Sürdürülebilir su ve atık su yönetimi için en uygun stratejimodelinin ve performans değerlendirme sisteminingeliştirilmesi
Developing the most appropriate strategy model and performance assessment system for sustainable water and wastewater management
Yazar: SELAMİ KILIÇ
Danışman: PROF. DR. MAHMUT FIRAT
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Sürdürülebilir kentsel su ve atık su döngüsü, etkin içme suyu şebeke yönetimi, su
kaynaklarının verimli kullanılması, çevre ve insan sağlığının korunması ve kullanılmış
suların yeniden kullanılması açısından kritik öneme sahiptir. Bu nedenle bu döngüyü
oluşturan faaliyetler sistematik ve planlı bir şekilde yapılmalıdır. Ancak kentsel su döngüsü
süreçlerinin yönetilmesi birçok durumda zaman alıcı ve maliyetlidir. Bundan dolayı kentsel
su döngüsü süreçlerinin daha iyi anlaşılması ve iyileştirme süreçlerinin planlanması için
öncelikle kurumun mevcut durumun kapsamlı bir şekilde analiz edilmesi gerekmektedir.
Mevcut durum analizinde kentsel su yönetimi, atıksu toplama ve uzaklaştırma ve atıksu
arıtma uygulamalarını kapsayan tüm değişkenler göz önüne alınmalıdır. Mevcut durum
analizi süreçlerin etkin yönetiminde kilit rol oynadığı için idarede mevcutta uygulanan
yöntemlerin verimlilikleri ve ölçülen verilerin kalitesi sorgulanmalıdır. Ancak mvcu durum
analizi ve değerlendirmeleri için ölçülebilir ölçütlere dayanan bir analiz yapısının
kullanılması oldukça önemlidir. Bu çalışmada, idarelerde su ve atık su bileşenlerinin mevcut
durumu, veri kalitesi ve mevcut uygulama düzeylerinin analizini sağlayan özgün bir
değerlendirme ve süreç yönetim modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen model, Mevcut Durum
Analiz Ve Yönetim Sistemi (MDA), veri matrisi (VERİ), performans analiz ve
değerlendirme sistemi (PADS), hedef tanımlama sistemi (HEDEF) ve yöntem matrisi
(YÖNTEM) olmak üzere 5 matristen oluşmaktadır. Bu modelin temelini MDA sistemi
oluşturmaktadır. MDAsistemi, su ve atık su yönetimi uygulamalarını kapsayan 11 ana başlık
altında toplam 231 bileşenden oluşmaktadır. Geliştirilen modelde MDA ile doğrudan ilişkili
VERİ matrisi tanımlanmıştır. Bu matris yine 11 ana başlıkta toplam 231 değişkenden
oluşmaktadır. Diğer taraftan VERİ matrisindeki veriler ile bağlantılı olan PAAS sistemi 11
ana başlık altında toplam 231 performans göstergesi içermektedir. Ayrıca, MDA ve PADS
matrislerindeki bileşenlerin iyileştirilmesi için YÖNTEM matrisi tanımlanmıştır. Bu yöntem
matrisi su ve atıksu yönetimi uygulamalarını kapsayacak şekilde 11 ana başlıkta toplam 231
bileşen (yöntem) içermektedir.Kentsel su döngüsü süreçlerinin ve bileşenlerinin yönetilmesinde kullanılan verilerin
kalitesinin sorgulanması ve yöntemlerin mevcut uygulama seviyesinin analiz edilmesi için
özgün bir puanlandırma sistemi geliştirilmiştir. Bu puanlandırma sisteminde her bir bileşen
0 ile 5 arasında idarenin mevcut durumuna göre kademeli olarak puanlandırılmaktadır
Geliştirilen model pilot 3 idarede uygulanarak gerçek saha verilerine göre test edilmiştir.
İdarelerde mevcut durum değerlendirme sisteminin iyileştirilmesi için yapay zeki
optimizasyon algoritması kullanılarak özgün bir model geliştirilmiştir. Bu model
kullanılarak her bir idarenin mevcut durumuna göre 231 bileşen için en uygun potansiyel
iyileşme düzeyleri optimize edilmiştir. Geliştirilen bu model pilot 3 idare için uygulanmış
ve test edilmiştir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçların kentsel su, atıksu toplama ve
uzaklaştırma ve atıksu arıtma yönetimi kapsamında uygulayıcı ve karar vericiler için
referans oluşturacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler: Kentsel su döngüsü, kentsel su yönetimi, atıksu toplama, atıksu arıtma, mevcut durum analizi, optimizasyon, stratejik yönetim modeli

Abstract:
Sustainable urban water and wastewater cycle is critical in terms of effective water network
management, efficient use of water resources, protection of environment and human health,
and reuse of treated water. However, managing urban water cycle processes is time
consuming and costly in many cases. Therefore the implementaton of urban water cycle
practices should be planned and implemented in a systematic way. First of all, the current
situation of the institution should be analyzed comprehensively in order to better understand
the urban water cycle processes and plan the improvement processes. All variables including
urban water management, wastewater collection and disposal, and wastewater treatment
practices should be considered in the current situation analysis. Since the current situation
analysis plays a key role in the effective management of the processes, the efficiency of the
methods currently applied in the administration and the quality of the measured data should
be questioned. However, it is quite important to use an analysis structure based on
measurable criteria for current situation analysis and evaluations. In this study, a novel
evaluation and process management model is developed to ensure sustainable urban water
and wastewater cycle, and to analyze the current status and data quality of water and
wastewater management (WWM) practices in utilities. The developed model basically
consists of 5 matrices, namely the current situation analysis and management system
(CSAS), data matrix (DATA), performance assessment system (PAAS), target definition
system (TARGET) and method matrix (TOOL). The basis of this model is the CSAS system.
The CSAS system consists of a total of 231 components under 11 main headings covering
WWM practices. In the developed model, the DATA matrix consisting of 231 variables
under 11 main headings directly related to MDA is defined. On the other hand, the PAAS
system, which is linked to the data in the DATA matrix, includes a total of 231 performance
indicators under 11 main headings. In addition, the TOOL matrix was defined for the
improvement of the components in the MDA and PADS matrices. This method matrix
includes a total of 231 components (methods) under 11 main headings, covering water and
wastewater management applications. A unique scoring system was developed to question the quality of the data used to manage urban water cycle processes and their components, and to analyze the current level of
application of the methods. In this scoring system, each component is graded between 0 and
5 according to the current state of the utility. The developed model was tested in pilot utilities
and the results were discussed. It is observed that utility's I scores were generally better than
utilities II and III. A unique model was developed by using artificial intelligence
optimization algorithm to improve the current situation assessment system in
administrations. The optimal potential improvement levels for 231 components were
optimized according to the current situation of each administration using this model. It is
thought that the results obtained from this study will be a reference for practitioners and
decision makers within the scope of urban water, wastewater collection and disposal and
wastewater treatment management.

Keywords: Urban water cycle, urban water management, wastewater collection, wastewater treatment, current situation analysis, optimization, strategic management model