Geri Dön

Samsun Mert ırmağına QUAL2E su kalitesi model uygulaması

Application of QUAL2E water quality model Mert stream to Samsun

  1. Tez No: 136001
  2. Yazar: EDA ÖZBAYRAK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLFEM BAKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2003
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 182

Özet

Ill SAMSUN - MERT IRMAĞI'NA QUAL2E SU KALİTESİ MODEL UYGULAMASI ÖZET Bu tez çalışmasında, Karadeniz'e deşarj olan Samsun iline bağlı Mert ırmağı'nın su kalitesi açısından taşıdığı mevcut kirletici yükünü ve gelecekte karşılaşacağı kirletici değişimlerini belirleyebilmek için geliştirilmiş nehir su kalitesi (QUAL2E) modeli uygulaması amaçlanmıştır. QUAL2E su kalitesi model programım herhangi bir nehir sistemine uygulayabilmek için ilk adım nehri benzer hidrolik özellikleri taşıyan bölümlere ayırmaktır. Daha sonra her bölüm kendi içinde eşit uzunlukta hesaplanan elementlere ayrılır. Modelde hesaplanan elementler ise genel olarak ana kaynak elementi, standart element, üst bağlantı noktasından gelen element, bağlantı elementi, sistemdeki en son element, giriş elementi, su çekme ( alınan su ) elementidir. Mert Irmağı'na QUAL2E programı uygulamak için öncelikle nehrin 2.5 km uzunluğundaki kısmı 6 bölüme ayrılmıştır Bu kısım Mert Irmağında kurulan setin yukarısından başlar, Samsun- Çarşamba karayolu köprüsü deniz tarafında sona erer. Hesaplanan element sayısı 28'dir. Nehir için ; iki ana kaynak, üç adet noktasal kirlilik yükü tespit edilmiştir. Bu noktalar arasında nehre bağlanan tek dere Yılanlıdere olduğu için yan kollardan gelen bağlantı sayısı bir olarak alınmıştır. Samsun ilinin katı atıkları Yılanı derenin havzasına dökülmekte ve buradan gelen sızıntı suları ırmağa karışmaktadır. Yılanlıdere hem ana kaynak hem de taşıdığı noktasal yük olarak iki hesaplanan element içinde tanımlanmıştır. Diğer noktasal kaynaklar ise evsel atıksu deşarj mm olduğu nokta ile küçük sanayilerden kaynaklanan endüstriyel atıksu deşarj inin olduğu nokta olarak belirlenmiştir. Aynı zamanda tarımsal çalışmalara bağlı olarak noktasal olmayan yüklerin de olduğu modelde belirtilmiştir. QUAL2E, 15 su kalitesi parametresini modelleyebilme yetisine sahiptir. Su kalitesi değerlerini irdeleyebilmek için nehrin farklı noktalarından su örnekleri arınmıştır. Bu örneklerde 5 günlük biyokimyasal oksijen ihtiyacı ( BOI5), çözünmüş oksijen (Ç.O), nitrat azotu (NO3-N), amonyak azotu (NH3-N), toplam fosfor, orto - fosfat, sıcaklık ve pH parametreleri ölçülmüştür. QUAL2E modelinin herhangi bir nehir ortamına uygulanabilmesi için modelin öncelikle mevcut koşullara göre kalibrasyonu sağlanmalıdır. Bunun için kurak hava şartlarında ( Haziran 2002 ) yapılan ölçümlerin sonucu kullanılmıştır. Nehir boyunca Ç.O. derişimi ölçüm ve kalibrasyonda 8.0 - 8.3 mg / 1 