Su Kalitesi Gözlem Ağlarında Örnekleme için İzlenecek Yol Rotası Optimizasyonuna Bir Yaklaşım ve Gediz Havzasına Uygulanması

Havzalarda su kalitesi gözlem ağlarının işletilmesinde numune alma ve örnekleme çalışmaları büyük bir önem arz etmektedir. Örnekleme çalışmaları esnasında belirlenmiş su kalitesi istasyonlarından numunelerin elde edilmesi ve laboratuvar analizleri için merkeze götürülmesi belirli fiziksel ve ekonomik kısıtlar dahilinde gerçekleştirilmek zorundadır. Örnekleme işleminin aynı gün içinde bitirilmesi ve laboratuvara ulaştırılması diğer taraftan gözlem sıklığını da etkilemektedir. Yapılan çalışmada bu kısıtları gözeterek aylık örnekleme sıklığına sahip bir ağda örnekleme çalışması yapacak ekiplerin en az masraf ile hangi rotaları izlemeleri gerektiği sorusuna cevap aranmıştır. Problem, Gezgin Satıcı Problemine uyarlanarak En Yakın Komşu algoritması ile çözülmeye çalışılmıştır. Ortaya çıkan metodoloji Gediz Havzasında var olan su kalitesi gözlem ağına uygulanmış ve sonuçta örnekleme çalışmalarının yedi gün içinde tamamlanabileceği bir rota tavsiyesi elde edilmiştir.

An Approach to Route Optimization for Sampling in Water Quality Monitoring Networks and Application to Gediz River Basin

Sampling works in river basin water quality monitoring networks have a big importance in operation. Extraction of samples from assigned monitoring stations and transfer of samples to laboratories for further analysis should be realized regarding some certain physical and economic constraints. Extraction of samples and their transfers to laboratories are due to be accomplished within a day and this situation affects the sampling interval of monitoring stations. The presented study seeks an answer to the question “which travel routes are to be followed in a monthly observed network in order to maintain minimum costs?” with the consideration of physical and economic constraints. Traveling Salesman Problem with a Nearest Neighbour algorithm approach is utilized to find a solution to the problem. The adapted methodology is applied to Gediz River Basin’s current water quality monitoring network and a traveling route proposition, which carries out the sampling work in seven days, is obtained.

PDF

___

Çetinkaya C.P., Özkul S., 2007. The evaluatıon of DSI’s water quality monitorıng network performance in Gediz Basin in terms of sampling intervals. Proceedings of International Congress on River Basin Management, Ch.III, 317-333
Çetinkaya, C. P. ve Harmancıoğlu, N. B., 2012. Assessment of Water Quality Sampling Sites by a Dynamic Programming Approach. Journal of Hydrologic Engineering 17.2, 305-317.
Çetinkaya, C. P., Çetin C., Harmancıoğlu, N.B., Akyar H., 2001. Su kalitesi gözlem ağlarında maliyet analizi. III. Ulusal Hidroloji Kongresi Bildiriler Kitabı, 185-192
Çolak S, 2010. Genetik algoritmalar yardımı ile gezgin satıcı probleminin çözümü üzerine bir uygulama. Ç.Ü. Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, Cilt 19, Sayı 3, 2010, 423-438
Dantzig G., Fulkerson R., ve Johnson S., 1954. "Solution of a large-scale traveling salesman problem", Operations Research, 2, 393-410.
Evans J. R., Minieka E., 1992. Optimization Algorithms for network and Graphs. Marcel Dekker Inc., cilt 2 317328
Harmancioglu, N.B., Fistikoglu, O., Ozkul, S.D., Singh, V.P., and Alpaslan, N., 1999. Water quality monitoring network design. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands.
Icaga, Y., 2005. Genetic algorithm usage in water quality monitoring networks optimization in Gediz (Turkey) River Basin. Environ. Monit. Assess., 108, 261–277, doi: 10.1007/s10661-005-4328-z.
İçağa, Y., 1998. Spatial optimization of hydrometric data networks by system analysis techniques. Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 102.
1- http://www.suyonetimi.gov.tr (04.05.2013)