• Sonuç bulunamadı

Yüzeysel Akış. Yüzey Akış = Yağış (İnfiltrasyon+Buharlaşma)

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Yüzeysel Akış. Yüzey Akış = Yağış (İnfiltrasyon+Buharlaşma)"

Copied!
52
0
0

Yükleniyor.... (view fulltext now)

Tam metin

(1)

YÜZEYSEL AKIŞ

(2)

Yüzeysel Akış

Yağmur, kar ve dolu olarak toprak yüzeyine

düşen yağışın infiltrasyon ve buharlaşma ile

kaybolan miktarından geriye kalan ve arazinin

eğimine uyarak akan kısmına yüzeysel akış adı

verilmektedir.

(3)

Yüzeysel Akış

Yüzey Akış = Yağış–(İnfiltrasyon+Buharlaşma)

(4)

Yüzeysel Akışın Önemi

Yüzey akış suları, arazide çukurlara, göllere, derelere, ırmaklara, denizlere ve okyanuslara ulaşmaktadır.

Yüzey akışın etkisiyle en önemli doğal

kaynaklarımızdan biri olan topraklarımızın en verimli üst tabakaları da aşınmakta, taşınmakta ve eğimin düzleştiği bölgelerde ise birikmektedir.

Aşınan toprakla birlikte oldukça büyük

miktarlarda bitki besin maddeleri ve organik madde de taşınarak kaybolmaktadır.

Erozyonun önemli bir konusu olan yüzey

akışların, doğru olarak ölçülmesi ya da ampirik formüller yardımıyla tahmin edilmesi ülke

ekonomisi ve geleceği için çok önemlidir.

(5)

Yüzeysel Akışın Oluşumunu Etkileyen Faktörler

1 • Yağışlar

2 • Yağış havzasının büyüklüğü 3 • Yağış havzasının şekli

4 • Yağış havzasının topoğrafyası 5 • Yağış havzasının jeolojisi

6 • Yağış havzasının infiltrasyon durumu 7 • Yağış havzasının bitki örtüsü

8 • Yağış havzasının yüzeyde su tutma durumu

9 • Yağış havzasının yağış anındaki durumu

(6)

Y ış lar

Yağışların çeşidi, miktarı, süresi,

şiddeti ve mevsimlere göre dağılımı çok önemlidir Örneğin miktarı fazla, kısa süreli, yüksek

yoğunlukta sağanak yağışlar oldukça fazla miktarlarda yüzeysel akışa neden olurlar.

Bir bölgede kurak sezonda yağışın önemli bir bölümü buharlaşacağından yüzey akış

azalacaktır. Kış mevsiminde don etkisiyle arazi

yüzeyinde yüzey akış artmaktadır.

Y ış ha vz asının klüğü

Büyük yağış havzalarında

küçüklere göre daha fazla yüzey akış

oluşur.

Yağış havzasının şekli

Yüzey akış üzerinde yağış havzasının şekli etkilidir. Havzalar geniş ve çok uzun olabildiği gibi dar ve çok kısa olmaktadır, dolaysıyla yüzey akış sularının havzanın üst bölümünden aşağı bölümüne ulaşma süreleri

değişeceğinden yüzey akış miktarı da

değişmektedir.

Yüzeysel Akışın Oluşumunu Etkileyen

Faktörler

(7)

Y ış ha vz asının topo ğra fyas ı

Yağış havzasının dağlık ya da düz olması yüzey

akışın hızı, miktarı ve infiltrasyonu bakımından önemlidir.

Örneğin dağlık bölgelerde

eğimin etkisiyle yüzey akış

artarken; düz bölgelerde yüzey akış hemen

hemen hiç

olmamaktadır.

Y ış ha vz asının jeolojis i

Arazi jeolojik

bakımdan sert ve geçirimsiz katmanlardan oluşuyorsa, infiltrasyonun azalması

nedeniyle yüzey akış fazla

olacaktır.

Yağış havzasının infiltrasyonu

Yüksek

infiltrasyon kapasitesinde

olan topraklarda yüzey akış azalır.

Yüzeysel Akışın Oluşumunu Etkileyen

Faktörler

(8)

Yağış havzasının bitki örtüsü

Havzada toprak yüzeyinde bitki örtüsü yoksa

yağmur damlaları kinetik enerjisini toprak yüzeyine doğrudan ileterek yüzey akışa sebep olur. Eğer toprak yüzeyinde yoğun orman ya da çayır- mera varsa, yüzey akış azalır.