civarında, BOI5 ise ölçüm ve kalibrasyonda 8-16 mg / 1 civarında belirlenmiştir. Noktasal yüklerin olduğu kısımlardaIV parametre değerlerinin diğer noktalara göre yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Nitrat azotu 0.40 - 1.00 mg / 1 arasında, amonyak azotu ise 0.22 - 0.45 mg / 1 arasında düşük değerlerde seyrederken, fosfor değerleri ise ortofosfat için 0.20 - 0.30 mg / 1 arasında, toplam fosfor 0.30 - 1.71 mg / 1 arasında olup yüksek derişimlere sahip olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda model ölçüm ve kalibrasyonlan arasında bağıl hata hesabı yapılmıştır. Kalibrasyon için modelde gerekli olan hidrolik karakteristikler, reaksiyon hız katsayıları ve sabitleri her bölüm için belirlenmiştir. Bu değerlerin bazılarında QUAL2E su kalitesi model programı tarafından verilmiş olan değerler, bazılarında ise Mert Irmağı'nda yapılan ölçüm çalışmaları sonucu bulunan değerler kullanılmıştır. Örneğin modelde kullanılan biyokimyasal oksijen ihtiyacı parçalanma hız sabiti ( ki ) laboratuar şartlarında hesap edilmiştir. Bunun için nehrin farklı noktalarından kompozit örnek alınmış ve 20 günlük biyokimyasal oksijen ihtiyacı ölçülmüştür. Biyokimyasal oksijen ihtiyacı parçalanma hız sabiti (ki) 0.042 gün“1 olarak hesaplanmıştır. Atmosferden oksijen alım hız sabiti (k2) nehrin hız ve derinliğine bağlı olarak literatürde tanımlanan Churchill - arkadaşları ve Owens - arkadaşları tarafından geliştirilen denklemlerden modele hesaplatılmıştır. Kalibrasyon sonucunda bu değer bölümler için 1-24 gün”1 arasında değişmektedir. Model kalibrasyonu sağlandıktan sonra, QUAL2E, Mert Irmağı için mevcut durum ve farklı senaryolar uygulanarak çalıştırılmıştır. Bu senaryolar, nehirde en iyi koşullar sağlandığı zaman karşılaşılabilecek durum ve en kötü koşullarda karşılaşabilecek durum olarak belirlenmiştir. En iyi durum olarak nehre verilen deşarj noktalarında %90'lık bir arıtım uygulaması ve su kalitesi parametrelerinin Çevre Mevzuatı Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği Kıta İçi Su Kaynaklan 1. Sınıf değerlere sahip olduğu kabul edilmiştir. En kötü durum olarak ise su kalitesi parametrelerinin Çevre Mevzuatı Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği Kıta İçi Su Kaynaklan 4. Sınıf değerleri ve noktasal olmayan kirletici yük miktarında yüksek değerler uygulanmıştır. Bu senaryolara göre Mert Irmağı'ndaki kirlilik derişimleri belirlenerek değerlendirilmiştir. Mert ırmağı QUAL2E su kalitesi modeli uygulamasıyla nehirdeki mevcut koşullar hesap edilmiş ve Karadeniz'e daha sonraki yıllarda taşıyacağı kirletici yük miktan farklı senaryo şartlannda değerlendirilmiştir. Böylece bu çalışma, Mert Irmağı ıslahı ve geliştirme çalışmalanna bir yol göstermektedir. Anahtar Sözcükler : Karadeniz, Mert Irmağı, Su Kalitesi Modellemesi, QUAL2E, Model Kalibrasyonu

