ANTALYA DENİZ DEŞARJINDAN KAYNAKLANAN KİRLETİCİLERİN MATEMATİKSEL TAHMİNİ

Transkript

1 ANTALYA DENİZ DEŞARJINDAN KAYNAKLANAN KİRLETİCİLERİN MATEMATİKSEL TAHMİNİ Özgür Bülent YALÇIN (*), Ayşe MUHAMMETOĞLU (**) (*) Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Müh. Bölümü, Antalya (**) Akdeniz Üniversitesi, TBMYO, Çevre Kirliliği Kontrolü Programı, Antalya ÖZET Türkiye nin Akdeniz kıyısındaki en büyük kentlerinden biri olan Antalya, sahip olduğu tarihi ve doğal güzellikleri ile iç ve dış turizmin ülkemizde en yoğun olduğu bölgelerin başında gelmektedir. Turizm istihdamının bir sonucu olarak bölge oldukça yoğun bir iç göçe ev sahipliği yapmaktadır. Antalya kenti, 2 yılı nüfus sayımına göre Türkiye nin nüfusu en hızlı artan kentleri arasında ilk sıralarda bulunmaktadır. Bu yüksek nüfus artış hızına rağmen, altyapı konusunda önemli sorunlara sahip olan Antalya kentinin bu sorunlarını çözmek, deniz suyu ve yeraltı suyu kalitesini korumak amacıyla 1996 yılında Antalya Büyükşehir Belediyesi tarafından, Dünya Bankası destekli Antalya Entegre Su ve Atıksu Projesi başlatılmıştır. Söz konusu proje, atıksuların toplanmasını, arıtılmasını ve uzaklaştırılmasını içermektedir. Atıksu toplama şebekesi ile toplanan ve ileri seviyede arıtılan atıksular yaklaşık km uzunluğa ve 5 m deşarj derinliğine sahip bir derin deniz deşarj sistemiyle deniz ortamına verilmektedir. Deniz deşarjı ile deşarj edilen atıksu birinci seyrelme, türbilans ve dispersiyondan kaynaklanan ikinci seyrelme ve bakteriyel inaktivasyondan ötürü meydana gelen üçüncü seyrelme ile deniz ortamında seyrelmeye başlar. Çalışmada atıksuyun deniz içindeki seyrelme oranları araştırılmış, bu seyrelmeler sonucu atıksudan kaynaklanan bakteri konsantrasyonları tahmin edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Deniz deşarjı, atıksu seyrelmesi, koliform bakteri, ABSTRACT Antalya City is one of the biggest cities of Turkey which is located on the Mediterranean coast. The city has an attractive coast with its natural and historical beauties, that make the city a main destination for domestic and international tourism. The high increase in population becomes the main problem of the City which is a result of tourism development. The population increase brings a great pressure on the natural resources. Despite the dense urbanisation and population development, the city used to lack a wastewater collection, treatment and disposal system until recent years. An integrated

2 water and wastewater project has been initiated by the Antalya Metropolitan Municipality in the year 1996 to protect the quality of the groundwater resources and the sea environment. The collected and treated wastewater is disposed off to the sea by a long and deep sea outfall system, which has a main manifold of km while the discharge depth of the treated wastewater is around 5 m below the sea surface. The discharged effluents from the sea outfall are subject to initial or near field dilution, and far field dilutions that include dilution due to dispersion and dilution due to bacterial inactivation. In the study, the dilution levels of the effluents and the wastewater orginated bacteria concentrations have been estimated. Keywords: Sea outfall, wastewater dilution, coliform bacteria, 1. GİRİŞ Günümüzde, hızlı nüfus artışına paralel olarak artan çevre kirliliği, özellikle nüfus artışının diğer bölgelere göre çok daha fazla olduğu kıyı bölgelerinin en önemli