A holistic framework for evaluating the sustainability of the water-energy-food-ecosystem nexus under multiple socioeconomic and climate change conditions
Su-enerji-gıda-ekosistem bağının sürdürülebilirliğinin çoklu sosyoekonomik ve iklim değişikliği koşullarında değerlendirilmesine yönelik bütünsel bir çerçeve
- Tez No: 810726
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EMRE ALP
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 371
Özet
Su kıtlığı, enerji talebi, düşen mahsul verimleri ve çevresel hasar, 21. yüzyılın birbirine bağlı zorluklarıdır. Bu çalışma, Türkiye'deki Sakarya Havzası'na odaklanarak, bu sorunları Su-Enerji- Gıda (SEG) Bağı çerçevesinde ele almaktadır. Amaç, değişen iklimsel ve sosyoekonomik koşullar altında Su-Enerji-Gıda-Ekosistem (SEGE) Bağı'nı değerlendirmek için bir metodoloji geliştirmek ve bu değerlendirmeyi sıklıkla göz ardı edilen ekosistem bileşenini de dahil ederek yapmaktır. Önerilen metodoloji, iklim projeksiyonları ve sosyoekonomik senaryoları içermektedir. Ölçeği dinamik olarak küçültülen iklim projeksiyonları, su-enerji sistemleri modeline (WEAP-LEAP) entegre edilmiştir. Geleceğe yönelik iklim projeksiyonları, WRF modeli kullanılarak 18 km çözünürlüğe ölçeklendirilmiştir. Sosyoekonomik değişimler, Paylaşılan Sosyoekonomik Yollar (SSP) senaryoları (SSP1, SSP2 ve SSP5) uygulanarak ele alınmıştır. Ekosistem bileşeni, Hidrolojik Değişiklik Göstergeleri (HDG) ve Değişkenlik Aralığı Yaklaşımı (DAY) metodolojisinden esinlenerek değerlendirilmiştir. SEGE Bağı sektörleri üzerindeki etkileri değerlendirmek için üç senaryo (RCP4.5_SSP1, RCP4.5_SSP2, RCP8.5_SSP5) geliştirilmiştir. Sakarya Havzası'nın yedi alt havzası için genel SEGE Bağı İndeksi değerleri ve bileşenlerin puanları hesaplanmıştır. Sonuçlar, senaryo fark etmeksizin neredeyse tüm alt havzalarda tarımsal sulama konusunda zorluklar yaşanacağını göstermektedir. Ayrıca, SEGE Bağı içinde ekosistem ve gıda bileşenleri arasındaki ödünleşim dikkate değerdir. Enerji bileşeni ise Paris Anlaşması ve yenilenebilir enerji kullanımı gibi hedeflere ulaşmada sürekli olarak eksik kalmaktadır. Hidroelektrik potansiyelinin sınırlı kullanımı bu sorunu daha da kötüleştirmektedir. Tarımsal alt havzalarda sürdürülebilir tarımsal stratejilere odaklanılması ve bunların etkinliğinin daha küçük ölçekli çalışmalarla daha ayrıntılı olarak incelenmesi gibi, alt havza özelliklerine dayalı olarak yönetim alternatiflerinin önceliklendirilmesi oldukça önemlidir. Geliştirilen SEGE Bağı İndeksi, politika oluşturma ve kamu ile iletişimde değerli bir araç olarak hizmet edebilir ve SEGE Bağı'nın sürdürülebilirliği ve güvenliği konusundaki anlayışı artırabilir.
Özet (Çeviri)
Water scarcity, energy demand, declining crop yields, and environmental damage present interconnected challenges in the 21st century. This study addresses these issues through the Water-Energy-Food (WEF) nexus framework, focusing on the Sakarya Basin in Türkiye. The objective is to develop a methodology for evaluating the Water-Energy-Food-Ecosystem (WEFE) nexus under evolving climatic and socioeconomic conditions, while emphasizing the often-ignored ecosystem component. The proposed methodology incorporates cutting-edge climate projections and socioeconomic scenarios, employing dynamical downscaling and integrating them into a coupled water-energy systems model (WEAP-LEAP). The future climate projections were downscaled to 18 km resolution using the WRF model. Socioeconomic changes were captured through the application of the Shared Socioeconomic Pathways (SSPs) scenarios (SSP1, SSP2, and SSP5). The ecosystem component was assessed using a methodology inspired by the Index of Hydrologic Alteration (IHA) and Range of Variability Approach (RVA). Three scenarios (RCP4.5_SSP1, RCP4.5_SSP2, RCP8.5_SSP5) were developed to evaluate the impacts on WEFE nexus sectors. The overall WEFE Nexus Index values and pillar scores were calculated for the seven subbasins of the Sakarya Basin. The results indicate challenges in agricultural irrigation across almost all subbasins, regardless of the scenario. The tradeoff between the ecosystem and food pillars within the WEFE Nexus is noteworthy, while the energy pillar consistently falls short of targets such as the Paris Agreement and renewable energy utilization. Limited utilization of hydropower potential exacerbates this issue. Prioritization based on subbasin characteristics is crucial, e.g., with a focus on sustainable agricultural strategies in agricultural subbasins, which can be further examined through smaller-scale studies. The developed WEFE Nexus Index can serve as a valuable tool for policy-making and public communication, enhancing understanding of the sustainability and security of the WEFE Nexus.
Benzer Tezler
- Mimarlıkta döngüsel tasarım yaklaşımı: Karar verme mekanizmaları için kavramsal bir çerçeve
Advancing circular design in architecture: A framework for decision-making mechanisms
AYŞE CEYLİN CEYDA HÜNDAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERYEM BİRGÜL ÇOLAKOĞLU
- Determination of the mechanical and dynamic properties of recycled concrete aggregate for pavement design
Yol üstyapısı tasarımı için geri dönüştürülmüş beton agregalarının mekanik ve dinamik özelliklerin belirlenmesi
MERVE AKBAŞ
Doktora
İngilizce
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP İYİSAN
- Sustainable park model: A qualitative approach in sustainability assessment of parks
Sürdürülebilir park modeli: Parkların sürdürülebilirliklerinin değerlendirmesi için niteliksel bir yaklaşım
MELODY SAFARKHANI
Doktora
İngilizce
2023
Peyzaj Mimarlığıİstanbul Teknik ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ALİ ÖRNEK
- Mekânsal planlama ve sürdürülebilirlik perspektifinde Tekirdağ ili
Tekirdağ province in the spatial planning and sustainability perspective
ZAFER KURTAR
- Çevre etiği çerçevesinde biyopolitikaların oluşturulmasında katılımcılık
The importance of public participation in the process of policy making within the framework of environmental biopolitics
ARZU İRGE ÖZYOL
Doktora
Türkçe
2013
Siyasal BilimlerAnkara ÜniversitesiSosyal Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN ÇOBANOĞLU