BORABEY GÖLETİ'NİN TERMAL KATMANLAŞMA YAPISININ İNCELENMESİ

Year 2015, Volume: 16 Issue: 3, 351 - 366, 30.12.2015

Serdar Göncü Enis Hasanoğlu Uğur Avdan Zehra Yiğit Avdan , Erdem Albek

Abstract

Eskişehir’de tarımsal sulama amaçlı olarak kullanılan yüzeysel su kaynaklarından birisi olan Borabey Göleti, kapalı bir havza yapısına sahip olması ve havzasındaki tarımcılık faaliyetleri nedeniyle günümüzde kirlenme tehlikesi ile karşı karşıya kalma potansiyeli olan bir göl konumundadır. Tarımsal amaçlı suyun kalitesinin olumsuz düzeyde etkilenmesi ile karşı karşıya kalınmadan önce gerekli önlemlerin alınması gereklidir. Bu kapsamda, Borabey Göleti’nin fiziko-hidrolojik şartlarının belirlenmesi ve mevsimsel katmanlaşma yapısının incelenmesi gerekmektedir. Çalışma kapsamında gölün batimetrik haritasının çıkartılması, gölün sıcaklık açısından mevsimsel katmanlaşma yapısının incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Batimetrik harita çıkarımında RTK GPS kullanılarak yapılan arazi ölçümleri ile akustik doppler akım profil cihazı (ADCP) kullanılarak elde edilen batimetrik harita verileri birleştirilerek yüksek çözünürlüklü batimetri haritası elde edilmiştir. 2 yıl boyunca gerçekleştirilen monitorlama çalışmalarında, Borabey Göleti’nin derinliğe bağlı sıcaklık profili çıkartılmıştır. Ayrıca, göldeki termal katmanlaşma yapısının belirlenmesi için RTRM indisi kullanılmıştır. Çalışma sonucunda, Borabey Göleti'nin termal katmanlaşma yapısına bağlı olarak epilimniyon, metalimniyon, hipolimniyon tabaka hacimleri belirlenmiştir. Ayrıca gölün monomiktik göl yapısına sahip olduğu ortaya çıkarılmıştır.

Keywords

Termal katmanlaşma; limnoloji; göl; RTRM; ADCP

BORABEY GÖLETİ'NİN TERMAL KATMANLAŞMA YAPISININ İNCELENMESİ

Abstract

Eskişehir’de tarımsal sulama amaçlı olarak kullanılan yüzeysel su kaynaklarından birisi olan Borabey Göleti, kapalı bir havza yapısına sahip olması ve havzasındaki tarımcılık faaliyetleri nedeniyle günümüzde kirlenme tehlikesi ile karşı karşıya kalma potansiyeli olan bir göl konumundadır. Tarımsal amaçlı suyun kalitesinin olumsuz düzeyde etkilenmesi ile karşı karşıya kalınmadan önce gerekli önlemlerin alınması gereklidir. Bu kapsamda, Borabey Göleti’nin fizikohidrolojik şartlarının belirlenmesi ve mevsimsel katmanlaşma yapısının incelenmesi gerekmektedir. Çalışma kapsamında gölün batimetrik haritasının çıkartılması, gölün sıcaklık açısından mevsimsel katmanlaşma yapısının incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Batimetrik harita çıkarımında RTK GPS kullanılarak yapılan arazi ölçümleri ile akustik doppler akım profil cihazı (ADCP) kullanılarak elde edilen batimetrik harita verileri birleştirilerek yüksek çözünürlüklü batimetri haritası elde edilmiştir. 2 yıl boyunca gerçekleştirilen monitorlama çalışmalarında, Borabey Göleti’nin derinliğe bağlı sıcaklık profili çıkartılmıştır. Ayrıca, göldeki termal katmanlaşma yapısının belirlenmesi için RTRM indisi kullanılmıştır. Çalışma sonucunda, Borabey Göleti'nin termal katmanlaşma yapısına bağlı olarak epilimniyon, metalimniyon, hipolimniyon tabaka hacimleri belirlenmiştir. Ayrıca gölün monomiktik göl yapısına sahip olduğu ortaya çıkarılmıştır.