sorunlarından birisidir. Bununla birlikte, ülkemiz gibi gelişmekte olan ülkelerde plansız şehirleşme ve altyapı yetersizlikleri de nüfus artışı ile birlikte çözülmesi oldukça zor bir problem olarak ortaya çıkmaktadır. Gelişmekte olan ülkeler için bu tür problemleri minimum ekonomik gereksinimler ile çözmek, öncelikli hedefler arasındadır. Bu bakımdan deniz deşarj sistemleri, günümüzde oldukça etkili ve ekonomik olan atıksu bertaraf yöntemlerindendir. Bir deniz deşarj sisteminde amaç, şehir atıksu şebekesi ile toplanan atıksuların, ihtiyaca göre belirlenen bir atıksu arıtımından sonra deniz ortamına verilerek, çok yüksek seyrelme oranları ile zararsız hale getirilmesidir. Böylece atıksu ekonomik bir şekilde uzaklaştırılırken aynı zamanda karasal kirliliğin de önüne geçilmiş olunacaktır. Kıyıların kullanım amaçları, hassasiyeti ve atıksuyun özelliklerine bağlı olarak seçilen arıtım yöntemi deniz deşarj sisteminin verimliliği üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir. Özellikle turizmin ve kıyısal faaliyetlerin yoğun olduğu hassas kıyı bölgelerinde deniz suyu kalitesinin korunması amacıyla arıtımın derecesi çok daha büyük bir öneme kavuşmaktadır. Sahip olduğu tarihi özellikleri ve doğal güzellikleri ile iç ve dış turizmin ülkemizde en yoğun olduğu bölgelerin başında gelen Antalya kenti, ekonomisini büyük ölçüde turizm sektörüne bağlı olarak şekillendirmektedir. Bu da yapılan turizm yatırımlarının ve doğal çevresinin sürdürülebilirliğini çok önemli kılmaktadır. Turizm istihdamının bir sonucu olarak bölge oldukça yoğun bir iç göçe ev sahipliği yapmaktadır. Buna bağlı olarak yoğun göç nedeniyle şehir nüfusu oldukça hızlı bir artış göstermiştir. 198 yılından itibaren oldukça hızlı bir nüfus artışı ile karşı karşıya olan Antalya kenti nüfusu 2 yılı nüfus sayımı sonuçlarına göre 96 kişi ve nüfus artış hız yüzdesi de 4,18 dir [1]. Yılara göre nüfus değerlerinin değişimi Çizelge 1 de verilmiştir. Nüfus Çizelge 1. Antalya kent nüfusunun yıllara göre değişimi Nüfus Nüfus Artış Hızı Nüfus Artış Hızı (%)

3 Antalya Batı Atıksu Arıtma Tesisi ve Deniz Deşarjı 1996 yılında başlatılan Antalya Su Temini ve Atıksu Projesi ile içme suyu kaynaklarının ve deniz suyu kalitesinin korunması hedeflenmiştir. Proje çerçevesinde, Antalya Şehrinin atıksuları toplanıp, arıtıldıktan sonra deniz deşarj sistemiyle uzaklaştırılması amaçlanmıştır. Proje kapsamında 65 km uzunluğunda atıksu toplama ana boruları ve buna ek olarak 55 km uzunluğunda ev bağlantı boruları söz konusudur. Kullanılan boruların çapları 2 mm den 2 mm ye kadardır. Proje, toplanan suların bir ön arıtma tesisinde arıtıldıktan sonra uzun ve derin bir deniz deşarj sistemiyle uzaklaştırılmasını öngörmektedir [2]. Ancak Antalya nın hassas durumu göz önüne alındığında özellikle azot ve fosfor gibi bitki besin maddelerinin deniz ortamında uzun vadede oluşturabilecekleri olumsuz durumlar düşünülerek bir biyolojik arıtma tesisi de projelendirilerek bu sisteme dahil edilmiştir. Şekil 1 de 22 yılı itibariyle proje kapsamında olan yerleşim yerleri, tamamlanan ve planlanan şebeke ağı görülmektedir []. Şekil 1. Antalya Su Temini ve Atıksu Projesi kapsamında tamamlanan atıksu şebekesi Atıksu arıtma tesisi ön arıtma ve biyolojik arıtma sistemlerinden oluşmaktadır. Ön arıtma sistemi; kaba ızgara, ince ızgara, kum tutcu ve yağ tutucu ünitelerini içermektedir. Proje aşamasında öngörülen sistemin, %1 BOİ ve KOİ, %15 AKM ve %75 yüzücü madde