3. HİDROLOJİ-İKLİM VE SU KAYNAKLARI
3.6 Proje Taşkınları
Ballısaray Göleti ve regülatörlerin taşkın yinelenme pikleri ve hacimleri ve olası en büyük taşkını hesaplanmıştır. Ballısaray göleti akış yukarısında işletmede olan veya planlanan herhangi bir depolama tesisi bulunmamaktadır.
Taşkın hesapları gözlenmiş akımlardan Bölgesel Taşkın Frekans Analizi yöntemi ve sentetik yöntemleri ile hesaplanmıştır. Sentetik yöntemlerden DSİ Sentetik Birim Hidrograf ve Mockus yöntemleri kullanılmıştır.
Proje sahasına yıllık toplam yağışın büyük bölümü kış ve ilkbahar mevsiminde düşmektedir. Havzanın bu özelliği yılda 1 günlük en büyük yağış ve yılda anlık en büyük debi tablolarının incelenmesi ile anlaşılmaktadır.
3.6.1 Yağış Analizi
Ballısaray Göleti yağış alanı ve çevresindeki meteoroloji gözlem istasyonları arasında Thiessen Poligonları çizilmiş ve MGİ’ lerin yağış alanını temsil oranları hesaplanmıştır. Thiessen poligonuna göre Ballısaray göleti yağış alanını %90 Harmancık, %10 Tavşanlı MGİ etkilemektedir. Regülatörlerin yağış alanını % 100 Harmancık MGİ temsil etmektedir. MGİ’ lerin 24 saatlik yıllık maksimum yağış dizilerine Smirnof-Kolmogorov testi uygulanmış ve noktasal yağış yinelenme değerleri, gözlem süreleri (N yıl) ve uygun dağılım fonksiyonları Harmancık MGİ için Ekler-Tablo B.30’da, Tavşanlı MGİ için de Ekler-Tablo B.31’ de verilmiştir. Proje alanı civarındaki tüm MGİ lere ait yinelenmeli yağış değerleri ile proje sahasını
etkileyen Harmancık ve Tavşanlı MGİ’ lerin Olası En Büyük Yağış değerleri toplu halde Ekler- Tablo B.32’ de verilmiştir.
Göletin yağış-süre-yinelenme değerleri hesaplarında Tavşanlı MGİ’ nin plüviograf oranları kullanılmıştır. Tavşanlı MGİ’ ye ait düzeltilmiş plüviyograf oranları, Tablo 3.8’de verilmiştir.
Ballısaray Göletinin ve regülatörlerin kritik yağış süresindeki yağışları, plüviograf oranları (DPLV), alan dağılım katsayısı (ADK), maksimize faktörü (MF) ve Thiessen oranları ile çarpılarak hesaplanmıştır. Bu kabullerle hesaplanan MGİ’ lerin yağış yinelenme değerleri ve proje kesitlerindeki KYS sürelerine ait yağışları Tablo 3.9’da gösterilmiştir. Proje kesitlerinin 2, 4, 6, 8, 12, 18 ve 24 saat süreli yağışlarından standart zamanlara ait yinelenmeli taşkınları hesaplanmıştır.
Tablo 3.9: Ballısaray Göleti ve Regülatörlere Ait Maksimum Yağış Tekerrür Değerleri (mm).
T (Yıl)
Ballısaray Gölet
Maksimum Yağış Tekerrür Değerleri(mm) 2 36,2 5 47,6 10 55,1 25 64,8 50 72,1 100 79,6 T (Yıl)
Ballısaray Gölet Reg.1, Reg.2. ve Reg.3 Maksimum Yağış Tekerrür
Değerleri(mm) 2 36,6 5 47,9 10 55,3 25 64,5 50 71,3 100 78,1
3.6.2 Havza Yağış-Akış Eğri Numarası Tayini
Yağış alanının bitki örtüsü, hidrolojik zemin cinsi ve arazi eğimi dikkate alınarak her bir proje yeri için yağış akış eğri numarası hesaplanmıştır. Buna Göre; Gölet havzası eğri numarası 76, Regülatör 1 eğri numarası 81, Regülatör 2 eğri numarası 80 ve Regülatör 3 eğri numarası 76 alınarak taşkın hesaplamaları yapılmıştır.
