TRABZON DENİZ TANKER TERMİNALİNDE PETROL DAĞILIMI SİMÜLASYONU

Transkript

1 TRABZON DENİZ TANKER TERMİNALİNDE PETROL DAĞILIMI SİMÜLASYONU Ersan BAŞAR, Ercan KÖSE KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ, DENİZ ULAŞTIRMA İŞLETME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ÖZET Trabzon Tanker Terminali Doğu Karadeniz de bulunan tek, deniz ürün deniz terminali olarak kullanılmaktadır. Bu terminalde yılda ortalama adet tanker operasyon yapmaktadır. Terminale gelen tankerlerden, petrol 2 şamandıra istasyonunda boru hattı ile karada bulunan tanklara basılmaktadır. Aynı anda 2 tanker tahliye yapabilmektedir. Terminalin kuzey doğusunda 1 deniz mili mesafede çok sayıda balık kafesleri bulunmakta olup bu kafeslerde yoğun olarak yetiştiricilik yapılmaktadır. Terminal, Türkiye nin Doğu Karadeniz sahilinde bulunan tek tanker terminali olma özelliğini korumaktadır. Çalışmanın yapıldığı istasyonda bulunan 2 adet şamandıra N E ve N E koordinatları arasında yer almaktadır. Yapılan çalışmada, tahliye sırasında tankerlerden basılan petrolü karadaki tanklara taşıyan boru hatlarında veya tanker bağlantı manifoltlarında meydana gelen sızıntı sonucunda oluşabilecek petrol dağılımı tespit edilmiştir. Bu dağılım belirlenirken 2 ayrı rüzgâr yönünde ve hızında simülasyon çalıştırılmıştır. Senaryolar GNOME TM v petrol dağılımı modeli kullanılarak hazırlanmıştır. Hazırlanan senaryolarda kaza sonrasında oluşan petrol dağılımında her bir kaza için 250 ton petrolün yayılım gösterdiği kabul edilmiştir. Senaryolar sonrasında riskli alanlar belirlenmiş olup oluşabilecek kaza sonrasında müdahale tarzı tespit edilmiştir. Güney batı yönünden 12 knot şiddetinde gelen rüzgârlar olduğunda olabilecek bir petrol dökülmesi veya sızıntısında kafeslerin risk altında olabileceği buna karşın güney yönden gelen rüzgâr ile petrolün açık denize sürükleneceği belirlenmiştir. Bu şekilde oluşabilecek bir kazada bariyerle müdahale edilerek petrolün kafeslere ulaşması engellenmiş olunabilir. Müdahale yönü olarak da bariyerlerin kuzey doğu yönünden güney batı istikametine doğru serilmesi gerektiği anlaşılmıştır. Anahtar kelimeler: Petrol Kirliliği, simülasyon, model, tanker kazası, deniz kafesi, Karadeniz, tanker terminali. ABSTRACT SIMULATION OF OIL SPILL AT THE TRABZON MARINE TANKER TERMINAL Oil spills from larger incidents can typically cause significant immediate environmental, social and economic losses to the area directly impacted by the high concentration of oil. Usually the visible environmental effects of these spills are relatively short lived, with an apparent complete recovery taking place within 5-10 years. On the other hand, though the impact of individual oil spills resulting from operational and illegal discharges is often small, taken together these small spills constitute a persistent risk to the Black Sea environment. 538

