TARIM BİLİMLERİ DERGİSİ 2009, 15 (3) 231-239 ANKARA ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ Tarımsal Alanlarda Sulamanın Enerj Üretm Üzerne Etks Mücaht OPAN 1 Temel TEMİZ 1 Adnan ÖNER 1 Eyüp DUMLU 2 Gelş Tarh: 10.03.2009 Kabul Tarh: 27.10.2009 Öz: Bu çalışmada, çok amaçlı ve çok barajlı br su kaynakları sstem çn sulama suyu mktarının parametrk değşken olarak göz önüne alındığı br optmzasyon model gelştrlmştr. Gelştrlen model k aşamalıdır. Modeln lk aşamasında, kurak dönemn aylık ortalama akımları kullanılarak, güvenlr güç değerler enbüyüklenmştr. İknc aşamada se, modelde parametrk kısıt olarak enbüyüklenmş güvenlr güç değerler yerleştrlerek ve aylık ortalama akımlar kullanılarak sstemn toplam enerjsnn enbüyüklenmes gerçekleştrlmştr. Optmzasyon teknğ olarak ardışık yaklaştırmalı dnamk programlama (DPSA) kullanılmıştır. Model Munzur Nehr Havzası nda bulunan çok amaçlı ve çok barajlı br su kaynakları sstemne uygulanmıştır. Elde edlen sonuçlar hem enerj üretm faydası hem sulama suyu faydası hem de toplam fayda bakımından değerlendrlmştr. Sonuç olarak, sstemn toplam faydasının enbüyük olduğu yerde, sulama suyu mktarı 60x10 6 m 3 olarak elde edlmştr. Anahtar Kelmeler: Su kaynakları sstem, sulama, enerj üretm, parametrk değşken yaklaşımı, ardışık yaklaştırma, dnamk programlama Effect of Irrgaton on Energy Producton n Agrcultural Areas Abstract: In ths study, an optmzaton model, taken nto consderaton to the rrgaton water as parametrc varable, s developed for a water resources system wth mult-objectve and multple reservors. Ths model has two stages. In the frst stage of the model, the maxmzed frm power values are maxmzed by usng monthly mean nflow data of the drought perod. In the second stage, the maxmzaton of the total energy of the system s realzed by locatng frm power values as parametrc constant and by usng data of the monthly average nflow n the model. A dynamc programmng wth successve approxmatons s used as optmzaton technque. The model s appled to a water resources system wth multple reservors and mult-objectve n the Munzur Rver Basn, Turkey. Results obtaned are evaluated to the energy producton, rrgaton water and total benefts. As a result, the rrgaton water has obtaned as 60x10 6 m 3 where the total beneft of the system s maxmzed. Key Words: Water resources system, rrgaton, energy producton, parametrc varable approach, dynamc programmng, successve approxmatons Grş Tarımsal alanlarda bulunan çok amaçlı barajlardan oluşan sstemlerde sulama çn baraj etrafında bulunan sulama alanları enerj üretmn olumsuz yönde etkleyecek duruma geleblr. Bu durumu rdeleyeblmek çn sulama alanlarının büyüklüğünün, mevsmsel sulama htyacının, ürün yelpazesnn, enbüyük faydayı sağlayacak ürünlern ve bu ürünlern fayda değerlernn blnmes gerekmektedr. Bu blgler elde edldkten sonra, enerj üretm amaçlı