Trabzon (Ortahisar) Entegre İçmesuyu ve Atıksu Projesi: Teknik ve Mühendislik Perspektifi

Noktasal Proje Mühendislik olarak, Trabzon Ortahisar Entegre İçmesuyu ve Atıksu Projesi’nde sunduğumuz mühendislik ve danışmanlık hizmetleriyle, kentin su ve atıksu altyapısını 21. yüzyıl standartlarına taşımaktan gurur duyuyoruz. Avrupa Birliği’nin Katılım Öncesi Mali Yardım Aracı (IPA II) kapsamında finanse edilen bu proje, Trabzon’un merkez ilçesi Ortahisar’da içmesuyu ve atıksu altyapısını entegre bir yaklaşımla yenileyerek, sürdürülebilir, çevre dostu ve geleceğe dönük bir sistem kurmayı hedeflemektedir. Proje, 30 yıllık bir master plan doğrultusunda tasarlanmış olup, hidrolik modelleme, detay mühendislik tasarımları, atıksu arıtma tesisi planlaması ve kapsamlı saha çalışmaları gibi ileri mühendislik uygulamalarını içermektedir.

Projenin Genel Amacı ve Hedefleri

Trabzon Ortahisar Entegre Su Projesi, kentin mevcut altyapı sorunlarını çözmek ve gelecekteki ihtiyaçlarını karşılamak üzere tasarlanmıştır. Ortahisar ilçesinin 51 mahallesini kapsayan proje, aşağıdaki temel hedeflere odaklanmaktadır:

• İçmesuyu Hizmet Kalitesinin Artırılması: Eski ve yıpranmış şebeke nedeniyle yaşanan su kesintileri, düşük basınç sorunları ve yüksek katlı binalarda su temini yetersizlikleri giderilerek, kesintisiz ve yeterli basınçta su sağlanması.
• Kayıp-Kaçak Oranlarının Azaltılması: Mevcut şebekede %50’lere varan kayıp-kaçak oranlarının, yeni şebeke ve basınç yönetimi ile %15 seviyesine indirilmesi, böylece su kaynaklarının verimli kullanımı ve işletme maliyetlerinin düşürülmesi.
• Çevre Koruma ve Atıksu Arıtımı: Karadeniz’e arıtılmadan deşarj edilen atıksuların, ileri biyolojik atıksu arıtma tesisi (AAT) ile arıtılması, böylece deniz kirliliğinin azaltılması ve AB Kentsel Atıksu Arıtımı Direktifi’ne uyum sağlanması.
• Sürdürülebilir Altyapı: İklim değişikliği, nüfus artışı ve şehirleşme etkilerini dikkate alan, 2045-2050 hedef yılına yönelik entegre bir altyapı sistemi kurulması.

Proje, Trabzon Büyükşehir Belediyesi TİSKİ Genel Müdürlüğü’nün liderliğinde, Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı AB Yatırımları Dairesi koordinasyonunda yürütülmekte olup, Noktasal Proje Mühendislik’in teknik danışmanlık ve mühendislik hizmetleri ile desteklenmektedir.

30 Yıllık İçmesuyu ve Atıksu Master Planı

Proje, 2045-2050 yıllarını hedefleyen kapsamlı bir master plan çerçevesinde planlanmıştır. Master plan, içmesuyu temini, atıksu yönetimi ve yağmur suyu ayrımını entegre bir şekilde ele almakta olup, aşağıdaki temel varsayımlar ve analizlerle hazırlanmıştır:

• Nüfus ve Su Talebi Projeksiyonları: Ortahisar’ın ~330.000 olan mevcut nüfusunun, yaz aylarındaki turizm ve öğrenci hareketliliği dikkate alınarak, 2045 için en yüksek senaryoya göre projelendirilmiştir. Kişi başı günlük su tüketimi (ortalama 180-200 litre/gün) ve ekonomik büyüme trendleri analiz edilerek, toplam su talebi hesaplanmıştır.
• Su Kaynakları ve DSİ Entegrasyonu: Atasu Barajı, Akoluk İçmesuyu Arıtma Tesisi ve Karakaya Barajı’ndan sağlanan su kaynakları, master planın temel omurgasını oluşturur. DSİ tarafından inşa edilen 26 km’lik Atasu-Akoluk-Ortahisar isale hattı ve 200 kotlu ana depolar, şehir içi dağıtım şebekesinin tasarımına entegre edilmiştir.
• Atıksu ve Yağmur Suyu Yönetimi: Mevcut kanalizasyon şebekesinin %100 hizmet kapsamına ulaşması ve kişi başı ~150 litre/gün atıksu üretimi varsayımıyla, arıtma tesisi kapasitesi belirlenmiştir. Ayrık sistem prensibine dayalı olarak, yağmur suyu ve kanalizasyon hatlarının tamamen ayrıştırılması planlanmış; 5 ve 10 yıllık yağış periyotlarına göre yağmur suyu şebekesi tasarlanmıştır.
• Mevcut Altyapı Analizi: Mevcut içmesuyu ve kanalizasyon şebekesinin envanteri çıkarılmış, boru malzemeleri (asbest çimento, pik döküm vb.), çapları, yaşı ve arıza frekansları detaylı olarak incelenmiştir. Analizler, şebekenin yenilenmesinin elzem olduğunu ortaya koymuştur.

