kullanıcı istegine görekirlilik degerlerini harita üzerinde isaretledigi noktalar için grafiksel veya tablo olarakgörülebilmektedir.2007, 111 sayfaAnahtar Kelimeler: Akarsu Kalite Modeli, CBS, ArcMap, MATLAB

Abstract:
Increasing population and rapidly expanding technology, combined with decreasing resourceslead to environmental pollution. Rivers take their part from this pollution, and because of theimbalanced ecological conditions, the life along the river is affected negatively. The first steptowards tackling this problem is developing water quality models for rivers, validating themodel and simulating it to predict the effect of any pollutant disposal into the water. Theconsequences of likely scenarios on the fate of pollution may also be examined this way.A river quality model (AKAB) was previously developed at Ankara University by consideringYesilırmak river as a case study. Although this software enables to follow the degree ofpollution in the river by 11 state variables; its graphical capabilities are limited, and requires acertain degree of expertise in order to interpret the predicted conditions. On the other hand,Geographical Information Systems (GIS) provide important easiness in terms of geographicaldata processing and analyzing. In spite of the separate progress in these two areas, the knownstudies about using water quality models in GIS environment are very limited.In this study, the previous river quality model written in MATLAB environment has beenintegrated into GIS platform (ArcMap) to assemble a new software, named AKAB-C. Thecoordination of the original model in such a way that it can work in two software environments(MATLAB and ArcMap) was accomplished through a "text" file in ASCII format. The newsoftware has a graphical user interface (GUI), which was coded in Visual Basic, to make iteasier for entering the physical quantities describing the river and stream conditions. Organicnitrogen, ammonium nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen, organic and dissolvedphosphorous, BOD5, DO, coliform, chlorine and algae can be followed in the software todescribe the water quality in the river.The software was tested by dynamic sampling along a 36.5 kms long section of Yesilırmak riverstarting from DS?s Durucasu station near Amasya. The water quality in the river correspondingto sampling was simulated in AKAB-C, and distribution of the major pollutants reflected by thestate variables in the model were followed on the river map by different colors with changingintensities in accordance with the concentrations. The predictions were in acceptable agreementwith the measured data. User can also see the concentration of water quality variables intabulated or graphical form. The program thus provides the ease of data analysis and evaluationon geographical platform, and brings a step forward towards facilitating decision makingprocess for river water management.2007, 111 pagesKey Words: River Quality Model, GIS, ArcMap, MATLAB