CBS TABANLI HİDROLOJİ KAMU BİLGİ PORTALI TASARIMI

BAVER MERCAN

301142002

GEO 611

CBS PROJELERİNİN YÖNETİMİ

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ

KASIM 2015

2

İÇİNDEKİLER

İÇİNDEKİLER ......................................................................................................... 2

ŞEKİLLER LİSTESİ ................................................................................................ 3

TABLOLAR LİSTESİ .............................................................................................. 4

KISALTMALAR ...................................................................................................... 5

SEMBOLLER ............................................................................................................ 6

1. GİRİŞ VE AMAÇ ................................................................................................. 7

2. YÖNTEM .............................................................................................................. 9

2.1. Kullanıcı Tanımları .................................................................................. 9

2.2. Portal Teknolojisi ...................................................................................... 10

2.3. Standartlar ................................................................................................. 13

2.4. Bütçe ve Süre ............................................................................................. 13

3. SONUÇ VE DEĞERLENDİRME ........................................................................ 15

KAYNAKÇA ............................................................................................................ 17

3

ŞEKİLLER LİSTESİ

Şekil No Sayfa

Şekil 2.1. Gözlem Noktaları ve Su Seviyelerinin Gösterimi 11

Şekil 2.2. İstasyon Bazında Su Seviyeleri ve Taşkın Analizleri Gösterimi 12

Şekil 2.3. Güncel Su Debileri ve Nehir Kesiti Gösterimi 12

4

TABLOLAR LİSTESİ

Tablo No Sayfa

5

KISALTMALAR

Kısaltma Açıklamalar

DSİ Devlet Su İşleri

AGİ Akım Gözlem İstasyonu

CBS Coğrafi Bilgi Sistemi

GIS Geographic Information System

SDI Spatial Data Infrastructure

6

SEMBOLLER

Sembol Açıklamalar

7

1. GİRİŞ VE AMAÇ

Tarih boyunca yaşanan bütün büyük savaşların enerji ihtiyacından ve buna bağlı kaynak

arayışlarından meydana geldiği düşünüldüğünde ülkelerin enerji politikalarına

gösterdikleri önem ve hassasiyet rahatlıkla anlaşılabilir. Bununla birlikte günümüzde

petrol ve doğal gaz rezervlerine sahip ülkelerin bu varlıkları siyasi tehdit unsuru gibi

kullanması, enerji ithalatı yapan ülkeler için yenilenebilir enerji kaynaklarının önemini

arttırmıştır [1].

Dünyamızda hayatın devamı için en önemli unsur sudur. Günümüzde yenilenebilir

enerji denildiğinde akla gelen ilk kaynak emre amadeliğinin diğer yenilenebilir

kaynaklara göre fazla olması nedeniyle hidroelektrik enerjidir. Dünya genelinde artan

elektrik enerjisi talebi göz önünde bulundurulduğunda fosil yakıtlardan vazgeçmek

elbette mümkün değildir. Ancak hidroelektrik enerji, özellikle biriktirmeli tesislerle, bu

talebin karşılanmasında kilit rol oynayabilmektedir.

Ülkemiz, Avrupa’da Norveç’ten sonra en büyük hidroelektrik potansiyele sahip ülkedir.

Bu potansiyelin değerlendirilmesi ekonomik sorunları başlıca enerji kaynaklı olan

Türkiye için elzemdir. Hidroelektrik enerji; pik talepleri karşılayabilmesi ve uzun

ömürlü tesislerle üretilebilmesi nedeniyle güvenilir enerji arzı sağlamaktadır [1].

Enerji üretimi dışında su kaynaklarının (yer altı suları dahil) verimli kullanılması bir

tarım ülkesi olarak Türkiye için elzemdir. Cumhuriyet tarihinden günümüze kadar

geçen sürede enerji politikaları incelendiğinde uzun yıllar boyunca yapılan çalışmaların

odak noktasının su politikaları olduğu görülmektedir. Bir tarım ülkesi olduğumuz

düşünüldüğünde suya ve sulamaya olan ihtiyacımız rahatlıkla anlaşılmaktadır.

Bahsedilen tüm nedenler aslında su yönetiminin ülkeler için ne kadar önemli olduğunun

göstergesidir. Doğru bir su yönetimi sağlamak için, konuyla ilgili kamu-özel sektör-

vatandaş gibi tüm paydaşların dahil olabileceği bir portal oluşturulması ve su

kaynaklarının doğru yönetilmesine katkı sunulması ihtiyacı ortaya çıkmıştır.

