| |
Öz: Su kaynakları planlaması ve yönetimi, istenilen amaçlar doğrultusunda ve öngörülen kriterler çerçevesinde su kaynaklarının en verimli kullanımını sağlayacak faaliyetlerin tümünü kapsamalıdır. Bu çalışmada, çok amaçlı ve çok barajlı bir su kaynakları sistemi tanımlanmıştır. Sistem üzerine kuraklık kontrolü amaçlı kısa süreli planlama için optimal işletme modeli kurulmuştur. Kısa süreli planlama için işletme optimizasyonunda, ardışık yaklaşıklamalı dinamik programlama (DPSA) optimizasyon tekniği kullanılmaktadır. Burada, belirli bir ay için girilen kuraklık hidrografının sistem tarafından depolanıp barajdan bırakılan enbüyük akımın enküçüklenmesi amaç fonksiyonu olarak tanımlanırken, barajdan toplam debi çıkışının (enerji üretimi için ve dolu savaktan bırakılan toplam debi) mansap için kuraklık ve kirlilik kontrolü debisinin altında olması kısıtı konulmaktadır. Optimizasyon esnasında, barajdan bırakılan akımların diğer barajın aksına taşınması için kinematik dalga yaklaşımı kullanılmıştır. Kurulan optimal işletme modeli, Orta Sakarya Havzası’nda Sakarya Nehri ana kolu üzerinde ardışık olarak bulunan çok amaçlı ve çok barajlı bir su kaynakları sistemine uygulanmıştır. Buradan elde edilen sonuçlar, kuraklık kontrolü ve yönetimi bakımından değerlendirilmiştir. Giriş: Çok barajlı sistemlerde yapılan uzun süreli planlama kapsamında, kuraklık bakımından en kritik dönem belirlenip, bu döneme ait aylık akımlar kullanılarak, optimal enerji üretimi bakımından yapılan işletme sonucu barajlarda minimum işletme seviyeleri ve sisteme ait güvenirli güç belirlenmektedir. Yılın herhangi bir ayında beklenen akımdan fazla bir akımın gelmesi, o ay için taşkın kontrolü yapılmasını gerektirebilir. Benzer şekilde, beklenen akımdan az bir akımın gelmesi de, o ay için kısa süreli kuraklık kontrolü yapılması anlamına gelecektir. Kuraklık (düşük akımların takviyesi) veya taşkın kontrolü gibi amaçlar, tekerrür aralığı bakımından uzun süreli planlamanın parçası olarak görülse de, bu olayların sistem tarafından kontrol edilmesi ve yönetilmesi, kısa süreli (çoğunlukla saatlik veya günlük) bir işletme optimizasyonunda ele alınmak zorundadır. Amaç: Bu çalışma kapsamında Orta Sakarya Nehri Havzası’nda bulunan barajlarda kısa süreli planlama için kuraklık kontrol ve yönetimi yapılarak optimal kuraklık işletme seviyeleri elde edilmesi amaçlanmıştır. Kapsam: Kısa süreli işletme, optimal kuraklık kontrolü çerçevesinde ele alındığında, çok barajlı sisteme girdiği düşünülen kritik periyot (kuraklık) hidrografının, öncelikle kuraklık kontrolü açısından sistem tarafından depolanması, sonrasında her bir barajın mansabında konulacak kuraklık ve kirlilik kontrolü debi kısıtının altına inmeyecek şekilde barajlardan akımların bırakılması ve aynı zamanda sistemden beklenen optimal faydanın (enerji üretimi v.s.) sağlanması ile söz konusu olacaktır. Sınırlılıklar: Kurulan kuraklık kontrolü amaçlı kısa süreli optimal işletme modeli, Orta Sakarya Havzası’nda Sakarya Nehri ana kolu üzerinde ardışık olarak bulunan çok amaçlı ve çok barajlı bir su kaynakları sistemine uygulanmıştır. Bu sisteme ait barajlar, sırasıyla, Sarıyar, Gökçekaya ve Yenice barajlarıdır. Bu barajların tamamı, enerji amaçlı olarak planlanmışlardır. Yöntem: Bu çalışmada, çok amaçlı ve çok barajlı bir su kaynakları sistemi tanımlanmıştır. Sistem üzerine kuraklık kontrolü amaçlı kısa süreli planlama için işletme optimizasyonu modeli kurulmuştur. Kısa süreli planlama için işletme optimizasyonunda, ardışık yaklaşıklamalı dinamik programlama (DPSA) optimizasyon tekniği kullanılmaktadır. Burada, belirli bir ay için girilen kuraklık hidrografının sistem tarafından depolanıp barajdan bırakılan enbüyük akımın enküçüklenmesi amaç fonksiyonu olarak tanımlanırken, barajdan toplam debi çıkışının (enerji üretimi için ve savaklanan) mansap için kuraklık ve kirlilik kontrolü debisinin altında olması kısıtı konulmaktadır. Böylece, her ay için optimal faydayı sağlayan normal işletme seviyelerinin yanında, kuraklık kontrolü bakımından optimal seviyeler belirlenmiş olmaktadır. Kısa süreli işletme optimizasyonunda (DPSA içinde) zaman dilimi olarak saat (veya özel durumlarda gün) kullanıldığı için akımların akarsu yatağında ötelenerek baraj aksına taşınmasında kullanılacak bir yaklaşıma gerek vardır. Bu çalışmada, akımların baraj aksına taşınmasında kinematik dalga modeli kullanılmaktadır. Bulgular: Kuraklık kontrolü ve yönetimi amaçlı olarak yapılan kısa süreli optimal işletme neticesinde, barajlara ait işletme seviyeleri ile kinematik dalga yaklaşımı kullanılarak, barajdan bırakılan akım değerinin diğer baraja ulaşma değeri ve barajdan bırakılan akım değerinin diğer baraja ulaşma zamanı eğrileri elde edilmiştir. Sonuç: Bu seviyeler incelendiğinde, Çok barajlı sisteme gelen akımların sistem tarafından depolandığı, Sistemden bırakılan akımların kuraklık kontrolü için gerekli şartları sağladığı, En büyük işletme hacmine sahip barajların optimizasyon sürecini kontrol ettiği ve yönettiği sonuçları elde edilmiştir. Kinematik dalga yaklaşımı kullanılarak, elde edilen eğriler incelendiğinde, barajlar arası mesafe ne kadar artarsa barajdan bırakılan akım değeri, diğer baraja o kadar azalarak ulaştığı, barajlar arası mesafe çok küçük ise, barajdan bırakılan akım, diğer baraja değişmeden ulaştığı, barajdan bırakılan akım değeri büyüdüğü zaman ulaşma zamanının küçüldüğü, barajlar arası mesafe artıkça ulaşma zamanı artmakta, azaldıkça azalmakta olduğu sonuçlarına varılabilir.
Anahtar Kelimeler: Su Kaynakları Planlaması, Çok Barajlı Sistemler, Çok Amaçlı Optimizasyon, Kuraklık Kontrolü, Enerji Üretimi.
|
