Yüksek Lisans Tezi Görüntüleme

Öğrenci: Hülya BOĞUŞLU
Danışman: Doç. Dr. Recai BİLGİN
Anabilim Dalı: İnşaat Mühendisliği
Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
Tez Adı: BÜYÜK SU YAPILARININ TASARIMINDA FİZİKSEL YÖNTEM KULLANILARAK OLASI MAKSİMUM TAŞKIN HİDROGRAFI (DOLUSAVAK PROJE GİRİŞ HİDROGRAFI) NIN TAHMİNİ
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Kabul Tarihi: 1/8/1989
Sayfa Sayısı: 127
Tez No: T227
Özet:

      Akarsular üzerinde inşa edilecek her çeşit yapının, örneğin baraj, regülatör, köprü veya taşkın kontrol seddelerinin optimum projelendirilebilmeleri, ilgili proje yerine ait taşkın (pik) debilerinin güvenilir tahminlerine bağlıdır. Taşkın tahminleri konusunda çok çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. En uygun taşkın tahmin yönteminin seçimi, hidrometeorolojik kayıtların niteliğine ve niceliğine çok sıkı bir şekilde bağlıdır. Yoğun bir yerleşim merkezinin menbaında yer alacak bir baraj dolusavağının en ekonomik bir şekilde boyutlandırılabilmesi için ilgili proje kesitinde en az 500 veya 1000 yıllık dönüş aralıklarına sahip taşkın büyüklüklerinin tahminine gereksinim vardır. Bu kadar büyük taşkınların tahmininde kullanılacak geleneksel yöntemler, örneğin istatistik ağırlıklı “taşkın frekans analizleri”, doğru sonuçlara her zaman götürmeyebilir. Bu konuda en güvenilir yöntemler bölgede görülebilecek “olası maksimum yağışlara” (yağışların fiziksel üst limitlerine) dayalı taşkın tahmin yöntemleri olmalıdır. Özellikle toprak barajların dolusavakları, öyle boyutlandırılmalıdır ki, ilgili havzanın üretebileceği taşkın akımlarının fiziksel üst limiti olan “olası maksimum taşkın” ı geçirebilmelidir.

      Bu çalışmada, çok şiddetli yağışlara neden olan “fırtına mekanizmaları” na dayalı ve meteoroloji ağırlıklı “fiziksel yöntem” temel alınmıştır. Bu yöntem yardımıyla ilk önce “olası maksimum yağış” tahmin edilmiş, sonra da “birim hidrograf” tekniğinden giderek “olası maksimum taşkın debisi” (dolusavak proje giriş hidrografı)’ nın tahmini amaçlanmıştır. Olası maksimum yağışın tahmini için önce gözlenmiş en şiddetli yağışlara (tarihi fırtınalara) göre havzanın yağış derinlik-alan-süre eğrileri hazırlanmıştır. Sonra bu eğrilerdeki yağış derinlikleri iki yönden artırılmıştır. Bir yandan gözlenmiş olan yağışlardaki hava kütlelerinin su buharı içerdiği ve subuharını yağışa çeviren mekanizmanın etkinliği olanaklar ölçüsünde maksimum değerlerine çıkarılmış, öte yandan meteorolojik bakımdan benzer olan komşu bölgelerde gözlenmiş şiddetli yağışlarda meteoorolojik farklar gözönüne alınacak şekilde o bölgeye kaydırılmıştır. Böylece gözlenmiş olan sağnaklarda ölçülen yağış derinlikleri fiziksel bakımdan olanaklı en büyük değerlerine çıkarılmıştır.

      Uygulama havzası olarak Doğu Karadeniz bölümü nde yeralan fırtına deresi seçilmiştir. Belirlenen tarihi fırtınalara ait yağış derinlik-alan-süre eğrilerinin çiziminden sonra 12 saat süreli hakim max. Buhar basınçlarının frekans analizleri yapılmış ve dönüş aralıkları 100 yıl olan buhar basıncı zarf eğrileri çizilmiştir. Her tarihi fırtına için buhar basınçları doyma sıcaklığına, nem adyabatları yardımıyla deniz seviyesi doyma sıcaklığına (işba sıcaklığına) dönüştürülüp ortalamaları alınmış ve yağabilir su tahmin edilmiştir. Ayrıca bu fırtınalar için akış engeli düzeltmesi yapılmış, gerçek yağabilir su ve max. Yağabilir su değerleri belirlendikten sonra “maksimizasyon oranı” olan Wmax/Wac elde edilmiştir. Yağış derinlik-alan süre eğrilerindeki yağış derinlikleri, bu oran ile çarpılarak en yüksek değerlerine çıkarılmışlardır. Benzer şekilde, noktasal maksimizasyonla da yapılmış ve varılan sonuçlar karşılaştırılmıştır. Her fırtına yağışıyla ilgili toplam yağışın zamansal dağılımı ve yağış blokları hesaplanmış, yağış-akış eğri numarası belirlenerek net yağış (dolaysız akış) blokları hesaplanmıştır. Hidrometri istasyonunda gözlenmiş hidrograftan 12 saatlik birim hidrograf elde edilmiş, sonrada olası max. yağmurun akış hidrografı elde edilmiştir. Derece-gün yöntemine göre fırtına deresi -Topluca hidrometri istasyonu yağış alanının toplam erime, erime oranları hesaplanmış ve doğrusal korelasyon uygulanarak max. Erime oranı elde edilmiştir. Kaptanpaşa meteoroloji istasyonu sıcaklık proje verileri (sıcaklık dizayn paterni) hesaplanmış, proje yerine taşınmış, günlük kar erime hacmi ile debisi hesaplanmıştır. Taban (baz) akımı debisi hesabedildikten sonra ayrı ayrı hesaplanan pik debiler çakıştırılarak kar erime mevsimi için olası max. yağışın akım hidrografı+kar erime akımı hidrografı+baz akımı değerleri hesaplanmış,kar erime mevsimi dışında olası max.yağışın akım hidrografı+baz akım değerleri hesap edilmiştir. Böylece, sonuç olarak “maksimum taşkın debisi hidrografı (dolu savak proje giriş hidrografı) “ belirlenmiştir. Değişik tarihi fırtınaların verdiği sonuçlar kıyaslandığında, kar erime mevsiminde hesaplanan olası max.taşkın debisi hidrografı (OMTDH), kar erime mevsimi dışında hesaplanandan daha küçük olduğu görülmüştür.