Bu çalışmada Türkiye nehir ve akarsuları için örnek bir kamu su portalı tanımlanmış ve

HİDROTR olarak adlandırılmıştır.

8

HİDROTR’nin amacı Türkiye’de su kaynaklarına ait ölçme, değerlendirme ve

modelleme çalışmaları sonucunda elde edilecek verilerin saklanması, raporlanması ve

diğer uygulamalarda kullanılmasıdır.

Bu proje ile geçmişe dönük istatistiki sorgulama yapılması mümkün olacak ayrıca

hidrolojik verilerin yanı sıra su kalitesi değerleri de aynı veri tabanında toplanacaktır.

Toplanan ve derlenen veriler ihtiyaç duyulması halinde ilgili kurum ve kuruluşlarla

paylaşılacaktır. Böylece hem mevcut veriler tek bir sistemde toplanmış olacak, hem de

yeni yapılacak hidroelektrik tesisler için verimli/doğru hesaplar yapılması sağlanacaktır.

Özellikle bu verilerin akademik olarak kullanılmasına imkan tanınacak ve ilgili

konularda araştırmalar yapılması için geniş katılımlı bir veri tabanı oluşturulacaktır. Bu

veri tabanı zaman içerisinde portal paydaşlarının katılımı ve katkısıyla daha da

geliştirilecektir.

9

2. YÖNTEM

HİDROTR portalının oluşturulması için öncelikle bir veri tabanı oluşturulmalıdır. Bu

veri tabanının temelini DSİ’ye ait 1273 adet Akım Gözlem İstasyonu (AGİ) ölçümleri

oluşturacaktır [2]. 1940 yılından itibaren hidroloji ölçümlerine başlanan ülkemizde en

büyük sorun mevcut verilerin %50’sinin kesintiye uğramış olmasıdır. Uzun yıllar bazı

noktalarda ölçümler kesintiye uğramış, bazıları ise tamamen sonlandırılmıştır.

Oluşturulacak veri tabanı daha sonra CBS tabanlı bir portal oluşturulmasında

kullanılacaktır. Portal hızlı sonuç alınabilen ve uzun vadeli değer sağlayan iş çözümleri

oluşturmaya yarayan kurumsal bir web platformudur. Paketlenmiş uygulamaların bütün

özellikleri ve tek bir çözüm içinde tek bir kurumsal uygulama çerçevesinde toplanır.

2.1. Kullanıcı Tanımları

HİDROTR esasen kamuya açık bir portal olarak düşünülmüştür. Hidroloji alanında

çalışan veya bir şekilde bu bilgilere erişmek isteyen herkes portaldan

faydalanabilecektir. Ancak bazı kullanıcılar için özel giriş ile sağlanacak ara yüzler

olacaktır. Bu kullanıcılar;

- DSİ’de görevli ilgili personel ve daire başkanlığı

- Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nde görevli ilgili personel

- Özel sektörde enerji veya hidroloji ile ilgili çalışma yürüten firmaların temsilcileri

(belli bir ücret karşılığında faydalanacaklardır).

- Akademik anlamda HİDROTR’ye katkıda bulunmak için çalışma yapan araştırma

görevlileri ve akademisyenler (belli bir ücret karşılığında faydalanacaklardır).

Yukarıda sayılan kullanıcıların her biri için ayrı ara yüzler oluşturulacaktır. Her birinin

esasen konumu ve çalışma alanı farklı olduğundan, her ne kadar bazı ortak bilgilere

erişebileceklerse de, ayrık kullanıcılar olarak tanımlanacaklardır.

Türkiye`de su verilerini gözlemleyen ve arşivleyen kurumlar arasında: Devlet Su Işleri

(DSI), Elektrik İşleri Etüt İdaresi (EIE), Çevre ve Orman Bakanlığı ve Devlet

Meteoroloji İşleri sayılabilir. Bu kurumlar pek çok veri içermekle birlikte genellikle

farklı depolama sistemlerine, farklı veri yayınlama formatlarına, faklı erişim

sistemlerine ve politikalarına sahiptir. DSİ personeli verilerin doğruluğunu kontrol

10

etmek ve yeni veri girişinin yapılmasını sağlamakla görevli olacaktır. Meteoroloji

personeli ise yağış miktarları ve yağış alanlarındaki değişimin kontrolünü sağlayacaktır.

