dc.contributor.advisor | Şengül, Hatice | |
dc.contributor.author | Kıymaz, Gizem | |
dc.date.accessioned | 2018-12-26T10:32:55Z | |
dc.date.issued | 2018 | |
dc.date.submitted | 2018 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/5511 | |
dc.description.abstract | The aim of this study is to (1) investigate the quality of river waters in the Aşağı Gediz sub basin, which is an important subbasin of the Gediz basin, for current and future improvements scenarios applied situation with a model, and (2) to investigate the effects of improvements in chemical and physicochemical parameters of watershed quality on the macroinvertebrate ecological quality ratios.
For this purpose, a water quality model based on Biological Oxygen Demand (BOD5), Dissolved Oxygen (DO), Organic Nitrogen, Ammonium Nitrogen (NH4-N) and Nitrate and Nitrite Nitrogen (NO3-N & NO2-N) parameters was established. The modeling study was carried out with QUAL2K water quality model published in 2004 by the United States Environmental Protection Agency (USEPA).
The relationship between the macroinvertebrate biological quality component, which is an important component for the rivers, and Biological Oxygen Demand (BOD5), Dissolved Oxygen (DO), Ammonium Nitrogen (NH4-N) and Nitrate Nitrite Nitrogen (NO3-N & NO2-N), temperature and conductivity parameters were determined by correlation analyses.
v
Mathematical equations for calculation of Ecological Quality Ratio (EQR) were determined with regression analyses. Three Ecological Quality Ratios available for the study site were included in the scope of the study that include BMWP, Shannon Wiener and National Index. The results of the analysis showed that the structural equation created with National Index EQR gives a higher R2.
By developing scenario models, the improvements in chemical and physicochemical parameters in each scenario and the effect of these improvements on the ecological quality ratios of macroinvertebrate were determined.
Within the scope of this study, 7 different scenario situation models have been established and water quality improvements were at the highest level in the case of Scenario 7. Scenario 7 included assumptions of establishment of domestic wastewater treatment plants are established, higher efficiency industrial wastewater treatment plants are operated with and 50% reduction in diffuse pollution load.
Based on annual average values, for DO parameter 40.91% III. Class water quality decreases to a ratio of 31.82% in the case of Scenario 7. While I. Class water quality does not exist for the current situation on the basis of the BOD parameter, I. Class water quality may be achieved with the Scenario models. On the basis of TN parameter, II. Class water quality ratio may increase from 7.73% to 70.45% with Scenario 7.
When the other scenario situations are examined, it is seen that the closest improvements to Scenario 7 may be achieved with Scenarios 5 and 1. The common assumption of these scenarios is the establishment of domestic wastewater treatment plants. Therefore, it was concluded that the most important pollutant problem in the basin is domestic direct discharges.
In the cases of Scenario 5, Scenario 6 and Scenario 7, macroinvertebrate EQRs have been estimated and despite the increase in physicochemical parameters, the ecological quality still showed a poor ecological status for the macroinvertebrate component.
In this study, to what degree the variance in macroinvertebrates EQRs which is an important biological quality component may be explained by physicochemical parameters were investigated. | tr_TR |
dc.description.tableofcontents | ÖZET …………………………………………………………………………………………………………..i
ABSTRACT ...................................................................................................................................................... iv
TEŞEKKÜR .................................................................................................................................................... vii
İÇİNDEKİLER .............................................................................................................................................. viii
ÇİZELGELER.................................................................................................................................................... x
ŞEKİLLER ..................................................................................................................................................... xiii
KISALTMALAR ............................................................................................................................................ xvi
1. GİRİŞ ...................................................................................................................................................... 1
1.1 TEZİN AMACI ............................................................................................................................................ 2
1.2 TEZİN KAPSAMI VE YAPISI ................................................................................................................... 2
2. GENEL BİLGİLER ................................................................................................................................ 4
2.1 AVRUPA BİRLİĞİ SU ÇERÇEVE DİREKTİFİ ........................................................................................ 4
2.2 ULUSAL MEVZUAT .................................................................................................................................. 5
2.3 SU KALİTESİ MODELLEMESİ ................................................................................................................ 7
2.3.1 SU KALİTESİ MODELİNİN TARİHSEL GELİŞİMİ ............................................................................. 7
2.3.2 SU KALİTESİ MODELLERİNİN GENEL SINIFLAMASI .................................................................... 8