Master plan, öncelikli yatırımları (içmesuyu şebekesi yenilemesi) ve uzun vadeli hedefleri (atıksu arıtma tesisi, yağmur suyu altyapısı) aşamalı olarak tanımlamış; böylece projenin uygulanabilirliği ve finansal sürdürülebilirliği sağlanmıştır.

Hidrolik ve Hidrodinamik Modelleme Çalışmaları

Projenin teknik altyapısı, ileri mühendislik modelleme araçlarıyla desteklenmiştir. İçmesuyu ve atıksu sistemlerinin tasarımı için aşağıdaki modelleme çalışmaları gerçekleştirilmiştir:

İçmesuyu Şebekesi Modellemesi (EPANET)

İçmesuyu şebekesinin tasarımı, EPA tarafından geliştirilen EPANET yazılımı ile modellenmiştir. Model, aşağıdaki analizleri kapsamaktadır:

• Hidrolik Performans: Şebekenin düğüm noktalarındaki basınçlar (minimum 2 bar, maksimum 6 bar), boru hatlarındaki debi ve hızlar (maksimum 2 m/s) simüle edilmiştir. En yüksek talep saatlerinde uzak noktalardaki basınç düşüşleri ve su yaşlanması analiz edilmiştir.
• Kalibrasyon: Saha ölçümleri (debi, basınç, gece minimum debileri) ile model doğrulanmış; mevcut şebekenin yüksek kotlu mahallelerde (örn. Bahçecik, Soğuksu) yetersiz kaldığı tespit edilmiştir.
• Bölge Ölçüm Alanları (DMA): Şebeke, 16 DMA’ya ayrılarak hidrolik olarak dengelenmiş; her DMA girişine elektromanyetik debimetreler ve basınç kontrol vanaları planlanmıştır. Bu, kayıp-kaçak kontrolünü ve şebeke yönetimini optimize edecektir.
• Gelecek Senaryoları: 2045 yılı talep projeksiyonları modele uygulanarak, depo seviyeleri, pompa kapasiteleri ve ilave isale hatları gereksinimleri belirlenmiştir.

Atıksu ve Yağmur Suyu Modellemesi (MIKE Urban Sewer)

Kanalizasyon sistemi, DHI MIKE Urban Sewer yazılımı ile dinamik olarak modellenmiştir:

• Hidrodinamik Analiz: Mevcut kanalizasyon hatlarının akım kapasiteleri, yağışlı havalarda taşma riskleri ve terfi merkezlerinin performansı simüle edilmiştir. 5 ve 10 yıllık yağış senaryoları uygulanarak, kritik bölgelerde (örn. sahil bandı, Çömlekçi) yetersiz çaplı hatlar tespit edilmiştir.
• Yağmur Suyu Ayrımı: Ayrık sistem senaryoları modellenerek, yağmur suyu hatlarının kanalizasyon debisini %30-40 oranında azaltacağı öngörülmüştür. Bu, atıksu arıtma tesisinin giriş yükünü optimize edecektir.
• Atıksu Tüneli Tasarımı: Sahil boyunca planlanan ~10 km’lik atıksu kollektör tünelinin çapı (Ø1000-Ø2000 mm) ve eğimi, model sonuçlarına göre optimize edilmiştir. Cazibeli akış önceliklendirilmiş; düşük kotlu bölgelerde ara terfi merkezleri değerlendirilmiştir.

Bu modelleme çalışmaları, sistem tasarımının bilimsel verilere dayandırılmasını sağlamış; hidrolik verimlilik, işletme güvenilirliği ve maliyet optimizasyonu hedeflenmiştir.

