Abstract. Hakan AKÇIN 1, Aliihsan ŞEKERTEKİN 1,2

February 26, 2016 | Author: Yonca Dağtekin | Category: N/A
Share Embed Donate


Short Description

1 Investigating Sedimentologic Water Pollution Due to Coal in Black Sea By Geostatistical Modelling of Thermal Satellıte...

Description

Investigating Sedimentologic Water Pollution Due to Coal in Black Sea By Geostatistical Modelling of Thermal Satellıte Images / Termal Uydu Görüntülerinin Jeoistatistiksel Modellenmesi ile Karadenizdeki Kömüre Dayalı Sedimantolojik Su Kirliliğinin İncelenmesi 1

2

Hakan AKÇIN , Aliihsan ŞEKERTEKİN1,

Abstract The solid matters thrown from terrestrial sources to the water body affect the lives of the all living creatures. These solid matters arise from natural events, industrial and human activities. In Black Sea region, total suspended solid matters accumulate and precipitate in the coastal region because of the oceanographical characteristic of Black Sea. This situation threatens the biological activities in the coastal regions. Total suspended matters restrain biodiversity by covering seagrass beds which are important for the creatures living in the coastal band. Coal production in Zonguldak is carried out in the regions namely Armutcuk, Kozlu, Uzulmez and Karadon, and this production is parallel to the coastal band. Wastes from mining activities and the matters extracted from coal processing and washing facilities are thrown to the Black Sea by means of streams in the region and they are stored in the coastal areas. Besides, Zonguldak is one of the most important energy centers in Turkey because there are there high capacity thermal power plants and new ones are thought to be built. Coal based solid and liquid wastes due to the thermal power plant’s energy generation get mixed to the Black Sea. Moreover, quarry wastes of coal mining by the private sector in the basin and the wastes from coal handling and washing facilities are left to the Black Sea. In this study, it is aimed to determine the environmental effects of wastes based on coal that cause pollution by geostatistical modeling of Landsat thermal images. For this purpose, Thermal satellite image taken by Landsat 5 and 8 were utilized to detect the expansion of total suspended matters on Sea and matters on land. After that, semivariance values were calculated using geostatistical prediction and then experimental variogram models were created. As a result, the variability in environmental pollution depending on the location was determined by pretending the models mentioned above. Key Words: Zonguldak, Coal -based solid waste, Landsat, Geostatistic, Semivariance

Özet Çalışmada, Batı Karadeniz’de Zonguldak Taşkömürü Havzası kıyı bölgelerinde kirliliğe neden olan kömüre dayalı atıkların, 2010’dan günümüze bölgedeki santrallerin artışına paralel, çevresel etkilerinin Landsat termal uydu görüntülerinin jeoistatistiksel modelleri kullanılarak belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, Landsat 5 ve 8 uydularına ait termal 1

Bülent Ecevit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Geomatik Mühendisliği Bölümü/Yrd. Doç. Dr., Arş. Gör. (hakanakcin, aliihsan_sekertekin)@hotmail.com 2 Çukurova Üniversitesi, Ceyhan Mühendislik Fakültesi, Harita Mühendisliği Bölümü/Arş. Gör., [email protected]

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Book of Proceedings, ISBN: 978-605-66576-1-0

bandlar temel alınarak çeşitli band kombinasyonları yardımıyla kara ve su yüzeyindeki atıkların yayılımının öncül tespiti yapılmıştır. İkinci aşamada, termal görüntülerin piksel parlaklık değerlerine bağlı jeoistatistiksel kestirimlerle variogram parametreleri hesaplanmış, variogram modelleri ve kiriging kestirimiyle kirlilik haritaları oluşturulmuştur. Bu modeller ve haritalar yorumlanarak çevresel kirliliğin konuma bağlı değişimi incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Karadeniz, Kömüre dayalı katı atık, Landsat, Jeoistatistik, variogram.

