Şehirsel su sarfiyatı üzerindeki zamansal etkileşimin konya iline ait farklı mahalleler üzerinde incelenmesi
Investigation of temporal interaction of urban water consumption over some districts of konya city
Yazar: MEHMET ALPARS
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ VOLKAN YILMAZ
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Parçacık sürü optimizasyonu = Particle swarm optimization ; Su tüketimi = Water consumption ; Trend analizi = Trend analysis ; Yapay arı kolonisi algoritması = Artificial bee colony algorithm

Özet:
Su, insanlık için en temel ihtiyaçlardan birisidir. Canlı yaşamının sürdürülebilmesi ve insan faaliyetlerinin devam ettirilebilmesi için suya yüksek derecede ihtiyaç vardır. Günümüzde kentleşmenin artması, iklimsel faktörler, ekonomik gelişmeler, sanayileşme, demografik yapının değişmesi gibi değişkenler, su sarfiyatını etkileyen ciddi birer faktör olarak kabul edilmektedir.
Özellikle son yıllara ait su tüketim değerleri incelendiğinde su sarfiyatında ciddi bir artışın olduğu görülmektedir. Bu sebeple su tüketimi üzerindeki etkilerin iyi araştırılması ve planlama çalışmalarının kaliteli bir şekilde yapılması ile suyun en verimli şekilde kullanılması amaçlanmalıdır. Bu çalışmada Konya iline ait farklı özelliklere sahip olan dört farklı mahallenin aylık evsel su tüketim değerleri üzerinde Spearman'ın Rho Testi, Sen'in Trend Eğim Testi, Mann-Kendall Testi ve Mann-Kendall Mertebe Sıra Korelasyon Testi gibi Trend Analiz yöntemleri uygulanmış olup devamında farklı değişkenleri de kullanarak öncelikle Faktör Analizi yardımıyla parametre indirgemesi yapılmış ve Metasezgisel optimizasyon algoritmalarından Yapay Arı Kolonisi (YAK) Optimizasyon Algoritması ve Parçacık Sürü Optimizasyon (PSO) Algoritması ile nonlineer su tüketim modelleri oluşturulmuştur. Değerlendirme kriteri olarak Determinasyon Katsayısı (R2), Ortalama Karesel Hata (Mean Squared Error, MSE), MSE/R2 ve Nash-Sutcliffe verimlilik katsayısı (NSE) kullanılmıştır. Çalışmanın son kısmında optimizasyon algoritmalarından elde edilen modeller kullanılarak Band Benzerliği Yöntemi (BBY) adında yeni bir metot yardımıyla su tüketimi fenomeni içerisindeki zamansal etkileşim mekanizmaları araştırılmıştır. Elde edilen bulgular mahallelerin özellikleri çerçevesinde değerlendirilmiştir.
Yapılan çalışma sonucunda özellikle yapılaşma tarzının su tüketimi konusunda önemli bir etken olduğu görülmüştür. Yapılaşma tarzı bakımından birbirine benzeyen ya da ayrışan mahalleler birçok çerçevede benzer davranışlar sergilemişlerdir. Bunun yanında çalışma sonucunda özellikle PSO yönteminin YAK yöntemine kıyasla daha başarısız olduğu ve sonuçları iyileştiremediği elde edilen bir diğer önemli bulgudur. Üzerinde çalışılan 4 mahalle için de BBY modellerin test başarılarını arttırmış ve zamansal etkileşimin var olduğunu gösteren sonuçlara ulaşabilmiştir. Bu bakımdan üzerinde çalışılan bölgelerde su tüketimi fenomeninin kendi geçmişinde oluşan değişimleri hatırlıyor olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Yeni bir yöntem olan BBY'nin başarılı bir uygulaması olması ve su tüketimi fenomenindeki zamansal etkileşim mekanizması hakkında önemli bulguların elde edilmiş olması bakımından yapılan çalışmanın literatüre katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Water is one of the most basic needs for humanity. There is a high need for water in order to sustain life and human activities. Today, variables such as the increase in urbanization, climatic factors, economic developments, industrialization, and changes in demographic structure are considered as serious factors affecting water consumption.
When the water consumption values of the last years are examined, it is seen that there is a serious increase in water consumption. For this reason, it should be aimed to use water in the most efficient way by researching the effects on water consumption and making quality planning studies. In this study, Trend Analysis methods such as Spearman's Rho Test, Sen's Trend Slope Test, Mann-Kendall Test and Mann-Kendall Rank-Rank Correlation Test were applied on the monthly domestic water consumption values of four different neighborhoods of Konya with different characteristics. By using different variables, parameter reduction was made with the help of Factor Analysis and nonlinear water consumption models were created with Artificial Bee Colony (ABC) Optimization Algorithm and Particle Swarm Optimization (PSO) Algorithm, which are metaheuristic optimization algorithms. Coefficient of Determination (R²), Mean Squared Error (MSE), MSE/R² and Nash-Sutcliffe efficiency coefficient (NSE) were used as evaluation criteria. In the last part of the study, the temporal interaction mechanisms in the water consumption phenomenon were investigated with the help of a new method called Band Similarity Method (BSM) by using the models obtained from the optimization algorithms. The findings were evaluated within the framework of the characteristics of the neighborhoods.
As a result of the study, it was seen that especially the construction style is an important factor in water consumption. Neighborhoods that are similar or differentiated in terms of construction style have exhibited similar behaviors in many frameworks. In addition, another important finding of the study was that the PSO method was more unsuccessful than the FA method and could not improve the results. For the 4 neighborhoods studied, the BSM increased the test success of the models and was able to reach results showing that there is a temporal interaction. In this respect, it has been concluded that the phenomenon of water consumption in the studied regions remembers the changes in its past. It is thought that the study will contribute to the literature in terms of being a successful application of a new method, BSM, and obtaining important findings about the temporal interaction mechanism in the phenomenon of water consumption.