Saha Verisi Toplama ve CBS Envanteri

Proje hazırlık sürecinde, mevcut altyapının detaylı envanteri çıkarılmış ve Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) tabanlı bir veritabanı oluşturulmuştur:

• Saha Çalışmaları: GPS ve toplam istasyon cihazlarıyla, su vanaları, rögarlar, yangın hidrantları ve boru hatlarının koordinatları ölçülmüştür. Boru derinlikleri ve rögar kotları belirlenerek, kanalizasyon eğimleri hesaplanmıştır.
• Mevcut Belge Analizi: TİSKİ arşivlerindeki şebeke planları, DSİ projeleri ve geçmiş etüt raporları incelenerek başlangıç envanteri oluşturulmuştur.
• CBS Veritabanı: ArcGIS platformunda, içmesuyu (borular, vanalar, depolar) ve kanalizasyon (hatlar, rögarlar, terfi merkezleri) katmanları oluşturulmuş; her elemana çap, malzeme, yaş gibi öznitelikler eklenmiştir.
• Su ve Atıksu Kalitesi: İçmesuyu şebekesinde klor kalıcılığı, bulanıklık ve mikrobiyolojik parametreler; atıksu deşarjlarında KOİ (ortalama 500 mg/L), BOİ (ortalama 250 mg/L) ve nutrient konsantrasyonları ölçülerek, çevresel etkiler analiz edilmiştir.

CBS envanteri, TİSKİ’ye dijital bir altyapı haritası kazandırmış; modelleme, arıza yönetimi ve SCADA entegrasyonu için kritik bir altyapı sağlamıştır.

Detay Mühendislik Tasarımları

Proje kapsamında, içmesuyu, kanalizasyon ve atıksu altyapısı için kesin proje seviyesinde detaylı mühendislik tasarımları hazırlanmıştır:

İçmesuyu Şebekesi

• Kapsam: ~765 km uzunluğunda içmesuyu şebekesi yenilemesi, 16 DMA bölgesi ve 26 km’lik DSİ isale hattı entegrasyonu.
• Malzeme ve Çap Seçimi: İletim hatlarında çelik (Ø300-Ø800 mm) ve duktil font borular; dağıtım hatlarında PE100 borular (Ø63-Ø400 mm) kullanılmıştır. Boru çapları, EPANET model sonuçlarına göre optimize edilmiştir.
• Terfi Merkezleri: Yüksek kotlu mahalleler için 3 yeni pompa istasyonu tasarlanmış; mevcut Değirmendere Pompa İstasyonu rehabilite edilmiştir. Pompa kapasiteleri, 50-100 L/s aralığında belirlenmiştir.
• Depolar: 200 kotlu ana depoların kapasitesi artırılmış; toplam 20.000 m³ ek depolama hacmi planlanmıştır.
• DMA ve SCADA: Her DMA’ya debimetre ve basınç kontrol vanası entegre edilmiş; SCADA sistemi için sensör ve veri toplama altyapısı tasarlanmıştır.

Kanalizasyon ve Atıksu Sistemi

• Kapsam: ~10 km’lik atıksu kollektör tüneli, mevcut kanalizasyon hatlarının çap büyütmeleri ve yağmur suyu ayrımı.
• Atıksu Tüneli: Ø1200-Ø2000 mm çaplı betonarme borularla, sahil boyunca cazibeli akış sağlayan bir kollektör tasarlanmıştır. Tünel, mevcut deşarj noktalarını birleştirerek AAT’ye yönlendirecektir.
• Yağmur Suyu Hatları: ~50 km yeni yağmur suyu hattı projelendirilmiş; ızgara ve menhol sistemleriyle dere yataklarına veya denize deşarj planlanmıştır.
• Hat Profilleri: Dar sokaklarda (min. 6 m genişlik) içmesuyu, kanalizasyon ve yağmur suyu hatları katmanlı olarak tasarlanmış; en altta kanalizasyon (1.5-2 m derinlik), ortada yağmur suyu, üstte içmesuyu (0.8-1 m derinlik) yerleştirilmiştir.

Yapıstructural Detaylar

• Dere Geçişleri: Sifon ve ankraj sistemleriyle dere altı boru geçişleri tasarlanmıştır.
• Asbestli Boru Bertarafı: Eski asbest çimento boruların sökümü ve lisanslı tesislerde bertarafı için detaylı prosedürler geliştirilmiştir.
• Kollektör Tüneli: Deniz deşarj noktasında ön arıtma yapısı ve derin deşarj borusu (kıyıdan 1 km uzakta, 30 m derinlikte) tasarlanmıştır.