uzun sürel optmal şletme model gelştrlp bu model çnde sulama mktarının faydası rdelenerek bu faydanın enerj üretm üzerndek etkler araştırılablr. Labade (2004), çok barajlı sstemlerde enerj optmzasyonu ve taşkın kontrolü gb amaçların gerçekleştrlmes çn yapılan çalışmalar üzerne dkkatler çekmştr. Güvel (1997), Sert ve ark. (1982, 1983), Yakowtz (1982), Yeh (1985) ve Yurtal (1993), enerj optmzasyonu le lgl çalışmalarında, enerj üretmnn doğrusal olmaması nedenyle, doğrusal olmayan optmzasyon (doğrusal olmayan programlama ve dnamk programlama gb) ve smülasyon teknklern kullanmışlardır. Needham (2003), taşkın kontrolü ve sulama gb amaçlar çn doğrusal ve doğrusal olmayan programlama teknklern ve smülasyonu kullanmıştır. Shm ve ark. (2002), DPSA yı Kore de, Han Havzası nda, gerçek-zamanlı taşkın kontrol şletmeler çn uygulamışlardır. Son olarak, Y ve ark. (2003), DPSA yı, Aşağı Colorado Nehr Baraj Sstem nde saatlk optmal hdro - güç brmlernn 1 Kocael Ünverstes, Mühendslk Fakültes, İnşaat Mühendslğ Bölümü, Kocael, Türkye 2 Tarım İşletmeler Genel Müdürlüğü, Koçaş İşletmeler, Aksaray, Türkye
232 TARIM BİLİMLERİ DERGİSİ 2009, Clt 15, Sayı 3 planlanmasına yardımcı olması amacıyla uygulamışlardır. Bu çalışmanın amacı tarımsal alanlarda bulunan çok barajlı sstemde sulamanın enerj üretm üzerne etklern araştırmaktır. Bunun çn sulama suyunun parametrk değşken olarak kullanıldığı br optmzasyon model gelştrlmştr. Bu modeln lk aşamasında, kurak dönemn aylık ortalama akımları kullanılarak, güvenlr güç değerler enbüyüklenmştr. İknc aşamada se, modelde güvenlr güç değerler parametrk kısıt olarak yerleştrlerek ve aylık ortalama akımlar kullanılarak sstemn toplam enerjs enbüyüklenmştr. Bu aşamalardan lknde aylık mnmum şletme sevyeler, kncsnde se aylık normal şletme sevyeler elde edlmştr. Materyal ve Yöntem Sstem: Munzur Nehr Havzası nda Munzur Nehr ana kolu üzernde ardışık şeklde bulunan çok barajlı br su kaynakları sstem uygulama amaçlı olarak seçlmştr. Bu ssteme at barajlardan Y. Konaktepe, Kaletepe, Uzunçayır Barajları enerj amaçlı ve brktrmel; Gülyayla ve Tuncel Barajları se enerj amaçlı ve brktrmesz (nehr santral) olarak planlanmışlardır. Çzelge 1 de, bu barajlara at verler (nehr santral olan barajlarda maksmum ve mnmum şletme sevyeler aynıdır, çünkü gelen su mktarı brktrlmeden sabt br düşüden düşürülmektedr), Çzelge 2 de, brktrmel barajlara at hacm yükseklk lşkler ve Çzelge 3 de se, brktrmel barajlara at 1973-2000 yılları arasında gözlenmş aylık buharlaşma verlernden elde edlen aylık ortalama buharlaşma değerler verlmştr. ekl 1 de krtk döneme (kurak) at aylık akımlar gösterlmştr. Bu krtk akım verler uzun sürel optmal şletme modelnde kullanılarak ve sulama suyu mktarı parametrk olarak değştrlerek güvenlr güç değerler enbüyüklenrken aylık mnmum şletme sevyeler elde edlecektr. ekl 2 de 1973-2000 yılları