uzaklaştırma verimleri ile çalışacağı öngörülmüştür [2]. Biyolojik arıtma tesisi ise ilk aşamada 25 nüfusa hizmet edebilecek şekilde tasarlanmış olup, kapasitesi kademeli olarak 1 nüfusa kadar arttırılabilecektir. Çizelge 2 de biyolojik arıtma tesisi temel tasarım parametreleri verilmektedir [4]. Arıtma sistemi olarak azot ve fosfor giderimini de gerçekleştiren uzun havalandırmalı aktif çamur sistemi seçilmiştir. Arıtılan atıksu, derin deniz deşarjı ile Antalya Körfezine verilmektedir. Çizelge de Antalya şehri atıksularının genel karakteristiği, atıksu arıtma tesisi giriş ve çıkış sularındaki ortalama kirletici konsantrasyonu ve Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği ne göre müsaade edilen sınır değerler verilmiştir [5]. Çizelge 2. Biyolojik arıtma tesisi temel tasarım parametreleri Parametre I. Kademe Nihai Eşdeğer nüfus (kişi) 25 1 Birim atıksu (l/kişi-gün) Ortalama atıksu debisi (m /gün) Pik kuru hava debisi (m /gün) Maksimum yağışlı hava debisi (m /gün)

4 Çizelge. Biyolojik arıtma tesisi çıkışında hedeflenen kirletici konsantrasyonları ve deşarj standartları Parametre Giriş Ortalama Konsantrasonu (mg/l) Çıkış Konsantrasyonu (mg/l) Müsade Edilen Konsantrasyon (mg/l) BOİ KOİ AKM TKN Toplam P Antalya Derin Deniz Deşarj Sistemi Antalya deniz deşarj sistemi, denizdeki uzunluğu 26 m olan bir ana boru ve 15 m lik difüzör kısımlarından oluşmaktadır. Ortalama deşarj derinliği 48 m dir. Kullanılan boru tipi HDPE (yüksek yoğunluklu polietilen) olup boru dış ve iç çapları sırasıyla 16 ve 1477,6 mm dir. Deşarjın başladığı ilk yıllar için hesaplanan minimum debi 28 l/s dir. Sistemin deşarj ömrü sonunda hesaplanan maksimum deşarj debisi ise 44 l/s dir. Antalya nın turistik bir şehir olmasından ileri gelen yaz ve kış nüfusu arasındaki büyük farklılık, debilerin birbirine oranının da oldukça yüksek olmasına sebep olmaktadır. Başlangıç debisinin oldukça küçük bir değere sahip olması birçok işletme problemine sebep olabilecek potansiyele sahiptir. Bunların başında çökelme gelmektedir. Boru içindeki çökelmeler zamanla boruların tıkanmasına sebep olabilmektedir. Bu tür olumsuzlukların önüne geçilebilmesi için çeşitli önlemler alınmıştır. Bunlar şu şekilde sıralanabilir[2]. Difüzör hattı azalan çaplarla her biri 15 m uzunluğunda olan üç farklı kısımdan oluşturulmuştur. Difüzörün başlangıcından sonuna doğru sırasıyla 16 mm, 12 mm ve 8 mm lik bu kısımlar hız kaybını engellemek amacıyla tasarlanmıştır ve her kısımda toplam 4 delik vardır. Difüzör delikleri zaman içinde debi arttıkça açılacaktır. Sistem işletmeye açıldığı ilk yıllar sadece difüzörün 8 mm çapa sahip olan son kısmındaki 4 delik açılacaktır. Debi 9 l/s değerine ulaştığında 12 mm lik kısımdaki 4 delik ve son olarak debi 17 l/s değerine ulaştığında da kalan 4 delik açılacaktır. İlk yıllar debi oldukça düşük olduğundan bir yıkama tankı tasarlanmıştır. Bu tankın hacmi 5 m olarak düşünülmüştür ve bu tank dk da dolabilmektedir. Yıkama yapıldığında boru içerisindeki debi 1 l/s değerinin üzerine çıkmakta dolayısıyla hızda kritik hız olan,5 m/s değerini aşmaktadır. Difüzör deliklerine, difüzör içine deniz suyu girişini engellemek amacıyla tek yönlü vanalar takılmıştır. Bu vanalar atıksu debisine göre tek yönlü olarak açılıp kapanabilmektedir. Deniz Suyu Kalitesi İzleme Programı Deniz deşarj sisteminin işletmeye alınmasından önce Akdeniz Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü ve Antalya Büyükşehir Belediyesi nin iş birliğiyle Antalya Deniz Deşarjı Çevresinde Su Kalitesi İzleme Programı isimli proje çalışmaları başlatılmıştır. Söz konusu proje çerçevesinde 4 yılboyunca 5 i yakın, 5 i uzak olmak üzere toplam 1

