Hava kirliliği, dünya genelinde her yıl milyonlarca erken ölüme neden olan en ciddi çevresel tehditlerden biridir. Türkiye'de özellikle büyükşehirlerde ve sanayi bölgelerinde PM10, PM2.5, SO₂ ve NOₓ gibi kirleticiler insan sağlığını doğrudan tehdit etmektedir. Geleneksel hava kalitesi izleme yöntemleri noktasal ölçümlerle sınırlı kalırken, 3 boyutlu modelleme yaklaşımı kirliliğin hem yatay hem dikey dağılımını görünür kılmaktadır.
3B Modelleme Neden Gerekli?
Türkiye'de Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı'na bağlı Sürekli İzleme Merkezi (SİM) ağı, ülke genelinde yüzlerce istasyonla hava kalitesini ölçmektedir. Ancak bu istasyonlar noktasal ölçüm yapar; yani yalnızca bulundukları konumdaki kirlilik seviyesini tespit eder. İstasyonlar arası boşluklar, yükseklik farkları ve şehir içi mikro iklim etkileri bu verilerle anlaşılamaz.
3B hava kalitesi modelleme, bu boşlukları doldurur. Kirletici kaynakların emisyon değerlerini, meteorolojik koşulları ve şehrin fiziksel yapısını bir araya getirerek kirliliğin mekânsal dağılımını üç boyutlu olarak hesaplar. Böylece bir caddenin zemin katındaki kirlilik seviyesi ile 10. kattaki fark, bir parkın rüzgaraltı ve rüzgarüstü yüzleri arasındaki değişim veya bir sanayi tesisinin baca emisyonunun hangi mahalleleri etkilediği somut olarak görülebilir.
Teknik Süreç
3B hava kalitesi modellemesi, birbirine bağlı beş ana adımdan oluşan sistematik bir süreçtir:
- Emisyon envanteri: Proje alanındaki tüm kirletici kaynakların (sanayi bacaları, trafik, konut ısınma, inşaat faaliyetleri) emisyon miktarları ve bileşenleri belirlenir. Her kaynak için saatlik, günlük ve mevsimsel emisyon profilleri oluşturulur.
- Meteorolojik veri: Rüzgar hızı ve yönü, sıcaklık, nem, atmosferik stabilite sınıfı ve karışım yüksekliği gibi parametreler en az bir yıllık süre için derlenir. Bu veriler kirleticilerin taşınım ve dağılım davranışını belirleyen temel girdidir.
- 3B şehir modeli: LiDAR veya fotogrametri ile üretilen sayısal yüzey modeli (DSM) ve bina modelleri, rüzgar akışı ve türbülans hesaplamalarında kullanılır. Bina geometrileri, cadde kanyonları ve açık alanlar modelin doğruluğunu etkileyen kritik girdidir.
- Dispersiyon modelleme: AERMOD (ABD EPA onaylı) veya CALPUFF gibi dispersiyon modelleri kullanılarak kirleticilerin atmosferdeki yayılımı hesaplanır. Bu modeller, Gauss dağılım denklemlerini ve gelişmiş türbülans parametrizasyonlarını kullanarak saatlik konsantrasyon değerlerini üretir.
- CBS görselleştirme: Model çıktıları CBS ortamında 3B olarak görselleştirilir. Farklı yükseklik katmanlarında (zemin seviyesi, 10 m, 25 m, 50 m) kirlilik haritaları üretilir ve zaman serisi animasyonlarıyla kirliliğin günlük ve mevsimsel değişimi gösterilir.
Yasal Çerçeve
Türkiye'de hava kalitesi yönetimi, Hava Kalitesi Değerlendirme ve Yönetimi Yönetmeliği (HKDYY) ile düzenlenmektedir. Bu yönetmelik, AB Hava Kalitesi Direktifleri ile uyumlu olarak PM10, PM2.5, SO₂, NO₂, CO ve O₃ gibi kirleticiler için sınır değerler belirler.
Çevresel Etki Değerlendirmesi (ÇED) sürecinde, yeni sanayi tesisleri ve büyük altyapı projeleri için hava kalitesi modelleme raporu zorunludur. AERMOD veya eşdeğer dispersiyon modelleri kullanılarak projenin çevreye etkisi değerlendirilir ve sınır değerlerin aşılmayacağı kanıtlanmalıdır.
Bunun yanı sıra Temiz Hava Eylem Planları (THEP) kapsamında, hava kalitesi sınır değerlerini aşan iller için eylem planları hazırlanmaktadır. Bu planlar; ulaşım, sanayi, ısınma ve şehir planlaması alanlarında alınacak önlemleri belirler. 3B modelleme, bu planların hazırlanmasında ve etkinliğinin izlenmesinde kritik bir araç olarak öne çıkmaktadır.
Verigo'nun 3B Hava Kalitesi Projesi
Verigo Dijital Mühendislik, 3B Hava Kalitesi Projesi kapsamında şehir ölçeğinde kirlilik modelleme çalışmaları yürütmektedir. LiDAR ile üretilen yüksek çözünürlüklü 3B şehir modelleri üzerine dispersiyon analizi sonuçları bindirilerek, bina katları bazında kirlilik görselleştirmesi gerçekleştirilmektedir.
Bu yaklaşım sayesinde bir konut projesinin zemin katı ile üst katları arasındaki hava kalitesi farkı, bir okulun bahçesindeki kirlilik seviyesi veya bir hastane çevresindeki hava kalitesi durumu somut verilerle ortaya konabilmektedir. Proje çıktıları, yerel yönetimlere imar kararlarında, sağlık kurumlarına risk değerlendirmesinde ve vatandaşlara bilinçlendirme aracı olarak hizmet etmektedir.
Hava kirliliği görünmez olabilir, ancak 3B modelleme ile ölçülebilir ve yönetilebilir hale gelir. Doğru veri ve doğru model ile şehirlerimizi daha sağlıklı yaşam alanlarına dönüştürmek mümkündür.