arasında gözlenmş 27 yıllık akım verlernden elde edlen aylık ortalama akımlar verlmştr. Bu aylık ortalama akım verler uzun sürel optmal şletme modelnde kullanılarak, sulama suyu mktarı parametrk olarak değştrlerek ve enbüyüklenmş güvenlr güç değerler modele parametrk kısıt olarak yerleştrlp toplam enerj enbüyüklenrken aylık normal şletme sevyeler elde edlecektr. Çzelge 1. Munzur Nehr Havzası nda bulunan barajlara at verler, [Temz (2008)] Barajlar Y. Konaktepe Gülyayla Kaletepe Tuncel Uzunçayır Yağış Alanı (km 2 ) 1086 1151 1586 1630 3335 Kurulu Güç (MW) 105 50 53 21 117 Baraj Yükseklğ (m) 110 25 65 25 58 mum İşletme Sevyes (m) 1240 1070 990 925 900 Mnmum şletme sevyes (m) 1170 1070 960.3 925 873.8 mum Hacm (10 6 m 3 ) 456 6 47.5 5 303 Mnmum Hacm (10 6 m 3 ) 20 6 10 5 40 Kuyruksuyu kotu (m) 1070 990 925 900 840 Enerj Üretm Kapastes (10 6 m 3 ) 200 200 250 260 500 Çzelge 2. Barajlarda hacm yükseklk lşks (h=a.s b +c, h (m), S (10 6 m 3 )), [Temz (2008)] Barajlar Y. Konaktepe Gülyayla Kaletepe Tuncel Uzunçayır A 17.624 17.624 13.440 13.440 11.110 B 0.3005 0.3005 0.4134 0.4134 0.2850 C 60 55 0 0 2 (h:yükseklk, S:Hacm, a, b ve c : Hacm-yükseklk lşk parametreler) Çzelge 3. Brktrmel barajlardak buharlaşma değerler (mm/ay), [Temz (2008)] Barajlar Ocak ubat Mart Nsan Mayıs Hazran Temmuz Ağustos Eylül Ekm Kasım Aralık Y. Konaktepe 0 0 0 0 107.92 177.85 211.16 196.04 112.23 21.98 0 0 Kaletepe 0 0 0 0 107.92 177.85 211.16 196.04 112.23 21.98 0 0 Uzunçayır 0 0 0 0 41.49 171.50 232.45 231.98 141.86 8.18 0 0
OPAN, M., T. TEMİZ, A. ÖNER ve E. DUMLU. Tarımsal alanlarda sulamanın enerj üretm üzerne etks 233 ekl 1. Barajlara krtk dönemde havzasından gelen aylık kurak akımlar, [Temz (2008)] ekl 2. Barajlara havzasından gelen aylık ortalama akımlar, [Temz (2008)] Sert ve ark.(2007), Munzur Nehr Havzası ndak Yukarı Konaktepe Barajı nın etrafında bulunan tarımsal alanlarda brm sulama alanına düşen enbüyük faydaya sahp ürünler (domates, salatalık, bber ve patlıcan) belrledkten sonra, bu ürünlern sulama suyu mktarına karşılık oluşan toplam parasal net fayda değerlern elde etmşlerdr. Buradan, ekl 3 de gösterldğ gb, Yukarı Konaktepe Barajı çn sulama suyu mktarına karşılık sulama suyu faydasının değşmn önermşlerdr. Sulama suyu mktarı (10 6 m 3 ) Sstemn matematksel model: Br akarsu üzerndek çok sayıda baraj ve hdroelektrk santral(hes), çok amaçlı ve çok barajlı br su kaynakları sstem olarak tanımlanablr. ekl 4 de, sulama alanı olan çok barajlı br su kaynakları sstem şematk olarak gösterlmştr. Burada, lk baraj etrafında sulama alanları bulunduğu öngörülmüştür. Bu sstem çnde bulunan herhang br -barajının t-zamanına at şletlmes le lgl değşkenler, ekl 5 de gösterldğ gbdr. Burada, =l,2,m: Baraj sayısını, t=1,2,km: Ay/gün/saat olarak şletme zamanını göstermektedr. Sulama Alanı Sulama Alanı 1 M HES HES HES Sulama suyu faydası (10 6 TL/Yıl) ekl 3. Yukarı Konaktepe Barajı nda sulama suyu mktarına karşılık sulama suyu değşm ekl 4. Çok barajlı br su kaynakları sstemnn şematk görünüşü
