Çevre Modellemesi Çevre Mühendisliği Teknoloji

Çevre Mühendisliğinde Bilgisayar Programları

Yazar : Özde Dural

Tasarım, planlama, kontrol ve modelleme kavramları çevre mühendisliğinde sık duyulan kavramlardır. Bu alanlarda yürütülen projeler birçok bilgisayar programıyla desteklenmektedir. Bunlardan birkaçı aşağıda derlenmiştir.

 

1. EPANET: Applications for Modeling Drinking Water Distribution Systems

EPANET, içme suyu dağıtım sistemlerini modellemek için kullanılan bir bilgisayar programıdır. İçme suyunun, dağıtım sistemi boyunca hidrolik ve kalitesi davranışlarının uzun vadeli bir simülasyonun gerçekleştirilmesine olanak sağlar.

Mühendislik alanında bu program yeni altyapı sistemlerini tasarlamak ve boyutlandırmak (Boru, pompa, vana yerleşimi ve boyutlandırması) veya mevcut eskimiş altyapı sistemlerini güçlendirmek için kullanılmakla birlikte tankların ve pompaların çalışma düzeylerini optimize etmek, enerji kullanımını azaltmak, su kalitesi problemlerini araştırmak ve acil durumlara hazırlanmak için de kullanılmaktadır.

EPANET, kullanıcıya; şebeke hattındaki borularda akışını ve su basıncını, şebeke hattı üzerindeki depolama haznelerinde su yüksekliğini, sistemdeki kimyasal konsantrasyonunu, şebeke hattı boyunca kaynak takibini izleme imkânı verir. Bunların yanı sıra sistemdeki hidrolik yük kayıplarının hesabı Hazen-Williams, Darcy-Weisbach veya Chezy-Manning formülleri ile EPANET üzerinden kolayca yapılabilmektedir. Bunun için EPANET’in kullanıcı ara yüzü, boru ağı modelleri oluşturma ve oluşturulan bu modellerin özelliklerini ve verilerini düzenleme sürecini basitleştiren görsel bir ağ editörü sağlar. Renk kodlu ağ haritaları, veri tabloları; enerji kullanımı, reaksiyon, kalibrasyon, zaman serisi grafiklerini içeren ağ analizi sonuçlarını yorumlamaya yardımcı olmak için birçok veri raporlama ve görselleştirme araçları kullanır.

Görseller için buraya tıklayabilirsiniz.

EPANET’e erişim ve daha detaylı bilgi için linke tıklayabilirsiniz. Ayrıca Tarım ve Orman Bakanlığı sitesinde paylaşılmış olan Türkçeye çevrilmiş EPANET kullanım kılavuzu ve örnek projelere bu linkten ulaşabilirsiniz.

 

2. OpenFlows FlowMaster: Hydraulic Calculator for Open Channels, Pipes, Weirs, Inlets, and Orifices

OpenFlows FlowMaster basınçlı borular, açık kanallar, orifis ve savak gibi giriş-çıkış yapıları olmak üzere çeşitli hidrolik bileşenlerin ve analizleri için hesaplama yapmaya yarayan bir programdır. Bu bağlamda basınçlı borular için kontroller ve boru uzunlukları, başlangıç ve bitiş kotları, basınç, boru çapları ve pürüzlülüğü gibi değerleri bilinen verileri sisteme vererek otomatik yapılabilmektedir. Trapez, üçgen, parabolik ve doğal kanal tiplerinde açık kanallar için yüksekliği, kanal eğimi gibi hesapların yapılmasına imkân vermektedir. OpenFlows FlowMaster ile yük kayıpları Kutter, Manning, Darcy-Weisbach: Swamee and Jain, Darcy-Weisbach: Colebrook-White veya Hazen-Williams formülleri yardımıyla otomatik hesaplanabilmektedir. Bunun ek olarak elde edilen veriler tablo ve grafikler ile raporlanmakta, en kesit çizimleri çıktı olarak görülebilmektedir.

Görseller için buraya tıklayabilirsiniz.

 

Görseller için buraya tıklayabilirsiniz.

OpenFlows FlowMaster hakkında daha fazlası için Bentley websitesini inceleyebilirsiniz ayrıca YouTube kanallarında yayınlanmış videoları izleyerek de program hakkında daha fazla bilgi sahibi olabilirsiniz.