5 2. 2. Km N Topcam 1 2 Sarısu Sıçan Adası Kamp DENİZ DEŞARJI 5 Boğaçay Liman istasyonda ölçüm ve örnekleme çalışmaları yapılmıştır. Söz konusu projenin yürütüldüğü bölge ve istasyonların yerleri Şekil 2 de görülmektedir. Yakın istasyonlar (S1, S2, S, S4, S5) kıyıya yakın, yüzme ve rekreasyon amaçlı deniz suyu kullanımının yoğun olduğu bölgelerde kurulmuştur. Yakın istasyonlardan alınan numunelerde, yüzme ve rekreasyon amaçlı kullanımda çok önemli olan toplam ve fekal koliform parametreleri tespit edilmiştir. Uzak istasyonlar (U1, U2, U, U4, U5) ise, deşarj noktası civarında seçilmiş olup, bu istasyonlardan alınan numunelerde askıda katı madde, yağ ve gres, BOİ, inorganik azot, toplam azot, ortofosfat, toplam fosfor, klorofil-a, toplam koliform ve fekal koliform parametreleri örneklenmiştir. Tuzluluk, sıcaklık, çözünmüş oksijen, elektriksel iletkenlik ve Secchi derinliği parametreleri ise yerinde yapılan ölçümlerle tespit edilmiştir. Yakın istasyonlarda örnekleme çalışmaları sadece yüzey, uzak istasyonlarda ise yüzey, orta ve dip olmak üzere üç farklı derinlikte yapılmıştır. [6,7,8,9]. MATERYAL ve METOT ANTALYA KÖRFEZİ 5 Şekil 2. Deşarj hattı, istasyonların lokasyonları ve deniz batimetrisi Bu çalışma, deniz deşarj hattı inşa süreci başlamadan önceki araştırma çalışmaları (1996) ve Antalya Deniz Deşarjı Çevresinde Deniz Suyu Kalitesi İzleme Programı ( ) olmak üzere iki araştırma ve izleme çalışmasından elde edilen veriler kullanılarak oluşturulmuştur. Deniz deşarj hattı inşa süreci başlamadan önce yapılan çalışmalarda rüzgar hız ve yönleri ile akıntı hız ve yönlerine ait veriler toplanarak analiz edilmiştir. Oşinografik veriler daha önce bahsedilen Antalya Deniz Deşarjı Çevresinde Su Kalitesi İzleme Programı adlı çalışmadan alınmıştır. Oşinografik parametreler arasından en önemlisi olan yoğunluk parametresine, tuzluluk ve sıcaklık verileri kullanılarak geçilmiştir Çalışmada, proje debisi ve 22-2 yıllarında Antalya Batı Atıksu Arıtma Tesisi nden alınan debi değerleri kullanılmıştır [1]. Proje debisi, sistem tasarımı sırasında 22 yılı için tahmin edilen kışlık ve yazlık toplam deşarj debisi olup, proje tasarım final raporundan elde edilmiştir [4]. Çalışma sırasında kullanılan debiler Çizelge 4 de sunulmaktadır. Çizelge 4. Atıksu debisinin dönemlere göre değişimi Parametre Kış İlkbahar Yaz Sonbahar 2 yılı için maksimum debi (m /s),6,57,59,4 22 yılı için maksimum debi (m /s) 2,5,27 4,4,27

6 Derinlik (m) Akıntı Hızı (cm/s) N E S W NE SE SW NW Şekil. Derinlik boyunca akıntı hızlarının değişimi Çalışma yapılırken deniz ortamının dört mevsim için davranışının ayrı ayrı incelenmesi ile en yakın sonuçlara varılacağı düşünülmüştür. Difüzör kesitinde bulunan istasyondan (U1), izleme çalışması sırasında elde edilen 4 yıllık sıcaklık ve tuzluluk verileri kullanılarak, dört yıllık yoğunluk profilleri her mevsimi ayrı ayrı temsil edecek şekilde incelenmiştir. Şekil 4 de mevsimlik yoğunluk profillerinin 4 yıllık ortalamaları görülmektedir. Şekilden görüldüğü gibi hemen hemen her mevsim bir yoğunluk tabakalaşması gözlenmektedir. Bu tabakalaşmanın derecesi yoğunluk gradiyenti ile ifade edilmektedir. Yoğunluk gradiyenti (dρ/dz), yoğunluğun derinlikle değişim hızı olarak tanımlanmaktadır. Çizelge 5 de hesaplanan ortalama mevsimlik yoğunluk gradiyenti değerleri ve deşarj seviyesindeki ortalama deniz suyu yoğunlukları verilmektedir. Yoğunluk (SIGMA-T) Derinlik (m) kış ilkbahar yaz sonbahar Şekil 4. Mevsimlik yoğunluk profillerinin 4 yıllık ortalamaları Çizelge 5. Deşarj bölgesi için hesaplanan yoğunluk gradiyenti (dρ/dz) ve deşarj seviyesindeki oşinografik yoğunluk (σ T ) değerleri Parametre Kış İlkbahar Yaz Sonbahar dρ/dz (kg/m.m) σ T (SIGMA-T, kg/m )