GİRİŞ ve KONUNUN ÖNEMİ Çeşitli doğal etkilerin yanı sıra insan kaynaklı endüstriyel uygulamalar sonucu, karasal kaynaklardan denizsel ortama atılan katı atıklar; suda fiziksel, biyojeokimyasal olaylar ve döngüler içerisinde canlıların yaşamını etkilemektedir. Karadeniz dünyanın en büyük anoksik havzası (oksijensiz ortamı) olmakla birlikte; oşinografik özelliği ile katı atıkların kıyıya yakın bölgelerde birikimine, akıntı ile yayılımına ve çökelimine neden olmakta ya da deniz suyuna difüzyonla karışmasını sağlamaktadır (Şekil 1). Karadeniz’deki bu sedimantolojik oluşum, derinliğin iki yüz metreyi geçmediği kıyı bölgelerindeki yaşamsal alanları, endüstriyel atıklarla tehdit etmektedir. Suda askıda maddelerin dışında çökelim gösteren katı atıklar, sahil şeridinde canlılar için gerekli deniz çayırlarının üzerini kaplamakta, canlıların gelişimini ve çeşitliliğini engellemektedir. Karadeniz’in Güney Batı kıyısında yer alan Zonguldak Taşkömürü Havzası (ZTH) ve bu havzadaki Zonguldak ve Bartın İllerinde (Şekil 2), 1840’lardan bu yana taşkömürü madenciliği ve sanayisi gelişimini sürdürmektedir. Demir ve Çelik, Kömür Yakıtlı Termik Santrallar, Toprak Sanayi, Kâğıt Sanayi gibi fabrikalar ile Organize Sanayi Bölgeleri Zonguldak bölgesindeki başlıca endüstriyel faaliyetlerdir. Özellikle son on yılda termik santral kurulumu ve elektrik üretiminde ülkemiz ve Avrupa’nın en yüksek seviyesine ulaşılmıştır.

Şekil 1. Karadeniz’in akıntı yapısı ve sediment boşalım haritası (URL 1.)

Bu havzada; evsel atıkların yanısıra özellikle endüstriyel kaynaklı katı atıklarda yüksek oranda artış meydana gelmiş, hava, akarsu ve deniz kirliliği ciddi boyutlarda çevre 590

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Editors: Recep EFE, İsa CÜREBAL, László LÉVAI

sorunlarına dönüşmüştür. Kömüre dayalı katı atıklar il merkezinde Kozlu sahil bandındaki depolama alanlarında, kilimli, Çatalağzı, Armutçuk ve Amasra sahil bandına dökülmüş olup bazılarında bu depolanma işi halen sürdürülmekte, bu alanlardan yağışlar ve derelerle kömüre dayalı atıkların Karadeniz’e taşınması devam etmektedir. Bununla birlikte kurulan limanlarda milyon tonlar seviyesinde stoklanan kömür ise karadan denize doğru esen rüzgârlarla havaya kalkarak deniz üzerine serpilmektedir (Şekil 3).

Şekil 2. Karadeniz’in nehir havzası içerisinde Zonguldak Taşkömürü Havzası.

Zonguldak’taki taşkömürü üretimleri, ilin merkezindeki Armutçuk, Kozlu, Üzülmez ve Karadon üretim bölgelerinde 70 km’lik sahil bandına paralel olarak gerçekleştirilmektedir. Bartın’da ise Amasra ilçesindeki Amasra Taşkömürü İşletmesinde sürdürülmektedir. Maden ocaklarından çıkan, ocak içi toz ve molozları içine alan sıvı atıklar, kömür işleme ve yıkama tesislerinden çıkan atıklarla birlikte bölge içindeki dereler vasıtasıyla denize atılmakta ve kıyılarda depolanmaktadır. Bununla birlikte günümüzde bu bölge Türkiye’nin enerji üssü konumuna getirilmiş olup ülkenin en büyük kapasiteli termik santralleri kurulmaya ve işletmeye açılmaya devam edilmektedir. Kıyılardaki bu termik santrallerden, kömüre dayalı katı ve sıvı atıklar doğrudan, enerji üretimi sonucu ortaya çıkan kül şeklindeki atıklar ise bir kısmı doğrudan bir kısmı da kül barajından suyoluyla dolaylı olarak Karadeniz’e karışmaktadır. Ayrıca, havzada özel sektörün kömür işletme tesislerinin ocak atıkları ile kömür işleme ve yıkama tesislerinden çıkan atıklar Karadeniz’e bırakılmaktadır.