234 TARIM BİLİMLERİ DERGİSİ 2009, Clt 15, Sayı 3 Bu ssteme at herhang br -barajı çn t- zamandak su denges lşks; ds = X, t Y, t (1) dt şeklnde yazılablr. Burada, X, t : Baraja gren akımları, Y, t : Barajdan çıkan akımları ve ds : dt Barajda depolanan su mktarının zamanla değşm olarak tanımlanmıştır. Ayrık zaman dlm çn su denges lşks aşağıda verldğ gbdr. ds S = (2) dt t F,t, Q, R 1,t 1,t ekl 5. Herhang br barajın şletlmes le lgl değşkenler Buradan, S t I, t, L, t S S, t S Mn Q,t, HES α. 2 Q, t = X,t Y,t (3) olarak yazılablr. Burada, ssteme gren ve çıkan su mktarı, X, t = F, t + Q 1, t + R 1, t (4) Y, t = Q, t + R, t + L, t + I, t (5) şeklnde olup, burada, S, t : Barajda depolanan su mktarı, F,t : Barajın havzasından gelen akım mktarı, Q, t : Barajdan enerj üretm çn bırakılan akım mktarı, R, t : Barajda dolu savaktan bırakılan akım mktarı, I, t : Barajda sulamaya ayrılan akım mktarı ve L, t : Barajdak buharlaşma ve dğer kayıplar olarak tanımlanablr. Eğer t =1 brm zaman olarak ele alındığında, su denges lşks, R,t h *, t h, t S = S, t + 1 S, t (6) le buradan, S,t + 1 S,t = F,t + Q 1,t + R 1,t Q,t R,t L,t (7) şeklnde fade edleblr. Çok barajlı br su kaynakları sstemnde her br baraj çn depolanan su mktarları, baraj maksmum ve mnmum hacmler le sınırlanmış olmaktadır. Buna göre her br barajda depolanmış su mktarı S Mn S S, t (8) arasında olmakta, burada S Mn :Barajda depolanan mnmum su mktarını ve S :Barajda depolanan maksmum su mktarını göstermektedr. Barajdan bırakılacak akımlar enerj üretm kapastesne ve dolu savak kapastesne bağlı olarak sınırlanablr. Buna göre barajdan bırakılan akımlar, 0 Q Q, t (9) 0 R R, t (10) olmaktadır. Burada, Q : Barajdan enerj üretm çn bırakılablecek maksmum su mktarını ve R : Barajda dolu savaktan bırakılablecek maksmum su mktarını göstermektedr. Dğer taraftan, barajlardan bırakılan toplam akıma alt ve üst sınırlar tanımlanablr. O zaman, W W, t ( Q, t + R, t ) (11) arasında olup, burada, W, t : Barajda akarsu yatağına bırakılması gereken kuraklık ve krllk kontrolü çn mnmum su mktarı ve W : Barajda akarsu yatağına bırakılablecek taşkın kontrolü çn maksmum su mktarı olarak tanımlanmaktadır. Baraj etrafında bulunan tarımsal alanlarda yapılacak sulama çn ayrılan sulama suyu mktarı değerler mnmum ve maksmum sulama suyu mktarları arasında değşmektedr. Yan, I Mn I, t I, t, t (12)