 

3. MicroStation: Design, Model, and Manage Infrastructure

MicroStation dizayn, altyapı projelerinin tasarımı, dokümantasyonu ve yönetimi için tercih edilen bir programdır. 2D ve 3D çizim olanağı sağlayan MicroStation temelde AutoCAD ile benzerlik göstermektedir ancak AutoCAD’e göre daha geniş imkânlar sunan bir programdır. Burada yapılan pek çok formata çevrilmektedir. MicroStation’da hazırlanan bir tasarım AutoCAD üzerinde açılabildiği gibi AutoCAD’de hazırlanan bir tasarım da MicroStation üzerinde açılabilmektedir. MicroStation ile oluşturulan bir tasarımın Google Earth üzerine aktarılarak yerinde görülmesi mümkündür.

Görseller için buraya tıklayabilirsiniz.

MicroStation hakkında daha fazlası için Bentley websitesini inceleyebilirsiniz ayrıca YouTube kanallarında yayınlanmış videoları izleyerek de program kullanımı hakkında daha fazla bilgi sahibi olabilirsiniz.

 

4. GoldSim: Dynamic Monte Carlo Simulation Software

GoldSim, temelinde karmaşık sistemleri dinamik olarak modellemeye yarayan bir programdır. GoldSim ile oluşturulan modeller; mühendislik, temel bilimler ve iş dünyasında birbiriyle ilişkili durumları simüle ederek gelecekteki performanslarını gösterir. GoldSim, modelleri, sistemdeki ilişkili bileşenleri oklarla birbirine bağlayarak geniş bir diyagram ile oluşturur. Sistemdeki değişkenlerin “ya şöyle olursa” ihtimallerinin sonuçlarını, oluşturulan zaman serileri ile tablo ve grafik halinde görmek mümkündür. Bu sayede GoldSim; risk analizi ve yönetimi, planlama ve alternatif değerlendirme aşamalarında bir karar alma mekanizması oluşturur.

Çevre sistemlerinde yapılan modellemelere gelindiğinde Goldsim’de kalitesi, hava kalitesi, hidrolojik modeller, enerji gibi çeşitli alanlarda çalışmalar yapılabilir. Alıcı ortamlardaki atık/kirlilik yönetimi, ekolojik denge gözlemlemeleri, su temin sistemleri için fizibilite değerlendirmeleri, enerji sektöründe muhtemel risk analizleri GoldSim üzerinde yapılabilecek çalışmalara örnek olarak verilebilir.

Görseller için buraya tıklayabilirsiniz.

GoldSim hakkında hazırlanmış daha fazla örnek ve içeriğe websitelerinden ve YouTube kanallarında yayınlanmış videolar üzerinden ulaşabilirsiniz.

Çevre mühendisliğinde kullanılabilen programlar bunlarla sınırlı değildir. SWAT: The Soil & Water Assessment Tool (Detaylı bilgi için bu linke tıklayabilirsiniz.) yüzeysel ve yeraltı suları, toprak ve havza modelleri, SewerGEMS (Detaylı bilgi için bu linke tıklayabilirsiniz.) kanalizasyon, yağmur suyu ve birleşik sistemleri için, WaterGEMS (Detaylı bilgi için bu linke tıklayabilirsiniz.) ve WaterCAD (Detaylı bilgi için bu linke tıklayabilirsiniz.) hidrolik, kalitesi, su dağıtım modelleri ve yönetimi için ayrıca mevcut programlardır.

 

Kaynakça:

[1] https://www.epa.gov/water-research/epanet

[2] https://www.tarimorman.gov.tr/Duyuru/1097/Su-Kayiplarini-Azaltma-Calismalarinda-Kullanilan-Epanet-Hidrolik-Model-Yazilimi-Turkcelestirilerek-Belediyelerin-Hizmetine-Sunulmustur

[3] https://youtube.com/playlist?list=PLLCOESNdmKSJsxd8PjNT-RTra7Xb5swTX

[4] https://www.bentley.com/software/openflows-flowmaster/

[5] https://www.youtube.com/@BentleyMicroStation/playlists

[6] https://www.bentley.com/software/microstation/

[7] https://www.youtube.com/@GoldSimTechnologyGroup/playlists

[8] https://www.goldsim.com/Web/Home/

[9] https://swat.tamu.edu/

[10] https://www.bentley.com/software/openflows-sewergems/

[11] https://www.bentley.com/software/openflows-watergems/

[12] https://www.bentley.com/software/openflows-watercad/

Yazar hakkında

Özde Dural