ZTH’DA MADENCİLİK, SANAYİ ve ENERJİ ÜRETİMİ Zonguldak Taşkömürü Havzası en Batıda Armutçuk olmak üzere Kozlu, Üzülmez, Karadon, Gelik ve en Doğuda Bartın ilindeki Amasra işletmelerinin yer aldığı ve ayrıca redevans karşılığı özel sektör tarafından da üretimin gerçekleştirildiği Karadeniz’e kıyı bir havzadır. Kanuni sınırları ve konumu Şekil 1’de verilmiştir. Bu bölgenin %51 ‘ni ağaçlık alanlar oluşturmaktadır. Bu ağaçların %36’sı iğne yapraklı, %64’ü ise yapraklı ağaçlardır (Aydın, 2006). Yerleşim alanları ise bu ağaçlık alanlar ile Karadeniz sahili arasında yer almaktadır. ZTH’ da yapılan araştırmalar sonucu 1,3 milyar ton jeolojik taşkömürü rezervi saptanmıştır. Bu rezervin bu günkü şartlarda işletilebilir kısmı ise 738 milyon ton olarak belirlenmiştir. Ancak bu rezervinde %50 ‘sinin işletme kaybı olacağı düşünülürse bir prediksiyon yapıldığında ömrünün yılda 3,1 milyon ton üzerinden 120 yıl olduğu hesaplanmıştır.

591

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Book of Proceedings, ISBN: 978-605-66576-1-0

Şekil 3. ZTH’daki kömür stoklaması yapılan bazı limanlar ve lauvar atık suları ile ilişkileri.

ZMA’ da taşkömürü üretimi; eğim açısı 100 ile 900 arasında değişen, jeoide göre ortalama +284m ve -600m derinliklerde çok sayıdaki kömür damarında tamamı yer altı madenciliği şeklinde gerçekleşmektedir. Bu yönteminde dört değişik şekli bugüne kadar uygulanmıştır. Bunlar; yüzey altı madenciliği, derin madencilik, dik damar madenciliği ve denizaltı madenciliğidir. Bölgede günümüze kadar hem devletin hem de özel sektörün üretim sahaları mevcuttur. 2000 ve 2015 yılları arası ZTH’da ortalama 400 bin ton/yıl özel sektör tarafından, 2,5 milyon ton/yıl da devlet tarafından üretim gerçekleştirilmektedir. Özel sektörce yeryüzüne çıkarılan tüvanan (yerinde, işlenmemiş, ham mamul halde ) kömür, basit eleme tesislerinde içindeki 592

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Editors: Recep EFE, İsa CÜREBAL, László LÉVAI

şist denilen taşlı yapıdan ayrıştırılarak stoklanıp pazara sürülmektedir. Devletin kamu iktisadi teşekkülü olan Türkiye Taşkömürü Kurumu (TTK) tarafından yapılan üretimde ise şu işlemler uygulanmaktadır: • Göçertmeli veya patlatmalı uzun ayak, kara tumba denilen dejenere oda topuk ya da göçertmeli dik damar maden üretim yöntemlerinden biri uygulanarak üretilen tüvanan kömür yeryüzüne çıkartılır, • Tüvanan kömür lauvar adı verilen kömür yıkama, eleme zenginleştirme tesislerinde işlenir, • İşlenmiş taşkömürü stok sahalarında depolanır ve pazara sürülür. • Lauvardan çıkan yıkama suları dinlendirme havuzlarına alınarak küçük partiküller halindeki kömür çökeltiler ve şlam denilen yanmaya hazır toz kömür üretilir, • Kömür atığı da içeren lauvar yıkama suları derelere veya doğrudan denize dökülür, • Lauvardan ya da ocaklardan çıkan büyük boyutlu katı atıkların bir kısmı denize dökülürken bir kısmı da belirlenen döküm sahalarında depolanır (Şekil 4 ve 5).