2.3.3 SU KALİTESİ MODELLEME ADIMLARI .......................................................................................... 10
2.4 BİYOLOJİK KALİTE BİLEŞENİ OLARAK BENTİK MAKROOMURGASIZ..................................... 12
2.4.1 BMWP (BIOLOGICAL MONITORING WORKING PARTY SCORE SYSTEM) İNDEKSİ ............. 17
2.4.2 SHANNON WIENER ÇEŞİTLİLİK İNDEKSİ ...................................................................................... 17
2.4.3 ULUSAL İNDEKS ................................................................................................................................. 18
3. LİTERATÜR ÖZETİ ............................................................................................................................ 20
3.1 MAKROOMURGASIZ İLE SU KALİTESİ BİLEŞENLERİ ARASINDAKİ İLİŞKİNİN BELİRLENMESİ LİTERATÜR ARAŞTIRMASI .......................................................................................... 20
3.2 QUAL2K MODELİ LİTERATÜR ARAŞTIRMASI ............................................................................... 23
4. MATERYAL VE YÖNTEM ................................................................................................................ 27
ix
4.1 TEZ ÇALIŞMASININ YÖNTEMİ ............................................................................................................ 27
4.2 ÇALIŞMA ALANININ BELİRLENMESİ ................................................................................................ 28
4.2.1. AŞAĞI GEDİZ ALT HAVZASI GENEL DURUMU ........................................................................... 28
4.2.2 AŞAĞI GEDİZ ALT HAVZASI KİRLETİCİ KAYNAKLARI ............................................................. 32
4.3 VERİ TEMİNİ ........................................................................................................................................... 45
4.3.1 HİDROLOJİK VE HİDROMORFOLOJİK VERİLER .......................................................................... 45
4.3.2 METEOROLOJİK VERİLER ................................................................................................................. 45
4.3.3 SU KALİTESİ VERİLERİ ...................................................................................................................... 46
4.4 KİMYASAL VE FİZİKOKİMYASAL BİLEŞENLER İLE MAKROOMURGASIZ ARASINDA KORELASYON VE REGRESYON ANALİZİ ............................................................................................... 53
4.5 ÇALIŞMA ALANI AKARSU KALİTESİ MODELLEMESİ ................................................................... 54
4.5.1 QUAL2K SU KALİTESİ MODELİ ....................................................................................................... 54
4.5.2 AŞAĞI GEDİZ ALT HAVZASI QUAL2K MODELLEMESİ .............................................................. 61
4.5.3 SU KALİTESİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ SENARYOLARININ BELİRLENMESİ ............................... 64
5. SONUÇLAR VE TARTIŞMA .............................................................................................................. 68
5.1 REGRESYON VE KORELASYON ANALİZİ SONUÇLARI ................................................................. 68
5.1.1 BMWP İNDEKSİ EKOLOJİK KALİTE ORANLARI İLE KORELASYON VE REGRESYON ANALİZİ .......................................................................................................................................................... 68
5.1.2 SHANNON WİENER İNDEKSİ EKOLOJİK KALİTE ORANLARI İLE KORELASYON VE REGRESYON ANALİZİ ................................................................................................................................. 69
5.1.3 ULUSAL İNDEKS EKOLOJİK KALİTE ORANI İLE KORELASYON VE REGRESYON ANALİZİ70
5.2 QUAL2K MODEL SONUÇLARI ............................................................................................................. 72
5.2.1 MODEL KALİBRASYONU .................................................................................................................. 72
5.2.2 MODEL VALİDASYONU (GEÇERLİLİK KONTROLÜ) ................................................................... 76
5.3 SENARYO DURUMLARINDA SU KALİTESİ ...................................................................................... 88
6. ÖNERİLER ......................................................................................................................................... 102
KAYNAKLAR .............................................................................................................................................. 104
EKLER ........................................................................................................................................................... 110
ÖZGEÇMİŞ ................................................................................................................................................... 112 | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Su Kalitesi | |
dc.subject | Modelleme | |
dc.subject | Ekolojik Kalite Oranı | |
dc.subject | Makroomurgasız | |
dc.subject | QUAL2K | |
dc.subject | Gediz Nehri | |
dc.subject | Nif Çayı | |
dc.title | Aşağı Gediz Havzası Nehir Sularının Kalitesinin Değerlendirilmesi ve Fizikokimyasal Parametrelerin Makroomurgasız Üzerine Etkilerinin İncelenmesi | tr_TR |
dc.title.alternative | Evaluation of Asaği Gediz Basin Rivers Water Quality And Impacts of Physicochemical Parameters to Macroinvertebrates | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Bu çalışmanın maksadı, (1) Gediz havzasının önemli bir alt havzası olan ve mansabında yer alan Aşağı Gediz Alt Havzasının nehir sularının mevcut durum ve iyileştirme senaryolarının uygulandığı durumlardaki kalitesinin model ile belirlenmesi ve (2) havza su kalitesindeki kimyasal ve fizikokimyasal parametrelerdeki iyileşmelerin makroomurgasız ekolojik kalite oranlarına olan etkisinin incelenmesidir.
