İklim değişikliği ile mücadelede önemli bir role sahip yeraltı barajlarında yenilikçi yaklaşım önerileri
Innovative approach suggestions for underground dams having an important combating climate change
- Tez No: 991590
- Danışmanlar: PROF. DR. TÜLAY EKEMEN KESKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yapay beslemeli yeraltı barajları, İklim değişikliği, Su verimliliği, Endüstriyel kirleticiler, Su arıtma, Artificially fed underground reservoirs, Climate change, Water efficiency, Industrial pollutants, Water treatment
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dünya çapında birçok ülkede olduğu gibi Türkiye'de de iklim değişikliği nedeniyle taşkın, kurak, temiz su kaynaklarına erişim ve su kirliliği gibi sorunlar hızlıca artmaktadır. Bu sorunların çözümünde; yenilikçi mühendislik tasarımları, su verimi, su kalitesinin korunması, suların arıtılması, tahmin çalışmaları ve yeni su politikalarının geliştirilmesi konuları oldukça önem arz etmektedir. Son yıllarda küresel iklim değişikliği ve kuraklık ile mücadelenin bir parçası olarak kabul edilen yeraltı barajları tasarımları ve inşaası önem kazanmıştır. Bu tez kapsamında endüstriyel bir tesisten alınan atık suların ön arıtılması amacıyla alt yeraltı sistemlerinin kirletici parametrelerden etkilenmemesi açısından taban ve yan duvarların geçirimsizliğinin çok iyi sağlanması ve gerekli diğer mühendislik önlemlerinin alınması koşuluyla yapay beslemeli tipte bir yeraltı barajı modeline doğal su arıtma yöntemlerinin de ilavesiyle yenilikçi yaklaşımlar getirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaç için laboratuvar ortamında yapay beslemeli küçük ölçekli yeraltı barajı modeli oluşturulmuştur. Bu kapsamda bir endüstriyel tesisin önemli bir kirlilik parametrelerinden olabilen askıda katı madde, yağ-gres, fenol-fenol bileşikleri, Ca, Mg, Na, K, CO3, HCO3, Cl, SO4 gibi major iyonlar, Fe, Mn, Pb, Zn, Al, As, Cu, B, Hg, Cd, Cr gibi iz elementlerin arıtılması süreçlerinde, kum gibi yaygın olarak kullanılan doğal arıtma malzemelerinin yanında su arıtma malzemesi olarak performansı çok fazla bilinmeyen diyatomit de kullanılmıştır. Arıtma performansını artırabilmek amacıyla filtre katmanları arasına aktif karbon da eklenmiş ve ayrıca fitoremediasyon işlemlerinden de yararlanılmıştır. Laboratuvar çalışması gerçekleştirilen süreler içerisinde elde edilen bulgular özellikle askıda katı madde (TSS) başta olmak üzere Fe, Mn, Pb, Hg, Cu, CO₃ ve HCO₃ gibi parametrelerde diyatomit ve aktif karbonun birlikte kullanıldığı sistemlerde önemli oranda ön arıtma verimi sağlandığını; su sümbülü ile fitoremediasyonun ise diğer parametrelerin yanında özellikle As, Cu, Mn, B gibi bazı iz elementlerde de dikkate değer iyileşme oluşturduğunu göstermiştir. Çalışma kapsamında ele alınan üretim prosesine giren ham suyun, proseslerden çıkan atık sularının ve laboratuvar ortamında arıtılan suların fasiyeslerini ve birbirleriyle ilişkilerini saptamak amacıyla Piper ve Schoeller diyagramları kullanılmıştır. Bu diyagramlar ham suyu temsil eden Soğanlı Çayı'nın, beslenme alanında yer alan kireçtaşı ve dolomitik kayaçlarından ve ayrıca cüruf atıklarının yıkanmasından kaynaklı olarak Mg–Ca–Na–HCO₃ tipi karışık fasiyeste olduğunu göstermektedir. Ayrıca proses çıkış atık sularında ise Soğanlı Çayı'na oranla üretim proseslerinde kullanılan kimyasallardan kaynaklandığı düşünülen SO₄, Cl ve Na zenginleşmesi belirgin bir şekilde kendini göstermektedir. Sulama suyu sınıflandırmasına göre ise suların çoğunun C3–S1 sınıfında yer aldığı belirlenmiş olup arıtılmış suların kontrollü koşullar altında sulama suyu ve belirli endüstriyel uygulamalarda farklı süreçlerde yeniden kullanım potansiyeline sahip olduğu saptanmıştır. Böylece genel olarak, doğal malzemelerle desteklenmiş ve su verimliliği açısından oldukça önem arz eden bu hibrit depolama ve arıtma yaklaşımının endüstriyel atık suların ön arıtımı ve geri kazanımı için uygulanabilir bir alternatif sunduğu ortaya konulmuştur. Bu sistemin ayrıca kontrollü koşullar altında farklı tasarım versiyonları uygulayarak, taşkın sularının, evsel gri suların, tarımsal kirlenmiş vb. suların arıtılmasında da başarılı olabileceği düşünülmekte ve çalışmadan elde edilen sonuçlar iklim değişikliği ile mücadele, su verimliliği ve yönetiminde sürdürülebilir çözümler üretmek konularında yenilikçi yaklaşımlar sunarak literatüre katkı sağlamaya hizmet edebileceği değerlendirilmektedir.