Keywords

Termal katmanlaşma, Limnoloji, Göl, RTRM, ADCP

References

• Ahsan, A. K. M. Q. ve Blumberg, A. F. (1999). Three-dimensional hydrothermal model of Onondaga Lake, New York. Journal of Hydraulic Engineering-Asce, 125(9), 912- 923. doi: 10.1061/(Asce)0733- 9429(1999)125:9(912).
• Albek, E. (2014). Borabey Göleti ve Havzasının Su Kalitesinin Belirlenmesi ve HavzaGölet Kalite Dinamiğinin İncelenmesi. (Genel Amaçlı Ortak Proje, Proje No:1206F097), Anadolu Üniversitesi, Eskişehir.
• Alpaslan, K., Sesli, A., Tepe, R., Ozbey, N., Birici, N., Seker, T. ve Kocer, M. A. T. (2012). Vertical and Seasonal Changes of Water Quality in Keban Dam Reservoir. Journal of FisheriesSciences.com, 6(3), 252-262-262. doi: 10.3153/jfscom.2012029.
• Anonim. (2011). Borabey Göletinin Kısa Tarihçesi. 2014, from http://www.sehirgazetesi.com.tr/yazardeta y.asp?haber=1558&yazar=8
• Babajimopoulos, C. ve Papadopoulos, F. (1986). Mathematical Prediction of Thermal Stratification of Lake Ostrovo (Vegoritis), Greece. Water Resources Research, 22(11), 1590-1596. doi: 10.1029/Wr022i011p01590.
• Baharim, N. H., Ismail, R. ve Omar, M. H. (2011). Effects of Thermal Stratification on the Concentration of Iron and Manganese in a Tropical Water Supply Reservoir. Sains Malaysiana, 40(8), 821- 825.
• Becker, A., Kirchesch, V., Baumert, H. Z., Fischer, H. ve Schol, A. (2010). Modelling the Effects of Thermal Stratification on the Oxygen Budget of an Impounded River. River Research and Applications, 26(5), 572-588. doi: 10.1002/Rra.1260.
• Becker, V., Huszar, V. L. M. ve Crossetti, L. O. (2009). Responses of Phytoplankton Functional Groups to the Mixing Regime in a Deep Subtropical Reservoir. Hydrobiologia, 628(1), 137-151.
• Beletsky, D. ve Schwab, D. J. (2001). Modeling Circulation and Thermal Structure in Lake Michigan: Annual Cycle and Interannual Variability. Journal of Geophysical Research-Oceans, 106(C9), 19745-19771. doi: 10.1029/2000jc000691.
• Belolipetsky, P. V., Belolipetskii, V. M., Genova, S. N. ve Mooij, W. M. (2010). Numerical Modeling of Vertical Stratification of Lake Shira in Summer. Aquatic Ecology, 44(3), 561-570. doi: 10.1007/s10452-010-9330-z.
• Bender, M. D., Kubitschek, J. P. ve Vermeyen, T. B. (2007). Temperature Modeling of Folsom Lake, Lake Natoma, and the Lower American River Special Report. Sacramento County, California.
• Bini, L. M., Bonecker, C. C. ve Lansac-Toha, F. A. (2001). Vertical distribution of Rotifers on the Upper Parana River Floodplain: the Role of Thermal Stratification and Chlorophyll-a. Studies on Neotropical Fauna and Environment, 36(3), 241-246. doi: 10.1076/snfe.36.3.241.2120.
• Birge, E. (1910). An Unregarded Factor in Lakes Temperatures. Trans. Wis. Acad. Sci. Arts Lett, 16, 989-1004
• Boegman, L., Loewen, M. R., Hamblin, P. F. ve Culver, D. A. (2008). Vertical Mixing and Weak Stratification over Zebra Mussel Colonies in Western Lake Erie. Limnology and Oceanography, 53(3), 1093-1110. doi: 10.4319/lo.2008.53.3.1093.
