Akıntı DavranıĢ Analizi

Meteorolojik koĢullardan kaynaklı kısa dönemli etkiler ve Karadeniz‟e yönelik tatlı su giriĢinden kaynaklı uzun dönemli etkiler Ġstanbul Boğazı‟nın su seviyesi değiĢimi üzerinde en büyük etkiye sahip iki önemli mekanizmadır. Ġstanbul Boğazı‟nda B istasyonunda -1 m‟deki su seviyesi farkı ile akıntı hızı arasındaki korelasyon ġekil 3.25‟den görülmektedir. ġekil 3.25‟de su seviyesi farkına karĢıllık tüm doğrultulardaki akıntı hızları çizilmiĢtir. ġekil 3.25‟deki negatif hızlar güney doğrultusundaki üst tabaka akımını, pozitif hızlar ise kuzey doğrultusundaki alt tabaka akımını göstermektedir. Negatif su seviyesi farkı Marmara Denizi‟nin su seviyesinin Karadeniz‟den daha yukarıda olduğu anlamına gelmektedir. ġekil 3.25‟deki su seviyesi farkı ile akıntı hızı arasındaki korelasyon en küçük kareler yöntemi kullanılarak belirlenmiĢtir.

ġekil 3.25 B istasyonunda -1 m‟de su seviyesi farkı ile akıntı hızı arasındaki korelasyon grafiği

ġekil 3.26‟da ise B istasyonunda -5, -10, -15, -20 ve -25 m‟lerdeki su seviyesi farkı ile akıntı hızları arasındaki korelasyonlar görülmektedir. B istasyonundaki genel akıntı yapısından -20 m civarında üst ve alt tabakaları birbirinden ayıran bir ara tabakanın var olduğu görülmektedir. Derinlere inildikçe korelasyon doğrularına ait eğimlerinin azaldığı ġekil

3.26‟dan görülmektedir. Bu durum üst tabaka akımının Karadeniz ile Marmara Denizi arasındaki su seviyesi farkı değiĢimlerine karĢı daha hassas olduğunu göstermektedir.

ġekil 3.26 B istasyonunda -5, -10, -15, -20 ve -25 m‟lerdeki su seviyesi farkı ile akıntı hızları arasındaki korelasyonlar

Akıntı ölçümünün yapıldığı bölgedeki akıntı özelliklerini belirlemek amacıyla B istasyonunda değiĢik derinlikler (-1, -5, -10, -15, -18, -20, -23 ve -25 m) için akıntı gülleri oluĢturulmuĢtur (ġekil 3.27). Her bir derinlikteki akıntı özelliklerinin birbirinden farklı oldukları göze çarpmaktadır. ġekil 3.27‟deki ilk dört akıntı gülü üst tabaka akımı özelliklerini temsil etmektedir. -1 m‟deki akımın bir miktar SW ve SE yönlerine sapmasına karĢın esas olarak S yönünde olduğu ġekil 3.27 (a)‟dan görülmektedir. Bu sapmanın rüzgar etkisiyle meydana geldiği düĢünülmektedir. -5 m‟de güney (S) yönündeki akımın -1 m‟ye göre daha belirgin olduğu ġekil 3.27 (b)‟den görülmektedir. -5 m‟den sonraki derinliklerde akım yön değiĢtirmiĢ ve SSE‟ye dönmüĢtür. Bu duruma aĢağıdaki iki mekanizmanın yol açtığı düĢünülmektedir:

Karadeniz‟den Marmara Denizi‟ne doğru olan üst tabaka akımının Haliç‟ten Ġstanbul Boğazı‟na giren akımın etkisiyle SSE‟e doğru yönlendirilmesi. Bu etki ġekil 3.27 (c)- (e) ve kısmen de ġekil 3.27 (f)‟den görülmektedir.