7 Birinci seyrelmenin tahmini Belirli bir derinlikten deşarj edilen atıksu, deşarj deliğinden çıkarken sahip olduğu momentum enerjisi ve atıksu ile deniz suyu arasındaki yoğunluk farkından dolayı deniz suyu içerisinde yükselmeye başlar. Bu yükselme sırasında deniz suyu ile karışan atıksu seyrelmeye başlar. Bu seyrelme olayı birinci seyrelme olarak adlandırılır. Deniz ortamının durumundan yola çıkılarak çalışmada birinci seyrelmeyi tahmin için iki farklı modelin kullanılması öngörülmüştür. Yoğunluk profillerinden görüldüğü üzere deniz ortamında sonbahardaki istisnai durum dışında sürekli olarak yoğunluk tabakalaşması mevcuttur. Bu noktadan yola çıkarak yoğunluk tabakalaşmasının söz konusu olduğu dönemler için Roberts [11,12,1] tarafından geliştirilen model ve deniz ortamının yoğunluk bakımından üniform olduğu dönemler için Cederwall [14] tarafından geliştirilen birinci seyrelme modelleri kullanılmıştır. Roberts modeli lineer yoğunluk tabakalaşmasının bulunduğu ortamlar için birinci seyrelmeyi ve batmış tarla derinliğini tahmin edebilmektedir. Cederwall modeli ise sadece yoğunluk tabakası bulunmadığı durumlarda deniz yüzeyine kadar çıkan atıksuyun uğradığı birinci seyrelmeyi tahmin edebilmektedir. Her iki model de Froude sayıları için farklı matematiksel ifadeler içermektedir. Roberts modeline ait matematiksel ifadeler, Eşitlikler 1- de verilmektedir. Q q = ; m = u j q ; b = g' q (1a,b,c) L ρa ρ g' = g ρa o g dρ N = ρ a dz u F = (2a,b,c) b ( 1 ) S qn m b ( ) =,97 Z 2 e = 2,6 ( F,1) (a,b) b N Çizelge 6. Roberts Modeli eşitliklerinde kullanılan notasyonlar Q : toplam debi (m /s) u j : jet hızı (m/s) N : yüzdürme frekansı q : birim difüzör uzunluğu başına düşen debi (m /m.s) g ' : yoğunlukla düzeltilmiş yerçekimi ivmesi (m/s 2 ) L : difüzör uzunluğu (m) g : yerçekimi ivmesi (m/s 2 ) F : deniz ortamına ait Froude sayısı u : akıntı hızı (m/s) m : momentum akısı (m /s 2 ) ρ : atıksu yoğunluğu (kg/m ) S m : minimum birinci seyrelme b : yüzdürme akısı (m /s ) ρa : deşarj noktası seviyesinde deniz suyu yoğunluğu (kg/m ) Z e : atıksu tarlasının üst yüzeyinin difüzör ekseninden yüksekliği (m) Yoğunluk tabakalaşmasının bulunmadığı su kütlelerinde birinci seyrelmeyi tahmin için yukarıda da belirtildiği üzere Cedervall tarafından geliştirilen model daha sık kullanılmaktadır. İncelenen yoğunluk profillerinde sadece bir ölçümde deniz ortamının tam

8 karışım durumunda olduğu gözlenmiştir. Bu durumda meydana gelecek birinci seyrelmeyi tahmin için söz konusu model kullanılmıştır. Roberts modelinden farklı olarak bu modelde akıntıya bağlı Froude sayısı değil atıksuyun deşarj deliğinden çıkarken sahip olduğu hıza bağlı Froude sayısı kullanılmaktadır. Modele ait matematiksel ifadeler Eşitlikler 4-6 da verilmiştir. u j Fr = (4) ρ a ρo g d p ρa z S,8,5,54 z > Fr = +, 66 d p Fr Fr d (5) p 1,66 z d p S <,5 Fr =, 54 Fr d p z Fr 7 16 (6) Çizelge 7. Cedervall Modeli eşitliklerinde kullanılan notasyonlar. S : minimum birinci seyrelme (boyutsuz) Fr : jet densimetrik Froude sayısı z : difüzör delik ekseninden deniz yüzeyine olan mesafe (m) d p : difüzör delik çapı (m) İkinci seyrelmenin tahmini Birinci seyrelmeden sonra başlangıç enerjisi tamamen ortadan kalkan atıksu, akıntı etkisi ile hareket etmeye başlar. Bu hareket sırasında türbülans ve difüzyon sebebiyle atıksudeniz suyu birbiriyle karışmaya devam eder. Bu karışım sırasında meydana gelen seyrelme ikinci seyrelme olarak tarif edilir. İkinci seyrelmenin tahmininde Brooks [15] tarafından geliştirilen dispersiyon modeli kullanılmıştır.model tarif edilen harekete bağlı karışım sırasında, türbülans sonucu meydana gelen seyrelmeyi tahmin etmektedir. Modele ait matematiksel ifade Eşitlik 7 ile verilmektedir. S C h = = (7) Ct 2 erf, x β b 1 Çizelge 8. İkinci seyrelmenin tahmininde kullanılan eşitlikler için notasyonlar S 2 : ikinci seyrelme C t : t anındaki maksimum kirletici konsantrasyonu, mg/l C O : birinci seyrelmeden sonraki kirletici konsantrasyonu, mg/l erf (x) : x in hata fonksiyonu β = 12E Vxb, boyutsuz x : difüzörden uzaklık, (m) V : akıntı hızı, (m/s) ( ) 4 x E = 4,5.1 4 b, (m 2 /s) b : etkin difüzör boyu, (m)

9 Üçüncü seyrelmenin tahmini Atıksuda bulunan yüksek konsantrasyondaki koliformların istenilen limitlere düşmesi, bakterilerin yeni ortamlarına uyum sağlayamayıp yok olmaları ile sağlanır. Doğal sularda bakteri ve diğer organizmaların hayatta kalmaları, dağılımları ve yok olmaları bazı çevresel faktörlere bağlıdır. Bunların en önemlileri güneş ışığı ve deniz suyunun tuzluluğu olarak sıralanabilir [16]. Bakteriyel yok olmanın genel olarak birinci dereceden kinetiğe uyduğu kabul edilmektedir. Bu kabule göre üçüncü seyrelme aşağıdaki şekilde ifade edilir. Kt S = e (8) K = 2. T (9) 9 Çizelge 9. Üçüncü seyrelmenin tahmininde kullanılan eşitlikler için notasyonlar S = Bakteriyel inaktivasyondan T9 = Başlangıç bakteri K = yokolma hız sabiti (1/t) kaynaklanan üçüncü seyrelme konsantrasyonunun %9 ının yok olması için gereken süre t = x = x = alınan yol atıksuyun hareket V x Vx = akıntı hızı süresi Akdeniz için deniz yüzeyinde T 9 değeri yaz ayları için 1,5 saat, kış aylarında ise -5 saat olarak öngörülmektedir [5]. Ancak bakteriyel inaktivasyondaki en önemli etken güneş ışığı olduğundan T 9 parametresi ışık şiddetine bağlı olarak oldukça büyük değişiklikler göstermektedir. Özellikle karanlık ortamlarda T 9 parametresi çok büyük değerler alabilmektedir. Marmara Denizi nde yapılan başka bir araştırmaya göre de T 9 değeri karanlık bölgede 45 saat olarak hesaplanmıştır [17]. Daha önceki kısımlarda anlatıldığı gibi deşarj bölgesinde hemen hemen bütün dönemlerde bir yoğunluk tabakalaşması beklenmektedir. Bu da atıksuyun deniz yüzeyine kadar ulaşamadan yüzey altında tutsaklanacağını düşündürmektedir. Yukarıda anlatıldığı üzere atıksuyun deniz yüzeyi altında tutsaklanması durumunda, tutsaklanma seviyesindeki bakteriyel yok olma hızlarının yüzeydekine göre oldukça düşük olması beklenmektedir. Toplam seyrelme (S T ), yukarıda anlatılan birinci seyrelme (S 1 ), ikinci seyrelme (S 2 ) ve üçüncü seyrelmenin (S ) çarpımı olarak elde edilmektedir. S T = S. S (1) 1 S SONUÇ ve ÖNERİLER Bu çalışmada yukarıda anlatılan yöntem kullanılarak, Antalya Deniz Deşarj sistemi için alansal ve zamana göre seyrelme değişimleri incelenmiştir. Yapılan tahmin ve hesaplamalar aşağıdaki gibi özetlenebilir; Birinci seyrelme değerleri, Batmış tarla derinlikleri,