Ballısaray Göleti yağış alanı A = 25,5 km2, en uzun akarsu kol boyu L = 10,1 km, yağış
alanı ağırlık merkezinin, en uzun akarsu kolu üzerindeki iz düşümü ile proje kesiti arasındaki mesafe Lc = 5,0 km olarak 1/25 000 ölçekli haritalardan ölçülmüştür. Ballısaray Göleti fiziksel özellikleri Tablo 3.10’da verilmiştir. Ballısaray Göletine su aktaran üç adet regülatörün fiziksel özellikleri Tablo 3.11, Tablo 3.12 ve Tablo 3.13’te gösterilmiştir.
Tablo 3.10: Ballısaray Göleti Fiziksel Parametreler.
Tablo 3.11: Ballısaray Göleti Regülatör-1 Fiziksel Parametreler.
Tablo 3.12: Ballısaray Göleti Regülatör-2 Fiziksel Parametreler.
Tablo 3.13: Ballısaray Göleti Regülatör-3 Fiziksel Parametreler.
3.6.4 Proje Taşkınları
Proje kesitlerinin taşkın hesapları gözlenmiş akımlardan Bölgesel Taşkın Frekans Analizi yöntemi ve sentetik yöntemlerle hesaplanmıştır. Sentetik yöntemlerden DSİ Sentetik Birim Hidrograf ve Mockus yöntemleri kullanılmıştır.
DSİ Sentetik yöntemle yapılan taşkın hesapları için proje kesitlerinin fiziksel özellikleri (A, L, Lc, S ) ve kot farkları 1/25 000 ölçekli haritalardan ölçülmüştür. Yöntemde kullanılan havzanın fiziksel özellikleri aşağıda gösterilmiştir. Proje kesitlerinin birim hidrografı DSİ sentetik yöntemle çizilmiştir. Birim Hidrograf analizi Tablo 3.14, Tablo 3.15, Tablo 3.16 ve Tablo 3.17’de verilmiştir.
Tablo 3.14: Ballısaray Göleti DSİ Sentetik Yöntemi İle Taşkın Hesabı.
Yağış alanında baz akım, Ballısaray Göleti, Regülatör 1 ve Regülatör 2 için, D03A142 AGİ’ den, Regülatör 3 için D03A143 AGİ’ lerinin Aralık- Mayıs periyodu aylık ortalama akımlarından hesaplanmıştır. AGİ’ lerin bu aylara ait aylara ait aylık ortalama akımları ile Proje yerleri baz akımları Ekler-Tablo B.33’te verilmiştir.
Proje kesitlerinin standart zamanlar için taşkın yinelenme debileri, DSİ Sentetik Yöntemle 2, 4, 6, 8, 12, 18, 24 saat süreli yağmurdan oluşan taşkın yinelenme değerleri
hesaplanmıştır. Proje alanı için hesaplanan maksimum yağışlar 1,13 maksimize katsayısı ile çarpılmış, yağış alan dağılım katsayısı (y.a.d.k), her bir proje yeri yağış alanı km² için hesaplanarak tablolarda verilmiştir. Plüviyograf oranı olarak Tavşanlı Mİ’nin plüviyograf oranları kullanılmıştır. Proje alanı (A-Bölgesi) için kabul edilen zaman dağılım oranları maksimum yağışlara uygulanmış, ikişer saatlik yağışlar, tespit edilen eğri numaraları yardımıyla akışa çevrilmiştir. İkişer saatlik artım akışlar iki saatlik birim hidrograf koordinatları ile çarpılarak ötelenmiştir.
Yapılan çalışmada, en yüksek Q100 değerini veren süre havza için kritik yağış süresi
(KYS) olarak alınmıştır. Proje kesitlerinin taşkınlarını oluşturan kritik yağış süresi 2 saat kabul edilmiştir. Yağmurdan oluşan taşkın yinelenme pikleri üzerine baz akım eklenmiştir. DSİ Sentetik yöntemle hesaplanan taşkın yinelenme pikleri tek tek Ekler-Tablo B.34 ve toplu halde Tablo 3.18’de verilmiştir.
Tablo 3.18: Ballısaray Göleti Proje Yerlerine ait Seçilen Dsi Sentetik Metot Hesap Sonuçları (Birim: m3/s).
PROJE YERLERİ Yin.
