Araştırma Makalesi

LEVERAGING AI TO IDENTIFY SILT ACCUMULATION AND BLOCKAGE IN COLLECTION SYSTEMS

Cilt: 30 Sayı: 3 19 Aralık 2025
PDF İndir
TR EN

LEVERAGING AI TO IDENTIFY SILT ACCUMULATION AND BLOCKAGE IN COLLECTION SYSTEMS

Öz

Solid waste accumulation in wastewater collection systems poses significant challenges, leading to blockages, reduced flow capacity, and an increased risk of Separate or Combined Sewer Overflows (SSO or CSO), threatening public safety through flooding and pathogen contamination. Proactive detection of such buildups is critical, yet current automated methods are limited to academic studies that rely solely on depth data, lacking velocity information essential for determining silt depth accurately. This study addresses this gap by training a Deep Convolutional Neural Network (CNN) on depth-velocity scatter plots generated from 1,482,000 simulations using the Storm Water Management Model (SWMM), producing 82,482 labeled plots of varying silt accumulation levels. The CNN achieved 99% accuracy (for solid content predictions with deviations of up to 10%) on test data and was further validated with three real-world experiments using 20 cm pipes, where blockages were predicted within 0 cm, 0.3 cm, and 1.5 cm of actual conditions. These findings demonstrate CNNs as an effective tool for identifying silt accumulation, offering a faster and more precise alternative to traditional methods, with the potential to enhance maintenance and reduce system failure risks. Further research is needed to optimize the model for broader real-world applications.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

İnönü Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP)

Proje Numarası

FBA-2023-3284

Etik Beyan

Yazar, herhangi bir kurum veya kişi ile bilinen bir çıkar çatışması veya ortak çıkar bulunmadığını teyit etmektedir.

Teşekkür

Bu çalışmaya değerli desteklerinden dolayı, BAP proje kodu FBA-2023-3284 kapsamında fon sağlayan İnönü Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP) Birimi’ne içtenlikle teşekkür ederim.

Kaynakça

  1. Berggren, M., Pettersson, T., and Eriksson, E. (2012). Modeling urban flooding under extreme conditions, Water Resources Management, 26(2), 431-442. doi:10.1007/s11269-012-0158-3.
  2. Ebtehaj, I., Azimi, H., and Bonakdari, H. (2015). Numerical analysis of sediment transport in sewer pipe, International Journal of Engineering, 28(11), 1564-1570.
  3. El-Zaemey, A. K. S. (1991). Sediment transport over deposited beds in sewers (Doctoral dissertation, Newcastle University).
  4. Enfinger, K. L., and Kimbrough, H. R. (2004). Scattergraph principles and practice: A comparison of various applications of the Manning equation. Pipeline Engineering and Construction: What’s on the Horizon?, 1-13.
  5. Faris, N., Zayed, T., Aghdam, E., Fares, A., and Alshami, A. (2024). Real-Time sanitary sewer blockage detection system using IoT, Measurement, 226, 114146.
  6. Ghani, A. A. (1993). Sediment transport in sewers (Doctoral dissertation, Newcastle University).
  7. Goodfellow, I., Bengio, Y., and Courville, A. (2016). Deep learning. MIT Press.
  8. Guo, W., Soibelman, L., and Garrett Jr, J. H. (2009). Automated defect detection for sewer pipeline inspection and condition assessment, Automation in Construction, 18(5), 587-596.

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Çevre Mühendisliği (Diğer), İnşaat Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

11 Aralık 2025

Yayımlanma Tarihi

19 Aralık 2025

Gönderilme Tarihi

14 Aralık 2024

Kabul Tarihi

14 Eylül 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 30 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA
Ercan, M. B. (2025). LEVERAGING AI TO IDENTIFY SILT ACCUMULATION AND BLOCKAGE IN COLLECTION SYSTEMS. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 30(3), 997-1010. https://doi.org/10.17482/uumfd.1601353
AMA
1.Ercan MB. LEVERAGING AI TO IDENTIFY SILT ACCUMULATION AND BLOCKAGE IN COLLECTION SYSTEMS. UUJFE. 2025;30(3):997-1010. doi:10.17482/uumfd.1601353
Chicago
Ercan, Mehmet Bülent. 2025. “LEVERAGING AI TO IDENTIFY SILT ACCUMULATION AND BLOCKAGE IN COLLECTION SYSTEMS”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 30 (3): 997-1010. https://doi.org/10.17482/uumfd.1601353.
EndNote
Ercan MB (01 Aralık 2025) LEVERAGING AI TO IDENTIFY SILT ACCUMULATION AND BLOCKAGE IN COLLECTION SYSTEMS. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 30 3 997–1010.
IEEE
[1]M. B. Ercan, “LEVERAGING AI TO IDENTIFY SILT ACCUMULATION AND BLOCKAGE IN COLLECTION SYSTEMS”, UUJFE, c. 30, sy 3, ss. 997–1010, Ara. 2025, doi: 10.17482/uumfd.1601353.
ISNAD
Ercan, Mehmet Bülent. “LEVERAGING AI TO IDENTIFY SILT ACCUMULATION AND BLOCKAGE IN COLLECTION SYSTEMS”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 30/3 (01 Aralık 2025): 997-1010. https://doi.org/10.17482/uumfd.1601353.
JAMA
1.Ercan MB. LEVERAGING AI TO IDENTIFY SILT ACCUMULATION AND BLOCKAGE IN COLLECTION SYSTEMS. UUJFE. 2025;30:997–1010.
MLA
Ercan, Mehmet Bülent. “LEVERAGING AI TO IDENTIFY SILT ACCUMULATION AND BLOCKAGE IN COLLECTION SYSTEMS”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 30, sy 3, Aralık 2025, ss. 997-1010, doi:10.17482/uumfd.1601353.
Vancouver
1.Mehmet Bülent Ercan. LEVERAGING AI TO IDENTIFY SILT ACCUMULATION AND BLOCKAGE IN COLLECTION SYSTEMS. UUJFE. 01 Aralık 2025;30(3):997-1010. doi:10.17482/uumfd.1601353

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr