Modül 3: Çevresel Hedefler, Tedbirler Programı,
Ekonomik Analiz, Muafiyetler
Su Bütçe Modellemesi: WEAP
Kaan Tuncok
Afyon, 2015
İçerik
• WEAP nedir?
• Kısaca WEAP
• Modellenebilecek konu örnekleri
• Sistem Yapısı
• Örnek Çalışma
• Su Kaynakları Değerlendirme ve Planlama Sistemi
• Entegre su havzası hidrolojisi ve su planlaması
• www.weap21.org
•
•
•
•
•
Genel amaçlı model oluşturma, veri yönetimi ve senaryo analiz araçları
Arz ve talebe göre entegre analiz
Az sayıda başlangıç verisi gerekliliği olan, şeffaf, esnek ve kullanıcı dostu
Benzer kullanıcı ara yüzleri ve terminolojiler
Devletler, Üniversiteler, Danışma Şirketleri, Kamu Kurumları ve STK’lar tarafından
yaygın kullanım: dünya çapında yüzlerce kullanıcı
• Gelişmekte olan ülkelerdeki kar amacı gütmeyen akademik ve devlet kurumlarınca
hiçbir ücret ödemeksizin ulaşılır
Su Kaynaklarını Değerlendirme ve Planlama Sistemi
• Su havzası hidrolojisi ve su planlamasında entegre model
• CBS tabanlı, grafiksel sürükle-bırak ara yüzü
• Su arz ve taleplerinde fiziki simulasyon
• Ek simulasyon modellemesi: kullanıcı kaynaklı değişkenler,
modelleme denklemleri ve tablolarla, komut dosyaları ve diğer
modellerle ilintilendirme
• Senaryo yönetimi becerileri
• Yer altı suyu, su kalitesi, rezervuar, hidroelektrik ve finansal
modüller
WEAP Şematik Ağı
Arz ve talebin
ilintilendirilmesi
5 Ana
Görünüm
Yüzey veya yer
altı suyuna, ya da
arıtma tesislerine
dönen akışlar
Veri Görünümü
Talebe dair
veriler sayı ve
grafiklerle
gösterilir
Dosyalardan Okuma
Metin
dosyalarındaki
veya Access
veritabanındaki
zaman dizisi
verilerinin
okunması
Sonuçlar Görünümü
Sonuçlar, bir dizi
farklı format ve
ölçeklerle
gösterilebilir
Haritada Gösterilen Sonuçlar
Senaryo Araştırıcısı
Hızlıca gözden
geçirmeye
yönelik favori
tablolar
seçilebilir
Hidroelektrik
Enerji üretimine
dair kapasitelerin,
verimliliğin ve
diğer özelliklerin
belirlenmesi
Finansal Analiz
Değişken ve sabit
giderlerin ve
gelirlerin
belirlenmesi
Su Kalitesi
Kirletici
yüklemelerinin
belirlenmesi
WEAP’in MODFLOW ile İlintilendirilmesi
WEAP’in MODFLOW ile İlintilendirilmesi
WEAP Analizi Örnekleri
• Sektörel talep analizleri
• Arazi kullanımı ve iklim değişikliğinin hidrolojiye
etkileri
• Suyun korunması
• Su hakları ve tahsis öncelikleri
• Yer altı suları ve akarsu akış simulasyonları
• Baraj gölü çalışmaları
• Hidroelektrik üretimi
• Finansal analiz
• Kirlenmenin izlenmesi
• Ekosistem gereklilikleri
WEAP’in diğer Yazılımlarla İlintilendirilmesi
• İsteğe göre özelleştirilmiş/Programlanmış ilintilendirmeler
• Yer altı suyu akışı ve parçacık izleme modelleri
• MODFLOW, MODPATH
• Yüzey suyu kalitesi modeli
• Qual2K
• Yarı otomatik kalibrasyon
• PEST
• Uygulama programlama arayüzü (API) kullanarak WEAP
• Senaryo analizi
• CARS (RAND Corporation)
• Model kalibrasyonu
• PEST
• Duyarlılık analizi, karmaşık model oluşturma
• Komut dosyaları: Visual Basic, Javascript, Python, Perl
WEAP Uygulamaları
 Su Sistemlerinin Planlanması
 Küçük Baraj Gölleri Projesi, Gana/Brezilya
 California Su Planı, California, ABD
 Guadiana Nehri, İspanya
 Sınır aşan Sular Politikası