Özel sektör temsilcileri ise sadece verileri izleme yetkisine sahip olacaktır. Ayrıca özel

sektör için ücretleri karşılığında sistem otomatik raporlama hizmeti sunacaktır. Bu

raporlarda geçmiş yıllara ait günlük akım analizleri, taşkın analizleri, korelasyon sonucu

elde edilen veriler otomatik olarak anında kullanıcıya sunulacaktır. Akademik kısım ise

özel sektör ile benzer yetkilere sahip olmakla birlikte portal üzerinden sistemin işleyişi

ile ilgili çalışmalarını paylaşabilecek ve portal gelişimine katkı sunacaktır.

2.2. Portal Teknolojisi

Portal teknolojisinin önem kazanmasıyla, Bea, IBM, Oracle gibi birçok şirket portlet

teknolojisiyle kendi portal bileşenlerini ve ürünlerini geliştirmişlerdir. Her şirket kendi

portal çözümü için API (Application Programming Interface) yayınlamıştır [3].

Günümüzde çok yaygın olarak kullanılan CBS portal teknolojileri ile tüm hidroloji

kayıtlarının ve uygulamalarının tek bir platform üzerinden güncel teknoloji

standartlarda, son kullanıcılara sunulması sağlanacaktır. Sonuç olarak elde edilecek

portal sayesinde; kullanıcıların kendilerine verilen tek bir şifre ile sisteme dahil olması

ve kendileri (rolleri) ile ilgili tüm yazılımların, yetkileri dahilinde olan fonksiyonlarını

tek bir platformdan kullanabilmeleri sağlanacaktır.

Burada kullanılması planlanan portal teknolojisi dünyada en yaygın olarak kullanılan

ArcGIS yazılımının uzantısı olarak oluşturulan ArcHydro’dur. ArcHydro ile

oluştutulacak harita altığı ile Türkiye’de bulunan tüm sular kesitleri ile beraber ortaya

çıkarılacaktır. Esasen ArcHydro’da hidroloji özelinde dünya topografik haritasını

çıkarmaya çalışan bir altlıktır [4].

Oluşturulan veri tabanı bu yazılıma tanımlanacak böylece harita üzerinde yerleri

belirlenen noktalar için güncel, anında su verilerini gözlemlemek mümkün olacaktır.

Yapılmak istenen çalışmanın sonuçlarını daha iyi anlatabilmek için Çek

Cumhuriyeti’nde yapılmış benzer bir uygulama aşağıdaki ekran görüntüleri ile

verilmiştir.

Şekil 2.1’de harita üzerindeki noktalar gözlem yapılan noktalardır. Bu noktalardaki su

seviyeleri hemen resmin sağında bulunan lejant kısmında farklı renklere göre

işaretlenmiştir. Bu renkler ilgili noktalardaki suların hangi seviyede olduklarını

11

göstermektedir. Örneğin kahverengi olan noktalarda kuraklık riski mevcuttur. O an için

bilgi alınamayan tesisler ise gri ile renklendirilmiştir. Bunun dışında acil durum,

tehlikeli su seviyesi gibi farklı durum belirtme algoritması da mevcuttur.

Şekil 2.1 Gözlem Noktaları ve Su Seviyelerinin Gösterimi [5]

Burada vurgulanması gereken en önemli teknik, her noktanın kendi içerisinde

sınıflandırılmış olmasıdır. Örneğin bir nokta için kritik su seviyesi 120 cm iken farklı

bir rezervuarda bu seviye 150 cm olabilir. Bunun algoritması da yazılımda dikkate

alınacaktır. Şekil 2.2’de Brno şehri sınırlarındaki Svratka nehri üzerindeki bir

istasyondan alınan verilerin ne şekilde kullanıcı ara yüzüne yansıtıldığı görülmektedir.

Kritik su seviyeleri ile beraber hangi debide kuraklığın başlayacağı bilgisi de

görülmektedir (1,4 m3/s). Ayrıca bir, iki, beş, on, yirmi, elli, ve yüz yıllık taşkın debileri

de gösterilmiştir. Böylece mevcut debiler okunarak karşılaştırma yapılmasına imkan

sağlanmaktadır. En son kısımda ise en son gerçekleşen üç büyük taşkın tarihleri ve

verileri ile gösterilmektedir.

