Ergene nehri için hidrolik model ve kirletici taşınım modeli geliştirilmesi
Development of hydraulic and pollutant transport models for ergene river
Yazar: İPEK TEZYAPAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP KAYA GÖKTAŞ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı, Ergene Nehri için hidrolik model ve kirletici taşınım modeli geliştirilmesidir. Çalışma TÜBİTAK tarafından desteklenen 115Y064 numaralı "Ergene Havzası Su Kalitesi Yönetimi İçin Kirletici Parmak İzine Bağlı Coğrafi Bilgi Sistemi Bazlı Karar Destek Sistemleri Geliştirilmesi" başlıklı projenin bir parçası olarak gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında kararlı durum ve dinamik benzeşimler için hidrolik ve su kalitesi modelleri oluşturulmuştur. Su kalitesi modelleri ile nehir-içi taşınım benzeşimlerinde hekza(metoksimetil)melamin (HMMM) kirleticisi izleyici kimyasal olarak seçilmiştir. Matematiksel modelleme aracı olarak A.B.D. Çevre Koruma Ajansı (EPA) tarafından geliştirilmiş olan Storm Water Management Model (SWMM) kullanılmıştır. SWMM ile modelleme işlemine başlamadan önce çalışma sahası için gerekli olan verilerin tümü coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ortamında derlenmiş ve Ergene Havzası'nı kapsayan bir sayısal yükseklik modeli oluşturulmuştur. Bu model kullanılarak havza sınırları, akış kolları ve kanal boy kesitleri belirlenmiştir. Kanalların hidrolik özellikleri gözlem verileri kullanılarak belirlenmiştir. Bu aşamanın ardından modellere ait debi ve kirletici yükleri için mekânsal takip şemaları oluşturulmuştur. Bu şemalar kullanılarak farklı noktalardan akarsu ağına giren su ve kirletici miktarları belirlenmiştir. Bu süreçlerin ardından oluşturulan SWMM modelleri çalıştırılmış ve modellenen nehir kolları için debi ve konsantrasyon dağılımı haritaları üretilerek elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Oluşturulan modeller yardımı ile sınırlı sayıdaki gözlem verisi kullanılarak gözlem noktalarının dışında kalan akarsu kollarında farklı zamanlardaki debi ve konsantrasyon değerleri tahmin edilmiştir. Son olarak bir model uygulaması ile Ergene Derin Deniz Deşarjı projesinin gerçekleşmesinin Ergene Nehri'ne olası etkisi incelenmiştir.

Abstract:
The objective of this thesis study is the development of hydraulic and pollutant transport models for Ergene River. This study was conducted as a part of the project titled "Development of a Geographical Information System Based Decision-Making Tool for Water Quality Management of Ergene Watershed Using Pollutant Fingerprints", which was funded by TUBITAK under project number 115Y064. The study includes the development of hydraulic and water quality models for steady-state and hydraulic simulations. The pollutant hexa(methoxymethyl)melamine (HMMM) was chosen as the tracer chemical for the pollutant transport simulations using the water quality models. Storm Water Management Model (SWMM) developed by U.S. Environmental Protection Agency (EPA) was used as the mathematical modeling tool. Before starting the modeling process with SWMM, all the data required were compiled through geographic information systems (GIS) tools, and a digital elevation model covering the Ergene Basin was generated. Using this model, basin boundaries, flow channels and channel slopes were identified. Hydraulic properties of the channels were determined by using site data. Then, spatial continuity diagrams were created to represent flow and pollutant loads in the models. Using these diagrams, the amount of water and pollutant entering the river network from different locations were determined. SWMM models were run and the results were analyzed by generating flow and concentration distribution maps for the modeled river channels. With the help of the developed models, it was possible to estimate the flow and concentration values at different time at the river sections that did not contain any observation points, using a limited number of observation data. Finally, possible effects of Ergene Deep Sea Discharge project on Ergene River was investigated by a model application.