OPAN, M., T. TEMİZ, A. ÖNER ve E. DUMLU. Tarımsal alanlarda sulamanın enerj üretm üzerne etks 235 şeklndedr. Burada, I Mn, t : Barajdan sulamaya ayrılablecek mnmum sulama suyu mktarını ve I, t : Barajdan sulamaya ayrılablecek maksmum sulama suyu mktarını göstermektedr. Her br barajda enerj üretm çn bırakılan akımdan elde edlen gücün hdroelektrk santral kurulu gücünü aşmaması gerekmektedr. Yan, ortalama güç, P, t = k. Q, t. h, t (13) olup, P, t P k, olmalıdır. Burada, P k : Barajda kurulu güç, k : Enerj üretm katsayısı ve h, t : Ortalama net düşüdür. Barajlardak ortalama su yükseklğ se, h * S, t + S, t + 1, t = h 2 (14) şeklnde (ortalama depolanmış su mktarının br fonksyonu olarak) elde edlmektedr. Cebr boru veya taşıma tünelndek sürtünme kayıpları dkkate alındığında, h h *, t =, t ( h f ), t (16) olmakta ve buradan h * Q 2, t = h, t α., t. l (17) yazılmaktadır. Burada, h *,t : Tüneldek sürtünme kaybı düşünülmeden önce barajdak ortalama su yükseklğ, ( h f ), t : Baraja at cebr borudak sürtünmeden dolayı yük kaybı, α : Barajda tünel çapına ve sürtünme özellklerne bağlı br katsayı ve l : Baraja at cebr boru uzunluğu olarak tanımlanmaktadır. Burada, barajdak h, t yükseklğne karşılık gelen depolama yüzey alanı belrlenp, bu değer buharlaşma yükseklğ le çarpılarak buharlaşma mktarı belrleneblr. Enerj üretm amaçlı uzun sürel planlama çn optmzasyon model: Çok amaçlı çok barajlı su kaynakları sstemnde uzun sürel planlama modelnde, zaman adımları olarak aylar kullanılmaktadır. Sstemn verlen 10 7 m 3 /Ay boyutu çn, ardışık yaklaştırmalı dnamk programlama (DPSA) model le aylık kurak dönem akımları kullanılarak ve sulama suyu mktarı parametrk olarak değştrlerek güvenlr güç değerler enbüyükleyecek şeklde aylık mnmum şletme sevyeler ( S Mn, t ) belrlenmektedr. Buradan elde edlen güvenlr güç değerler modelde parametrk kısıt olarak kullanılıp, sulama suyu mktarı parametrk olarak değştrlerek ve aylık ortalama akımlar le toplam enerj enbüyüklenmekte ve aylık normal şletme sevyeler ( S Nor, t ) bulunmaktadır. Bu durumda amaç fonksyonu, k aşamalı olup; 1. aşama, kurak dönemn aylık akımları le güvenlr gücün enbüyüklenmes, M ( Mn P ) 1 =, t (18) 2.aşama, aylık ortalama akımlarla toplam enerjnn enbüyüklenmes, KM M = ( P t PG ). ps + PG. pg t 1 = 1, (19) KM M ( Max P t t = 1 = 1, le eşdeğer) M P t P G = 1, (20) şeklndedr. Burada, P G : Enbüyüklenmş güvenlr gücü (parametrk kısıt), p G : Güvenlr enerj brm fyatını, p S : Sekonder enerj brm fyatını göstermektedr. Güvenlr güç ( P G ), kurak dönemn aylık akımları kullanılarak belrlenmekte ve aylık ortalama akımlara göre sekonder enerjnn enbüyüklenmes le toplam enerjnn enbüyüklenmes sağlanmış olmaktadır. Burada kullanılan enerj brm fyatlarının sonuç üzernde br etks olmamakla brlkte, sadece toplam enerj faydasının değern belrlemek çn kullanılmaktadır. Yapısal denklemler, Denklem 7 de fade edlen her br baraj ve dönem çn yazılan su denges lşks şeklndedr. Sstemdek kısıtlar se, Denklem 8 de gösterlen her br baraja at şletme sevyesnn maksmum ve mnmum değerler le Denklem 9 ve 10 da gösterlen enerj üretm çn barajdan bırakılan ve dolusavaktan savaklanan akımların maksmum değerler olarak tanımlanmaktadır.
