Bütünleşik havza yönetimi karar verme mekanizmasına oyun teorisinin potansiyel katkısının belirlenmesi
Determination of potential contribution of game theory to decision-making of integrated watershed management
Yazar: NADİRE ÜÇLER
Danışman: DOÇ. DR. SALİM ÖNCEL ; PROF. DR. GÜLEDA ENGİN
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Oyun teorisi = Game theory ; Sinirsel bulanık mantık = Neuro fuzzy logic ; Çok kriterli optimizasyon = Multi criteria optimization

Özet:
Bu çalışmada, Oyun Teorisi ve Bulanık Mantık yaklaşımı Namazgah Baraj havzasındaki çevresel ve ekonomik etkinin dengelenmesi amacıyla kullanılmıştır. Arazi kullanımından kaynaklanan ekonomik getiriyi maksimum yapmak ve rezervuarın su kalitesini korumak hedefleri belirlenerek, arazi kaynakları bu hedefleri gerçekleştirecek şekilde tahsis edilmiştir. Toplam fosfor (TP) (kg/ha.yıl) çevresel değer, arazi kullanımından kaynaklanan ekonomik gelir (EG) (TL/ha.yıl) ise ekonomik değer olarak belirlenmiştir. Yerinde yapılan incelemeler, bölgenin halihazır haritası ile hava fotoğrafları üzerinde yapılan çalışmalar ve bölge sakinleri ile yapılan görüşmeler sonucu havzadaki arazi kullanımının tipleri belirlenmiştir. Hem tarım alanlarındaki mevcut gübre kullanımı, hem de ürünlerin ihtiyaç duyacağı gübre kullanımına göre hesap yapılmıştır. Her iki durum için de Organize Sanayi Bölgesinin (OSB) sistemde olduğu ve olmadığı 2 farklı senaryo oluşturulmuştur. Mevcut durumda kullanılan gübre miktarına göre yapılan hesapta elde edilen minimum TP değeri barajın asimilasyon kapasitesine çok yakın olduğu için bu durumun rezervuar için tehlike oluşturduğu ve bu nedenle bilinçsiz gübre kullanımının önlenmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Buna ek olarak, yüksek EG ve düşük TP yüküne bağlı olarak buğday ve mısır yetiştiriciliği yerine fındık, meyve ve sebze yetiştiriciliğinin daha uygun olduğu bulunmuştur. OSB alanı yüksek EG değeri ve düşük TP değeri sebebiyle oyuncular tarafından tercih edilmiş ve havzada yer almıştır. Bir diğer ekonomik getiri kaynağı olan hayvancılık faaliyetlerinin, özellikle OSB'nin sistemde olmadığı senaryoda kısıtların müsaade ettiği en yüksek değere kadar arttırıldığı tespit edilmiştir. Ayrıca ağaçlık alan miktarının bir miktar arttırılması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Bulanık Mantık yaklaşımında elde edilen sonuçların Oyun Teorisi ile elde edilen sonuçlara çok yakın olduğu görülmüştür. Bu çalışmada elde edilen sonuçların olası havza sorunlarını tespit etmek için karar vericilere yardımcı olacağı düşünülmektedir.



Anahtar Kelimeler: Oyun Teorisi, Bulanık Mantık, Havza Yönetimi, İki Amaçlı Optimizasyon, Yayılı Yük.

Abstract:
In this study, Game Theory and Fuzzy Programming approaches were used to balance economic and environmental impacts in the Namazgah reservoir, Turkey. The main goals were identified as to maximize economic benefits of land use and to protect water quality of reservoir and land resources. Total phosphorous load TP (kg/ha.yr) and economic income IC (USD/ ha.yr) from land use were determined as environmental value and economic value, respectively. After carrying out site surveys in the region, studying land use maps and aerial photographs, and interviewing local residents, the land use types were determined in the watershed. The applications were made according to both current fertilizer use in agricultural areas, and the amount of fertilizer crops needed. Two different scenarios were created for both cases. For the first case, the organized industrial zone is included in the system, whereas, for the second case, the organized industrial zone is excluded. Since, the minimum TP value obtained was very close to the assimilative capacity of reservoir, it was concluded that the amount of fertilizer used in the current situation presents a danger to the reservoir and, therefore, unconscious fertilizer use should be prevented. Additionally, nuts, fruit and vegetable cultivation, instead of wheat and corn cultivation, was found to be more suitable due to their high IC and low TP load. Organized industrial zone due to the low TP and high EG load was preferred by players and was located in the basin. It was determined that the livestock activities which are another source of economic income, especially in scenarios where the organized industrial zone was in the system, increased up to the maximum value allowed by the constraints. It was also concluded that there is a need to increase the woodland areas. The results of Fuzzy Programming approach were found to be very close to the results of the Game Theory Model. It is believed that the results obtained in this study will help decision makers to identify possible problems of the watershed studied in this thesis.



Key Words: Game Theory, Fuzzy Programming, Watershed Management, BiObjective
Optimization, Non-point Load.