Gel-git etkili haliçlerde hidrodinamik ve su kalitesi modellemesi: Ribble halici örneği
Hydrodynamic and water quality modeling in the tidal estuaries: The ribble estuary case
Yazar: MEMDUH BURAK ARDIÇ
Danışman: DR. ÖNDER KOÇYİĞİT ; DR. ERHAN DEMİR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Günümüzde küresel iklim değişikliği ve artan kirletici baskısı nedeniyle su kütlelerinin ekolojik açıdan sürdürülebilirliği önemli bir konu haline gelmiştir. İnsan kaynaklı organik ve inorganik birçok farklı kirletici su kütlelerinde doğal hayata ağır hasarlar verebilmektedir. Bu nedenle kirletici maddelerin hidrodinamik etkilerle taşınımının matematiksel ve fiziksel olarak ifade edilmesi üzerine uzun yıllardır araştırmalar yapılmaktadır. Özellikle 1950'li yılların başında gelişmeye başlayan yazılım teknolojileriyle sayısal çözüm yöntemlerine dayanan Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği çevresel problemler üzerine uygulamaları giderek artmaktadır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği sağladığı esneklik sayesinde analitik ve ampirik çözümlerin yerini almaktadır. Tez çalışması kapsamında gelgit hareketinin baskın olduğu Ribble Halicinde bir patojen indikatörü olan fekal koliform bakterisinin yayılım hareketi bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiğini temel olan Delft3D-FLOW ve D-Water Quality programları kullanılarak analiz edilmiştir. Gelgit etkisiyle su seviyelerinin, hız büyüklüklerinin ve fekal koliform konsantrasyonun haliç içinde zamana ve konuma göre değişimi hesaplanmıştır. Ayrıca kalibrasyon işleminde farklı çözüm ağı tiplerinin, türbülans modellerinin ve sayısal çözüm yöntemlerinin performansı tartışılmıştır. Tez çalışmasının son kısmında ise sahada yapılan ölçümlerden ve uydu görüntülerinden elde edilmiş farklı batimetrilerin model sonuçları üzerinde etkileri ve işlevsellikleri değerlendirilmiştir. Yapılan bu çalışma kullanılan programların sağladığı özelliklerle farklı hidrodinamik mekanizmaların su kütlelerinde birçok kirleticinin yayılım hareketi üzerine modelleme yapılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
At the present time, ecological sustainability of water bodies has become a significant issue due to global climate change and increasing pollutant pressure. Anthropogenically different organic and inorganic pollutants can cause severe damages to natural life in water bodies. For this reason, over the course of many years, a lot of research have been carried out on the mathematical and physical expression of the transport of pollutants by hydrodynamic effects. The applications of Computational Fluid Dynamics, which is based on numerical solution methods with software technologies and started to be improved especially in the early 1950s, on environmental problems are increasing. Due to the flexibility it provides, Computational Fluid Dynamics supplants analytical and empirical solutions. Within the scope of the thesis, the propagation movement of fecal coliform bacteria, which is a pathogen indicator in the Ribble Estuary, where the tidal movement is dominant, was analyzed by using the Delft3D-FLOW and D-Water Quality programs, which are based on a Computational Fluid Dynamics. Spatial and temporal variations of water levels under tidal effect, velocity magnitudes and concentration of fecal coliform in the estuary were calculated. In addition, the performance of different mesh types, turbulence models and numerical solution methods in the calibration process are discussed. In the last part of the thesis, the effects and functionality of the different bathymetries obtained from the real measurements made in the field and satellite images on the results were evaluated. This study showed that thanks to the features provided by the programs used, different hydrodynamic mechanisms can be modeled for the propagation movement of many pollutants in water bodies.