Debi. Ballısaray Gölet Regülatör 1 Regülatör 2 Regülatör 3
Q2 2,51 1,53 2,58 2,51 Q5 7,00 3,27 5,71 6,67 Q10 11,04 4,63 8,20 10,24 Q25 17,19 6,54 11,72 15,48 Q50 22,47 8,07 14,56 19,82 Q100 28,31 9,69 17,57 24,50
3.6.4.2 Mockus Yöntemi (Süperpozesiz)
Proje kesitlerinin fiziksel özellikleri Mockus yöntemi için uygulanmış ve taşkın yinelenme pikleri hesaplanmıştır. Birim hidrograf karakteristiklerinde proje kesitleri için seçilen D (saat) süreli yağışlardan belirlenen eğri numaraları yardımıyla akışlar hesaplanmış ve Qp değerleri ile çarpılarak proje kesitleri için yağmurdan oluşan taşkın yinelenme pikleri
hesaplanmıştır. Yağmurdan oluşan taşkın yinelenme pikleri üzerine baz akım eklenmiştir. Proje yerlerine ait Mockus yöntemi hesaplamaları Ekler-Tablo B.35, B.36, B.37 ve B.38’de verilmiştir. Proje yerlerine ait seçilen Mockus Yöntemi sonuçları da toplu halde Tablo 3.19’da verilmiştir.
PROJE YERLERİ Yin.
Debi. Ballısaray Gölet Regülatör 1 Regülatör 2 Regülatör 3
Q2 3,39 1,35 2,63 2,89 Q5 9,22 3,08 6,01 7,74 Q10 14,39 4,46 8,75 11,90 Q25 22,20 6,43 12,63 18,00 Q50 28,86 8,02 15,78 23,06 Q100 36,22 9,70 19,12 28,51
3.6.4.3 Noktasal Taşkın Frekans Analizi
Ballısaray Göletinin yapılacağı Uzun Dere üzerinde D03A142 AGİ işletilmektedir. Göletin noktasal taşkın frekans analizi yöntemi ile taşkın yinelenmeleri D03A142 AGİ’ den üstel alan oranıyla hesaplanmamıştır. Regülatör 3 ün yapılacağı Taşkışla üzerinde D03A143 AGİ işletilmektedir.
Regülatörün noktasal taşkın frekans analizi yöntemi ile taşkın yinelenmeleri D03A143 AGİ’ den üstel alan oranıyla hesaplanmamıştır. Regülatör 1 ve Regülatör 2 için noktasal taşkın frekans analizi yöntemi ile taşkın hesabı yapılmamıştır. Regülatörlerin üzerinde yapılacağı dereler üzerinde AGİ bulunmamaktadır.
Proje kesitlerinin havzası ve komşu havzalarında gözlem yapan AGİ’ lerin AGİ’ lerin anlık pik debilerinin frekans analizi yapılmış ve analiz sonuçları ile uygun dağılım fonksiyonu Tablo 3.20’de gösterilmiştir.
Proje kesitlerinin noktasal taşkın frekans analizi yöntemiyle (NTFA) hesaplanan taşkın pikleri Tablo 3.21’de verilmiştir.
Tablo 3.21: Noktasal Taşkın Frekans Analizine Göre Proje Yerleri Taşkın Yinelenme Değerleri.
Proje Yeri Seçilen
İstasyon Q2 Q5 Q10 Q25 Q50 Q100
Ballısaray
Göleti D03A142 5,34 8,09 9,91 12,21 13,91 15,60
Regülatör 1 AGİ olmadığından çalışma yapılmamıştır. Regülatör 2 AGİ olmadığından çalışma yapılmamıştır.
Regülatör 3 D03A143 2,69 4,13 5,09 6,27 7,13 7,96
3.6.4.4 Bölgesel Taşkın Frekans Analizi
Tablo 3.60’ta sonuçları gösterilen Noktasal yinelenme analizi sonunda bulunan standart zamanlardaki taşkınların pik değerleri Q2 değerlerine bölünerek boyutsuz hale
getirilmiştir. Yinelenmeler için hesaplanmış boyutsuz değerlerin ortalaması alınarak havza için ortalama boyutsuz yinelenme değerleri bulunmuş ve Ekler-Tablo B.39’da verilmiştir.
AGİ’ lerin yağış alanlarına karşı, noktasal analiz sonucu bulunan Q2 değerleri
logaritmik kâğıda noktalanmış, yağış alanı (A-Q2) zarf eğrisi çizilmiş, zarf eğrisinden proje
kesiti yağış alanlarına karşı gelen Q2 değeri okunmuş ve havza için hesaplanan ortalama
boyutsuz değerlerle çarpılarak çeşitli sıklıktaki taşkın yinelenme değerleri bulunmuştur. Proje kesitlerinin bölgesel taşkın frekans analizi yöntemiyle (BTFA) hesaplanan taşkın pikleri Tablo 3.22’de verilmiştir.