Merkezkaç kuvvetinin etkisiyle oluĢan tali akım üst tabaka akımını dıĢ kıyıya (batıya) doğru itmiĢ ve akımın yönü SSE‟den S‟ye dönmüĢtür. Bu mekanizma üst tabaka akımının özellikle ilk 5 m‟si üzerinde etili olmuĢ, bundan sonraki derinliklerde etkisi giderek azalmıĢtır.

ġekil 3.27 (e) ve (h)‟de görüldüğü gibi ölçüm istasyonunun bulunduğu bölgede Ġstanbul Boğazı‟nın doğrultusunun NS olmasına karĢılık alt tabaka akımının yönü N-NNW‟dir. Alt tabaka akımı Ġstanbul Boğazı‟na Marmara giriĢinden N yönünde girmekte ancak bu bölgedeki

48

kıvrımlı geometrinin (ġekil 2(a)) etkisiyle dıĢa (batıya) doğru hareket ederek Haliç giriĢine doğru yönelmektedir. Bu akım yapısı ölçüm yapılan noktada akımın N-NNW yönünde gerçekleĢmesine neden olmaktadır.

Ölçümlerin değerlendirildiği dönem için B istasyonunda yüzeydeki (-1 m) akımın % 19‟u SSW, % 58‟i S ve % 10‟u SSE yönünde meydana gelmiĢtir. -5 m‟deki akıntı yönü yüzdeleri % 80 S, % 10 SSE , % 5 W ve -10 m‟de ise % 42 S ve % 45 SSE‟dir. -15 m‟de akıntının yön değiĢtirdiği akıntı güllerinden görülmektedir. Akıntı yönü S‟den SSE‟ye dönmüĢ ve yılın % 50‟sinde SSE yönünden meydana gelmiĢtir. Böylece -15 m‟deki hakim akıntı yönünün SSE olduğu ġekil 3.27 (d)‟den görülmektedir. Yine bu derinlikte kuzey yönündeki akıntılar da gözlenmektedir. -18 m gibi ara tabakaya karĢılık gelebilecek derinliklerde ise tabakalı akım yapısına uygun olarak akıntı yönlerinde ve yüzdelerinde önemli değiĢimler meydana gelmiĢtir (ġekil 3.27 (e)). -18 m‟deki akıntı yönü yüzdeleri % 20 S, % 38 SSE ve % 19 N değerlerini almıĢtır. -20 m‟de ise güney (S) yönündeki akıntı yüzdeleri azalmıĢ buna karĢılık kuzey yönündeki akıntı yüzdeleri artmıĢtır (ġekil 3.27 (f)). -20 m‟de kuzeyli akıntılar % 28 N ve % 10 NNW değerlerini almıĢlardır. -22 m‟de ise neredeyse tamamen kuzeyli akıntılar hakim olmuĢ ve güneyli akıntılar nadiren gözlemlenmiĢlerdir. -22 m‟deki hakim akıntı yönleri N ve NNW olup bu yönlerdeki akıntı yüzdeleri sırasıyla % 30 ve 20‟dir (ġekil 3.27 (g)). -25 m‟de kuzey yönündeki akıntılar tüm akıntıntıların % 70‟i olduğu ġekil 3.27 (h)‟den görülmektedir. Derinlikle akıntı güllerindeki değiĢimin de gösterdiği gibi B istasyonunun bulunduğu bölgede ara tabakanın derinliği yıl boyunca değiĢim göstermiĢ ve ölçüm periyodu boyunca -15 m ile - 20 m arasında değiĢen değerler almıĢtır.

a) -1 m b)-5 m

c) -10 m d) -15 m

e) -18 m f) -20 m

g) -23 m h) -25 m

50

Sırasıyla ġekil 3.28-29-30 ve 31‟de B istasyonunda -1, -10, -20 ve -25 m derinliklerdeki akıntı hızlarının yönsel aĢılma olasılığı dağılımları verilmiĢtir. Üst tabaka akımı için hakim akıntı yönünün SSE ve S, alt tabaka akımı için ise N ve NNW olduğu Ģekillerden görülmektedir. Yüzeyde üst tabaka akımı çoğunlukla güneyli (S) yönlerden akmıĢtır. Üst tabaka akımının ikincil yönü SE‟dir. Bu durumun meydana gelmesine Ġstanbul Boğazı‟nın Marmara Denizi giriĢindeki Boğaz geometrisinin kıvrımlı yapısının neden olduğu düĢünülmektedir.