Yağış havzasının yüzeyde su tutma durumu

Havzada çukur yerler, göller ve bataklıklar gibi alanlar varsa, bu durumda yüzey akışın önemli bir kısmı buralarda tutunarak zararsız hale gelir.

Yağış havzasının yağış anındaki durumu

Yüzey akış üzerinde havzanın yağış

anındaki durumu da önemlidir. Eğer bazı kısımlar o anda

nadas ya da anız olarak bırakılmışsa bu durumda oldukça fazla yüzey akış

oluşacaktır. Çünkü nadas ve anız tarla bitkisi örtüsünden yoksun olduğu için yüzey akışın

tutulması üzerinde etkili olmaz.

Yüzeysel Akışın Oluşumunu

Etkileyen Faktörler

(9)

Yüzeyaltı ve Yeraltı Akışı

Yüzeysel akış yerçekimi etkisi ile arazinin

eğimine uyarak havzanın yüksek noktalarından alçak

noktalarına doğru hareket eder. Diğer taraftan zemine sızan suyun bir kısmı zeminin

üst tabakalarında (doymamış bölgede) ilerleyerek geçirimsiz bir

tabakaya rastlayınca yüzeye çıkabilir. Buna

yüzeyaltı akışı denir.

Zemine sızan suyun bir kısmı ise daha

derinlere inerek yeraltı suyuna karışır ve sonunda yeraltı akışı şeklinde bir akarsuyu

besleyebilir.

(10)

Yüzeyaltı ve Yeraltı Akışı

(11)

Yüzeysel Akış Hesaplama Yöntemleri

Rasyonel Yöntem

Cook Yöntemi

Hidrograf Yöntemi Grafik

Yöntem Diğer

Yöntemler

(12)

1. Rasyonel Yöntem

En basit ve en çok kullanılan yöntemdir. Alanı A olan bir havzaya düşen i şiddetinde yağışın meydana getireceği maksimum Q debisi (m

3

/s) aşağıdaki formülle hesaplanır:

Q = C i A

A : Havza alanı (m2)

i : Havzanın geçiş süresi kadar devam eden bir yağışın şiddeti (m/s)

C : Akış katsayısı

(13)

Akış katsayısı zeminin geçirimliliğine, havzanın eğimine ve bitki örtüsüne bağlı olarak 0.05-0.95 arasında değişir.

Akış Katsayısı (C)

Havzanın Özelliği C

Düz Eğimli

Ormanlık Bölgeler 0.05 0.20

Otla kaplı bölgeler (kumlu zemin) 0.05 0.20 Otla kaplı bölgeler (az geçirimli zemin) 0.13 0.35 Yerleşme bölgeleri (ayrık nizam) 0.30 0.60 Yerleşme bölgeleri (bitişik nizam) 0.60 0.75 İş ve endüstri bölgeleri (seyrek) 0.50 0.70 İş ve endüstri bölgeleri (seyrek) 0.70 0.95

Yollar 0.70 0.95

(14)

Bir havzada farklı akış katsayısına sahip

bölgeler bir arada bulunuyorsa havzanın C akış katsayısı, bölgelerin alanlarının yüzdesi olarak alınmak üzere, ağırlıklı bir ortalama ile

hesaplanır.

Rasyonel metod havzada geçirimsiz bölgelerin yüzdesi fazlaysa doğru sonuç verir. Başlıca

kullanma yeri şehirlerde kanalizasyon tesisleri için yağmur debisi hesabıdır.

Rasyonal metodu büyük havzalarda (5 km2’den büyük) havzalarda kullanmak doğru olmaz.

Çünkü formülde havzanın toplam alanı göz

önüne alındığı için yağışın en az havzanın geçiş süresi kadar devam etmesi gerekir.

Rasyonel Yöntem

(15)

Rasyonel Yöntem

Yağış süresinin havzanın geçiş süresinden az olması halinde rasyonel yöntemi biraz

değiştirerek kullanmak mümkündür.Bu durumda, debinin maksimum geçtiği anda havzanın ancak bir kısmına düşen yağış, çıkış noktasına varabilmiş olacaktır. Bu durumda rasyonel formül aşağıdaki gibi olur:

Q = ϕ C i A

n : Eş zaman eğrilerinin sayısı τ : Geçiş süresi

tp : Yağışın süresi

m : Çıkış noktasına en yakın olan bölge sayısı

tp = m τ / n ϕ = tp / τ

(16)

2. Cook Yöntemi

• Yağış havzası 2400 dekara

kadar olan alanlarda kullanılır.