12

Şekil 2.2 İstasyon Bazında Su Seviyeleri ve Taşkın Analizleri Gösterimi [5]

Şekil 2.3’te görüldüğü gibi güncel su debileri ve seviyeleri her saat başı sisteme

işlenecektir. Ayrıca nehir kesiti de verildiğinden bazı su seviyelerindeki kritik artış ve

azalışlar nehir kesiti de dikkate alınarak kullanıcılar tarafından anında

değerlendirilebilecektir.

Şekil 2.3 Güncel Su Debileri ve Nehir Kesiti Gösterimi [5]

13

2.3. Standartlar

Portal standartlarını iki yönlü ele almak gerekir. İlk olarak su veri tabanı

oluşturulmasında kullanılacak standart mevcuttur. Bu standart TS266’dır. (TS266

STANDARTLARI - İNSANÎ TÜKETİM AMAÇLI SULAR) Bu kısımda bulunan

değerlerin ölçümü yapılan su özellikler ile örtüşmesi gerekmektedir. Portal aynı

zamanda bunun kontrol mekanizmasını da oluşturacaktır.

Bir diğer unsur ise CBS uygulamasıyla ilgili standarttır. Günümüzde haritacılık ve CBS

uygulamalarında üretilen coğrafi verinin farklı düzeylerde kullanımı gereksinim haline

gelmiştir. Karar verme sürecine katkı sağlayarak zaman ve emek yönünden bilgi kaybını

önleyecek bir yapının oluşturulması için bu sistemlerin ve verilerin birlikte

çalışabilirliği olarak ifade edilen Konumsal Veri Alyapısı (SDI-Spatial Data

Infrastructure) kavramı ortaya çıkmıştır. SDI, coğrafi verinin etkin kullanımı ve

paylaşımını sağlayan, standartlar, politikalar ve teknolojilerin oluşturduğu çatı olarak

kabul edilebilir. Günümüz dünyasında birçok devlet kurum ve kuruluşu, yerelden

uluslararası düzeye SDI kurulumu için coğrafi veri standartları geliştirmektedir [6].

Dünyada kabul görmüş ana standart kurumUluslararası Standardizasyon Organizasyonu

olarak ifade edilen ISO’dur. ISO’nun coğrafi bilgi/geomatik komitesi tarafından

geliştirilen standart ise ISO/TC 211’dir. HİDROTR portalı da ISO/TC 211 standardına

uygun tasarlanacaktır.

2.4. Bütçe ve Süre

Bütçe hazırlanması aslında yapılan işi kalitesi ve verimli çalışması kadar önemlidir.

Getireceği fayda ile beraber düşünülmekle beraber yüksek maliyetli bütçeler birçok

zaman uygulanamamış veya gerekli desteği alamamıştır.

HİDROTR bütçesini iki ana maliyet oluşturmaktadır. Bunlardan ilki satın alınacak

ArcGIS yazılımı ve bunun eklentisi olarak entegrasyonu sağlanacak ArcHydro’dur.

ArcGIS’in farklı lisansları mevcuttur. Bunlardan birden fazla kullanıcının giriş ve

düzenleme yapabileceği gelişmiş veri yönetimi yapan lisans seçeneği satın alınacaktır.

Lisansın, yazılımlar ve entegrasyon için harcanacak bütçe yaklaşık 500.000 $’dır.

Bir diğer önemli maliyet ise hidrolik verilerin tek bir şablonda toparlanması ve

çalışmayan istasyonların aktif hale getirilmesine harcanacak bütçedir. Bunun tahmini

maliyeti 250.000 $’dır.

14

Bunların dışında genel giderler, bazı noktalarda dışarıdan alınması gereken ek hizmetler

ve kurum içi harcanacak bedeller toplamının yaklaşık 250.000 $ olması beklenmektedir.

Toplamda 1.000.000 $’lık bir bütçe ile HİDROTR sisteminin devreye alınması mümkün

olacaktır.

Yatırımın tamamlanması için öngörülen süre üç yıldır. Bu üç yılın on sekiz ayı verilerin

derlenmesi, bir yılı sisteme entegre edilmesi ve kullanıcı ara yüzlerin oluşturulması

kalan altı ayı ise deneme ve eğitim sürelerinden oluşmaktadır.

15

3. SONUÇ VE DEĞERLENDİRME

Hidrolik kaynakların verimli kullanılması Türkiye gibi enerjide dışa bağımlı ülkeler için

sürdürülebilir bir enerji arzı oluşmasına katkı sağlayabilir.