236 TARIM BİLİMLERİ DERGİSİ 2009, Clt 15, Sayı 3 Ardışık yaklaştırmalı dnamk programlama (DPSA): DPSA optmzasyon teknğn kullanmanın amacı, çok karar değşkenl br dnamk programlama (DP) problemn, her brnde tek br karar değşken olan DP ye at alt problemlere ayrıştırmak ve böylece karar değşkenlern teker teker ele alarak ana problem çözmektr. Bu teknğn avantajı, çok boyutlu br dnamk programlama problemn br dz tek boyutlu probleme ndrgeyerek, hem hesaplama zamanını hem de blgsayar bellek gereksnmlern (DP de blgsayar zamanı ve bellek gereksnm üssel br artış göstermektedr) azaltmaktır. En y çözümün bulunablmes çn başlangıç çözümünün dkkatl seçlmes ve brden fazla başlangıç çözümü denenerek sonuçların karşılaştırılması gerekeblr. Opan (2007), DPSA da, herhang br aşama çn durum, durum değer ve karar değşken çn şematk göstermn veren ekl 6 yı üretmştr. DPSA da üç değşken tp vardır. Bunlar: 1. Sstemn davranışını olduğu gb tanımlayan ve sstemn herhang br andak durumunu gösteren durum değşken (barajın şletme sevyes), 2. Seçlen br amaca göre sstemn kontrol edleblr grdler hakkında karar vermey sağlayan karar değşken (barajdan enerj üretm çn bırakılan ve dolu savaktan savaklanan su mktarları), 3. Bu kararların verldkler aralıkları belrleyen aşama değşken (şletme zamanı), şeklndedr. Bu değşkenlern bazı kısıtlara bağlı olarak aldıkları değer takımına poltka denmektedr. Bu poltkanın sstemn çıktıları üzerne etksn belrleyen ölçüt se, amaç fonksyonu olarak tanımlanmaktadır Enbüyük Değşken Enküçük Aşama Durum Değşken =1 Sabt Karar Değşken =2 Sabt =M Sabt Durum Değer ekl 6. DPSA da herhang br aşamasındak durum değer ve durum-karar değşkennn şematk gösterm Parametrk değşken yaklaşımı: Çok barajlı sstemlerde barajlar brçok amaca hzmet etmektedr. Ancak optmzasyon teknkler çersnde genelde amaç fonksyonunda tek amacın fayda değer gözetldğ çn, brden fazla amacın fayda değerlernn amaç fonksyonunda kullanılması ya hedef programlama optmzasyon teknğ le ya da herhang br optmzasyon teknğ çnde parametrk değşken yaklaşımı kullanarak mümkün olablr. Parametrk değşkenn herhang br optmzasyon teknğnde kullanılablmes 1.Yapısal denklemlerde yer alan parametrk değşkenn alt ve üst sınırları arasında herhang br değer atanması, 2.Atanan parametrk değşkennn değerne karşılık olarak amaç fonksyonunun ürettğ optmum değern belrlenmes, İle gerçekleşmektedr. Tek amaç fonksyonlu optmzasyon teknklernde yapısal denklemlern çersne stenlen amaçlar doğrultusunda gerektğ kadar parametrk değşken atanablr. Bu çalışmada, sulama suyu mktarı parametrk değşken olarak kullanılmıştır. Bulgular ve Tartışma Munzur Nehr Havzası nda Y. Konaktepe Barajı etrafında bulunan sulama alanlarının sulanma ayları olarak Hazran, Temmuz ve Ağustos ayları seçlmştr. Optmzasyon modelnde verlen kısıtlar altında çözüm üreteblmek çn, bu aylarda havzadan gelen akımlar ve aylık sulama htyacı gözetlerek, sulamaya ayrılacak su mktarının her ay eşt olarak yapılması zorunluluğu ortaya çıkmıştır. Bu durum tamamen havzaya bağlı olup, farklı havzalarda farklı sulamalar yapılablr. Ayrıca, enerj amaçlı olarak tanımlanan sstem hang baraj etrafında bulunan sulama alanının etkledğ araştırılmış ve lk baraj etrafında bulunan sulama alanlarının sstemn dğer barajlarının depolama kapastelern olumsuz br şeklde etkledğ görülmüştür. Optmzasyon sonucunda, sulama suyu mktarına karşılık güvenlr/sekonder/toplam güç değerler Çzelge 4 de verldğ gb elde edlmştr. Burada, sulama çn ayrılan su mktarı artırıldığı zaman, güvenlr/sekonder/toplam güç değerlernn azaldığı görülmektedr. Çzelge 5 de se, güvenlr/sekonder/toplam güçlere at brm fayda değerler verlmektedr. Bu verler kullanılarak, Çzelge 6 da, sulama suyu mktarına karşılık, enerj üretm ve toplam fayda