• Boehrer, B. ve Schultze, M. (2008). Stratification of Lakes. Reviews of Geophysics, 46.
• Bonnet, M. P., Poulin, M. ve Devaux, J. (2000). Numerical modeling of Thermal Stratification in a Lake Reservoir. Methodology and Case Study. Aquatic Sciences, 62(2), 105-124. doi: 10.1007/s000270050001.
• Branco, B. F. ve Torgersen, T. (2009). Predicting The Onset of Thermal Stratification in Shallow Inland Waterbodies. Aquatic Sciences, 71(1), 65- 79. doi: 10.1007/s00027-009-8063-3.
• Branco, C. W. C., Kozlowsky-Suzuki, B., Sousa-Filho, I. F., Guarino, A. W. S. ve Rocha, R. J. (2009). Impact of Climate on the Vertical Water Column Structure of Lajes Reservoir (Brazil): A Tropical Reservoir Case. Lakes & Reservoirs: Research & Management, 14(3), 175- 191-191. doi: 10.1111/j.1440- 1770.2009.00403.x.
• Cantin, A., Beisner, B. E., Gunn, J. M., Prairie, Y. T. ve Winter, J. G. (2011). Effects of Thermocline Deepening on Lake Plankton Communities. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 68(2), 260-276. doi: 10.1139/F10-138.
• Chapman, L. J., Chapman, C. A., Crisman, T. L. ve Nordlie, F. G. (1998). Dissolved Oxygen and Thermal Regimes of a Ugandan Crater Lake. Hydrobiologia, 385, 201-211. doi: 10.1023/A:1003527016384.
• Chimney, M. J., Wenkert, L. ve Pietro, K. C. (2006). Patterns of Vertical Stratification in a Subtropical Constructed Wetland in South Florida (USA). Ecological Engineering, 27(4), 322-330. doi: DOI 10.1016/j.ecoleng.2006.05.017.
• Colarusso, L. A., Chermak, J. A., Priscu, J. C. ve Miller, F. K. (2003). Modeling Pit Lake Water Column Stability using CeQual-W2. Tailings and Mine Waste '03, 213-222.
• Consi, T. R., Anderson, G., Barske, G., Bootsma, H., Hansen, T., Janssen, J., and Waples, J. T. (2008). Real Time Observation of the Thermal Bar and Spring Stratification of Lake Michigan with the GLUCOS Coastal Observatory. Oceans 2008, Vols 1-4, 1338-1346.
• Dong, C. Y., Yu, Z. M., Wu, Z. X. ve Wu, C. J. (2013). Study on Seasonal Characteristics of Thermal Stratification in Lacustrine Zone of Lake Qiandao. Huan Jing Ke Xue, 34(7), 2574-2581.
• Elci, S. (2008). Effects of Thermal Stratification and Mixing on Reservoir Water Quality. Limnology, 9(2), 135-142. doi: DOI 10.1007/s10201-008-0240-x.
• Findenegg, I. (1933). Alpenseen ohne Vollzirkulation. Internationale Revue der gesamten Hydrobiologie und Hydrographie, 28(3-4), 295-311. doi: 10.1002/iroh.19330280309.
• Fischer, H. B., List, J. E., Koh, C. R., Imberger, J. ve Brooks, N. H. (1980). Mixing in Inland and Coastal Waters: Elsevier Science.
• Genova, S. N., Belolipetskii, V. M., Rogozin, D. Y., Degermendzhy, A. G. ve Mooij, W. M. (2010). A one-dimensional Model of Vertical Stratification of Lake Shira Focussed on Winter Conditions and Ice Cover. Aquatic Ecology, 44(3), 571-584. doi: 10.1007/s10452-010-9327-7.
• Goldman, C. R., Elser, J. J., Richards, R. C., Reuter, J. E., Priscu, J. C. ve Levin, A. L. (1996). Thermal Stratification, Nutrient Dynamics, and Phytoplankton Productivity During the Onset of Spring Phytoplankton Growth in Lake Baikal, Russia. Hydrobiologia, 331(1-3), 9-24. doi: 10.1007/Bf00025403.