Özel sektör tarafından yapılması gerekenler dışında yatırımcıya ışık tutması gereken ve

ülkemizde devlet tarafından yapılan hidrolik ölçümlerin arttırılması gerekmektedir.

Bununla beraber bu ölçümlere ulaşmak da oldukça zor ve pahalıdır. Ülkemizde 1940’lı

yıllardan itibaren rasat çalışmaları yapılmaktadır. Ancak bu çalışmalar yetersizdir.

Ölçüm istasyonlarının sayısı oldukça azdır. Sayısı zaten az olan istasyonlardan düzenli

olarak veri ölçümü yapılamamış, bunun sonucu olarak istatistiki varsayımlar ve

korelasyonlar proje değerlendirmelerinde çok sık kullanılmıştır. Bu durumun bazı

çevreler tarafından çıkar amaçlı kullanılması, projelerin olduğundan yüksek kapasite ile

inşa edilmesine ve verimsiz çalışmasına neden olmuştur. Buna karşı devlet ve özel

sektör tarafından gerekli önlemler alınmalı ve projeler doğru optimize edilerek

uygulanmalıdır. Aksi halde yaşanacak güvensizlik ortamı hidrolik kurulu güç

kapasitesinin artışını engelleyecektir.

Böyle bir portal oluşturulmasının neden gerekli olduğuna en iyi örnek işletmedeki

mevcut hidroelektrik tesislerin ve yatırımı henüz başlamayan tesislerin enerji

performanslarının doğru tahmin edilebilmesinin ülke ekonomisine sağlayacağı katkıdır.

Bunun dışında su kalitesi ölçüm sonuçlarının değerlendirilmesi ve bunun sonuçlarının

sisteme entegresi ile birlikte kamuya önemli bir hizmet sunulmuş olacaktır.

Başka bir açıdan bakıldığında, mevcut verilerin neden yetersiz olduğunu da açıklamak

mümkündür. Ulusal kurumlarımızın pek çok su verisine, farklı veri depolama

sistemlerine ve formatlarına sahip olduğu görülmektedir. Tek bir analiz için farklı

kaynaklardan verilerin birleştirilmesi zor ve zaman alıcı olmaktadır. Ayrıca bahsi geçen

kurumların depolama sistemlerinde söz dizimsel (syntactic) farklılıklar vardır. Söz

dizimsel farklılıklardan kasıt verilerin ve metadataların organizasyonlarındaki (satır

veya sütun gibi) ve kodlamalarındaki (metin dosyasına karşın excel sayfası gibi)

farklılıklardır. Sözdizimsel farklılıklar metodolojik uyumsuzluktan

kaynaklanabilmektedir. Örneğin otomatik veri kaydedici cihazlardan indirilen veri

sınırlandırılmış metin dosyalarında buna karşılık laboratuvarda su örneklerinin kimyasal

16

analizleri sonucu türetilmiş veri el ile Excel sayfalarından oluşan laboratuvar raporlarına

yazılmaktadır. Bu metodolojik farklılıklara ilaveten farklı yazılım uygulamaları çok

çeşitli format ve dosya tiplerine sebep olmaktadır. HİDROTR aynı zamanda bu

farklılıkları ortadan kaldırmayı amaçlamaktadır.

Sonuç olarak bu çalışmada anlatılan HİDROTR kamu portalında proje paydaşlarının

katkılarıyla kapsamlı bir veritabanı oluşturulması ve kurumların sahip olduğu mevcut

veri depolama ve yayınlama sitemlerinden nasıl ulusal veri yayınlama sistemi

oluşturulacağı ve getireceği faydalar ifade edilmeye çalışılmıştır.

17

KAYNAKÇA

[1] Mercan, B. (2014), Orta Ölçekli Hidroelektrik Tesislerinin İncelenmesi İçin Örnek

Bir Çalışma-Bağışlı Regülatörü ve HES, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ

[2] http://www.dsi.gov.tr

[3] Yıldırım, M.E., Cömert, Ç. (2011), Portal Teknolojisi ve Ulusal Konumsal Veri

Altyapısı, TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 13. Türkiye Harita

Bilimsel ve Teknik Kurultayı, 18-22 Nisan 2011, Ankara

[4] http://resources.arcgis.com/en/communities/hydro/

[5] http://www.pmo.cz/portal/sap/en/index.htm

[6] Masser, I., (2005). GIS Worlds: spatial data infrastructures. Redlands: ESRI Press.