Şekil 4. Zonguldak ili Kozlu ve Çatalağzı sahillerinde kömür katı atık yerleri ve kömür içeren yıkama sularının dereye ve denize bırakılması

593

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Book of Proceedings, ISBN: 978-605-66576-1-0

Bölgede üretilen kömürün %66’sı Çatalağzı termik santraline, geri kalanı ise ERDEMİR, KARDEMİR ve diğer sanayi tesislerine temin ve evsel yakıt olarak kullanma şeklinde değerlendirilmektedir. Bölgede kömüre dayalı termik santrallerin sayısı 2016 ikinci yarısı itibariyle 4 adet olacaktır (Şekil 6).

Şekil 5. Kilimli sahilinde Çatalağzı lauvarından ve Karadon – Gelik ocaklarından atılan kömür katı atıklarının depolanması.

Halen Çatalağzı Termik Santrali (ÇATES), 150 megavat gücündeki 2 adet üniteyle toplam 300 megavat saat elektrik enerjisi üretmektedir. Santralın ortalama kömür ihtiyacı iki ünite için günlük 5500 ton olup, yıllık ihtiyaç yaklaşık 1.700.000 ton ve santralin kömür stok sahası kapasitesi ise 170.000 tondur. Santral kömürü; Çatalağzı kömür yıkama, filtreleme ve flatasyon işlemlerinin gerçekleştirildiği lauvardan temin etmektedir (Şekil 6). Bölgedeki diğer termik santraller Eren Enerji tarafından 2010 yılında kurulan ilk ünite ile elektrik üretmeye başlamıştır. Kurulu gücü hâlihazırda toplam 1390 megavattır. Söz konusu tesis üç ayrı üniteden oluşmakta olup 1. ünite 160 megavat, 2. ve 3. üniteler 615’er megavat kapasitededir. Yakıt olarak ithal taş kömürü kullanılmakta günlük 11.000 ton ve yıllık yaklaşık 3,5 milyon ton kömür halen tüketilmektedir. Şu anda inşası devam eden 1.400 megavat kapasiteye sahip ikinci santralin 2016 sonbaharında devreye alınmasıyla birlikte toplam 2.790 megavat kurulu güce ulaşacaktır. Çatalağzı santrali; saatte 40 tonluk kullanma suyu ihtiyacını Dereköy Gölet’inden (1,2 milyon m3) ve Kazköy deresi pompa istasyonundan sağlar. Ana Soğutma Suyu ihtiyacını ise ÇATES Limanı içinde Karadeniz’den pompayla çekerek karşılar ve tekrar Karadeniz’e atar. Eren enerji santralleri ise servis, soğutma ve demineralize su ihtiyacını Karadeniz’den pompalarla saatte 2250 m3

594

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Editors: Recep EFE, İsa CÜREBAL, László LÉVAI

suyu çekerek işlemekte, yumuşatarak kullanmakta ve tekrar Karadeniz’e atmaktadır

(Çelikoğlu, 2016). ERDEMİR endüstriyel tesisleri için uygulama alanı yaklaşık 450 hektardır. Bu tesis alanında; 2 adet liman, 2 adet sıcak haddehane, 2 adet soğuk haddehane, yüksek dereceli fırınlar, kok fabrikası, kireç fabrikası, cüruf fabrikası, çelik servis merkezi, kimyasal tanklar, cevher stok alanları, heliport, ofis binaları, ambarlar ve sosyal tesisler bulunmaktadır. Özellikle kok fabrikasında taşkömürü işlenerek fırınların yakıt ihtiyacı karşılanır. Bu işlem için liman bölgesi ve fabrika içerisinde büyük kömür stok alanlarından yararlanılır. Fabrikada kullanılan su tekrar Karadeniz’e atılır (bakınız Şekil 3 ERDEMİR limanı).

Şekil 6. Zonguldak Çatalağzı Beldesinde faaliyette olan termik santraller.

