Barajların buharlaşma ve sediment etkisi altında işletme performanslarının değerlendirilmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MURAT PINARLIK

Danışman: ZELİHA SELEK

Özet:

Dünya genelinde oluşan su talebindeki artış ve iklim değişikliği ile birlikte su kaynaklarında meydana gelen azalmalar, barajların önemini daha da arttırmıştır. Baraj rezervuarları, doğal su kaynaklarının depolanması, düzenlenmesi ve kontrol edilmesi için oluşturulmuş su kütleleridir. Rezervuar kapasitelerinin büyüklüğünün belirlenmesinde rezervuara gelen su miktarı ve su talebi önemli bir rol oynar. Bununla birlikte, buharlaşma ve sedimantasyonun rezervuar işletme performasına etkisi oldukça fazladır. Buharlaşmanın ve sedimantasyonun rezervuarın işletme performansı üzerindeki olumsuz etkisinin incelenmesi büyük önem arz etmektedir. Baraj planlamalarında genellikle sedimantasyonun ölü hacimde birikeceği varsayılmaktadır. Halbuki gerçekte, baraj aktif hacimleri de sedimantasyondan önemli oranda etkilenmektedir. Bu durum, işletme ömrü boyunca barajlardan beklenen faydanın elde edilememesine neden olabilmektedir. Ayrıca, buharlaşma da barajların işletme performansını önemli derecede etkilemektedir. Bu çalışmada, buharlaşma ve sedimantasyonun rezervuarların işletme performansı üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. Çalışma alanı olarak Yeşilırmak Havzasında yer alan yedi adet baraj ele alınmıştır. Bu barajlar; taşkın kontrolü, hidroelektrik enerjisi, sulama, içme ve endüstriyel su kaynağı gibi çeşitli amaçlara hizmet etmektedir. Bu ihtiyaçları karşılamak için rezervuarların sahip olması gereken minimum su kapasitesi tahminleri Sıralı Tepeler Algoritması (STA) kullanılarak yapılmıştır. İşletme performansları davranış analizi yardımıyla; zamana ve hacme bağlı güvenilirlik, iyileşebilirlik, maksimum eksiklik miktarı ve sürdürülebilirlik kriterleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Ayrıca, her bir rezervuar için WEAP (Water Evaluation And Planning System) modeli oluşturulmuştur. Modeller, davranış analizi sonuçları ve ölçülmüş rezervuar hacimleri ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlardan; hem buharlaşmanın hem de sedimantasyonun planlama aşamasında göz ardı edilmesinin rezervuarın gelecekteki işletme performası üzerinde olumsuz bir etkiye sebep olduğu ve bu havza özelinde buharlaşma etkisinin çok daha önemli olduğu görülmüştür. Analiz sonuçlarına etki eden etmenler tespit edilmiş ve planlama sürecine hem buharlaşma hem de sedimantasyon eklenmiştir. Böylece, bu iki etkenin rezervuar işletme performansına olan etkilerinin azalması ön görülmüştür.