OPAN, M., T. TEMİZ, A. ÖNER ve E. DUMLU. Tarımsal alanlarda sulamanın enerj üretm üzerne etks 237 değerler elde edlmştr. Burada, sulama suyu mktarı artırıldığı zaman, sulama suyu faydası artmakta, enerj üretm faydası azalmakta ve toplam fayda değer sulama suyu mktarının 60x10 6 m 3 olduğu yerde 168.331x10 6 TL/Yıl olmakta ve bu sulama değer çn toplam fayda enbüyük değerne ulaşmaktadır. Toplam fayda değern en büyük yapan sulama suyu mktarı, optmum sulama suyu mktarı olarak kabul edlmektedr. Optmum sulama suyu mktarı değerne at aylık mnmum şletme sevyeler ekl 7 de ve aylık normal şletme sevyeler se, ekl 8 de gösterlmştr. Burada, şletme sevyeler ncelendğnde, büyük şletme hacmne sahp Y. Konaktepe ve Kaletepe Barajları nın şletme sevyelernde büyük değşmler yaparak optmzasyon sürecn kontrol ettkler ve yönettkler görülmektedr. Çzelge 4. Sulama suyu mktarına karşılık en büyüklenmş güvenlr/sekonder/toplam güç değerler Sulama suyu mktarı I 1, t (10 6 m 3 ) Enbüyüklenmş Güvenlr Güç Toplam Güç Seconder Güç Hazran Temmuz Ağustos Toplam (MW/Yıl) (MW/Yıl) (MW/Yıl) 0 0 0 0 79.539 138.650 59.111 10 10 10 30 79.625 135.630 56.005 20 20 20 60 79.625 132.530 52.905 30 30 30 90 79.711 129.380 49.669 40 40 40 120 78.221 126.140 47.919 Çzelge 5. Güvenlr/sekonder/toplam güç, enerj ve fayda değerler Güç Enerj/Yıl Brm Fyat Fayda (MW) (MW-saat) (TL/kW-saat) (10 6 TL/Yıl) Güvenlr 79.539 696762 0.14 97.547 Sekonder 59.111 517812 0.11 56.959 Toplam 162.480 1214574-154.506 Çzelge 6. Enerj üretm ve sulama suyu mktarı le elde edlen toplam fayda değerler Sulama mktarı I 1, t Enerj Üretm Sulama Suyu Faydası Enerj Üretm Faydası Toplam Fayda (10 6 m 3 ) Hazran Temmuz Ağustos Toplam (MW-saat/Yıl) (10 6 TL/Yıl) (10 6 TL/Yıl) (10 6 TL/Yıl) 0 0 0 0 1214574 0 154.506 154.506 10 10 10 30 1188119 15.3 151.619 166.919 20 20 20 60 1160963 19.7 148.631 *168.331* 30 30 30 90 1133369 21.0 145.619 166.619 40 40 40 120 1104986 21.5 142.105 163.605 ekl 7. Barajlarda kurak dönemde optmum sulama suyu mktarı le oluşan aylık mnmum şletme sevyeler
238 TARIM BİLİMLERİ DERGİSİ 2009, Clt 15, Sayı 3 ekl 8. Barajlarda optmum sulama suyu mktarı le oluşan aylık normal şletme sevyeler Sonuç Sulama suyu mktarının parametrk olarak ele alındığı enerj üretmnn enbüyüklenmes amaçlı olarak gelştrlen uzun sürel optmal şletme model Munzur Nehr Havzası nda bulunan çok barajlı br su kaynakları sstemne başarılı br şeklde uygulanmıştır. Yapılan optmal şletme netcesnde, sulama suyu mktarı arttığı zaman, sulama faydası artmakta, enerj üretm faydası azalmakta ve toplam fayda değer su mktarının 60x10 6 m 3 olduğu yerde 168.331x10 6 TL/Yıl olmakta ve enbüyük değere ulaşmaktadır. Toplam fayda değern en büyük yapan sulama suyu mktarı optmum sulama suyu mktarı olarak kabul edlmektedr. Optmum sulama