UZAKTAN ALGILAMA GÖRÜNTÜLERİ İLE ÖRNEKLEME Elektromanyetik spektrumun optik dalga boyları bölümünde faaliyet gösteren algılayıcılarla farklı konumsal çözünürlüklerde optik uydu görüntüleri elde edilebilmektedir. Bu görüntüler, konumsal çözünürlüklerine göre; düşük çözünürlüklü, orta çözünürlüklü ve yüksek çözünürlüklü uydu görüntüleri şeklinde ele alınırlar. Bunlardan orta çözünürlüklü görüntüler konumsal çözünürlükleri 10 m ile 250 m arasında değişen, pankromatik, multispektral algılayıcılar ve termal band algılayıcılar ile yüksek spektral çözünürlükle geniş alanlarda özellikle çevresel amaçlı kullanılmaktadır (Akçın vd. 2004, Erdoğan ve Akdeniz 2004). Yüksek çözünürlüklü görüntüler ise; uzaysal çözünürlükleri 0,3 m ile 5 m arasında değişen, pankromatik ve multispektral algılayıcılar ile yüksek radyometrik ve konumsal çözünürlüklüğe sahip görüntülerdir. Bu uydu görüntüleri otomatik detay çıkarımı amaçlı çalışmalarda, koyu veya açık renk ve gölgede kalan görüntü alanlarından veri çıkarılmasında yoğun olarak kullanılmaktadır. Karadeniz sahil şeridinde Kilimli ilçesi Çatalağzı beldesindeki termik santraller bölgesinde kömüre dayalı kirlilik belirleme amaçlı bu 595

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Book of Proceedings, ISBN: 978-605-66576-1-0

çalışmada, örneklemelerde yüksek ve orta çözünürlükte uydu görüntüleri kullanılmıştır. Orta çözünürlüklü görüntülemede Landsat 5 ve 8 termal band görüntüleri kullanılmıştır. Landsat 5’in Tematik Haritalayıcı TM sensörü ile algılanan görüntüler termal Band 6 / Yakın Kızılötesi (NIR) band 4 oranlaması ile birleştirilerek 2011 yılına ait kirlilik görüntüleri, Landsat 8’e ait OLI ve termal sensor görüntülerinden termal 10. Band / Pankromatik 8. Band oranlaması ile de 2013 ve 2015 yılına ait kirlilik görüntüleri elde edilmiştir. Landsat 8 için kullanılan görüntüler için 100m termal band çözünürlüğü 15m’ye, Landsat 5’ ise 30m’ye yeniden örneklenmiştir. Görsel karşılaştırmada kullanılan yüksek çözünürlüklü görüntüler ise Digital Globe firmasına ait ticari görüntüler olup Google Earth Professional Virtual Globe arşiv verisi olarak elde edilmiştir. Elde edilen görüntüler şekil 7, 8 ve 9’da verilmiştir.

Şekil 7. Solda Kilimli bölgesinin 2011 yılı Landsat 5 Termal Band/ NIR 4. Band oranlanmış görüntüsü, sağda yüksek çözünürlüklü optik görüntüsü.

Şekil 8. Solda Kilimli bölgesinin 2013 yılı Landsat 8 Termal Band/ Pan. 8. Band oranlanmış görüntüsü, sağda yüksek çözünürlüklü optik görüntüsü.

JEOİSTATATİKSEL ANALİZLER Jeoistatistiksel yöntemlerin kullanıldığı araştırmalarda, temelde verilerin konumsal (mekânsal) bağımlılığının tespit edilmesi, konumsal özelliklerin uzaysal dağılımı ve birbirleriyle olan ilişkilerinin (otokorolasyon) belirlenmesi öncelikli konulardır. Bu bağlamda örneklem noktalarından üç boyutlu uzayda kestirimler (prediksiyon) yaparak mekânsal olarak yeni noktaların özellikleri saptanabilir, hangi mekânsal özelliğin hangi konumda ne kadar yoğunluğa veya etki alanına-mesafesine sahip olabileceği belirlenebilir. Sonuç olarak mekânsal korelasyonlu haritaların üretilmesi de böylece sağlanmış olur.

596

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Editors: Recep EFE, İsa CÜREBAL, László LÉVAI

Şekil 9. Solda Kilimli bölgesinin 2015 yılı Landsat 8 Termal Band/ Pan. 8. Band oranlanmış görüntüsü, sağda yüksek çözünürlüklü optik görüntüsü.

