İstanbul Boğazı su kalitesinin modellenmesi

Abstract

Önemli bir uluslararası su yolu olan İstanbul Boğazı, Karadeniz ve Marmara Denizi'nden taşınan önemli bir kirlilik yükü ile İstanbul şehrinin evsel nitelikli atıksuları için alıcı ortam niteliği taşımaktadır. İstanbul Boğazı'nda kirliliğin kontrol edilmesi kendisi için olduğu kadar Karadeniz ve Marmara Denizleri için de hayati önem taşımaktadır. Bu nedenle Boğaz'da yapılacak planlama çalışmalarına bir altlık oluşturması amacıyla en güncel modelleme teknikleri İstanbul Boğazı'na uygulanmıştır.Bu çalışmada, İstanbul Boğazı'ndaki hidrodinamik yapı ve su kalitesi durum değişkenlerinin zamansal ve uzamsal değişimleri üç boyutlu olarak benzeştirilmiştir. Hidrodinamik benzetim için Mike3 ve su kalitesi için Ecolab modelleme yazılımını içeren üç boyutlu bileşik modelleme sistemi kullanılmıştır. Bileşik modelin kurulumu, kalibrasyonu ve doğrulanması aşamalarında ECMWF'ten alınan meteorolojik veriler, SHODB'den alınan batimetrik veriler, Marmaray Tüp Geçişi Projesi kapsamında İstanbul Boğazı'nda toplanan akıntı ve su seviyesi ölçümleri ile İSKİ tarafından İstanbul Boğazı'nda yürütülmekte olan Su Kalitesi İzleme çalışmaları kapsamında toplanan sıcaklık, tuzluluk ve su kalitesi durum değişkenlerine ait konsantrasyon ölçümleri kullanılmıştır. İstanbul Boğazı'nda akıntı hızları benzeştirilmiş, 24 farklı derinlikteki ölçüm verileri ile kalibre edilmiş ve doğrulanmıştır. Su kalitesi durum değişkenlerinden Çözünmüş Oksijen, Klorofil-a, Nitrit, Nitrat ve Fosfat konsantrasyonları benzeştirilmiştir. Hassasiyet analizi yapılarak konsantrasyonların en hassas olduğu model parametreleri belirlenmiştir. Hassasiyet analizi sonucunda belirlenen kalibrasyon parametreleri kullanılarak sistematik bir kalibrasyon gerçekleştirilmiştir. Su kalitesi modeli Boğaz boyunca beş farklı istasyonda ve farklı derinliklerde toplanan veriler kullanılarak doğrulanmıştır.İstanbul Boğazı'nda ilk kez uygulanan üç boyutlu hidrodinamik ve su kalitesi bileşik modeli başarı ile kalibre edilmiş ve doğrulanmıştır.