Ankara üNİversitesi fen biLİmleri enstiTÜSÜ

TOMCAT SIMCAT QUAL2E QUASAR MIKE11 ISIS 
1-D  X X X  X X 
X 
Boyut 
2-D        
 
Yatışkın X  X  X   
  
Zaman 
Dinamik       X  X 
X 
Basit X X       
 
Orta     X X  
 
Zorluk 
Karmaşık  
 
 
  X 
X 
Amprik 
      
 
Proses 
Mekanistik 
X X X  X X 
X 
Stokastik 
X X   X  
 
Veri tipi 
Deterministik  
 
X 
X 
X  X 
Var     X 
 
Parametre  
tahmini 
Yok       
 
 
 
Evsel nitelikli veya endüstriyel atıklarla kirlenmiş akarsularda modelleme çalışmalarının 
çoğunluğu yatışkın hali esas alır. Bu konuda en çok bilinen araştırma gruplarından biri, 
QUAL2E akarsu sistemi paket programını oluşturan gruptur (Brown 1987; Paschal 
1991). Dinamik durum için modelleme çalışmaları çok az sayıdadır. Dinamik benzetim 
alanında; duyarlılık analizi, akarsu havzalarında kaynak planlaması, çevresel etki 
değerlendirmesi ve kirlilik kontrolü yapılabilmesi için uygun bir model gerekmektedir. 
Ancak bir modelin kullanılabilmesi, incelenecek nehir için özel olarak saptanması 
gereken çok sayıda model parametresinin doğru olarak bulunması, yani iyi bir model 
kalibrasyonu ile mümkün olur. Örneğin TÜBİTAK Türkiye’de nehir havza planlaması 
için QUAL2E programını seçmiş, ancak Yeşilırmak havzasında çok uzun yıllar 
denenmesine (Harmancıoğlu vd. 1993) rağmen kalibrasyon güçlükleri nedeniyle bu 
program beklenilen verimle kullanılamamıştır.  
 
 

---

 
19
Su kalitesi model programlarının parametrelerinin belirlenmesi ve model kalibrasyonu 
konusunda uygulanan en genel yöntem daha önce de belirtildiği gibi deneme–
yanılmadır. Karadurmuş and Berber (2004) tarafından yapılan çalışmalarda akarsu 
sistemlerinin modellenmesi için kimya mühendisliği açısından yeni bir yaklaşım 
getirilmiştir. Akarsuyun belirli uzunluktaki sabit hacim elemanını bir “tam karıştırmalı 
sürekli tepkime kabı” varsaymaya dayalı bu yaklaşım ve bir optimizasyon yöntemi ile, 
Yeşilırmak üzerinde belirlenen iki örnekleme istasyonundan alınan dinamik verilerle 26 
tane model parametresi belirlenmiştir. Deneme–yanılma olmadan elde edilen 
parametreler yeni geliştirilen model ile denenmiş ve gözlemlerle belirli ölçüde uyum 
sağladığı görülmüştür (Karadurmuş 2000, Karadurmuş and Berber 2004). 
 
 
Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) ve MATLAB yazılımlarından yararlanarak yer altı sularını 
modelleyen bir program geliştirmiştir (Yomralıoğlu 2000). Cianchi et al. (2000) ise 
nehir kalite yönetiminde internet teknolojisinden yararlanmanın yollarını sıralamıştır . 
 
 
Libelli ve grubunun çalışmasında MATLAB ve ArcView yazılımlarından yararlanarak 
nehir kalite modeli coğrafi referanslı olarak yapılmıştır. Bu çalışmada her iki program 
ASCII bir dosya ile ilişkilendirilmiştir (Libelli et al. 2001). Libelli daha sonra 2002 
yılında önceki çalışmasının benzer uygulamasını MATLAB’in Mapping Toolbox’ı ile 
geliştirmiştir (Libelli et al. 2002). 
 
 
Son olarak Avrupa Birliği’nde özel bir proje sonucunda ortaya çıkan CBS temelli bir 
nehir çevre yönetimi ve tehlike değerlendirme yazılımı (GREAT–ER 2003) CBS 
teknolojisini kullanan bir ‘nehir çevre yönetimi ve tehlike değerlendirme’ yazılımı olan 
GREAT–ER (2003)’ın  İngiltere–Yorkshire,  İtalya–Lambro ve Almanya–Itter da 2 yıl 
süre ile doğruluğu sınanmıştır. Bu yazılım incelendiğinde bir nehirde izlenmesi gereken 
kirlilik parametrelerinin çoğunun dikkate alınmadığı görülmektedir. Ayrıca izlenen 
parametreler sadece kimyasal atıkların takibine yöneliktir. Bu yazılım yatışkın hali esas 
alır. Bilindiği gibi nehir davranışı dinamiktir. Ayrıca GREATER yazılımının parametre 

---

 
20
öngörme özelliği bulunmamaktadır. Oysa bu özellik, akarsuyun kalitesini belirleyecek 
modelin doğru çalışması için son derece önemlidir. 
 
 
Bu çalışmada, Karadurmuş and Berber (2004) tarafından önerilen CSTR yaklaşımı bir 
adım daha ileriye götürülerek seri bağlı CSTR yaklaşımı ile akarsu modellenmiş, 
modelin ihtiva ettiği 33 parametrenin tamamı optimizasyonla deneme–yanılmaya gerek 
duymadan sağlıklı olarak belirlenmiştir. Daha sonraki bir başka çalışmada model 
parametrelerini eniyileştirerek dinamik benzetimi, uzman desteği olmaksızın 
gerçekleştirme kolaylığını sağlamak üzere kullanıcı etkileşimli bir arayüze (GUI) sahip 
olan AKAB (AKArsu Benzetimi) yazılımı geliştirilmiştir (Yüceer ve Berber 2004). Bu 
sayede, akarsuya ve karışan kirlilik yüküne ait bilgiler yazılıma tanıtılmakta ve 
benzetimle kirlilik değişkenlerinin akarsu uzunluğu boyunca değişimi grafiksel olarak 
gözlenmektedir. Yazılım, derlenerek MATLAB platformundan bağımsız işleyecek 
duruma getirilmiştir.  
 
 
Yeşilırmak Nehri üzerinde iki ölçüm istasyonundan alınan verilerle 33 model 
parametresi optimizasyonla belirlenmiştir. Daha sonra, Yeşilırmak Nehrine atık 
yüklemesi yapan bir maya fabrikasının öncesinden başlayarak farklı aralıklarla 7 km ve 
36.5 km nehir uzunluğu boyunca ölçümler alınmış, dinamik benzetim yapılarak AKAB 
yazılımı QUAL2E ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Aynı zamanda model 
doğrulaması yapılmıştır. AKAB yazılımını QUAL2E’ye nazaran daha iyi sonuçlar 
verdiği görülmüştür.