Uzayda farklı noktalar arasındaki değişkenler ya da örneklem noktaları arsındaki bağımlılığı karakterize eden birçok fonksiyon kullanılabilir. Örneklem verilerinin kendi

aralarındaki mesafeye veya örneklem verileri ile mekânsal özelliği kestirilecek nokta arasındaki mesafelere göre belirlenen bu bağımlılık kovaryans ya da variogram olarak adlandırılır. Teorik olarak kovaryans variogramın tersidir ve stokastik süreci belirler. Dolayısıyla mekânsal bir noktanın konumsal özelliğinin belirlenmesinde her bir örneklem noktasının katkısının yani ağırlığının ölçüsüdür variogram ve kovaryans. Özellikle variogramın deneysel olarak belirlenmesi ve bu grafik yapıya bir model uydurulması jeoistatistiğin temelini oluşturur. Kovaryans içinde benzer süreçler otokorolasyon fonksiyonları ile mesafeye bağlı deneysel olarak oluşturulan yapıya model uydurulması şeklinde gerçekleşir. Kestirimin ikinci aşaması; ölçme yapılamayan nokta ya da alanların özelliklerinin variogram değerleri ile kestirilmiş ağırlıkları kullanarak içekestirim (enterpolasyon) uygulaması ile kriging analizi, kovaryans değerleri ile kestirilmiş ağırlıkları kullanarak içekestirim uygulaması ile de kollokasyon analizi gerçekleştirmektir. Variogram fonksiyonu; aralarındaki uzaklık Sij olan iki konumsal değişken arasındaki (yatay konumu bilinen iki noktanın üçüncü boyut değişken değerleri arasındaki) farkın varyansıdır ve 2γ(Sij) ile ifade edilir. Yarıvariogram ise eşitlik 1 ve 2’den de görülebileceği gibi variogramın yarısıdır. Özellikle uzaktan algılama ile çevresel araştırmalar için konumsal değişkenler görüntüde incelenen özelliğe ilişkin x ve y yatay konum koordinatları (harita projeksiyon koordinatları) bilinen piksellerin yansıma değerleridir. (1) (2)

Bu eşitlikte; SİJ: İ ve J noktaları arasındaki yatay uzunluk, n(s): S mesafedeki nokta çiftleri sayısı, Zİ: İ pikselindeki yansıma değeri, ZJ: J pikselindeki yansıma değeri, γ(Sij): S mesafesindeki yarıvariogram değeridir. Birbirine en yakın iki örneklem verisi arasındaki uzunluk, değişimin belirleneceği sınır değerdir. Konuma bağlı jeoistatistiksel analizlerde sınır değer olarak alınan uzunluktan daha kısa uzunluklarda değişim belirlenemez ve variogram grafiğinin orijininde bir süreksizliğe yol açar. Bu süreksizliğe 597

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Book of Proceedings, ISBN: 978-605-66576-1-0

ayrıca örnekleme ve analiz hataları da yol açabilir. Jeoistatistikte bu durum “nugget etkisi” veya kontrolsüz etki varyansı C0 olarak tanımlanır. Şekil 10’daki örnek modelde olduğu gibi; variogram grafiklerinde, değişken variogramı belirli mesafeden sonra artışını durdurursa, bu noktaya eşik değeri veya tepe varyansı (sill) C0+C denir ve variogram bu değer çevresinde değerler almaya başlar. Tepe varyansının bileşeni C yapısal varyans olarak adlandırılır. Variogramın eşik değerine ulaştığı örneklem mesafesi (lag mesafesi) yapısal uzaklık A olarak adlandırılır. Bu uzunluktan daha büyük uzunluklarda konumsal bağımlılık sona ermektedir. Jeoistatistiksel analizlerde; konumsal bağımlılığın derecesini belirlemede kontrolsüz etki varyansı (Co) / tepe varyansı (Co+C) oranı kullanılır (Li and Reynolds, 1995), bu değerin %25’in altında olması durumunda güçlü, %25-75 için orta ve %75’in üzerinde olması durumunda ise zayıf konumsal bağımlılığın varlığından bahsedilebilir (Başbozkurt vd., 2013, Chen et al., 2007, Cambrella et al. 1994).