2 Study area is located between N E and N E. This terminal is the only unloading station for Turkish region of South Eastern Black sea. Therefore, this is an important station to investigate. Trabzon Tanker terminal is the only terminal used at the east of Black Sea for oil products unloading. Annually, approximately tanker operations are done in this terminal. Oil is pumped to shore tanks through 2 buoys and pipelines. Two tankers can be unloaded simultaneously. There are fish farms one nautical mile away from the north east of terminal. In this study, distribution of oil spill from pipelines and tanker s manifolds during unloading operation were investigated. The oil spill is then determined with respect to time and space by considering 2 different wind (south and southwest) directions and scale (12 knots). The simulation code GNOME TM version is utilized to generate the oil spill scenarios. It is assumed that 250 tonnes of oil may be spilled in the aftermath of an accident. Current speed, direction, temperature, and salinity values were measured by using Aanderaa RCM-9 current meter at the stations shown in figure 2. In scenarios, risky areas were identified and necessary actions were suggested. Our study showed that fish farms are under threat of oil spill if spill occurs with wind from south would. If this happens oil spill should be stopped by using booms. Keywords: Oil spill, simulation, model, tanker accident, marine cage, Black sea, tanker terminal GİRİŞ Günümüzde tüm ülkelerin enerji gereksinimleri, deniz üzerinden veya boru hatlarından petrol ürünün tüketici ülkelere taşınmasını zorunlu kılmaktadır. Bu taşıma sürecinde, gittikçe artan bir şekilde deniz kazaları oluşmakta ve deniz ortamı, bu kazalar sonucunda denize dökülen petrol ürünlerinden ciddi boyutlarda kirlenmektedir. Denizlerdeki petrol sızıntılar, gemilerden sızan petrol kalıntıları, gemi kazaları sonrası denize dökülen petrol, deniz ekosistemi için zararlı etki yaptığı bilinmektedir. Bu etki petrolün miktarına, dağılım oranına, dağılan alan yapısına bağlı olarak değişiklik gösterebilir. Deniz ortamında çok yaygın olan petrol kirlenmesi ve bunun sonucu olarak ortaya çıkan bileşikler, ekosistem içerisindeki tüm organizmaları etkilemektedir. Deniz ortamında yaşayan değişik canlı türlerinin petrol ürünlerine karşı dayanıklılığı da farklıdır. Petrol ürünlerinin deniz canlıları üzerine toksik etkisi, doku ve hücrelerde birikim ve fizyolojik faaliyetleri etkilemesi sonucu ortaya çıkmaktadır. Denizde yaşayan canlıların yanı sıra su yüzeyini paylaşan kuşlarda yüzeyde oluşan film tabakasından etkilenirler (Clark, 1997). Gemi kazaları sonrası oluşan petrol dağılımın tespit edilmesi ve sonrasındaki hareketinin tahmin edilebilmesi çok önemlidir. Erken ve doğru müdahale oluşabilecek çevre kirliliklerini en aza indirme konusunda faydalı olacaktır. Bunun yanı sıra doğru ekipman kullanılması ve etkin müdahaleyi de sağlayacaktır. Başar et al. (2006), İstanbul Boğazı için yapmış olduğu çalışmada GNOME TM simülasyonunu kullanarak boğazda oluşabilecek kazalar sonrasındaki petrol dağılımını belirlemiştir. Çalışmada, tanker kazası sonrası petrol dağılımı için boğazın riskli yerleri ve etkin müdahale alanlarını tespit etmişlerdir. 539

3 Karadeniz 6 ülkenin kıyısı olduğu önemli petrol yollarını barındıran bir bölgedir Şekil 1. Başta Rusya nın Novorossiski tanker yükleme terminali olmak üzere bir çok limana ev sahipliği yapmaktadır. Bu terminallerden biri olan ve tahliye amaçlı olarak kullanılan ürün terminallide Karadeniz in güney doğusunda bulunan Trabzon terminalidir. Trabzon tanker terminali Doğu Karadeniz de bulunan tek ürün deniz terminali olarak kullanılmaktadır. Bu terminalde yılda ortalama adet tanker operasyon yapmaktadır. Şekil 1 Karadeniz deki Bazı Tanker Terminalleri Figure 2 Some tanker terminals in the Black sea Terminale gelen tankerlerden, petrol 2 şamandıra istasyonundan boru hattı ile karada bulunan tanklara basılmaktadır. Aynı anda 2 tanker tahliye yapabilmektedir. Terminalin kuzey doğusunda 1 deniz mili mesafede çok sayıda balık kafesleri bulunmakta olup bu kafeslerde yoğun olarak yetiştiricilik yapılmaktadır. Artan deniz kafes balıkçılığı yetiştiriciliğine paralel olarak bu bölgede yeni kafes alanları oluşturulmaktadır. Terminalde operasyonları sırasında gemi tanklarında bulunan petrol ve petrol türevlerini tahliye etmek için gemi manifoltlarına sahilden gelen borular bağlanır. Bu bağlantılar sızdırmazlık özelliği olması açısından önemlidir. Uluslararası Denizcilik Örgütü nün (IMO) bu konu ile ilgili olarak getirmiş olduğu bazı yaptırımlar bulunmaktadır. Deniz kirliliğini önlemeyle ilgili olan MARPOL 73/78 (Gemilerden Kaynaklanan Kirliliğin Önlenmesi Uluslararası Sözleşmesi) sözleşmesinin Ek 1 bölümümde bu konuda uyulması gereken bazı zorunluluklardan bahsedilmiştir. Oluşabilecek kazalar sonrasında deniz kirliliğini önleme acil planı olarak bilinen SOPEP her gemi için hazırlanarak uygulanmaktadır. Bunun yanı sıra tanker ve sahil istasyonu arasında manifolt, boru devreleri, taşma veya kazalardan dolayı oluşabilecek istenmeyen olayları en aza indirmek için Petrol Tankerleri ve Terminalleri için Uluslararası Emniyet Rehberi ISGOTT adı altında güvenlik süreçleri zorunlu olarak uygulanmaktadır. MATERYAL VE YÖNTEM Çalışma alanı, Türkiye nin Karadeniz de bulunan iki tanker terminalinden biri olan Trabzon terminalidir. Bu terminallerin diğeri de Samsun da bulunmaktadır. Çalışmanın yapıldığı istasyonda bulunan 2 adet şamandıranın koordinatları Çizelge 1 de verilmiştir. GNOME, NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) tarafından 1999 yılında geliştirilen petrol yayılımının zamansal ve alansal olarak dağılımını tespit 540

