Akarsularda su kalitesi gözlem ağı optimizasyonu
Optimization of water quality monitoring networks on rivers
Yazar: SEZER DİLEK YİĞİT
Danışman: DOÇ. DR. CEM POLAT ÇETİNKAYA
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Hidrolik Hidroloji ve Su Kaynakları Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Gediz havzası = Gediz basin ; Su kalitesi = Water quality

Özet:
Su kalitesi gözlem ağlarının tasarımı ve mevcut ağların iyileştirilmesi problemi günümüzde çözümünün araştırılması devam eden bir problemdir. Gözlemlerin belirli nedenlerle sürekli olmaması, ölçüm sıklığının yeterli olmayışı ve gözlem konumlarının seçiminde mikrolokasyon probleminin çözülememiş olması gibi sebeplerden dolayı konu ile ilgili araştırmalar sürdürülmektedir. Ayrıca, ortaya konulan yöntemlerin büyük çoğunluğu sadece yapılan gözlemler sonucu ortaya konan verilerin taşıdığı bilgi değerine yoğunlaşmakta, istasyon ulaşılabilirliği, gözlem sıklıkları, süreklilik, teknolojik altyapı gibi istasyonların öz nitelikleri olan unsurları göz önüne almamakta ya da çok az miktarını değerlendirmektedir. Verilerin az olduğu, yeni kurulmuş ya da işletilmesinde sorunlar olan gözlem ağlarının belirlenen amaçlara ne kadar hizmet ettiğini değerlendiren yöntemler de tam anlamıyla geliştirilememiştir. Literatürde bulunan çalışmalar, amaçların önem sıralarını belirlemek için yanlı kararlara bağlı ağırlık katsayılarına dayanmaktadır.

Gerçekleştirilen bu tez çalışmasının amacı, gözlem ağlarının tasarımında belirlenen hedeflere ne kadar hizmet ettiğini değerlendiren bir yöntem geliştirmeye yönelik olup, ağın gerekli görüldüğü takdirde yeniden tasarımı için bir karar destek aracı oluşturabilmektir. Ayrıca çalışmada geliştirilen "Referans Noktası Yöntemi" ağırlık katsayısı tayin etmek zorunluluğu olmadan mevcut ağın performansını değerlendirmeye yönelik sıralama yapabilmektedir. 

Çalışmada 1985-2000 yılları arasında gözlemlenen verilere dayanarak Gediz Havzası'ndaki mevcut su kalitesi gözlem ağının performansını değerlendirilmiş, gözlenen kalite değişkenleri temsil ettikleri kirlilik çeşitlerine göre gruplara ayrılmış, gruplar içerisinde parametrelerin birbirleri ve diğer gruplarla olan ilişkileriyle bulundukları grubu temsil etme durumları incelenmiştir. Gözlem ağının amaçları irdelenmiş, hangi istasyon özelliklerinin bu amaçlara hizmet ettiği tespit edilmeye çalışılmıştır. Referans Noktası Yöntemi ile belirli amaçlara göre ağda yer alan istasyon performansları sıralanıp sonuçlar değerlendirilmiş ve literatürde aynı verilerle uygulanan diğer yöntemlerin sonuçları ile karşılaştırılmıştır.

Abstract:
The design of water quality monitoring networks and the improvement of existing networks is an ongoing problem to be resolved today. In particular, research is still underway on the grounds that observations are not continuous due to certain reasons, the frequency of measurement is not sufficient and the problem of micro location is not solved in the selection of observation locations. Moreover, a great majority of the presented methods focus only on the information value carried by the presented data, but do not take into account the elements of the stations themselves, such as station availability, frequency of observations, continuity, technological infrastructure or evaluate very little. Methods that assess the efficiency of newly established monitoring networks with low data, or operational performance of established ones serving specified purposes, have not been fully developed yet. Furthermore, most of the methods in the literature are relying on weight coefficients based on biased decisions of designers and the decisions given for improvement of the network are therefore based on subjective judgements.

The aim of this thesis study is to develop a method for the assessment of network performance regarding the monitoring objectives specified, and to create a methological basis for the re-design if the it is deemed to be necessary. In addition, the "Reference Point Method" developed in the study can be used to rank the performance of the existing stations for evaluation with the asset of not having the obligation of assignment of weighting coefficients for network's monitoring objectives.

Based on the water quality data observed between 1985-2000 in Gediz Basin, the performance of the existing network is evaluated, the quality parameters are divided into different groups according to the types of pollution, and the relations of the parameters with each other and relations with the other groups are investigated. The data collection period of each station, the frequency, the total number of observations for each quality variable, and the station variables of the quality variables are considered. Observation data, meta data and station specific characteristics are calculated for each station separately. With these calculations, the purpose of the observation network was investigated and it is determined which station characteristics serve these purposes. Reference Point Method is used to rank station performances in the network according to these specific purposes and results are evaluated with the comparison of other results obtained in previous studies.