Şekil 10. Variogram grafiği ve tanımlayıcı ögeleri (parametreleri).

BULGULAR VE TARTIŞMA

ZTH’da Karadeniz’deki kömüre dayalı sedimantolojik su kirliliğinin incelenmesi amaçlı çalışmada Kilimli İlçesi Çatalağzı Beldesindeki termik santrallerdeki kömür stok sahaları ve Türkiye Taşkömürü Kurumu’nun kömür yıkama, filtreleme ve flatasyon işlemlerinin gerçekleştirildiği lauvardan Çatalağzı deresi yoluyla Karadeniz’e deşarj

598

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Editors: Recep EFE, İsa CÜREBAL, László LÉVAI

edilen kömür atıklarının 2011, 2013 ve 2015 yılı Landsat Termal Band görüntüleri üzerinden gerçekleştirilen jeoistatistiksel kestirimlerde Tablo 1’deki sonuçlar elde edilmiştir. Yapılan jeoistatistiksel analizde; kirliliğin Şekil 11’de verilen inceleme alanı sınırı (bu sınır 2011, 2013 ve 2015 görüntülerinin tümü için aynı şekilde kullanılmıştır) için gerek 2011 görüntüsünde ve gerekse 2013 ile 2015 görüntüsünde incelenen alan için güçlü bir konumsal bağımlılığın olduğu belirlenmiştir. Şekil 12’de verilen variogram grafiklerinde yapısal uzaklık büyük çıkmış ve kontrolsüz etki varyansı görülmemiştir. C0’ın görülmemesi her bir görüntü için kiriging kestirimi ile oluşturulan yansıma değerlerine ilişkin kirlilik yayılım haritasında örnekleme ve analiz hatasının olmadığını ve kriging varyansında da değişime neden olmadığını göstermektedir. Bu durum kömür atık deşarjının denize yapıldığı noktadan itibaren her yıl güçlü bir sedimantolojik oluşum yarattığını ve kıyıda akıntı ile yayıldığını ortaya koymaktadır. Bu çıkarımı desteklemek amacı ile görüntülerde incelenen her bir alan için kriging haritası oluşturulmuştur. Bu haritalar da deşarj noktasında kirliliğin çok yüksek boyutlarda olduğunu ve yayılımının akıntı yönüyle değiştiğini ortaya koymuştur. Elde edilen haritalar Şekil 13, 14 ve 15’de verilmiştir. Tablo 1. Kömüre dayalı kirlilik için incelenen uydu görüntülerinin variogram modelleri ve parametreleri TARİH/İNCELENEN ÖZELLİK

MODEL

2011/kirlilik 2013/kirlilik 2015/kirlilik

Lineer Gaussian Gaussian

Kontrolsüz Etki Varyansı (C0) 0 0 0

Tepe Varyansı = (C0+C)

0.8 28500 15700

Kontrolsüz etki Varyansı/Tepe Varyansı C0/(C0+C) 0 0 0

KBS: Konumsal Bağımlılık Sınıfı, G: Güçlü

Şekil 11. Görüntülerde jeoistatistiksel analizlerin yapıldığı kirlilik inceleme alanı.

599

A

KBS

590 590 590

G G G

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Book of Proceedings, ISBN: 978-605-66576-1-0

Şekil 12. Kömür atık dağılımının İncelendiği 2011, 2013 ve 2015 görüntüleri için tanımlanmış deneysel ve teorik variogram modelleri.

SONUÇ Karadeniz’deki kömüre dayalı sedimantolojik su kirliliğine ilişkin mekânsal dağılımlar ve bağımlılıklar, özellikle termik santrallerin yoğun bir şekilde faaliyete geçtiği 2010 sonrası santral bölgesi için elde edilmiş Landsat 5 ve 8 orta çözünürlüklü termal band görüntülerinin jeoistatistiksel analizleriyle başarılı bir şekilde incelenmiştir. Her bir görüntünün veriogram grafiklerinden kirliliğin konumsal bağımlılık sınıfı güçlü olarak bulunmuştur. Bu durum kömür atık sularının Karadeniz’e deşarj edildiği noktalarda çok güçlü sediment birikiminin ve Karadeniz’in oşinografik özelliğine bağlı derinliğin 200m’yi geçmediği kıyı bölgelerindeki akıntıya bağlı olarak yayıldığını ispatlamaktadır.