4 etmeye yarayan bir simülasyondur (Anonymous, 2001a). Bu simülasyona rüzgâr, akıntı, gelgit değerleri uygun formatlarda girildikten sonra model petrolün yüzeydeki hareketini hesaplayarak sonuca gitmektedir (Anonymous, 2001b). Çizelge 1 Şamandıra koordinatları Table 1 Coordinates of buoys Şamandıralar Enlem Boylam 1. Şamandıra N E 2. Şamandıra N E Terminal bölgesinin, Mercator projeksiyonlu seyir haritası kullanılarak sayısal hale getirilmiştir. Haritanın sayısallaştırılmasında enlem ve boylam (Lat ve Long) olarak 350 v v nokta koordinat kullanılmıştır. Yüzey akıntıları her iki υ ν yönündeki akıntı hızları m/sn olarak girilmiştir. İki boyutlu olarak girilen bu akıntı modelinde yönler ( ) ve (+) olarak belirtilmiştir. Bölgede mevsimsel olarak ölçülen yüzey akıntı değerleri akıntı verilerinin oluşturulmasında kaynak teşkil etmiştir. Akıntı hızı, yönü, sıcaklık ve tuzluluk değerleri Aanderaa RCM-9 akıntı ölçer kullanarak yapılmıştır (Başar ve Köse, 2003). Simulasyonun çalıştırıldığı bölgenin sayısal hale getirilmiş olan haritası şekil 2 de verilmiştir. Balık Kafesleri N Şekil 3 Tanker terminalinin genel planı Figure 2 General arrengement of tanker terminal Hazırlanmış olan simülasyona kazanın olduğu planlanan tarihteki veya istenilen bir rüzgâr yönü ve şiddeti girilerek çalıştırılabilmektedir. Yapılmış olan bu çalışmada rüzgâr yönü olarak güney ve güney batı olarak 2 yön seçilmiştir. Rüzgâr şiddeti olarak da 12 knot alınmıştır. Senaryolar Her iki şamandıra sisteminde tahliye yapmakta olan 2 gemi olduğu kabul edilmiştir. Bu gemilerden batı yönünde bulunan tankerin tahliye operasyonu sırasında manifolt bağlantılarından 250 ton petrol ürününün döküldüğü simülasyona veri olarak girilmiştir. İlk senaryoda 12 knot rüzgâr güney yönden 2. senaryoda da güney batı yönünden verilmiştir. Senaryolar Çizelge 2 de gösterilmiştir. Senaryolar 4 saatlik bir süre için çalıştırılmış olup çıktı olarak ilk 15 dakika ve 50. dakikalar veri girdisi olarak alınmıştır. 541

5 Çizelge 2 Senaryolar Table 2 Scenarios Senaryolar Dökülen petrol Rüzgâr yönü Rüzgâr şiddeti 1. senaryo 250 ton güney 12 knot 2. senaryo 250 ton güney batı 12 knot BULGULAR Simülasyonun çalıştırıldığı tanker istasyonunda, şekil 3 de 12 knot hızla güneyden gelen rüzgârın etkisi altındaki dağılımın ilk 15 dakikadaki durumu görülmektedir. Yayılım gösteren petrol 22,5 kuzey kuzey batı (NNE) yönüne hareket ettiği tespit edilmiştir. Şekil 4 te ise güneyden 12 knot gelen rüzgâr ile çalıştırılan simülasyonun 50. dakikadaki dağılımı görülmektedir. Bu dağılımında yine aynı şekilde yönü değişmeden kuzey kuzey batı (NNE) yönüne hareketlendiği anlaşılmıştır. Şekil 3 Güneyden 12 knot rüzgâr 15. dakika Figure 3 Wind 12 knots from south 15 th minutes minutes Şekil 4 Güneyden 12 knot rüzgâr 50.dakika Figure 4 Wind 12 knots from south 50 th İkinci senaryoda ise güney batı yönünde rüzgâr 12 knot şiddetinde verilmiştir. Dağılımın ilk 15. dakikadaki pozisyonu şekil 5 de görüldüğü gibi 67,5 doğu kuzey doğu (ENE) yönüne olmuştur. Simülasyonun ilerleyen dakikalarında dağılımın yönünün değişmeden aynı şekilde hareket ettiği belirlenmiştir şekil 6 (50.dakika). Dağılımının ilk 15 dakikasında petrolün doğu yönünde tahliye yapan ikinci tankere ulaşmış olduğu tespit edilmiştir. Ulaşan bu petrol tankerin etrafından geçerek dağılımına devam etmiştir. Petrolün yayılımını önlemek için kullanılacak bariyer yönü şekil 7 de görüldüğü gibi tespit edilmiştir. Bariyerin etkin çalışması için hızlı bir şekilde donatılması gerekmektedir. Bariyer yardımıyla toplanan petrolün sıyırıcı (skimmer) yardımıyla bertaraf edilmek üzere deniz ortamından alınması sağlanabilir. 542

