Ordu ili yüzey ve yeraltı su kaynaklarının su kalitesi yönünden incelenmesi
Investigation of surface and ground water resources of Ordu province in terms of water quality
Yazar: BOUBACAR SIDIKI TONDE
Danışman: PROF. DR. ARZU FIRAT ERSOY
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Ana Bilim Dalı / Uygulamalı Jeoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bu çalışma Ordu ili su kaynaklarının su kalitesi yönünden incelenmesi amacıyla hazırlanmıştır. Çalışma kapsamda Ordu ilinde yüzey ve yeraltı suları analiz sonuçları kullanılarak (TS 266), (WHO, 2006) ve Kıta içi Yerüstü Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği'ne göre değerlendirilmiştir. Ayrıca suların içme-kullanma ve sulamaya uygunlukları araştırılmıştır. Yüzey ve yeraltısularının kalite indeksleri WAWQI ve NSF-WQI kullanılarak belirlenmiştir. Suların kimyasal parametreleri arasındaki ilişkiler Spearman korelasyon testi, temel bileşenler analizi ve kümeleme analizi yapılarak tespit edilmiştir.  Elde edilen NSF-WQI yöntemin su kalite indeksi değerleriyle yapay sinir ağları kullanılarak bir tahmin modeli geliştirmesi hedeflenmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, bazı yüzey suyu izleme noktalarında ve yeraltısuyu izleme kuyularında kimyasal parametrelerin standartlarda belirtilen sınır değerlerden daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Tüm yüzey suların izleme noktalarına ait amonyum miktarı (TS 266)'da belirlenen sınır değerin üstünde bulunmaktadır. Hidrokimyasal sınıflandırmaya göre yüzey ve yeraltısuları Ca-Mg-HCO3 ile Ca-HCO3 su tipindedir. Parametrelerin Spearman korelasyon analizine göre HCO3-Mg (r=0,76), Ca-HCO3 (r=0,84), arasında kuvvetli pozitif korelasyon belirlenmiştir. SAR, magnezyum tehlikesi, RSC ve %Na parametrelerine göre tüm yüzey suyu istasyonlarına ait sular sulamada kullanabilirken; yeraltısularının bir kısmının sulama için uygun olmadığı belirlenmiştir. NSF-WQI su kalite indeksine göre yüzey suları "orta kalite" ile "iyi kalite" arasında değişmektedir. WAWQI su kalite indeksine göre ise yüzey suları "mükemmel", "iyi" ve "içme için uygun olmayan" su kalitesi; yeraltısuları "mükemmel", "orta" ve "kötü" su kalitesi arasında değişmektedir. Yapay sinir ağları yöntemiyle geliştirilen basitleştirilmiş NSF-WQI su kalite indeks performansı korelasyon katsayısı (R), kök ortalama kare hatası (RMSE) ve ortalama mutlak hata (MAE) istatistiksel kriterlerle kullanılarak değerlendirilmiştir ve modelin iyi sonuçlar verdiği belirlenmiştir



Anahtar Kelimeler: Ordu İli, Su Kalitesi, Hidrojeokimya, İstatistik, Su Kalite İndeksi, NSF-WQI, WAWQI, Yapay Sinir Ağları,

Abstract:
This study was conducted to investigate the water quality of water resources in Ordu Province. Within the scope of the study, surface and groundwater analysis results in Ordu Province were evaluated according to Turkish Standards (TS 266), World Health Organization guidelines (WHO, 2006), and the Inland Surface Water Pollution Control Regulation. Additionally, the suitability of waters for drinking, domestic use, and irrigation was investigated. The quality indices of surface and groundwater were determined using the WAWQI and NSF-WQI methods. The relationships between the chemical parameters of the waters were identified through Spearman correlation test, principal component analysis, and cluster analysis. The aim was to develop a prediction model using artificial neural networks based on the water quality index values obtained from the NSF-WQI method.As a result of the evaluations, it was determined that in some surface water monitoring points and groundwater monitoring wells, the levels of chemical parameters exceeded the specified limit values in standards. The amount of ammonium in all surface waters exceeded the limit value defined in TS 266. According to hydrochemical classification, surface and groundwater were identified as Ca-Mg-HCO3 and Ca-HCO3 types. Strong positive correlations were found between HCO3-Mg (r=0.76) and Ca-HCO3 (r=0.84) according to Spearman correlation analysis. Based on SAR, magnesium hazard, RSC, and %Na parameters, waters from all surface water stations can be used for irrigation, while some groundwater is unsuitable for irrigation. According to the NSF-WQI water quality index, surface waters range between "moderate quality" and "good quality." According to the WAWQI water quality index, surface waters vary between "excellent," "good," and "not suitable for drinking" water quality, while groundwater varies between "excellent," "moderate," and "poor" water quality. The performance of the simplified NSF-WQI water quality index developed using artificial neural networks was evaluated using statistical criteria such as correlation coefficient (R), root mean square error (RMSE), and mean absolute error (MAE), indicating that the model produced good results.

Keywords: Ordu Province, Water Quality, Hydrogeochemistry, Statistics, Water Quality Index, NSF-WQI, WAWQI, Artificial Neural Networks.