• Göncü, S., Albek, E., Avdan, U. ve Avdan, Z. Y. (2014). Porsuk Baraj Gölü'nün Katmanlaşmaya Bağlı Çözünmüş Oksijen Derişiminin Monitorlanması ve Gölün
• Doğal Özümseme Kapasitesinin Arttırılmasına Yönelik Hipolimnetik Havalandırma Yönteminin Uygunluğunun Araştırılması. (Genel Amaçlı Ortak Proje, Proje No:1208F129), Anadolu Üniversitesi, Eskişehir.
• Göncü, S., Avdan, U., Yiğit Avdan, Z. ve Hasanoğlu, E. (2014). Akustik Doppler Cihazı Kullanılarak Batimetri Haritasının Elde Edilmesi. Paper presented at the 7. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Çorum.
• Güner, U. (2014). Limnoloji. İç Kullanım İçin Limnoloji Notları. Derleme. Trakya Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü. Retrieved from http://www.academia.edu/1746691/Limno loji_Notlar%C4%B1
• Han, Y. M., Wang, R. Z. ve Dai, Y. J. (2009). Thermal stratification within the water tank. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 13(5), 1014-1026. doi: 10.1016/j.rser.2008.03.001.
• Hutchinson, G. E. (1957). A Treatise on Limnology: Geography, Physics, and chemistry. pt. 1. Geography and Physics of Lakes: Wiley.
• Imberger, J. ve Patterson, J. C. (1989). Physical Limnology. In W. H. John ve Y. W. Theodore (Eds.), Advances in Applied Mechanics (Vol. Volume 27, pp. 303- 475): Elsevier.
• Jensen, H. S. ve Andersen, F. O. (1987). Sulfate Reduction in a Coastal Lake during Summer Stratification. Archiv Fur Hydrobiologie, 108(4), 465-481.
• Kettle, A. J., Hughes, C., Unazi, G. A., Birch, L., Mohie-El-Din, H. ve Jones, M. R. (2012). Role of Groundwater Exchange on the Energy Budget and Seasonal Stratification of a Shallow Temperate Lake. Journal of Hydrology, 470, 12-27. doi: 10.1016/j.jhydrol.2012.07.004.
• Kortmann, R. W. (2011). RTRM Relative Thermal Resistance to Mixing. Ecosystem Consulting Service, Inc. Retrieved from http://science.kennesaw.edu/~jdirnber/lim no/LecApplied/RTRM.pdf
• Lap, B. Q., Tuan, N. V., Hamagami, K., Iguchi, S., Mori, K. ve Hirai, Y. (2009).
• Formation and Disappearance of Thermal Stratification in a Small Shallow Lake. Journal of the Faculty of Agriculture Kyushu University, 54(1), 251-259.
• Lawson, R. ve Anderson, M. A. (2007). Stratification and mixing in Lake Elsinore, California: An assessment of Axial Flow Pumps for Improving Water Quality in a Shallow Eutrophic Lake. Water Research, 41, 4457-4467.
• Mercan, D. E. ve Kabdaşlı, S. (2008). 1998 su yılı için Beyşehir Gölü'nün Hidrodinamik Modellemesi. İstanbul Teknik Üniversitesi Dergisi, 7(2), 75-82.
• Miles, N. G. ve West, R. J. (2011). The use of an Aeration System to Prevent Thermal Stratification of a Freshwater Impoundment and Its Effect on Downstream Fish Assemblages. J Fish Biol, 78(3), 945-952. doi: 10.1111/j.1095- 8649.2010.02896.x.
• Mtada, O. S. M. (1987). The influence of thermal stratification on Pelagic Fish Yields in Lake Kariba, Zambia/Zimbabwe. The Fisheries Society of the British Isles, 30, 127-133.