Özet (Çeviri)

APPLICATION OF QUAL2E WATER QUALITY MODEL MERT STREAM TO SAMSUN ABSTRACT In this thesis study, the application of enhanced stream water quality model (QUAL2E) was aimed that it was developed to determine existing pollution load of Mert river of Samsun which is discharged to the Black Sea as for its water quality and also determine the pollutiun changes that may occur in the future In order to apply the QUAL2E water quality model to any stream, the first step in modeling a system is to be subdivide the stream system into reaches, which are stretches of stream that have uniform hydraulic characteristics. Each reach is then divided into computational elements of equal length. The computational elements in the model are generally headwater element, standart element, element just upstream from a junction, junction element, last element in system, input element and withdrawal element. In order to apply QUAL2E model to Mert river from which the 2.5 km length of the river was divided into 6 reaches. It was started at dike from above Mert river and ended till the bridge of Samsun- Çarşamba highway from sea side. The computational element is 28. There were two headwater element and three point loads in Mert River. Junction element number is one because of that the Yılanlı stream is the only stream discharged to Mert River between the start and end point. Because the solid wastes from Samsun City is dumped to this stream basin and the leachate from dumping site mixed to Mert stream. Yılanlı stream was defined as both headwater element and point load element in computational elements. Point loads in Mert river were municipal wastewater and industrial wastewater which are come from small industrial activities. It was determined that there were also nonpoint loads related to agricultural runoff on the model. QUAL2E can simulate up to 15 water quality constituents. In order to determine water quality parameters, the water samples were collected from different points on Mert river. Measured parameters were 5 day biochemical oxygen demand (BOD5), dissolved oxygen (D.O.), nitrate nitrogen (NO3-N), ammonia nitrogen (NH3-N), total -P, ortho- P, temperature and pH. In order to run the QUAL2E water quality model for Mert Stream first of all calibration of the model is required. It was used resulting measured of water quality parameters in dry season condition (June 2002 ). Along the river, D.O. was determined about 8.0-8.3 mg / 1 through measurement and calibration ; BOI5 was determined as about 8-16 mg / 1 through measurement calibration. ItVI was observed that the parameter values were higher in parts with point loads than other points. Nitrate nitrogen was determined 0.40- 1.00 mg / 1, ammonia nitrogen had low values between 0.22-0.45 mg / 1. Phosphour was determined to have high concentrations, between 0.30 -1.71 mg/ 1. Relative error calculation was also made between model calibration and measurements. Hydraulic characteristics, reaction rate coefficients and constants in model which were necessary for calibration were determined for every reach. In some of these values, the default values given by QUAL2E water quality model program were used, in the others values calculated from the studies in Mert river were used. For instance, the biochemical oxygen demand decay rate (ki) used in the model was measured under laboratory conditions. To do this, one composite sample was collected from different points of the river and the 20 - day biochemical oxygen demand was measured. Biochemical oxygen demand decay rate was calculated as 0.042 day"1. Reaeration rate constant ( k2 ) was calculated from the equations developed by Churchill et al and Owens et al and defined according to the velocity and depth of the river. As a result of the calibration, this value changes 1-24 day _1 for the reaches. After the calibration, the model was run by applying the existing condition and different scenarios. These scenarios were defined as the ones which can occur when the best condition are given and as the ones which can occur when the worst conditions take place. The best conditions were thought as appliying a % 90 treatment at the discharge points given to the river and as the water quality parameter's having Enviroment Law Water Pollution Control Legistation Land- Based Water Quality Classification 1 class value, scenario. The worst condition were the water quality parameter's having Enviroment Law Water Pollution Control Legistation Land- Based Water Quality Classification class 4 values and appliying high values in the non-point load amount. According to the scenarios pollution concentrations in Mert river were evaluated by determining.. The existing condition in the river determined by Mert river QUAL2E water quality model and the pollution load amount that it will bring to the Black Sea in the following years was evaluated under different scenario conditions. Thus, this study leaded for the further works of remedation and improvement of Mert river. Keywords : Black Sea, Mert River, Water Quality Modeling, QUAL2E, Model Calibration

Benzer Tezler

  1. Tez No

    449284

    Samsun Mert ırmağı alg florası üzerine araştırmalar

    Investigations on the algal floraof samsun Mert stream

    SERDAR BEKTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    BiyolojiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARİF GÖNÜLOL

  2. Tez No

    96860

    Mert ırmağı (Samsun) balıklarının taksonomik ve faunistik yönden araştırılması

    The investigation in point of taxonomic and faunatic of the river Mert (Samsun) fishes

    SELMA HELLİ UĞURLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    BiyolojiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. NAZMİ POLAT

  3. Tez No

    791813

    Mert ırmağı (Samsun)'nda yaşayan bazı balıkların sindirim sisteminde mikroplastik tespiti

    Microplastic detection of in the digestive system of some fishes inhabiting mert river (Samsun)

    ESRA ÇİNİ BARUTÇU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    BiyolojiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NAZMİ POLAT

  4. Tez No

    78522

    Samsun-Mert ırmağı su ve sediman kalite belirleme çalışmaları

    Determination studies of water and sediment quality of Mert stream in Samsun determination studies of water and sediment quality of mert stream in Samsun

    BANU ŞENEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Çevre MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. GÜLFEM BAKAN

  5. Tez No

    654578

    Samsun Mert havzasında bir ve iki boyutlu modeller ile taşkın alanlarının belirlenmesi

    Determination of flood areas in Samsun Mert basin with one and two dimensional models

    VAHDETTİN DEMİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    İnşaat MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI ÜLKE KESKİN

Geri Dön