10 Batmış tarlanın oluştuğu seviyedeki akıntı hızları kullanılarak dört ana (kuzey, doğu, güney ve batı) ve dört ara yönde (kuzeydoğu, güneydoğu, güneybatı ve kuzeybatı), m ye kadar her 1 m de ikinci ve üçüncü seyrelme değerleri, Toplam seyrelme değerleri hesaplanmıştır, Hesaplanan toplam seyrelme değerlerinden toplam koliform sayılarına geçilmiştir. Koliform sayıları hesap edilirken, ham atıksu toplam koliform sayısı 1 8 adet/1 ml olarak alınmıştır. Biyolojik arıtma sonucu ortalama %9 toplam koliform giderimi gerçekleştiği düşünülerek deşarj edilen arıtılmış atıksuyun toplam koliform sayısı 1 7 adet/1 ml olarak kabul edilmiştir. Hesaplanan değerler kontur haritaları şeklinde sunulmaktadır. Çizelge 1 da senaryolar için kullanılan ortak parametreler ve hesaplanan temel büyüklükler özetlenmektedir. Çizelgede; S 1 minimum birinci seyrelmeyi, Z e atıksu tarlasının difüzörden yüksekliğini, h e batmış atıksu tarlası derinliğini, Q atıksu debisini, dρ/dz yoğunluk gradiyentini, σ T oşinografik yoğunluğu ifade etmektedir. 2 yılı debileri Antalya Hurma Atıksu Artıma Tesisi nde yapılan günlük debi ölçümlerinin mevsimlik ortalaması alınarak elde edilmiştir. 22 yılı debileri ise sistem tasarımı sırasında, 22 yılı için tahmin edilen toplam deşarj debileridir. Çizelge 1. Senaryolarda kullanılan ortak parametrelere ait değerler ve hesaplanan birinci seyrelme ile batmış atıksu tarlası derinlikleri DÖNEM S 1 Z e (m) h e (m) Q (m /s) dρ/dz (kg/m.m) σ T (kg/m ) T 9 (saat) KIŞ ,5 19,6,11 28,5 45 YAZ 97 12,5 6,59,57 27, KIŞ 2 2,8 15,7 2,5,11 28, YAZ 7 16,7 1,8 4,4,57 27,7 45 Daha önceki bölümlerde bahsedildiği üzere, Antalya kenti atıksuları atıksu toplama şebekesi ile toplandıktan sonra ileri seviyede arıtılmakta ve bir derin deniz deşarj sistemiyle deniz ortamında uzaklaştırılmaktadır. Antalya Hurma Atıksu Arıtma Tesisi nde, Su Kalite Kontrol Yönetmeliği ile öngörülen deşarj standartlarının çok ötesinde bir arıtım uygulanmaktadır [5]. Bu sayede deşarj edilen atıksu için azot, fosfor, organik madde ve AKM konsantrasyonları bir sorun teşkil etmemektedir. En önemli parametre olarak toplam ve fekal koliform parametreleri izlenmektedir. Yapılan modelleme çalışmaları sonucunda Antalya Deniz Deşarj sistemi ile deniz ortamına deşarj edilen atıksuların, deniz yüzeyine çıkmadan büyük seyrelme oranlarına uğrayacağı söylenebilmektedir. Kirleticilerin alansal ve zamana bağlı değişimleri incelenmiş ve atıksuların deniz yüzeyinde bakteriyolojik açıdan büyük kirlilik sorunlarına sebep olmayacağı sonucuna varılmıştır. Model sonuçları Şekil 5 de kontör haritaları şeklinde sunulmaktadır. Su Kalite Kontrol Yönetmeliğine göre, rekreasyon amaçlı kullanılan sahil sularında izin verilebilecek maksimum toplam koliform konsantrasyonu 1 adet/1 ml dir. Şekillerdeki bakteri konsantrasyonu kontör çizgileri deniz yüzeyinde değil, batmış tarla yüzeyindeki koliform bakteri konsantrasyonlarını ifade etmektedir. Çalışmanın önceki bölümlerinde anlatıldığı gibi atıksu tarlası deniz yüzeyine çıkamayacağı için, atıksu

