İçme Suyu Dağıtım Sistemlerinin Arıza ve Altyapı Rehabilitasyon Önceliği Analizi: Erzurum İli Örneği

Öz

Kentlerde içme suyu dağıtım sistemlerinin işletilmesi sırasında çeşitli teknik ve yönetsel sorunlarla karşılaşılmakta olup, bu durum sosyolojik, ekonomik ve çevresel açıdan önemli etkiler yaratmaktadır. Bu çalışmada, Erzurum kent merkezinde içme suyu şebekesinin mevcut durumu arıza kayıtları ve coğrafi bilgi sistemleri (CBS) verileri kullanılarak değerlendirilmiştir. Yapılan analizlerde, son beş yıl içinde en fazla arıza kaydı görülen mahalleler belirlenmiş ve arızaların mahallelerin fiziksel ve demografik özellikleriyle ilişkisi incelenmiştir. Özellikle Kazım Karabekir Paşa, Kurtuluş ve Rabia Ana Mahallelerinde arıza oranlarının yüksek olduğu, bunun nedeninin ise eskiyen altyapı ve düzensiz kentleşme olduğu tespit edilmiştir. Buna karşılık, Müftü Solakzade ve Adnan Menderes Mahallelerinde arıza oranlarının görece düşük olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, Erzurum kent merkezinde içme suyu su kayıpları oranının %50 seviyesinde olduğu saptanmıştır. Sonuç olarak, içme suyu şebekesinin mevcut durumu analiz edilerek, özellikle arıza oranlarının yüksek olduğu bölgelerde altyapının bakım ve rehabilitasyonunun öncelikli olarak ele alınması gerektiği ortaya konulmuştur. Çalışma kapsamında elde edilen bulgular, içme suyu şebekelerinin sürdürülebilirliği ve etkin yönetimi açısından önemli veriler sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Altyapı rehabilitasyon önceliği
• arıza analizi
• CBS
• Erzurum
• içme suyu şebekesi
• su kayıpları

Failure and Infrastructure Rehabilitation Priority Analysis of Water Distribution Systems: Erzurum Province Case

Abstract

Various technical and managerial problems are encountered during the operation of water distribution systems in cities and this situation creates significant sociological, economic and environmental impacts. In this study, the current status of the water network in Erzurum city center was evaluated using failure records and geographic information systems (GIS) data. In the analysis, the neighborhoods with the highest number of breakdowns in the last five years were identified and the relationship between the breakdowns and the physical and demographic characteristics of the neighborhoods was examined. It was found that the failure rates were particularly high in Kazım Karabekir Paşa, Kurtuluş and Rabia Ana neighborhoods, and the reason for this was found to be aging infrastructure and irregular urbanization. On the other hand, Muftü Solakzade and Adnan Menderes neighborhoods have relatively low failure rates. It was also found that the rate of water losses in Erzurum city center was 50%. As a result, the current state of the water network was analyzed and it was revealed that maintenance and rehabilitation of the infrastructure should be prioritized, especially in areas with high failure rates. The findings of the study provide important data for the sustainability and effective management of water networks.

Keywords

• Priority of infrastructure rehabilitation
• failure analysis
• GIS
• Erzurum
• water networks
• water losses

References

1. [1] A. O. Lambert, "International Report: Water Losses Management and Techniques," Water Sci. Technol.: Water Supply, vol. 2, no. 4, pp. 1–20, 2002.
2. [2] M. Farley and S. Trow, Losses in Water Distribution Networks: A Practitioner’s Guide to Assessment, Monitoring and Control. England: IWA Publishing, 2003.
3. [3] M. Farley and R. Liemberger, "Developing a non-revenue water reduction strategy: planning and implementing the strategy," Water Sci. Technol.: Water Supply, vol. 15, no. 1, pp. 41-50, 2005.
4. [4] S. Eggimann, L. Mutzner, O. Wani, M. Y. Schneider, D. Spuhler, M. Moy De Vitry, and M. Maurer, "The potential of knowing more: a review of data-driven urban water management," Environ. Sci. Technol., vol. 51, no. 5, pp. 2538-2553, 2017.
5. [5] A. Gupta and K. D. Kulat, "A selective literature review on management techniques for water distribution system," Water Resour. Manage., vol. 32, no. 10, pp. 3247-3269, 2018.
6. [6] B. B. Azevedo and T. A. Saurin, "Losses in Water Distribution Systems: A Complexity Theory Perspective," Water Resour. Manage., vol. 32, pp. 2919-2936, 2018.
7. [7] E. Roshani and Y. Filion, "WDS leakage management through pressure control and pipes rehabilitation using an optimization approach," Procedia Eng., vol. 89, pp. 21-28, 2014.
8. [8] G. M. Lima, B. M. Brentan, and E. Luvizotto Jr., "Optimal Design of Water Supply Networks Using an Energy Recovery Approach," Renewable Energy, vol. 117, pp. 404–413, 2018.