Atıksu Arıtma Tesisi (AAT) Tasarımı

Projenin en kritik bileşenlerinden biri, Ortahisar’ın atıksularını arıtacak ileri biyolojik atıksu arıtma tesisidir:

• Kapasite: İlk etapta 40.000 m³/gün (250.000 kişi eşdeğeri), 2045 için 60.000 m³/gün’e genişletilebilir modüler tasarım.
• Yer Seçimi: 100. Yıl Parkı civarı, mevcut deşarj altyapısına yakınlığı ve kamu arazisi avantajıyla seçilmiştir.
• Proses Tasarımı:
  • Giriş Yapıları: İnce ızgaralar (6 mm aralık), aeratörlü kum tutucular.
  • Biyolojik Arıtma: Aktif çamur sistemi (anoksik + havalandırma havuzları), azot (denitrifikasyon) ve fosfor giderimi. Havalandırma için enerji verimli difüzörler ve DO sensörleri.
  • Son Çöktürme: 4 adet Ø30 m çaplı havuz, hidrolik yük 0.7 m³/m²·saat.
  • Dezenfeksiyon: UV dezenfeksiyon ünitesi, fekal koliform < 1000 CFU/100 mL.
  • Çamur Yönetimi: Anaerobik çürütme ile biyogaz üretimi, santrifüjle %25 kuru madde oranında çamur susuzlaştırma.
• Çıkış Standartları: BOİ₅ < 25 mg/L, KOİ < 125 mg/L, TAKM < 35 mg/L (AB Hassas Olmayan Bölge kriterleri).
• Enerji Verimliliği: Biyogazdan 500 kW elektrik üretimi, tesis enerji ihtiyacının %20’sini karşılayacak.

Fizibilite ve Çevresel Etki Analizleri

Teknik ve Ekonomik Fizibilite

• Maliyet-Fayda Analizi: Şebeke yenilemesiyle kayıp-kaçak oranının %50’den %15’e düşmesi, yılda ~5 milyon m³ su tasarrufu sağlayacaktır. Bu, enerji ve bakım maliyetlerinde %30 azalma anlamına gelir.
• Ekonomik Getiri: Projenin ekonomik iç kârlılık oranı (EIRR) %12 olarak hesaplanmış, AB kriterlerini karşılamıştır.
• Dolaylı Faydalar: Arıtılmış su deşarjıyla kıyı turizmi ve gayrimenkul değerlerinde artış, çevresel yaptırımlardan kaçınma.

Çevresel Etki Değerlendirmesi (ÇED)

• İnşaat Dönemi: Hafriyat yönetimi, toz kontrolü (sulama, örtü kullanımı), asbestli boru bertarafı için prosedürler tanımlanmıştır.
• İşletme Dönemi: Karadeniz’e kirletici yükün %80 azalması, su kalitesinde iyileşme. AAT’de koku giderimi için biyofiltreler planlanmıştır.
• Kümülatif Etki: Bölgedeki diğer AAT’lerle birlikte deniz ekosisteminde uzun vadeli iyileşme.

IPA Finansmanı ve Yatırım Tutarı

Proje, IPA II fonlarıyla finanse edilmiştir:

• Toplam Yatırım: 30 milyon Euro (içmesuyu şebekesi ve kollektör). AAT için ek 40 milyon Euro planlanmaktadır.
• Finansman Dağılımı: %65 AB hibesi (~19,5 milyon Euro), %15 ulusal hibe (~4,5 milyon Euro), %20 TİSKİ eş finansmanı (~6 milyon Euro, İLBANK kredisi).
• Onay Süreci: 2018’de AB Komisyonu tarafından onaylanmış; 2019’da ihale, 2020’de inşaat başlamıştır. Proje, 2025’te tamamlanacaktır.

Sonuç

Trabzon Ortahisar Entegre Su Projesi, Noktasal Proje Mühendislik’in uzmanlığıyla hayata geçirilen, teknik ve çevresel açıdan öncü bir altyapı yatırımıdır. Hidrolik modelleme, detay mühendislik tasarımları ve ileri arıtma teknolojileriyle, Trabzon’a 30 yıl sonrasını garanti eden bir su ve atıksu altyapısı kazandırılmaktadır. Proje, AB standartlarında sürdürülebilirlik, çevre koruma ve hizmet kalitesini bir araya getirerek, Türkiye’de altyapı projeleri için bir model oluşturmaktadır.