Okavango Nehri, Angola/Namibya/Botswana
Aşağı Rio Grande, ABD/Meksika
Mekong Nehri, Tayland/Kamboçya/Vietnam/Laos
Ürdün Nehri, Suriye/İsrail/Ürdün




Sacramento ve San Joaquin Nehir Havzaları, California, ABD
Massachusetts Su Kaynakları Müdürlüğü, Massachusetts, ABD
Yemen İkinci Ulusal Tebliği
Mali İkinci Ulusal Tebliği
 İklim Değişikliği Çalışmaları
 Ekolojik Akışlar
 Connecticut Çevre Koruma Dairesi
 Scituate, Massachusetts, ABD
 Su İşleri DSS Uygulaması
 Portland, Oregon; Austin, Texas; ve Philadelphia, Pennsylvania’daki örnek
çalışmalar
Suyla İlgili Karar Süreçlerinin İlintilendirilmesi
Yeraltı suyundaki kayıp
Su kalitesi
Karşılanmamış ekolojik akışlar
Maliyetler
Yeraltı sularının
pompalanmasındaki artışa
karşın suyun sektörlere yetecek
miktarda olmaması. suyun
halen yetersiz olması– deniz
suyu arıtma yoluyla ek kaynak
yaratılması
Sektörel sudaki kısıtlılık,
pompalamaya yönelik enerji
gereksinimindeki artış.
Deniz suyu arıtmadan dolayı
artan enerji ihtiyaçları
Her sektördeki su talebi
Verimlilik ve Sürdürülebilirlik
Su
kaynağı
Suya talep
Depolama
DSS
Sektörlerin su gereksinimleri
Suyun korunması
Sektörel politikalar
Daha az su-harcayan süreçler ve
teknolojiler
Su gereksinimleri
Suya olan talebin indirgenmesi
19
Alıştırma
Bir kullanıcı ne kadar nehir suyu kullanabilir?
• Nehir akışı ≠ Kullanıcının kullanmasına müsait su
• Kazançlar/kayıplar, baraj gölü depolama kapasitesi, tüketimsel
kullanım, dönen sular, yer altı suyu, toprak nemi
• Dağıtım hedefleri ve su tahsisi öncelikleri
• Tahsis doktrini (ilk gelenin kullanım hakkında önceliğe sahip olması)
• Amaca göre ( (örneğin; kentsel ihtiyaçların çevreden önce gelmesi)
• Konuma göre (örneğin; önce memba sonra mansap, ya da tam tersi)
• Önceki çekim ve tahsisler
• Aydan aya ve yıldan yıla değişimler
Sistem Şemasının Çizilmesi
• Sistem ana bileşen ve bağıntıların belirlenmesi
• Su kaynakları (yüzey suları ve yeraltı suları)
• İhtiyaç duyan sahalar (tarımsal, kentsel, vb.)
• Kaynakların, ihtiyaç duyan sahalarla irtibatlandırılması
• Kullanım sonrasında, ihtiyaç duyan sahalardan dışarıya
akışlar
Örnek 1: Bir nehir, membadaki şehire ve mansapdaki tarım
alanına su sağlayabilmektedir. Şehrin çektiği suyun %40’ı
toplanıp, arıtılıp tekrar nehire dönerek tarım bölgesinde
kullanılmak üzere mansap yönüne katılmaya uygun hale
getirilmektedir.
Tahsislerin Hesaplanması
•
•
Adım 1: Şemanın çizilmesi
Adım 2: İhtiyaç duyan sahalara yönelik iletim
hedeflerinin belirlenmesi (talepler)
Adım 3: İhtiyaç duyan sahaların öncelik sırasının
belirlenmesi (tahsis önceliklendirmesi)
Adım 4: Suyun müsaitliğinin belirlenmesi
•
•
•
•
•
•
Kaynaklar
Dönen sular
Adım 5: Kalan suyun, en yüksek öncelikli ihtiyaç
bölgesine iletim hedeflerini karşılayacak şekilde tahsisi
4. ve 5. adımların bir sonraki yüksek öncelikli bölge için
tekrarı
Tahsislerin Hesaplanması
Örnek 2: Bir nehir, şehre memba yönünün tersine ve tarımsal
alanlara mansap yönünde su sağlayabilmektedir. Şehrin çektiği
suyun %40’ı toplanıp, arıtılıp deşarj edilerek tarım bölgesinde
kullanılmak üzere mansap yönüne katılmaya uygun hale
getirilmektedir.