Ayrıca bu yöntem ülkemizde de kolaylıkla kullanılabilir.

Cook

• Bu yönteme göre havzanın uzunluğu ile genişliği eşit kabul edildiğinden, havza şekil faktörü dikkate alınır.

Yöntemi

(17)

Cook Yöntemi

Cook

• Yüzey akışı etkileyen temel faktörlerden bazılarının değerlendirilmesini gerektirir:

*bitki örtüsü

*toprak tipi ve geçirgenlik (drenaj) durumu

*arazi eğimi

Yöntemi

• Bu üç faktörün her biri için, yüzey akış tahmini yapılacak havza koşulları «Cook Yöntemi Havza Karakteristik Değerleri»

tablosunda listelenen koşullar ile karşılaştırılır.

(18)

Havzayı en iyi temsil eden tanımlamalar «Cook Yöntemi Havza Karakteristik Değerleri» tablosunda bulunur ve karşılık gelen numara kayıt edilir.

Ara değerler (interpolasyon) kullanılabilir. Örneğin, eğer havzanın yarısı çok iyi bir çayır örtüsü altında (Tablo

değeri = 10) ve diğer yarısı bu kadar iyi bir örtü altında değil ise, bitkisel örtü değeri olarak 12 veya 13

kullanılabilir.

Tablodaki 3 sütundan elde edilen sayıların aritmetik toplamı “havza karekteristiği” (Catchment

Characteristic) olarak adlandırılır (CC).

Cook Yöntemi

(19)

Cook Yöntemi Havza Karakteristik Değerleri

Bitki Örtüsü Toprak tipi ve geçirgenliği

Eğim Çok iyi çayır 10 Derin, iyi geçirimli

topraklar

10 Düz veya hafif

5 Çalılık veya orta

halde çayır

15 Derin, orta geçirimli topraklar

20 Orta 10

Tarım alanları 20 Yeterli derecede derin ve geçirimli topraklar

25 Dalgalı 15 Çıplak veya erozyona

uğramış alanlar

25 Geçirimsiz yüzlek topraklar

30 Tepelik veya dik

20 Killi topraklar veya

kayalık yüzeyler

40 Dağlık 25 Geçirimsiz yüzeyler ve

yüzey göllenmesi olan topraklar

50

Bu üç listeden en uygun faktörü seçilir ve toplanır. Örnek: Orta eğimli, geçirimsiz

yüzlek topraklar üzerindeki çok iyi bir çayır örtüsünün CC değeri = 10 + 30 + 10 = 50

(20)

Daha sonra havza alanı (A) ölçülür. Havza alanı (A) ve havza karakteristiği (CC) kullanılarak Cook Yöntemi İle Yüzey Akış Hesaplanması tablosundan maksimum yüzey akış okunur.

Bu değer, on yılda bir gelmesi beklenilen yüzey akış

değerini verir ve Değişik Tekerrür Peryotları İçin Yağış Olasılık Çevirme Faktörleri tablosunda verilen çevirme faktörleri, diğer tekerrür zamanlarında gelmesi olası en yüksek yüzey akış değerlerini elde etmek için

kullanılabilir.

Cook Yöntemi

(21)

Değişik Tekerrür Peryotları İçin Yağış Olasılık Çevirme Faktörleri

Tekerrür peryodu Çevirme Faktörü

2 yıl 0.75

5 yıl 0.85

10 yıl 1.00

25 yıl 1.25

50 yıl 1.50

(22)

Havzanın şekli de ek bir faktör olarak göz önünde bulundurulabilir. Cook Yöntemi İle Yüzey Akış

Hesaplanması tablosundaki değerler, aşağı-yukarı kare veya daire şekilli havzalardan oluşacak yüzey akışları vermektedir. Eğer havza bunların dışında bir şekle sahip ise, aşağıdaki çevirme faktörleri uygulanabilir:

Cook Yöntemi

Kare veya daire şekilli

havza

Uzun ve dar havza

Geniş ve kısa havza

1.0 0.8 1.25

(23)

CC A

25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

5 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1

10 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.4 1.7 2.0 2.4 2.8 3.2 3.7