Bu maksatla Aşağı Gediz Alt Havzası nehir sularının mevcut durumdaki su kalitesinin ortaya konulması için Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ5), Çözünmüş Oksijen (ÇO), Organik Azot, Amonyum Azotu (NH4-N) ve Nitrat ile Nitrit Azotu (NO3-N & NO2-N) parametreleri bazında su kalitesi modeli kurulmuştur. Söz konusu modelleme çalışması için Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (USEPA) tarafından 2004 yılında yayınlanan QUAL2K modeli kullanılmıştır.
Nehirlerde önemli biyolojik kalite bileşeni olan makroomurgasız ekolojik kalite oranı ile Biyolojik Oksijen İhtiyacı (BOİ5), Çözünmüş Oksijen (ÇO), Amonyum Azotu (NH4N), Nitrat Azotu ile Nitrit Azotu (NO3N + NO2N) sıcaklık ve iletkenlik parametreleri
ii
arasındaki ilişki Aşağı Gediz Havzası için korelasyon analizleri ile belirlenmiştir. Fizikomkimyasal parametreler ile Ekolojik Kalite Oranının (EKO) tahmin edilmesi maksadıyla regresyon analizleri ile ilgili denklemler belirlenmiştir. Çalışma kapsamında çalışma sahası için verileri bulunan BMWP, Shannon Wiener ve Ulusal İndeks olmak üzere üç farklı indeksle hesaplanan EKO’lar kullanılmış ve analiz sonuçlarında Ulusal İndeks EKO değerleri ile oluşturulan yapısal denklemin daha yüksek R2 ye sahip olduğu belirlenmiştir.
Su kalitesi iyileştirilmesi senaryo modelleri oluşturularak her bir senaryo durumundaki kimyasal ve fizikokimyasal parameterelerdeki iyileşmeler ve bu iyileşmelerin makromurgasız ekolojik kalite oranlarına olan etkisi incelenmiştir.
Çalışma kapsamında 7 farklı senaryo durumu modeli kurulmuş olup senaryo modellerinin sonucunda evsel arıtma tesislerinin kurulduğu, endüstriyel arıtma tesislerinde iyileştirmelerin yapıldığı ve yayılı yükün %50 oranında azaltıldığı varsayımlarının yapıldığı Senaryo 7 durumunda su kalitesi iyileşmeleri en yüksek seviyededir.
Yıllık ortalama değerlere göre ÇO parametresi bazında mevcut durumda %40.91 oranında III. sınıf su kalitesi var iken Senaryo 7 ile bu oran %31.82’lere düşürülebilmektedir. BOİ parametresi bazında mevcut durumda I. sınıf su kalitesi bulunmazken Senaryo modelleri ile bazı su kütlelerinde I. sınıf su kalitesine ulaşılabileceğinin mümkün olduğu belirlenmiştir. TN parametresi bazında ise II. sınıf su kalitesi %47.73 iken Senaryo 7 durumunda %70.45’lere yükselmektedir.
Diğer senaryo durumları da incelendiğinde Senaryo 7’ye en yakın iyileşmelerin Senaryo 5 ve Senaryo 1 ile sağlandığı görülmektedir. Bu senaryoların ortak varsayımı ise evsel atıksu arıtma tesislerinin kurulmuş olmasıdır. Dolayısıyla havzadaki en önemli kirletici probleminin evsel doğrudan deşarjlar olduğu sonucuna varılmıştır.
Senaryo 5, Senaryo 6 ve Senaryo 7 durumlarında fizikokimyasal parametrelerin değişimi ile makroomurgasız EKO’ları tahmini sonucunda fizikokimyasal parametrelerde artışların olmasına karşın su kalitesi makroomurgasız bileşenine göre hala kötü ekolojik duruma sahip olduğu gözlenmiştir.
Söz konusu çalışma ile kimyasal ve fizikokimyasal parametrelerin önemli biyolojik kalite bileşeni olan makroomurgasız EKO’larını ne düzeyde açıklamakta olduğu ortaya konmuş
iii
olup su kalitesinin fizikokimyasal parametreler ve biyolojik kalite bileşenleri ile birlikte değerlendirilmesi maksadıyla örnek bir metodoloji uygulanmıştır. | tr_TR |
dc.contributor.department | Çevre Mühendisliği | tr_TR |
dc.contributor.authorID | 10215407 | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |