Transkript
1 ÇEVRE PROBLEMLERININ ÇÖZÜMÜNDE COGRAFI BILGI SISTEMLERININ KULLANIMI Dr. Bilgehan NAS, Doç.Dr. Ali BERKTAY Selçuk Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlik Fakültesi, Çevre Mühendisligi Bölümü, KONYA. ÖZET Cografi Bilgi Sistemlerinin (CBS) çevre problemlerinin çözümünde kullanimi, en güçlü ve en basarili uygulama alanlarindan biridir. Çevre problemlerinin izlenmesi, degerlendirilmesi ve çözümünde Cografi Bilgi Sistemleri yurtdisinda etkili bir sekilde kullanilmaktadir. Çevre problemleri yillarca göz ardi edilen, birikmis çevre problemleriyle karsi karsiya olan ülkemizde de etkili ve dogru kararlar alabilmek ve çevre problemlerini en aza indirgemek için CBS nin sagladigi izleme, analiz edebilme, modelleyebilme ve harita üzerinde gösterebilme kabiliyeti kullanilmalidir. Bu çalismada; ülkemizde çevre mühendisleri açisindan yeni bir çalisma alani olan CBS nin çevre problemlerinin çözümünde kullanim alanlarindan olan, kati atik deponi alanlari yer tespiti, hava kirliliginin izlenmesi ve modellenmesi, gürültü kirliligi, yeralti suyu yönetimi ve modellenmesi ve çevresel etki degerlendirmesi çalismalarinda kullanimina deginilmistir. Anahtar Kelimeler: CBS, çevre kirliligi, gürültü, kati atiklar, hava kirliligi, ÇED, yeralti suyu APPLICATION OF GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS TO SOLVE ENVIRONMENTAL PROBLEMS ABSTRACT One of the strongest and most successful application areas for GIS has been in addressing problems of the environment. The Application of GIS on monitoring and evaluating the environmental problems are also used widely around the World. GIS which are capable of monitoring, analyzing and models and presents on the map, should be used in Turkey to solve all kind of environmental problems. In this paper, application GIS which is appeared to be a new technique on the Environmental Engineering field, are summarized especially on monitoring the air pollution and its modeling, noise pollution, ground water management and its modeling and to find out the location of landfill as well as environmental impact assessment. Key Words: GIS, environmental pollution, noise, solid waste, air pollution, environmental impact assessment, ground water
2 1. GIRIS Cografi bilgi sistemleri (CBS), bir çok problemin hizli ve etkili bir sekilde çözülmesinde önemli bir araç haline gelmistir. Cografi bilgi sistemlerinin çevre problemlerinin çözümünde kullanimi, en güçlü ve en basarili uygulama alanlarindan biridir (Goodchild ve ark 1993; Lyon ve McCarthy, 1995). Çevre problemlerinin çözümünde bilgisayar kullanimi verimli bir birliktelik olmustur. Çevre modellemede bilgisayar teknolojisinin kullanimi sadece daha hizli sonuca ulasilmasini saglamamis ayni zamanda analiz, modelleme ve farkli senaryolari degerlendirebilme imkani da saglayarak karar vericiler için önemli bir karar destek mekanizmasi haline gelmistir. Ülkemizde çok farkli disiplinlerde ve alanlarda CBS kullanimi yayginlasmaya baslamis ancak CBS nin çevre mühendisligi uygulamalari henüz yok denilecek kadar azdir. Environmental Protection Agency (EPA), 1987 yilinda Ulusal Cografi Bilgi Sistemi Programini kurmus, CBS nin çevre problemlerinin çözümünde kullanimi ile ilgili olarak 1994 ve 1999 yillarinda iki ulusal konferans düzenlemistir. Çevre problemlerinin tanimlanmasinda, degerlendirilmesinde ve çözümünde CBS nin nasil kullanilabilecegi tartisilmistir. (U.S. EPA 1994, 1999) CBS; çevre problemlerinin çözümünde asagida belirtilen alanlarda kullanilabilmektedir. Dogal kaynaklarin yönetimi Atik yönetimi Çevresel etki degerlendirme Bitki örtüsü haritalarinda Su havzalarinin yönetimi Yeralti suyu yönetimi ve modellenmesi Yüzeysel su kaynaklarinin yönetiminde Taskin suyu yönetiminde ve drenajinda
3 Su kalitesi izlenmesi Tehlikeli atiklarin izlenmesi, yeralti deponilerinin yönetimi Sulak alanlarin yönetimi Özel çevre koruma alanlarinin izlenmesi Kiyi alanlari yönetimi Hava alanlarinda olusan gürültünün izlenmesi Ekosistem yönetimi Içmesuyu toplanmasi, aritilmasi ve dagitilmasi Atiksularin toplanmasi, aritilmasi, desarj edilmesi ve yeniden kullanilmasi Hava kirliliginin izlenmesi ve modellenmesi Kati atik deponi alanlarinin tespiti 2. ÇEVRE PROBLEMLERININ ÇÖZÜMÜNDE CBS UYGULAMALARI CBS nin çevre mühendisleri açisindan çok genis bir kullanim alani bulunmakla beraber bu çalismada, yaygin kullanimlari nedeniyle kati atik deponi alanlari yer tespiti, hava kirliliginin izlenmesi ve modellenmesi, gürültü kirliligi, yeralti suyu yönetimi ve modellenmesi ve çevresel etki degerlendirmesi çalismalarinda kullanimi incelenmistir Kati Atik Deponi Alanlarinin Yer Tespiti Kati atiklar kaynaklarina göre; evsel kati atiklar, endüstriyel atiklar, açik alanlardan kaynaklanan atiklar, zirai atiklar, hastane atiklari, aritma tesisi atiklari ve radyoaktif atiklar olarak siniflandirilabilir. Kati atiklarin bertaraf yöntemlerinden biriside düzenli depolamadir. Kati Atiklarin Kontrolü Yönetmeligi, kati atik depo tesislerinin yer seçimi ile ilgili olarak Madde 24 de; Depo tesisleri, Müstesarlik veya ilgili belediyeler tarafindan içmesuyu temin edilen ve edilecek olan yüzeysel su kaynaklarinin korunmasi ile ilgili olarak, çikarilan yönetmeliklerde, çöp dökülemeyecegi ve depolanamayacagi belirtilen koruma alanlarinda kurulamaz.
4 Depo tesisleri, en yakin yerlesim bölgesine uzakligi 1000 metreden az olan yerlerde insa edilemez. Taskin riskinin yüksek oldugu yerlerde, heyelan, çig ve erozyon bölgelerinde, içme, kullanma ve sulama suyu temin edilen yeralti sulari koruma bölgelerine kati atik depo tesislerinin yapilmasina müsaade edilemez demektedir. Sekil 1 de kati atik deponi alanin yer seçiminde CBS kullanimina bir örnek verilmektedir. Kentin; arazi kullanimi, yollar, yüzeysel su kaynaklari, toprak, jeolojik yapi, iklim, hidrolojik ve kültürel verileri CBS ne entegre edilip bindirme (overlay) ve tampon (buffer) analizleri yapilarak kati atik deponi alani olabilecek alternatif alanlar tespit edilerek olusturulan harita karar vericiler tarafindan bir karar destek mekanizmasi olarak kullanilabilir. Buna ilaveten CBS kullanilarak, kati atik toplama, tasima sistemlerinin eniyilenmesi için Network analizi yapilarak en ekonomik çözümün bulunmasi mümkündür. Sekil 1. Kati atik deponi alanlarinin yer tespitinde CBS uygulamasi
5 2.2. Hava Kirliliginin Izlenmesi ve Modellenmesi Hava kirlenmesi, bina disi açik havada bir veya daha fazla kirleticinin insan, bitki ve hayvan yasamina; ticari veya kisisel esyalara ve yasamaktan zevk duyulabilecek bir çevre kalitesine zarar veren miktar ve sürelerde bulunmasidir (Müezzinoglu, 1987). Havayi kirleten maddeler; Partiküller (tozlar), karbonmonoksit (CO 2 ), kükürt oksitler ( SO x ), hidrokarbonlar (Hc) ve azot oksitler (NO x ) seklinde sayilabilir Hava kirliligi kaynaklari mekansal olarak dagilmis durumdadir ve büyük endüstriyel faaliyetler, enerji santralleri gibi noktasal kaynaklar, karayollari gibi çizgisel kaynaklar ve yerlesim alanlari gibi alansal kaynaklardan olusabilir. Hava kirliliginin izlenmesi ve modellenmesi amaciyla CBS nin izleme, analiz edebilme, modelleyebilme ve harita üzerinde gösterebilme fonksiyonlari kullanilabilmektedir. Hava kirleticilerin mekansal dagilim çalismalarinda mekansal enterpolasyon yöntemleri kullanilarak kirletici parametrenin kent atmosferindeki dagilimlari izlenebilmektedir. Endüstriyel faaliyetler sonucu atmosfere verilecek kirleticilerin ve kent topografyasinin hava kirliligine etkisi de CBS kullanilarak modellenebilir. Ferreira ve ark. (2000) Portekiz in Lizbon kentindeki 8 adet hava kirliligi izleme istasyonunda ölçülen saatlik ortalama NO 2 konsantrasyonlarinin zamansal ve mekansal variogramlarinin çizildigi çalismada, kriging teknigi kullanilarak NO 2 konsantrasyonunun dagilim haritalari çizilmistir. Tayanç (2000) Istanbul a dagilmis durumda bulunan 16 adet hava kirliligi izleme istasyonundan yillari arasinda günlük olarak ölçülen sülfür dioksit konsantrasyonlarinin mekansal dagilimini belirlemek için kriging teknigi kullanilmistir. Çalismada aylik ortalama degerler kullanilmis ve kontur haritalar olusturulmustur. Sekil 2 de 1994 yili subat ayinda ölçülen sülfür dioksit konsantrasyonunun mekansal dagilim haritasi verilmektedir.
6 Sekil 2. Subat 1994 de Istanbul da sülfür dioksit konsantrasyonunun mekansal dagilimi (Tayanç, 2000) 2.3. Gürültü Kirliligi Gürültü, en basit anlamda arzu edilmeyen seslerin atmosferde yayilmasi olarak tanimlanabilir. Karayolu, hava yolu ve demir yolu trafigi ve endüstrilerden kaynaklanan gürültüler temel gürültü kaynaklari olarak ele alinabilir. Özellikle kent merkezlerindeki yol ve hava trafigi gürültüsünün artmasi, modern hayata verdigi rahatsizliktan dolayi daha önemli hale gelmeye baslamistir. Gürültü seviyesini azaltmada ilk adim kentin gürültü haritasinin olusturulmasidir. Gürültü haritasi kentin simdiki gürültü durumunu ve gürültü seviyesinin en yüksek oldugu noktalari gösterir. Gürültü haritalari; kentin gelisimini belirlemede, kent trafigini planlamada, ölçülen gürültü seviyelerinin azaltilmasi amaciyla karar destek araci olarak kullanilabilmektedir. Sekil 3 de CBS kullanilarak olusturulan bir gürültü kirliligi haritasi verilmektedir. Karayolu üzerinde daha yüksek gürültü seviyeleri görülürken kent merkezinden ve karayollarindan uzaklastikça gürültü seviyesinin azaldigi görülmektedir. Kaliteli bir gürültü kirliligi haritasi için mobil ölçüm istasyonlarinda uzun vadeli gürültü ölçümleri yapilmalidir.
7 Sekil 3. CBS kullanilarak olusturulmus bir gürültü kirliligi haritasi 2.4. Yeralti Suyu Yönetimi ve Modellenmesi Yeralti suyu yönetimi ve modellenmesi amaciyla CBS yaygin olarak etkili bir sekilde kullanilmaktadir. Yeralti suyu çalismalarinda CBS uygulamalarinin tipik örnekleri (Engel ve Navulur 1999); Yer uygunluk analizlerinde, Su tablasi derinligi, akifer tipi ve malzemesi, akifer beslenme gibi haritalama bilgisinde, Envanter verilerinin yönetiminde, Bir bölgeden (Noktasal olmayan kaynaktan) kaynaklanan kirliligin meydana gelme sürecinin mekansal korelasyonunun tahmininde, Noktasal olmayan kirlilik kaynaklarindan dolayi yeralti suyunun kirlenme potansiyelinin tahmininde, Mekansal verilerle, mekansal karar destek sistemleri olusturmak için yeralti suyu kalitesi degerlendirme modelleri olusturmada,
8 Yeralti suyu hareketinin modellemesinde; o Adveksiyon ve dispersiyon modellemede, o Partikül hareketini izlemede, Çözünmüs maddelerin tasinma ve sizma modellemesinde, Toprak tuzlulugu ve yeralti suyuna tuz tasinmasinin degerlendirilmesinde. Sekil 4 de Konya kentinde içmesuyu temini amaciyla açilan 198 adet kuyuda yapilan ph ölçümlerinin CBS kullanilarak olusturulan mekansal dagilim haritasi verilmektedir. Sekil 4. CBS kullanilarak yeralti suyundaki ph degerinin mekansal dagiliminin incelenmesi (Nas, 2002)
9 2.5. Çevresel Etki Degerlendirme (ÇED) ÇED; gerçeklestirilmesi planlanan projelerin çevreye olabilecek olumlu yada olumsuz etkilerinin belirlenmesinde, olumsuz yöndeki etkilerin önlenmesi ya da çevreye zarar vermeyecek ölçüde en aza indirilmesi için alinacak önlemlerin, seçilen yer ile teknoloji alternatiflerinin saptanarak degerlendirilmesinde ve projelerin uygulanmasinin izlenmesi ve denetlenmesinde sürdürülecek çalismalardir. ÇED çalismalarinda haritaya dayali konumsal veri önemli bir yer tutmaktadir. CBS nin analitik potansiyeli ÇED açisindan büyük önem tasimaktadir. CBS, ÇED projesi genel formati içinde asagidaki adimlarda kullanilabilir. Proje için seçilen yerin konumu (Proje yeri ve alternatif alanlarin mevkii, koordinatlari, yeri tanitici bilgiler). Proje yeri ve etki alaninin mevcut çevresel özellikleri (Önerilen proje nedeniyle kirlenmesi muhtemel olan çevrenin, bilhassa; nüfus, fauna, flora, toprak, su, hava, iklimsel faktörler, mülkiyet durumu, mimari ve arkeolojik miras, peyzaj özellikleri, arazi kullanim durumu, hassasiyet derecesi) Projenin Önemli Çevresel Etkileri ve Alinacak Önlemler CBS nin ÇED çalismalarinda kullanimi genelde karayollari, boru hatlari, konut gelisim projeleri, kiyi ve taskin koruma çalismalari, barajlar, turizm yatirim projeleri, limanlar ve enerji hatlari konularinda yogunluk kazanmistir. CBS nin ÇED çalismalarinda saglayacagi avantajlar asagidaki sekilde özetlenebilir (Yomralioglu, 2000). Daha iyi etki ölçme ve degerlendirme olanagi saglayan mekansal analiz ve modelleme yetenegi, Proje yer seçiminde ve alternatiflerin karsilastirilmasinda kolaylik saglamasi, Etki degerlendirme alanina ait tanimsal ve grafik veriyi ayni ortamda depolama, düzenleme ve kolayca güncellestirme olanagi saglamasi,
10 Etkin sunum teknigi ile projenin etki degerlendirme sürecine katilan halk dahil her grup tarafindan daha kolay anlasilir hale gelmesi, Degerlendirmede insan hatalarini en aza indirerek en dogru sonuçlara kisa zamanda ulasilabilmesinin saglanmasi. 3. DEGERLENDIRME VE SONUÇ CBS; konumsal sorgulama, konumsal analiz, karar-verme analizleri, sayisal veri analizi, model analizleri, görüntüleme ve akilli harita fonksiyonlari ile karmasik planlama ve yönetim sorunlarinin çözülmesinde verimli bir sekilde kullanilmaktadir. Çevre problemlerinin çogu belli bir mekansal boyuta sahiptir. CBS nin mekansal analiz ve modelleme yeteneginden dolayi en yaygin ve etkili kullanim alanlarindan biri de çevre modelleme ve çevre problemlerinin çözümü olmustur. Bu çalismada, CBS nin kati atik deponi alanlari yer tespiti, hava kirliliginin izlenmesi ve modellenmesi, gürültü kirliligi, yeralti suyu yönetimi ve modellenmesi ve çevresel etki degerlendirmesi çalismalarinda kullanimi incelenmistir ancak diger uygulama alanlarinda da özellikle yurtdisinda yaygin olarak çalismalar yapilmaktadir. KAYNAKLAR Engel, B.A., Navulur, K.C.S., The Role of Geographical Information Systems in Groundwater Engineering, The Handbook of Groundwater Engineering, Editör: Delleur, J.W., CRC Press, Ferreira, F., Tente, H., Torres, P., Cardoso, S., Palma-Oliveira, J.M., Air Quality Monitoring and Management in Lizbon, Environmental Monitoring and Assessment, 65, , Goodchild M.F., Parks B.O., Steyaert L.T., Environmental Modeling With GIS, Oxford University Press, Lyon J.G., McCarthy J., Wetland and Environmental Applications of GIS, Lewis Publishers, 1995.
11 Müezzinoglu, A., Hava Kirliliginin ve Kontrolünün Esaslari, Dokuz Eylül Üniversitesi, Yayinlari, Yayin No: DK , Izmir, Nas, B., Konya Kenti Yeralti Suyu Kalitesinin ve Isletme Verilerinin Cografi Bilgi Sistemleri (CBS) ile Izlenmesi ve Degerlendirilmesi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora tezi, Konya, Tayanç, M., An Assessment of Spatial and Temporal Variation of Sulfur Dioxide Levels over Istanbul, Turkey, Environmental Pollution, 107, 61-69, U.S. EPA, National Conference on Environmental Problem-Solving with Geographic Information Systems, USA, U.S. EPA, Environmental Problem Solving with Geographic Information Systems: a National Conference, USA, Yomralioglu, T., Cografi Bilgi Sistemleri-Temel Kavramlar ve Uygulamalar, Seçil Ofset, Istanbul, 2000.