Büyük Menderes akarsuyu bazı su kalitesi parametrelerinin zaman ve mekan boyutundaki değişiminin istatistiksel analizi
Statistical analysis of spatial and temporal variation of some water quality parameters in Büyük Menderes river
Yazar: ERCAN YEŞİLIRMAK
Danışman: PROF.DR. SÜER ANAÇ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
V ÖZET Büyük Menderes Akarsuyu Bazı Su Kalitesi Parametrelerinin Zaman ve Mekan Boyutundaki Değişiminin İstatistiksel Analizi YEŞÎLIRMAK, Ercan Doktora Tezi, Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Süer ANAÇ îki ana bölümden oluşan bu çalışmanın ilk bölümde Büyük Menderes akarsuyu bazı su kalitesi parametrelerinin zamansal trendleri Mevsimsel Kendall testi kullanılarak incelenmiştir. Su kalitesi verileri, 8 su kalitesi gözlem istasyonunda Devlet Su İşleri (DSİ) tarafından toplanmıştır. Trend analizi uygulanan su kalitesi parametreleri kimyasal oksijen ihtiyacı (COD), elektriksel iletkenlik (EC), sülfat (S04), klor (Cl), bikarbonat (HCO3), sodyum (Na), potasyum (K), kalsiyum (Ca) ve magnezyum (Mg) dur. Trend analizi sonuçlan her bir su kalitesi parametresi için tüm istasyonlarda ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Trendlerin yönlerinin parametreler ve istasyonlar arasında farklılık gösterdiği saptanmıştır. Bu nedenle, akarsuyun su kalitesinde genel bir artış veya azalış eğilimi olduğunu söylemek oldukça zordur. Fakat yine de, istasyonların çoğunda COD değerlerinde saptanan artan yöndeki belirgin trendler akarsudaki organik kirliliğin gözlem süresi içerisinde arttığını göstermiştir. İkinci bölümde ise, Büyük Menderes akarsuyu üzerindeki su kalitesi gözlem istasyonları dışmda kalan örnek alınmayan noktalardaki EC değerleri jeoistatistiksel yöntemler kullanılarak tahmin edilmiştir. Jeoistatistiksel mekan-zaman modelinin ortalama fonksiyonunun ve kalıntıların kovaryans fonksiyonunun parametreleri genelleştirilmiş en küçük kareler ve en çok olabilirlik yöntemleri kullanılarak birlikte tahmin edilmiştir. Kalıntıların kovaryans fonksiyonuna en uygun modelin üssel model olduğu belirlenmiştir. Çapraz doğrulama işlemi sonucunda fazla-tahmin ve az-tahmin sayılarının dengeli olduğu saptanmıştır. Kontrol amaçlı örneklemenin yapıldığı Haziran, Ağustos, Ekim ve Aralık 2003 dönemleri için, EC değerleri akarsu boyunca yaklaşık l'er km aralıklarla tahmin edilmiştir. Kontrol amaçlı yapılan tüm gözlem değerlerinin, tahminlerin güven sınırları içersinde kaldığı belirlenmiştir. Anahtar sözcükler: Su kalitesi, Büyük Menderes akarsuyu, trend analizi, Mevsimsel Kendall testi, jeoistatistiksel mekan-zaman modellemesi, krigleme, genelleştirilmiş en küçük kareler, en çok olabilirlik.

Abstract:
VII ABSTRACT Statistical Analysis of Spatial and Temporal Variation of Some Water Quality Parameters in Büyük Menderes River YEŞİLIRMAK, Ercan Ph. D. Dissertation in Agricultural Structures and Irrigation Supervisor: Prof. Dr. Suer ANAÇ This study is composed of two parts. In the first part, temporal trends of some water quality parameters in Büyük Menderes river were evaluated using Seasonal Kendall test. Water quality data were collected by State Hydraulic Works (DSI) at 8 monitoring stations. Water quality parameters analyzed for trends are chemical oxygen demand (COD), electrical conductivity (EC), sulfate (S04), chloride (CI), bicarbonate (HC03), sodium (Na), potasium (K), calsium (Ca) and magnesium (Mg). The results of trend analysis were evaluated for each parameter-station combination. The results showed, that directions of trends mostly differs among parameters and also among stations for any parameter. Therefore, it is very hard to conclude that there is an overall upward or downward trend in the river water quality without any further study. On the other hand, upward trends in COD concentrations detected in most of the stations suggest that there is a significant organic pollution in the river. In the second part of the study, EC values at unsampled sites along Büyük Menderes river were predicted using geostatistical methods. The parameters of mean function of space-time model and covariance function of the residuals were estimated jointly using generalized least squares and maximum likelihood. An exponential model were fitted to the covariance function of the residuals. The results of the cross-validation procedure showed that the model neither consistently underestimated nor consistently overestimated the actual values. EC values were predicted in approximately 1 km intervals at the sampling times June, August, October and December 2003 in which a number of control samplings were made at some sites other than the sampling stations. All observed EC values at control sites fell within confidence limits of the predictions. Keywords: Water quality, Büyük Menderes river, trend analysis, Seasonal Kendall test, geostatistical space-time modelling, kriging, generalized least squares, maximum likelihood.