9. [9] R. D. Jadhao and R. Gupta, "Calibration of water distribution network of the Ramnagar zone in Nagpur City using online pressure and flow data," Appl. Water Sci., vol. 8, p. 29, 2018.
10. [10] A. Nafi, C. Werey, and P. Llerena, "Water pipe renewal using a multiobjective optimization approach," J. Civ. Eng., vol. 35, no. 1, pp. 87-94, 2008.
11. [11] P. D. Rogers and N. S. Grigg, "Failure Assessment Modeling to Prioritize Water Pipe Renewal: Two Case Studies," J. Infrastruct. Syst., vol. 15, no. 3, 2009. DOI: 10.1061/(ASCE)1076-0342.
12. [12] R. B. Rutger de Graaf, "Transforming Water Infrastructure by Linking Water Management and Urban Renewal in Rotterdam," Technol. Forecast. Soc. Change, vol. 77, no. 8, pp. 1282–1291, 2010.
13. [13] M. Fırat, C. Orhan, and S. Yılmaz, "Su İdarelerinin Su Kayıp Yönetim Performansının Analizi ve Temel Performans Gösterge Hesaplama Aracının Geliştirilmesi," Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, vol. 7, no. 1, pp. 75-88, 2021.
14. [14] M. Fırat, S. Yılmaz, A. Ateş, and Ö. Özdemir, "Determination of Economic Leakage Level with Optimization Algorithm in Water Distribution Systems," Water Econ. Policy, vol. 7, no. 3, p. 2150014, 2021. DOI: 10.1142/S2382624X21500144.
15. [15] R. Liemberger and M. Farley, "Developing Non-Revenue Water Reduction Strategy Part 1: Investigating and Assessing Water Losses," in Proc. IWA 4th World Water Congr. Exhib., Marrakech, Morocco, Sept. 19–24, 2004, pp. 1–10.
16. [16] V. Kanakoudis and K. Gonelas, "Non-Revenue Water Reduction Through Pressure Management in Kozani’s Water Distribution Network: From Theory to Practice," Water Treat, vol. 57, no. 25, pp. 11436–11446, 2016.
17. [17] A. Francisque et al., "Water Mains Renewal Planning Framework for Small to Medium-Sized Water Utilities: A Life Cycle Cost Analysis Approach," Urban Water J., vol. 14, no. 5, pp. 493–501, 2017.
18. [18] Erzurum Su ve Kanalizasyon İdaresi Genel Müdürlüğü (ESKİ), 2024. [Online]. Available: https://www.eski.gov.tr/
19. [19] B. Çırağ, İ. Taşkolu, R. Acar, M. Fırat, and S. Şengül, "Arazi örtüsü/kullanımındaki değişim ile yağış ve sıcaklık değerlerindeki trend analizinin birlikte değerlendirilmesi: Erzurum ili örneği," in Proc. XII. Ulusal Hidroloji Kongresi, 2024, pp. 384-393.
20. [20] İller Bankası Anonim Şirketi (İLBANK), "İçme suyu tesisleri etüt, fizibilite ve projelerin hazırlanmasına ait teknik şartname," 2013. [Online]. Available: https://www.ilbank.gov.tr/storage/uploads/files/icmesuyu-etut-fizb-tekn-sart.pdf
21. [21] S. Kahraman and Ö. Ünsal, ArcGIS For Desktop Spatial Analiz Kitabı. Esri Türkiye. 2014.
22. [22] A. Charpentier and E. Gallic, "Kernel Density Estimation with Ripley’s Circumferential Correction," SSRN Electron. J., 2014. https://doi.org/10.2139/ssrn.2514890
23. [23] B. Çırağ, M. Fırat, and Ö. Özdemir, "Yağmursuyu Drenaj Sistemlerinde Meydana Gelen Arızaların Sistem Özelliklerine ve Konumsal Değişimine Göre İncelenmesi," in Proc. Int. Ecology Environ. Congr., Baku, Azerbaijan, May 1-2, 2023.
24. [24] T. Kucukpehlivan et al., "Determination of the impacts of urban-planning of the urban land area using GIS hotspot analysis," Comput. Electron. Agric., vol. 210, p. 107935, 2023.
25. [25] M. M. Nistor and A. S. Nicula, "Application of GIS Technology for Tourism Flow Modelling in The United Kingdom," Geographia Technica, vol. 16, no. 1, 2021.
26. [26] B. D. Çulha and E. Turhan, "Kücük Ölçekli İçme Suyu Dağıtım Şebekesinin Nümerik Olarak Modellenmesinde Hidrolik Parametrelerin Analizi," Osmaniye Korkut Ata Univ. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 5, no. 3, pp. 1293-1307, 2022. https://doi.org/10.47495/okufbed.1085227
27. [27] M. Fırat, S. Yılmaz, and C. Orhan, "Su kayıp yönetimi için temel hesaplama araçlarının geliştirilmesi ve temel su kayıp bileşenlerinin analizi," Gümüşhane Univ. Fen Bilimleri Dergisi, vol. 11, no. 2, pp. 405-416, 2021. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.812340
28. [28] Y.E. Çoruhlu and S.S. Altaş, “İçme suyu altyapısının mekânsal yönetimi için örnek bir coğrafi bilgi sistemi tasarımı ve uygulaması: Trabzon Büyükşehir Belediyesi özel durum çalışması.” Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 2024, 14.2: 816-849.
29. [29] İ. Alptekin, B. Kızılöz, and S. Engin. “İçme suyu dağıtım sistemlerinde meydana gelen arızaların analizi.” In International Marmara Sciences Congress, pp. 454, 2021.