Şekil 13. 2011 termal band görüntülerinden kiriging kestirimiyle elde edilmiş kirlilik dağılım haritası.

Özellikle kriging yöntemiyle termal görüntü piksellerinin yansıma değerlerine göre oluşturulan kirlilik dağılım haritalarında kömür atık suyunun deşarj edildiği noktalarda üçüncü boyut değerinde ani yükselti ve bu yükseltinin akıntı yönünde yayıldığını göstermektedir. Ayrıca kömür atıklarının kıyı birikimlerinin bünyesel ısı açığa çıkartarak bu noktalarda canlı yaşamına gerek ısısal olarak ve gerekse Karadeniz’in canlı yaşam alanlarında ve deniz tabanında askıda madde olarak bulanıklıkla ışık geçişini engellemesi ve 600

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Editors: Recep EFE, İsa CÜREBAL, László LÉVAI

ayrıca bitkilerin üzerini kaplaması açısından tahribatı büyük olmaktadır.

Şekil 14. 2013 termal band görüntülerinden kiriging kestirimiyle elde edilmiş kirlilik dağılım haritası.

Şekil 15. 2015 termal band görüntülerinden kiriging kestirimiyle elde edilmiş kirlilik dağılım haritası.

KAYNAKÇA Akçın H., Karakış S., Büyüksalih G., Oruç M., (2004). GIS Based Analysis Of Landover Changes Arising From Coal Production Wastes in Zonguldak Metropolitan Area-Turkey, XXth ISPRS Congress, 12- 23 July 2004, İstanbul-Turkey. Aydın M. (2006). Zonguldak Valiliği İl Çevre Orman Müdürlüğü Durum Raporu, Zonguldak. Başbozkurt H., Öztaş, Karaibrahimoğlu A., Gündoğan R., Genç A. (2013). Toprak Özelliklerinin Mekânsal Değişim Desenlerinin Jeoistatistiksel Yöntemlerle Belirlenmesi. Atatürk Üniv. Ziraat Fak. Derg., 44 (2): 169-181, 2013, ISSN : 1300-9036.

601

4th International Geography Symposium - GEOMED 2016 Book of Proceedings, ISBN: 978-605-66576-1-0

Cambardella C. A., Moorman T.B., Novak J.M., Parkin T.B., Karlen D.L., Turco R. F. & Konopka A. E. (1994). Field scale variability soil properties in central Iowa soils. Soil Science Society America Journal 58:1501-1511 Chen Y.J., Chen, Y.N., Li, W.H., Liu, J.Z. and Huang, H. (2007). Influence of Intermittent Water Deliveries on the Hydrochemistry of Soil in the Tarim River Acta Geogr. Sin., 62 (9):970– 980 Çelikoğlu Ş. (2016). Marmara Coğrafya Dergisi Sayı: 33, sy.510-533 İstanbul – ISSN:1303-2429 E-ISSN 2147-7825. Erdoğan M., Akdeniz H. (2004). Uzaktan Algılama Amaçlı Uydu Sistemlerindeki Son Gelişmeler, Harita Genel. Komutanlığı, Harita Dergisi Sayı: 132. Li H.B. and Reynolds J.F. (1995). On Definition and Quantification of Heterogeneity. Oikos, 73:280–284 Yaprak S., Arslan E. (2008). Kriking Yöntemi ve Geoid Yüksekliklerinin Enterpolasyonu. HKMO Jeodezi, Jeoinformasyon ve Arazi Yönetimi Dergisi, 2008/1, Sayı 98, sy 36-48. ULR 1: http://infomapsplus.blogspot.com.tr/2015/10/black-sea-pollution.html, 24.04.2016 da ziyaret edilmiştir.

602

View more...

Comments

Copyright � 2017 SILO Inc.
SUPPORT SILO