Özet (Çeviri)
As in many countries around the world, problems such as flooding, drought, access to clean water sources and water pollution are rapidly increasing in Turkey due to climate change. Innovative engineering designs, water efficiency, water quality conservation, water purification, forecasting studies and the development of new water policies are crucial in solving these problems. In recent years, the design and construction of underground reservoirs have gained importance as part of the fight against global climate change and drought. Within the scope of this thesis, it is aimed to introduce innovative approaches by integrating natural water treatment methods into an artificially recharged underground dam model, provided that the impermeability of the base and side walls is ensured at a high level and that all necessary engineering measures are implemented to prevent the underlying subsurface systems from being adversely affected by pollutant parameters during the pre-treatment of wastewater collected from an industrial facility. For this purpose, a small-scale artificial recharge underground reservoir model was created in a laboratory environment. Within this scope, major ions such as suspended solids, oil and grease, phenol and phenol compounds, Ca, Mg, Na, K, CO3, HCO3, Cl, and SO4, which can be significant pollution parameters in an industrial facility, Fe, Mn, Pb, Zn, Al, As, Cu, B, Hg, Cd, Cr, which can be significant pollution parameters in an industrial facility, were studied. In addition to commonly used natural filtration materials such as sand, diatomite, whose performance as a water filtration material is not well known, was also used. To enhance purification performance, activated carbon has been added between the filter layers, and phytoremediation processes have also been utilised. Findings obtained during the laboratory study period indicate that significant pretreatment efficiency was achieved in systems using diatomite and activated carbon together, particularly for parameters such as suspended solids (TSS), Fe, Mn, Pb, Hg, Cu, CO₃ and HCO₃. while phytoremediation with water hyacinth showed noteworthy improvement in certain trace elements such as As, Cu, Mn, and B, in addition to other parameters. Piper and Schoeller diagrams were used to determine the facies and interrelationships of the raw water entering the production process, the wastewater discharged from the processes, and the water treated in the laboratory environment. These diagrams show that the raw water, represented by the Soğanlı Stream, is of a mixed Mg–Ca–Na–HCO₃ type facies, originating from the limestone and dolomitic rocks in the catchment area and also from the washing of slag waste. Furthermore, in the process effluent, enrichment of SO₄, Cl and Na, thought to originate from the chemicals used in the production processes, is clearly evident compared to the Soğanlı Creek. According to irrigation water classification, it has been determined that most waters fall under the C3–S1 class, and it has been established that treated waters have the potential for reuse in irrigation water and various processes in specific industrial applications under controlled conditions. Thus, in general, it has been demonstrated that this hybrid storage and treatment approach, supported by natural materials and highly significant in terms of water efficiency, offers a viable alternative for the pre- treatment and recovery of industrial wastewater. It is anticipated that this system can also achieve effective treatment of floodwaters, domestic greywater, and agriculturally contaminated waters by implementing different design configurations under controlled conditions. The results obtained from this study are expected to contribute to the literature by offering innovative approaches to climate change mitigation, water efficiency, and sustainable water management.
Benzer Tezler
- Sulak alanların uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri ile irdelenmesi: Akgöl örneği
Analysis of wetlands using remote sensing and geographic information systems: Akgol sample
ADALET DERVİŞOĞLU
Doktora
Türkçe
2018
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEBİYE MUSAOĞLU
- CO2 capture and storage in geologic studies in terms of energy, economic, and environmental effects
Enerji, ekonomi ve çevresel etkiler açısından jeolojik çalışmalarda CO2 yakalama ve depolama
MOHAMMADREZA JABBARI SAHEBARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN OKAY
- Assessing the impacts of urban land use/land cover change on soil ecosystem services
Kentsel arazi kullanımı/arazi örtüsü değişiminin toprak ekosistem servisleri üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi
MELTEM DELİBAŞ
Doktora
İngilizce
2023
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AZİME TEZER
- Hydrodynamic response analysis of a semi-submersible platform using a hybrid rans-bem approach
Bir yarı batık platformun hidrodinamik tepkilerinin hibrit rans-bem yaklaşımı ile incelenmesi
ENVER KÜRŞAT GÜNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAD DELEN
- Girişimcilik temelinde alternatif bir finansman modeli olan kitle fonlaması ve Türkiye'deki yatırımcılarına yönelik bir araştırma
Crowdfunding as an alternative financial model based on entrepreneurship and an investigation for investors in Turkey
FARUK ŞAHAP