Tablo 3.22: BTFA Yöntemiyle Hesaplanan Taşkın Pikleri.
Proje Yerleri Q2 Q5 Q10 Q25 Q50 Q100
Ballısaray Göleti 5,40 8,71 10,97 13,89 16,10 18,32
Regülatör 1 1,40 2,26 2,84 3,60 4,17 4,75
Regülatör 2 2,30 3,71 4,67 5,92 6,86 7,81
Regülatör 3 4,00 6,45 8,13 10,29 11,92 13,57
3.6.4.5 Hesaplanan Proje Debilerinin Karşılaştırılması
Ballısaray Göleti ve regülatörlerin değişik yöntemlerle hesaplanan ve Tablo 3.64’te gösterilen taşkın debileri karşılaştırılmış, projede Gölet havzası için DSİ Sentetik ve
bulunmuştur. Kullanılması önerilen taşkın yinelenme debileri Ekler-Tablo B.40’da koyu renk ile işaretlenmiştir.
Projede Regülatör kesitleri için DSİ Sentetik Birim Hidrograf Yöntemi ile hesaplanan 100 yıl yinelenmeli yağmur hidrografı boyutsuzlaştırılmış, boyutsuz hidrograf yardımıyla Mockus yöntemi ile çeşitli sıklıktaki taşkın yinelenme piklerinin hidrograf koordinatları hesaplanmıştır. Üzerine baz eklenmiştir. Proje kesitleri için kullanılması önerilen taşkın yinelenme pik debileri Tablo 3.23’te gösterilmiştir.
Tablo 3.23: Proje Kesitleri için Kullanılması Önerilen Taşkın Yinelenme Pik Debileri (m3/s).
Proje Kesiti Yinelenme Debileri (m
3/s) Q2 Q5 Q10 Q25 Q50 Q100 Q500 Q1000 Q10000 Qoet Ballısaray Göleti 2,51 7,00 11,04 17,19 22,47 28,31 40,26 45,41 62,51 132,9 5 Regülatör 1 1,35 3,08 4,46 6,43 8,02 9,70 13,33 Regülatör 2 2,63 6,01 8,75 12,63 15,78 19,12 26,30 Regülatör 3 2,89 7,74 11,90 18,00 23,06 28,51 40,00
3.6.4.6 Olası En Büyük Taşkın Hidrografı
Ballısaray Göleti dolusavak proje debisi çalışmalarında, Katastrofal taşkın debisi hesabı yapılmıştır. Dolusavak Katastrofal debiye göre boyutlandırılacaktır.
Ballısaray Göleti yağış havzasının tamamı kar sınır kotu olan 1500 metrenin altında olduğundan, kar erime akışı geleceği hesaplanmamıştır. Ballısaray Göleti olası en büyük taşkını, olası en büyük yağışın oluşturduğu yağmur hidrografı üzerine baz akım ilave edilerek bulunmuştur. Ballısaray Göleti Yinelenmeli Taşkın Hidrograf Koordinatları (m3/s) Ekler-Tablo
B.41’de verilmiştir.
QKat = 132,95 m3/s , VKat = 1,70 hm3 olarak hesaplanmıştır.
3.6.4.7 Olası En Büyük Yağış
Meteoroloji gözlem istasyonlarının yıllık en büyük yağış dizilerinin standart sapmaları ve ortalamaları hesaplanmıştır. DSİ Genel Müdürlüğü Hidroloji Şube Müdürlüğü’nün hazırladığı XD – KM zarflarından, Marmara Bölgesi Zarfı kullanılarak MGİ’lerin KM değerleri okunmuştur.
Meteoroloji istasyonlarının olası en büyük yağış değerleri, Hersfield Yöntemi kullanılarak OEBY = XD+KM*SD bağıntısıyla hesaplanmıştır. Meteoroloji gözlem istasyonlarının olası en büyük yağış değerleri, Thiessen poligon oranları, düzeltilmiş plüviograf oranları, alan dağılım katsayısı ve maksimize faktörü (MF) ile çarpılarak hesaplanmıştır.
3.6.4.8 Olası En Büyük Taşkın
Ballısaray Göleti olası en büyük yağmur hidrografı hesaplanırken, yağış akış eğri numarası CNII=CNIII=76 olarak alınmıştır. Ballısaray göleti yağış alanının DSİ Sentetik yöntemi ile hesaplanan olası en büyük yağmur hidrografının piki 132,95 m3/s, hacmi 1,70 hm3tür.