Çatılardan yağmursuyu hasadı potansiyelinin ve kullanılabilirliğinin belirlenmesi: Ordu kent merkezi örneği
Determining the potential and availability of rainwater harvesting from roofs: Ordu city center example
Yazar: SANİYE BOZDAĞ
Danışman: PROF. DR. FİLİZ NURAN ACAR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Yağış miktarı = Precipitation amount ; Yağışlar = Rainfall

Özet:
Ordu kent merkezi örneğinde, kenttte imarlı ve imarsız alanlarda yeralan konutların çatılarından, bazı kabuller yapılarak hasat edilebilir yağmur suyu potansiyelinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın diğer amacı; kentte konut, ticari ve kurumsal bazı büyük binaların çatılarından hasat edilebilir yağmur suyu potansiyelinin ve bu suyun sifon suyu, zemin temizliği, araç yıkama ve yeşil alan sulamasında kullanılabilirliğinin belirlenmesidir.                                        
Çalışma iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşama kent merkezinde bulunan toplam konut çatılarından hasat edilebilir yağmur suyu potansiyelinin hesaplanmasıdır. Ordu ili kent merkezinde imarlı ve imarsız alanlarda yeralan konut sayıları Ordu Büyükşehir Belediyesinden temin edilmiş olup konut sayısı 44.529'dur. Toplam konut sayısı, çatı alanı, ile ilin 1972-2022 yılları arasında ortalama yağış verileri dikkate alınmıştır. Yapılan hesaplamalar, her binanın çatı alanı bilgisine ulaşılamadığından, çatı alanları için farklı kabulleri ve yağış suyunun tamamının hasat edilmesi mümkün olmayacağından farklı hasat yüzdelerini içeren tahmini potansiyelin belirlenmesini içermektedir. İkinci aşama, kentte yerleşim alanı 2000 m2'nin üzerinde olan bazı konut, ticari ve kurumsal binaların çatılarından hasat edilebilir yağmur suyu potansiyelinin ve bu suların ilgili binalarda ve çevresinde kullanılabilirliğinin hesaplanmasını kapsamaktadır. Çatı alanları binaların çatı alanlarının belirlenmesinde NetCAD 8.5 yazılım programından kullanılmıştır. Bu program ile parsel içersinde bulunan mevcut binaların ortofoto ve halihazır durumlarına göre çizimleri, alan hesaplamaları ve Google Earth görüntüsüne aktarımı elde edilmektedir. NetCAD'de yapılan hesaplamalar ArcGIS desktop 10.5 içerisinde arayüzlerinden olan ArcMap 10.5'de; NetCAD'de hazırlanan çatı alan çizimlerinin açılması sağlanarak veri tabanlarına veri girişleri yapılmıştır. ArcMap 10.5 yer alan Field Calculator modulünden faydalanılarak veri tabanlarında hasat edilebilir su miktarı bölümleri hesaplanmıştır.                                                                                  
Kent merkezinde toplam konutların çatı yüzey alanları için çatı alanları 100, 150 ve 200 m²/konut olarak yapılan kabuller doğrultusunda, tüm konut çatıları için, kayıpsız olarak hesaplanan yağmur suyu miktarları sırasıyla 4.213.480,93 m³/yıl, 6.320.221,39 m³/yıl ve  8.426.961,85 m³/yıl olarak bulunmuştur. Kentin en az yağış alan Mayıs ayı için 100 m² çatı alanı için %50 hasad yüzdesine göre 117.683,47 m3/ay, en fazla yağış alan Ekim ayı için 100 m² çatı alanı için %50 hasat yüzdesine göre 269.531,81 m³/ay çatılardan gelen yağış miktarlarıdır.	
Kent merkezinde konutların tamamı için toplam hasat edilebilir yağmur suyu miktarları farklı çatı alanları kabulleri ve uygulamada çatılara düşen yağmurun tamamının hasat edilemeyeceği dikkate alınarak hasat yüzdesi kabulleri ile farklı senaryolar üzerinden hesaplamalar yapılmıştır. Örneğin 100 m² çatı alanı için %50 hasat yüzdesine göre 2.106.740,47 m³/yıl hasat edilebilir yıllık yağmursuyu miktarını vermektedir. İlaveten hesaplana bu değerlerin eşdeğer yüzde ve eşdeğer gün değerleri belirlenmiştir. 2.106.740,47 m³/yıl hasat edilebilir yağmursuyu 27,28 eşdeğer yüzde ve 99,56 eşdeğer güne denk gelmektedir.
