Geri Dön

Numerical modelling of microplastics transport in Mersin bay

Mersin körfezinde mikroplastik taşınımının sayısal modellemesi

  1. Tez No: 820154
  2. Yazar: EGEMEN ANDER BALAS
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AHMET CEVDET YALÇINER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kıyı ve Liman Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 210

Özet

Bu çalışmada, mikroplastiklerin kıyısal sularda taşınımının incelenmesi hedeflenmiş ve kapsamlı sayısal modelleme yaklaşımları kullanılmıştır. Türkiye'nin doğu Akdeniz kıyısında yer alan Mersin Körfezi'nde, düzensiz batimetrisi, topografyası, değişken rüzgar, dalga ve kıyı akıntıları ile karakterize edilen yaklaşık 900 km2 kaplayan bir kıyısal alan, çalışma alanı olarak seçilmiştir. HYDROTAM-3D kıyısal alan sayısal modeli ve veri tabanı kullanılarak, çalışma alanındaki rüzgar, dalga ve akıntı iklimi çalışılmıştır. Rüzgar, dalga, nehir akışı ve yoğunluk değişikliklerinin neden olduğu türbülanslı kıyısal akıntıları başarıyla benzeştiren ECOMSED sayısal modeli kullanılarak kıyı hidrodinamiği detaylı olarak incelenmiştir. Mikroplastik taşınımının modellenmesinde hidrodinamiğin detaylı olarak anlaşılması büyük önem taşımaktadır. Müftü ve Deliçay nehirleri ile körfez suyuna dökülmesi olası olabilecek mikroplastiklerin, kıyısal taşınma süreçleri ECOMSED kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Modelleme çalışmalarında kullanılan mikroplastik türleri ve olası yükleme hızları, literatürde bulunan Mersin Körfez'inde yürütülmüş ölçümsel çalışmalardan seçilmiştir. Rüzgar hızı ve yönü, kıyısal akıntılar, deniz ve nehir suyunun tuzluluk ve sıcaklık değişimleri, nehir debisi, mikroplastik yoğunluğu ve yükleme tipinin taşınma süreçlerine etkilerini anlamak için çeşitli senaryolar modellenmiştir. Modelleme çalışmalarında, ECOMSED modelinin iki farklı taşınım alt modülü olan, hem adveksiyon-difüzyon hem de parçacık izleme yöntemleri kullanılmıştır. Bu senaryolar, nehirlerden sürekli mikroplastik akışının, çalışma alanının özellikle batı kıyı sularında mikroplastik birikimine yol açabileceğini göstermiştir. Genel olarak, bu çalışma, kıyı bölgelerinde mikroplastik hareketlerinin incelenmesi ve birikim bölgelerinin anlaşılması için, kapsamlı bir hidrodinamik ve taşınım sayısal modellemesi yürütülmesinin gerekliliğini ve önemini göstermiştir. Bu çalışma, sayısal modellemeyle mikroplastiklerin Mersin Körfezi'ndeki hareketlerinin anlaşılmasında öncü nitelikte olup, kıyı bölgelerindeki mikroplastik kirliliğini azaltmayı amaçlayan yönetim ve politika kararları için önemli bir kaynak ve farkındalık sağlamaktadır.

Özet (Çeviri)

This study aimed to investigate the transport of microplastics in coastal waters and comprehensive numerical modeling approaches were used. A coastal area of approximately 900 km2 in the Bay of Mersin on the eastern Mediterranean coast of Türkiye was chosen as the study area, characterized by its irregular bathymetry, topography, variable winds, waves, and coastal currents. The HYDROTAM-3D numerical coastal model and database were used to investigate the study area's wind, wave, and current climate. Coastal hydrodynamics were studied in detail using the numerical model ECOMSED, which successfully simulates turbulent coastal currents caused by wind, waves, river flow, and density changes. A detailed analysis of hydrodynamics is of great importance for modeling microplastic transport. The coastal transport processes of microplastics that may enter the waters of Mersin Bay via the Müftü and Deliçay rivers were numerically investigated using ECOMSED. The microplastic species and potential loading rates used in the modeling studies were selected from the measurement studies conducted in Mersin Bay in the literature. Different scenarios were modeled to understand the effects of wind speed and direction, coastal currents, salinity and temperature changes of sea and river water, river flow rate, microplastic density, and loading type on transport processes. The modeling studies used both the advection-diffusion and particle-tracking methods, which are two different transport submodules of the ECOMSED model. These scenarios showed that the continuous flow of microplastics from rivers can lead to microplastic accumulation, especially in the western coastal waters of the study area. Overall, this study demonstrated that it is necessary and essential to conduct comprehensive numerical modeling of hydrodynamics and transport to study the movement of microplastics in coastal areas and to understand the abundance zones. This study pioneers the understanding of microplastic movements in Mersin Bay through numerical modeling and provides an essential resource and awareness for management and policy decisions to reduce microplastic pollution in coastal areas.

Benzer Tezler

  1. Microplastics and nanoplastics transport in saturated porous media: Experimental and modeling approaches

    Mı̇kroplastı̇k ve nanoplastı̇klerı̇n doymuş gözeneklı̇ ortamda taşınması: Deneysel ve modelleme yaklaşımları

    HANDE MAHİDE OKUTAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Jeoloji MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BEDRİ KURTULUŞ

    DOÇ. DR. PHILIPPE LE COUSTUMER

  2. Yarıiletken aletlerin nümerik modellemesi

    Numerical modelling of semiconductor devices

    M. İZZETTİN YILMAZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. METİN ÖZDEMİR

  3. Numerical modelling of ground motions in Eskişehir basin

    Eskişehir havzasında yer hareketinin nümerik modellenmesi

    LÜTFÜ İHSAN AKPUNAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Deprem MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜLÜM TANIRCAN

  4. Numerical modelling of mitigation of liquefaction – induced uplifts in tunnels

    Tünellerde sıvılaşma kaynaklı yükselmelerin azaltılmasının sayısal modellemesi

    AHMED J S SULAIMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    İnşaat MühendisliğiAltınbaş Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MOHSEN SEYEDİ

  5. Fotovoltaik hücrelerin ağsız radyal baz fonksiyonu kollokasyonu yöntemi ile sayısal modellemesi

    Numerical modelling of photovoltaic cells with the meshless radial basis function collocation method

    MURAT İSPİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    EnerjiBursa Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ TAYFUN TANBAY