A Three dimensional water quality macrophyte interaction model for shallow lakes
Sığ göller için üç boyutlu su kalitesi makrofit etkileşim modeli
- Tez No: 76106
- Danışmanlar: PROF. DR. SELÇUK SOYUPAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 362
Özet
Sığ göllerde makrofitin çözünmüş oksijen, organik azot, amonyak azotu, nitrat azotu, organik fosfor, ortofosfat fosforu, biyokimyasal oksijen ihtiyacı, fitoplankton gibi diğer su kalite parametreleri ve dip sedimanı ile olan etkileşimlerinin benzetimini gerçekleştirebilen üç boyutlu dinamik bir su kalite modeli geliştirilmiştir. Su seviyeleri, hızları ve akım değerlerinin benzetimi amacı ile iki boyutlu mevcut bir hidrodinamik model su kalite modeli ile beraberce kullanılmıştır. Su kalite modeli değişkenleri arasındaki tüm etkileşimler literatürde var olan bağıntılar kullanılarak yeniden yazılmıştır. Literatürde yer alan iki boyutlu hidrodinamik modellerde makrofıt ve etkileşimlerinin benzetimi yatay düzlemde (yanal ve uzunlamasına) gerçekleştirilirken, derinlik boyutu ihmal edilmiştir. Ancak geliştirilen modelde, model değişkenlerinin benzetimi derinlik boyutunu da dikkate alarak üç boyutlu olarak yapılmaktadır. Bu sebepten dolayı, makrofit ve diğer sukalite değişkenleri ile olan etkileşimleri için gerekli tüm kinetik eşitlikler derinlik boyutu da dikkate alınarak üç boyutlu olarak geliştirilmiştir. Ayrıca, fotosentez işlemi saatlik olarak tanımlanmış ve model değişkenlerinin saatlik tahminleri elde edilerek, modele dinamik bir yapı kazandırılmıştır. Geliştirilen su kalite modeli ile makrofit ve çözünmüş oksijen değişkenlerinin üç boyutlu olarak modellenmesi, kullanılan eşitlikleri ile beraber yeni bir çalışmadır. Bunlara ek olarak, geliştirilen su kalite modeli, makrofitin hakim olduğu sığ göllerdeki ötrofikasyon problemlerinin çözümüne katkıda bulunmak üzere yönetim amaçlı olarak kullanılabilecektir. Modelin uygulanması için gerekli donelerin elde edilmesi amacı ile, Türkiye- Ankara'daki Mogan Gölü'nde bir ölçüm ve örnekleme programı gerçekleştirilmiştir. Mogan Gölü'nden elde edilen veriler kullanılarak, yeni geliştirilen model için kalibrasyon, verifikasyon ve tahmin işlemleri tamamlanmıştır. İstatistiksel hata hesaplama metodları kullanılarak arazi ölçümleri ile su kalite modeli sonuçları arasındaki benzerlik oranları bulunmuştur. Ayrıca, model girdi parametrelerinin model sonuçları üzerindeki etkilerini belirlemek amacı ile, makrofit ve çözünmüş oksijen değişkenleri için belirsizlik analizi uygulanmıştır. Son olarak, ötrofikasyon probleminin arzu edilmeyen etkilerinin azaltılması amacı ile makrofit büyümesinin kontrolünü amaçlayan değişik senaryolar, ile su kalitesindeki iyileşmelerin test edilebilmesi amacı ile geliştirilen model incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
A dynamic three dimensional water quality model is developed which is capable of simulating macrophytes and its interactions with other water quality constituents such as dissolved oxygen, organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrate nitrogen, organic phosphorus, orthophosphate phosphorus, biochemical oxygen demand, phytoplankton and the sediment layer in shallow lakes. An existing two dimensional hydrodynamic model has been utilized in conjunction with the water quality model to simulate water levels, velocities and flow rates. All the interactions of the water quality constituents have been rewritten in new forms using the well-known relationships from the literature. While the existing two dimensional macrophyte models simulate macrophyte and its interactions horizontally (laterally and longitudinally) neglecting the vertical direction, the proposed model simulates the constituents in three dimensions including the vertical dimension. Therefore, all the kinetic formulations for macrophyte and itsinteractions with the other water quality constituents have been modified for three dimensions considering the vertical direction. Additionally, photosynthesis process has been described on hourly basis and the hourly predictions of model constituents were obtained which gives a dynamic structure to the model. This water quality model is a new attempt for modelling macrophyte and dissolved oxygen in its three dimensional form and with its formulations. Moreover, the developed model can be used for management purposes which can be evaluated as a contribution to the solution of eutrophication problems encountered in macrophyte dominated shallow lakes. In order to collect the required data for model application, a measurement and sampling program has been implemented at Mogan Lake, Ankara, Turkey. The newly developed water quality simulation model has been exposed to calibration, verification and prediction processes using the data collected at Mogan Lake. Statistical error quantification methods have been utilized to test the goodness of fit between the water quality model predictions and field measurements. Moreover, uncertainty analysis has been carried out for macrophyte and dissolved oxygen constituents in order to evaluate the importance of model input parameters on model predictions. Finally, the developed water quality simulation model has been examined as a management tool to test the improvement of water quality under different scenarios for macrophyte growth control to reduce the undesired consequences of eutrophication problem.
Benzer Tezler
- A Dissolved oxygen model for reservoirs and lakes with higly varying imputs and outputs
Girdi ve çıktıları büyük ölçüde değişkenlik gösteren göl ve rezervuarlar için bir çözünmüş oksijen modeli
LABEEB MUKHALLALATI
Doktora
İngilizce
1994
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK SOYUPAK
- Modeling of hydrodynamics and sedimentation in a stratified reservoir: Tahtali reservoir, Izmir
Tabakalaşmanın oluştuğu baraj göllerinde hidrodinamiğin ve katı madde birikiminin modellenmesi: Tahtalı baraj gölü, İzmir
ANIL ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
İnşaat Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsüİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞEBNEM ELÇİ
- Eymir-Mogan gölleri arasında yeraltı suyu akım ve kütle taşınım modeli
Groundwater flow and solute transport model between Eymir and Mogan lakes (Ankara)
ERKAN DİŞLİ
Doktora
Türkçe
2007
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeoloji (Hidrejeoloji) Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. LEVENT TEZCAN
- Boşluklu dalgakıranların liman içi sirkülasyona etkisinin deneysel yöntemlerle araştırılması
Researching the effect of porous breakwaters on harbour circulation with experimental methods
SALİH ERKAN KAÇMAZ
Doktora
Türkçe
2013
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT KABDAŞLI
- İzmit havzasının hidrojeoloji incelemesi ve yeraltısuyu akım modellemesi
An examination of the hydrogeology of the İzmit basin, and modelling of the groundwater flow
MERAL ERDOĞAN TOPÇUOĞLU
Doktora
Türkçe
2022
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİ KARAGÜZEL