Bu sene nehirde 70 hm3 su
bulunmaktadır. Tablo, ihtiyaç duyan
sahaların öncelikleri ve iletim
Talep
hedeflerini göstermektedir.
İhtiyaç duyan her sahaya hacimce Şehir
ne kadar su tahsis edilmiştir?
Tarım
Öncelik
(sıralama)
İletim
Hedefleri
(hm3/yıl)
2 (düşük)
30
1 (yüksek)
60
Tahsislerin Hesaplanması
• Kullanıcının ulaşabileceği suyun belirlenmesinde her zaman kütle
dengesini kullanın
• İhtiyaç duyan sahalar ve dönen sular arttıkça, veri gereklilikleri ve
tahsis hesaplamaları daha karmaşık hale gelmektedir
• Hidroenformatik ve bilgisayar modellemesi faydalı olabilir!
WEAP Tahsis Hesabı
• Her adımda WEAP daha küçük bir liner program çözmektedir
Talep Yeterliliği Maksimizasyonu
Öyle ki:
•
•
•
•
Talep önceliklerini karşıla
Talep saha tercihlerine uy
Kütle dengesi
Diğer kısıtlar
• LP’yi zaman sıralı bir simülasyona dahil et (program kodu gibi)
WEAP’i Kullanmak
• Ana Modüller
•
•
•
•
Şema
Veri
Sonuçlar
Senaryo Araştırıcısı
WEAP Şeması
• Sürükle-bırak sistem mod bileşenleri
• İhtiyaç Duyan Sahalar
• Baraj Gölü, vs.,
• Sürükle, tıkla ve bırak sistem bağlantı bileşenleri
• Nehirler
• Aktarım bağlantıları
• Geriye akışlar
• Bileşenleri yerleştirmeye yardımcı olacak CBS
katmanlarını ekleyin
• Senaryo araştırmacısında test etmeyi planladığınız
tüm altyapıyı içermelidir
WEAP’de Nehir Örneği Şeması
WEAP Veri Modülü
• Her şema bileşeni için veri girin
•
•
•
•
Nehirler: Simülasyonun her ayında memba koşulları
Nehir yatağı: simulasyondaki her ay için nehir yatağındaki kazanımlar
Tahsisler: minimum akış gereklleri
Talep noktaları: etkinlik düzeyleri, kullanım oranları, kayıplar, tüketim, ihtiyaç
önceliği (1=en yüksek, 9=en düşük)
• İletim bağlantıları: maksimum akış, arz önceliği
• Dönen sular: routing (yüzdesi)
• Rezervuarlar: depolama hacmi, ilk hacim, hacim-yükselti eğrisi, buharlaşma;
havuz tanımları, tampon katsayısı, öncelik
• Veri girin ya da veri dosyasından okuyun
Veri modülüne girebilmek için herhangi bir bileşene sağ-tıklayabilirsiniz
İstenilen veriye gelmek için Ağaç görünümü, Tuşlar ve Sekmeler
WEAP Sonuçlar Modülü
• Sonuçlar ikonuna tıklayın
ve (tüm senaryoları)
yeniden hesaplayın
• Şema ya da açılan
listelerden sonuçları
seçin
• Görüntülenecek ,
tablolaştırılacak ve dışarı
aktarılacak çok sayıda
seçenek
Talep Noktasında Su Talepleri
WEAP Senaryo Araştırıcısı
• Veri modülünden senaryolar tanımlayın ve yönetin
• Burada da veri girişi yapın
WEAP Senaryo Araştırıcısı
• Senaryo
gösterge
panosunu
açmak için
Senaryo
Araştırıcısı
ikonunu
kullanın
Sonuçlar
• WEAP, önceliğe dayalı su tahsisini simule edebilir
• Sistem şemalarının çizilmesi için sürükle-bırak ara yüzü
• Her bir nehir için girilebilen memba verileri
• Sonuçlar, birçok farklı formatta görülebilir
Download

Tr.