11 tarlasının yüzme ve su sporları gibi rekreasyon faaliyetlerinin yapıldığı nispeten sığ olan sahil bandına ulaşması mümkün değildir. Yine Su Kalite Kontrol Yönetmeliğine göre, deşarj edilen atıksuların uğraması gereken minimum birinci seyrelme değeri 4 tır. Çizelge 1 da senaryolar için tahmin edilen birinci seyrelme değerleri verilmektedir. Buradan da görüleceği gibi, maksimum atıksu debisinin deşarj edildiği ve maksimum tutsaklanma derinliğinin gözlendiği 22 yılı yaz döneminde dahi tahmin edilen birinci seyrelme değerleri standartların oldukça üzerindedir. 2 ve 22 yılları arasında nüfus artışına bağlı olarak atıksu debisinde meydana gelen değişim sebebiyle seyrelme oranlarında farklılıklar gözlenmekte, bu da koliform sayılarına yansımaktadır. (a) (b) Şekil 5. Modelleme çalışması sonucu elde edilen bakteri konsantrasyon dağılım haritaları; (a) günümüz kış mevsimi, (b) Günümüz yaz mevsimi, Yapılan çalışma sonucu, deniz suyu kalitesinde atıksu deşarjından ötürü meydana gelebilecek değişimlerin izlenmesinin gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Bu yüzden deniz deşarj sistemi ile deniz ortamına verilen atıksular için, 22 yılında sona eren izleme programına devam edilmesinin gerekli olduğu düşünülmektedir. Ayrıca çalışmada sadece iki aylık bir periyotta yapılan akıntı ölçümlerine ulaşılabildiğinden, bütün bir yıl bu iki aylık akıntı ölçümleriyle modellenmiştir. Daha kapsamlı bir akıntı örnekleme çalışmasıyla daha gerçekçi sonuçlara varılabileceği beklenmedir. KAYNAKÇA [1] 2. D.İ.E. (Devlet İstatistik Enstitüsü). 2 yılı nüfus sayım sonuçları. [2] Muhammetoğlu, H., And Günbak, A.R., 2. Operational and Hydraulic Aspects of the Diffuser Section of Antalya Sea Outfall, 1 st International Conference on Marine Wastewater Discharges, Genova, Italy, pp [] Erdem, A., Yalçın, Ö.B., Dursun, D., Özden, T., Kurt, P.B., Oguz, H., 22. Land Originated Pollution in Antalya Gulf and the Improvements

12 [4] 21. Hurma Biyolojik Arıtma Tesisi, Arıtma Projesi ve Deniz Deşarj Sistemi Hidrolik Modellemesi, Sistem Yapı-Zeybek İnşaat [5] Resmi Gazete, Su Kirliliği ve Kontrol Yönetmeliği, Resmi Gazete, No , 4 Ekim 1988, Ankara, Türkiye [6] Muhammetoğlu, H. Topkaya, B., Muhammetoğlu, A., Antalya Deniz Deşarjı Çevresinde Deniz Suyu Kalitesinin İzlenmesi, Teknik Rapor, No: RU , Antalya [7] Muhammetoğlu, H. Topkaya, B., Muhammetoğlu, A., 21. Antalya Deniz Deşarjı Çevresinde Deniz Suyu Kalitesinin İzlenmesi, Teknik Rapor, No: RU.-2-1, Antalya [8] Muhammetoğlu, H. Topkaya, B., Muhammetoğlu, A., 22. Antalya Deniz Deşarjı Çevresinde Deniz Suyu Kalitesinin İzlenmesi, Teknik Rapor, No: RU.-2-15, Antalya [9] Muhammetoğlu, H. Topkaya, B., Muhammetoğlu, A., 2. Antalya Deniz Deşarjı Çevresinde Deniz Suyu Kalitesinin İzlenmesi, Teknik Rapor, No: RU.-2-2, Antalya [1] 2. ASAT-Hurma Atıksu Arıtma Tesisi [11] Roberts, P.J.W., Snyder, W., And Baumgartner D., 1989a. Ocean Outfalls I: Submerged Wastefield Formation, Journal of Hydraulic Engineering, 115(1), 1-25 [12] Roberts, P.J.W., Snyder, W., And Baumgartner D., 1989a. Ocean Outfalls II: Spatial Evolution of Submerged Wastefield, Journal of Hydraulic Engineering, 115(1), [1] Roberts, P.J.W., Snyder, W., And Baumgartner D., 1989a. Ocean Outfalls III: Effect of Diffuser design on Submerged Wastefield, Journal of Hydraulic Engineering, 115(1), 49-7 [14] Cederwall, K., Hydraulics of Marine Waste Water Disposal, Hydraulics Division Repot No. 42, Chalmers Institue oftechnology, Göteborg, Sweden [15] Brooks, N., 196. Dispersion in Hydraulic and Coastal Environments, W. M. Keck Lab. Of Hydraulics and Water Resources, California Institute of Technology, Rep. KH-R- [16] Thomann, R., Mueller, J., Principles of Surface Water Quality Modelling and Control, Harper and Row Publishers, New York, USA [17] Yükselen, M.A., Kerç, A., Saatçi, A.M., Effect of Solar İntensity on Bacterial Die-off, MEDCOAST 95, Spain, pp