ġekil 3.28 B istasyonunda -1 m‟de akıntı hızlarının yönsel aĢılma olasılığı dağılımı grafiği

ġekil 3.30 B istasyonunda -20 m‟de akıntı hızlarının yönsel aĢılma olasılığı dağılımı grafiği

ġekil 3.31 B istasyonunda -25 m‟de akıntı hızlarının yönsel aĢılma olasılığı dağılımı grafiği Sırasıyla ġekil 3.32-33-34‟de A, B ve C istasyonlarındaki -1, -15 ve -25 m‟lerdeki N-S doğrultusundaki akıntı hızlarının toplam aĢılma olasılıkları görülmektedir. Akıntı hızı B istasyonunda yılın 36 günü 1.5 m/s‟nin üzerinde, 183 günü (yılın yarısı) ise 1 m/s‟nin üzerinde değerler almıĢtır. Yine B istasyonunda yılın 175.2 saatinde (7.3 gün) 0.5 m/s‟nin üzerinde kuzey doğrultusunda tek tabakalı akım hali gözlenmiĢtir. B istasyonunda tabanda yılın 14.6 gününde hem kuzey hem de güney doğrultusunda 0.5 m/s‟nin üzerinde akıntı hızı gözlenmiĢtir. A, B ve C istasyonlarındaki akıntı hızlarının toplam aĢılma olasılığı dağılımlarının birbirinden oldukça farklı oldukları ġekil 3.32-33-34‟den görülmektedir. Bu

52

farklılık büyük oranda Boğaz geometrisi ve topografyasındaki değiĢimden

kaynaklanmaktadır. B istasyonundaki akıntı yoğunluğunun diğer istasyonlardakilerden daha fazla olduğu ġekil 3.32-33 ve 34‟den görülmektedir.

ġekil 3.32 -1 m‟de A, B ve C istasyonlarında N-S doğrultusundaki akıntı hızlarının toplam aĢılma olasılığı grafiği

ġekil 3.33 -15 m‟de A, B ve C istasyonlarında N-S doğrultusundaki akıntı hızlarının toplam aĢılma olasılığı grafiği

ġekil 3.34 -25 m‟de A, B ve C istasyonlarında N-S doğrultusundaki akıntı hızlarının toplam aĢılma olasılığı grafiği

A istasyonundaki akıntı hızları ölçüm istasyonun konumundan dolayı düĢük değerler almıĢtır. Güneye doğru hareket eden Boğaz akımı Haliç‟in giriĢindeki Sarayburnu‟ndan dönerek kuzeye doğru yönelmiĢ ve bunun sonucunda A istasyonunda B istasyonuna göre daha düĢük akıntı hızlarının meydana gelmesine neden olmuĢtur. Güler vd. (2006) ikincil akımın Boğaz‟ın akıntı yapısı üzerindeki bu etkisine iĢaret etmiĢlerdir. A istasyonundaki ölçüm sonuçları da Güler vd. (2006) ile uyum içerisindedir. Her üç istasyonda da alt tabaka akıntı hızlarına ait toplam aĢılma olasılığı doğrularının üst tabaka akıntısına ait doğrulara göre daha küçük eğimler aldıkları ġekil 3.32-33 ve 34‟den görülmektedir. Bu durum büyük oranda üst tabaka akımına neden olan akım mekanizmasının (kısa ve/veya uzun dönemli etki sonucu su seviyesi farkındaki değiĢim) alt tabaka akımına neden olan akım mekanizmasına (yoğunluk farkı) göre daha dinamik bir karaktere sahip olmasından kaynaklanmaktadır.