Çalışmanın ikinci bölümünde seçilen konutlar Güneşkent Sitesi, Memurkent TOKİ; seçilen ticari binalar Sayılı Sınırlı Ata Küçük Sanayi Sitesi; seçilen kurumsal binalar Ordu Büyükşehir Belediye binası, Kültür Sanat Merkezi ve Ordu Üniversitesi Kampüs binalarıdır. Seçilen binaların çatıları NetCAD 8.5 programında çizilmiş ve çatı alanları hesaplanmıştır. ArcGIS 10.5 arayüzü olan ArcMap 10.5 programı ile her bir binaya ait çatı alanlarından hasad edilebilir yağmursuyu miktarları belirlenmiştir. Bu binalardan hasat edilebilir yağmur sularının sifon suyu, zemin temizliği, araç yıkama ve binaların çevresinde yeşil alan sulamasıyla ilgili tüketilebilecek su miktarı karşılama oranları tespit edilmiştir.                                                                                                 Ordu kent merkezi konut çatılarının tamamı için muhtemel yağmur suyu potansiyelleri belirlenmiştir ve senaryolar dahilinde elde edilen sonuçlar yağmur suyunun önemli bir alternatif su kaynağı olduğunu göstermektedir. Ayrıca seçilen konut, ticari ve kurumsal bina çatılarından hasat edilebilir su potansiyellerinin ilgili binaların zemin temizliği, sifon suyu kullanımı, araçların yıkanması ve bina çevresi yeşil alanların sulanmasında önemli miktarlarda katkı sağlayabileceği yapılan hesaplamalarla teyit edilmiştir.

Abstract:
In the case of the Ordu city center, it is aimed to determine the harvestable rainwater potential from the roofs of residential buildings located in zoned and unzoned areas in the city by making some assumptions. The other aim of the study is to determine the harvestable rainwater potential from the roofs of some large residential, commercial, and institutional buildings in the city and the use of this water for flush water, floor cleaning, vehicle washing, and green area irrigation. 
The study consists of two stages. The first stage is the calculation of the harvestable rainwater potential from the total residential roofs in the city center. The number of dwellings in Ordu city center in zoned and unzoned areas was obtained from Ordu Metropolitan Municipality and the number of dwellings is 44.529 The total number of dwellings, roof area, and the average rainfall data of the province between 1972 and 2022 were taken into consideration. The calculations include the determination of the estimated potential, which includes different assumptions for roof areas since the roof area of each building is not available, and different harvesting percentages since it will not be possible to harvest all of the rainwater. The second stage includes the calculation of the harvestable rainwater potential from the roofs of some residential, commercial, and institutional buildings with a residential area of more than 2.000 m² in the city and the usability of this water in and around the relevant buildings. NetCAD 8.5 software program is used to determine the roof areas of the buildings. With this program, drawings of the existing buildings within the parcel according to the current and auto photo status, area calculations and transfer to Google Earth image are obtained. The calculations made in NetCAD are made in ArcMap 10.5, one of the interfaces in ArcGIS desktop 10.5; data entries are made to databases by opening the roof area drawings prepared in NetCAD. The Field Calculator module in ArcMap 10.5 is used to calculate the harvestable water amount sections in the databases.                                                                  In line with the assumptions made for the roof surface areas of 100, 150, and 200 m²/housing for the total roof surface areas of the houses in the city center, the amounts of rainwater calculated without loss for all residential roofs are found to be 4.213.480,93 m³/year, 6.320.221,39 m³/year and 8.426.961,85 m³/year, respectively. According to the %50 harvesting percentage for 100 m² roof area, 117.683,47 m³/month for May, the month with the lowest rainfall, and 269.531,81 m³/month for October, the month with the highest rainfall, according to the %50 harvesting percentage for 100 m² roof area.
The total amount of harvestable stormwater for all of the houses in the city center is calculated over different scenarios with different roof area assumptions and harvest percentage assumptions considering that not all of the rain falling on the roofs can be harvested in practice. For example, for a roof area of 100 m², 2.106.740,47 m³/year of harvestable annual stormwater amount is given according to a %50 harvest percentage. In addition, the equivalent percentage and equivalent day values of these calculated values are determined. 2.106.740,47 m³/year of harvestable stormwater corresponds to 27,28 equivalent percent and 99,56 equivalent days.
In the second part of the study, the selected residential buildings are Güneşkent Housing Estate, Memurkent TOKİ; the selected commercial buildings are Sayılı Limited Ata Small Industrial Site; the selected institutional buildings are Ordu Metropolitan Municipality building, Culture and Art Center and Ordu University Campus buildings. The roofs of the selected buildings are drawn in the NetCAD 8.5 program and roof areas are calculated. With ArcMap 10.5 program with ArcGIS 10.5 interface, the amount of harvestable stormwater from the roof areas of each building is determined. The coverage ratios of harvestable rainwater from these buildings to the amount of water that can be consumed for flush water, floor cleaning, vehicle washing, and green area irrigation around the buildings are determined.                                         
Potential rainwater potentials have been identified for all residential roofs in Ordu city center and the results obtained within the scenarios show that rainwater is an important alternative water source. It is also confirmed by the calculations that the harvestable water potentials from the selected residential, commercial, and institutional building roofs can contribute significant amounts to the floor cleaning of the relevant buildings, flush water use, washing of vehicles, and irrigation of green areas around the building