6 Şekil 5 Güney batıdan 12 knot rüzgâr 15. dakika Şekil 6 Güney batıdan 12 knot rüzgâr 50.dakika Figure 5 Wind 12 knots from south west 15 th min. Figure 6 Wind 12 knots from south west 50 th min Bariyer donatım yönü N Şekil 7 Bariyer donatım şekli Figure 7 Using suitable boom SONUÇ VE TARTIŞMA Dünyada artan enerji ihtiyacının, petrol üretimini ve taşınmasını da paralelinde artırdığı bilinmektedir. Günümüzde petrol taşımacılığında yoğun olarak petrol boru hatları ve gemilerle taşımacılık yapılmaktadır. Tankerler tarafından taşınan petrol ve petrol ürünleri terminallerde yükleme ve boşaltma operasyonları sırasında taşımaya ilaveten ikinci bir risk oluşturduğu bilinmektedir. Yapılan çalışmada, birinci senaryo olan güney yönden gelen rüzgâr neticesinde dağılımın kuzey kuzey doğu yönü istikametinde olduğu anlaşılmıştır. Bu yönde dağılım sonucunda petrolün açık deniz yönünde ilerlediği gözlenmiştir. Balık çiftliklerinin yoğun olarak bulunduğu bölgeye ulaşmadığı anlaşılmıştır. Bu yönde olan bir dağılımın erken kontrol altına alınması önemlidir. Erken müdahale edilerek bariyer ile dağılım çevrelenmez ise petrolün geniş bir alana yayılarak kontrol edilmesi zorlaşacaktır. Açık denize yönelen petrolün kontrol edilmesi sonucunda farklı akıntı alanları ve çevresel faktörlerin etkisi altına gireceği bilinmektedir. Bunun sonucunda da petrol daha büyük ve kontrolsüz bir deniz alanını etkilemiş olacaktır. 543

7 İkinci senaryoda ise güney batı yönünden gelen rüzgârın etkisi ile doğu kuzey doğu yönüne gideceği gözlemlenmiştir. Bu dağılımın ilk anlarında tahliye yapan doğu yöndeki 2. tankerinde yoğun olarak petrol ile temas ettiği anlaşılmıştır. Senaryonun ilerleyen dakikalarında petrol terminalin doğu yönünde bulunan balık çiftliklerine 50 dakika içinde ulaştığı tespit edilmiştir. Yoğun olarak balık yetiştiriciliği yapılan bu bölgede 2 grup halinde yaklaşık 20 adet açık deniz tipi balık kafesi bulunmaktadır. Bu kafeslere gelene kadar petrolün yayılımına müdahale edilmediği takdirde balıkların petrole maruz kalacağı anlaşılmaktadır. Oluşturulan her iki senaryo sonunda güney ve güney batı yönünden gelen rüzgârlarda hızlı bir şekilde bariyerle müdahalenin yapılması gerektiği anlaşılmaktadır. Müdahale yönü olarak da bariyerlerin kuzey doğu yönünden güney batı istikametine doğru serilmesi gerektiği öngörülmektedir. KAYNAKLAR Anonymous, 2001a. User s Manual, General NOAA Oil Modeling Environment, NOAA HAZMAT U.S. Coast Guard National, 77. Anonymous, 2001b. User s Guide and Examples, General NOAA Oil Modeling Environment, NOAA HAZMAT U.S. Coast Guard National, 21. Başar E, Köse E., 2003, Risk Assessment of Oil Tanker Unloading Point in the South-Eastern Black Sea- Trabzon Station, Proceedings of the International Conference on the Mediterranean Coastal Environment, MEDCOAST 03, , Ravenna, Italy. Başar, E., Köse E. and Güneroğlu A., 2006, 'Finding Risky Areas for Oil Spillage after Tanker Accidents at Istanbul Strait', Int. J. Environment and Pollution, Vol.27, No.4, pp Clark, R.B., 1997, Marine Pollution, Clerandon Oxford Pres, Forth Edition, 161 p, London, England. 544