suyu mktarına karşılık elde edlen optmal şletme sevyeler ncelendğnde, en büyük şletme hacmne sahp barajların optmzasyon sürecn kontrol ettğ ve yönettğ görülmüştür. İlerk zamanlarda yapılacak çalışmalar olarak, optmzasyon modelnde, sulama suyu mktarı çn farklı senaryolar kullanılablr. Br benzetm model üretlerek elde edlen sonuçlar le optmzasyon model karşılaştırılablr. Ayrıca, dğer barajlar etrafında da sulama alanları tanımlanarak analzler yapılablr. Teşekkür Aramızdan 1 Mayıs 2007 tarhnde ayrılan Mahmut Sert, bu çalışmanın ortaya çıkartılması ve gelştrlmes üzerne çok büyük katkılarda bulunmuştur. O olmadan bu çalışma asla yapılmazdı. Katkılarından dolayı kendsne çok teşekkür ederz. Kaynaklar Güvel. P. 1997. Ceyhan ve Seyhan Havzaları nın Hec-5 programı le taşkın kontrolü ve enerj optmzasyonu amaçlı smülasyonu. Çukurova Ünverstes Fen Blmler Ensttüsü Adana. Labade J. W. 2004. Optmal operaton of mult-reservor system: State-of-the-art revew. Journal of Water Resources Plannng and Management 130(2): 93-111. Needham J. T., D. W. Watkns and J. R. Lund. 2000. Lnear programmng for flood control n the Iowa and Des Mones Rvers. Journal of Water Resources Plannng and Management 126(3): 118-127. Opan M. 2007. Çok barajlı sstemlerde çok amaçlı optmal şletme. Kocael Ünverstes Fen Blmler Ensttüsü İnşaat Mühendslğ Anablm Dalı Doktora Tez Kocael. Sert M., G. Kızıltan, A. İ. Dalgıç, M. Karadenz, A. U. Ünal ve S. Uşkay. 1982. Br akarsu üzerndek br ser hdroelektrk tessn optmal boyutlandırma ve şletlmes: Munzur Suyu Projes Uygulaması. TÜBİTAK Marmara Blmsel ve Endüstryel Araştırma Ensttüsü Yöneylem Araştırması Bölümü Gebze/Kocael. Sert M., M. Öcal, N. Oktay ve M. Ertuğrul. 1983. Sakarya Havzası optmal enerj üretm projes. TÜBİTAK Marmara Blmsel ve Endüstryel Araştırma Ensttüsü Yöneylem Araştırması Bölümü Gebze/Kocael. Sert M., M. Opan ve T. Temz. 2007. Mult-objectve optmal plannng n multple reservor systems. Internatonal Congress on Rver Basn Management 554-567 Antalya. Shm K.-C., D. Fontane and J. W. Labade. 2002. Spatal decson support system for ntegrated rver basn flood control. Journal of Water Resources Plannng and Management 128(3): 190-201.
OPAN, M., T. TEMİZ, A. ÖNER ve E. DUMLU. Tarımsal alanlarda sulamanın enerj üretm üzerne etks 239 Temz T. 2008. Çok Barajlı Havzalarda Uzun Sürel Planlama. Kocael Ünverstes Fen Blmler Ensttüsü İnşaat Mühendslğ Anablm Dalı Yüksek Lsans Tez. Kocael. Yakowtz S. 1982. Dynamc programmng applcatons n water resources. Water Resources Research 18(3): 673-696. Yeh, W. 1985. Reservor management and operatons models: A state-of-the-art revew. Water Resources Research 21(12): 1797-1818. Y J., J. W. Labade and S. Sttt. 2003. Dynamc optmal unt commtment and loadng n hydropower systems. Journal of Water Resources Plannng and Management 129(5): 388-398. Yurtal R. 1993. Çoklu baraj sstemlernn enerj optmzasyonu çn gelştrlmş etkn br artırımlı dnamk programlama model ve aşağı Seyhan Havzası na uygulanması. Çukurova Ünverstes Fen Blmler Ensttüsü Adana. İletşm adres: Mücaht OPAN Kocael Ünverstes, Umuttepe Kampüsü, Mühendslk Fakültes, İnşaat Mühendslğ Bölümü, Prof. Dr. Mahmut Sert Hdrolk Laboratuvarı, İzmt, Kocael, Türkye. Tel: 0-262-303 30 62 E-posta: opanmucaht@yahoo.com