• Nielsen, M. H. ve John, M. S. (2001). Modelling Thermal Stratification in the North Sea: Application of a 2-D Potential Energy Model. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 53, 607-617.
• Novotny, E. V. ve Stefan, H. G. (2012). Road Salt Impact on Lake Stratification and Water Quality. Journal of Hydraulic Engineering-Asce, 138(12), 1069-1080. doi: 10.1061/(Asce)Hy.1943- 7900.0000590.
• Pinel-Alloul, B., Methot, G. ve MalinskyRushansky, N. Z. (2004). A Short-Term Study of Vertical and Horizontal Distribution of Zooplankton During Thermal Stratification in Lake Kinneret, Israel? Hydrobiologia, 526(1), 85-98. doi: 10.1023/B:Hydr.0000041611.71680.Fc.
• Rice, D. A., Tsay, T. K., Effler, S. W. ve Driscoll, C. T. (1989). Modeling Thermal Stratification in Transparent Adirondack
• Lake. Journal of Water Resources Planning and Management-Asce, 115(4), 440-456.
• Rodgers, G. K. (1987). Time of Onset of Full Thermal Stratification in Lake-Ontario in Relation to Lake Temperatures in Winter. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 44(12), 2225-2229. doi: 10.1139/F87-273.
• Rodrigo, M. A., Vicente, E. ve Miracle, M. R. (2000). The Role of Light and Concentration Gradients in the Vertical Stratification and Seasonal Development of Phototrophic Bacteria in a Meromictic Lake. Archiv Fur Hydrobiologie, 148(4), 533-548.
• Rogozin, D. Y., Trusova, M. Y., Khromechek, E. B. ve Degermendzhy, A. G. (2010). Microbial Community of the Chemocline of the Meromictic Lake Shunet (Khakassia, Russia) during summer stratification. Microbiology, 79(2), 253- 261. doi: 10.1134/S0026261710020189.
• Şen, Z. (2003). Su Bilimi ve Yöntemleri. İstanbul: Su Vakfı Yayınları.
• Serbes, U. C. ve Kavas, C. Y. (2013). Borabey Göleti'ndeki Termal Katmanlaşmanın Belirlenmesi ve Göletin Batimetrik Haritasının Çıkarılması. Anadolu Üniversitesi, Eskişehir.
• Sharma, P. C. (1981). Observations on Thermal Stratification in Bhimtal Lake. Comparative Physiology and Ecology, 6(1), 15-16.
• Song, K., Xenopoulos, M. A., Buttle, J. M., Marsalek, J., Wagner, N. D., Pick, F. R. ve Frost, P. C. (2013). Thermal Stratification Patterns in Urban Ponds and Their Relationships with Vertical Nutrient Gradients. J Environ Manage, 127, 317- 323. doi: 10.1016/j.jenvman.2013.05.052.
• Sontek. (2014). CastAway CTD. 2014, from http://www.sontek.com/productsdetail.ph p?CastAway-CTD-11
• Spigel, R. (2008). Lake Ototoa Study: Modeling Thermal Stratification. Auckland Regional Council: National Instute of Water & Atmospheric Research Ltd.
• Szumiec, M. A. (1985). Formation of Thermal Stratification in a Small Temperate Lake. Freshwater Biology, 15(5), 581-586. doi: 10.1111/j.1365-2427.1985.tb00228.x.
• Tate, K. W., Lancaster, D. L. ve Lile, D. F. (2007). Assessment of Thermal Stratification within Stream Pools as a Mechanism to Provide Refugia for Native Trout in Hot, Arid Rangelands. Environ Monit Assess, 124(1-3), 289-300. doi: 10.1007/s10661-006-9226-5