15 0.5 0.8 1.1 1.4 1.7 2.0 2.4 2.9 3.4 4.0 4.6 5.2

20 0.6 1.0 1.4 1.8 2.2 2.7 3.2 3.8 4.4 5.1 5.8 6.5

30 0.8 1.3 1.8 2.3 2.9 3.6 4.4 5.3 6.3 7.3 8.4 9.5

40 1.1 1.5 2.1 2.8 3.5 4.5 5.5 6.6 7.8 9.1 10.5 12.3

50 1.2 1.8 2.5 3.5 4.6 5.8 7.1 8.5 10.0 11.6 13.3 15.1

75 1.6 2.4 3.6 4.9 6.3 8.0 9.9 11.9 14.0 16.4 18.9 21.7

100 1.8 3.2 4.7 6.4 8.3 10.4 12.7 15.4 18.2 21.2 24.5 28.0

150 2.1 4.1 6.3 8.8 11.6 14.7 18.2 21.8 25.6 29.9 35.0 40.6

200 2.8 5.5 8.4 11.7 15.3 19.1 23.3 28.0 33.1 38.5 45.0 52.5

250 3.5 6.5 9.7 13.2 17.2 21.7 27.0 32.9 39.6 46.9 55.0 63.7

300 4.2 7.0 10.5 14.7 19.6 25.2 31.5 38.5 46.2 54.6 63.7 73.5

350 4.9 8.4 12.6 17.2 23.2 30.2 37.8 46.3 53.8 62.5 71.5 81.0

400 5.6 10.0 14.4 19.4 25.6 33.6 42.2 51.0 60.0 69.3 79.5 90.0

450 6.3 10.5 15.5 21.5 28.5 36.5 45.5 55.5 65.5 76.0 86.5 97.5

500 7.0 11.0 17.0 23.5 31.0 40.5 51.0 62.0 73.0 84.0 95.0 106.5

Cook yöntemi ile yüzey akış hesaplanması (CC, A (ha), yüzey akış (m3 s -1))

(24)

3. Hidrograf Yöntemi

Hidrograf yöntemi, yüzey akış hesaplamalarında

kullanılan en güvenilir yöntemdir. Bu yöntemin amacı, çok yıllık akım ölçümleri bulunmayan havzalarda

oluşacak maksimum yüzey akışları gerçeğe yakın en doğru şekilde hesaplamaktır.

Hidrografın en önemli elemanları pik debi, pik debiye ulaşma zamanı, yüzey akışın tüm zamanı, toplam

yüzey akış ve havza alanıdır. Genel olarak herhangi bir havzadan elde edilen hidrografın şekli havzanın şekline bağlı olarak paraboliktir, ancak hesaplamalarda

kolaylık olması açısından üçgen olarak düşünülmektedir.

(25)

Hidrograf Yöntemi

• Hidrograf yöntemi, su

toplama havzası 8 km2’den büyük ve 2-100 yıl yinelemeli ve maksimum 6 saat süreli

yağış şiddetleri bulunan kuru derelerde ya da sürekli akar derelerde barajlara uygun kapasite vermek amacıyla maksimum yüzey akışları hesaplamak için kullanılır.

Hidrograf

Yöntemi

(26)

Hidrograf Yöntemi

Q

max

= (Axa)/(4.8xT

p

) V = (Q

max

xT

b

)/2

Qmak : Maksimum yüzey akış (m3/sn) A : Havza alanı (km2)

a : Yağışın akışa geçen miktarı (mm) tp : Pike erişme zamanı (saat)

V : Toplam yüzey akış (m3) tb : Toplam zaman (saat)

t

b

= 8/3 t

p

(27)

Birim Hidrograf

Belirli bir yağış süresinde havzada

oluşan yüzey akış hidrografının ordinatı,

havzada yüzey akışa geçen suyun mm

kalınlığına

bölündüğünde elde edilen hidrograf o

havzanın birim

hidrografıdır. Buna göre, belirli süreli bir yağışla 1

mm yüzey akışın oluşturduğu hidrografa

birim hidrograf denir.

Sentetik birim hidrograf ise havza

alanı 1 km2, yağış süresi 6 saat olarak alınmış ve belirli Tc zamanına göre hesap

edilmiş hidrograftır.

Sentetik Birim Hiyetograf Tablosu’nda, Tc

değerleri için hidrograf tabanı (Tb) ve

hidrograf tabanının başlama ve bitme saatleri verilmiştir.

(28)

Konsantrasyon zamanı (Tc)

(saat)

Mak. akış şiddeti (qp)(m3/sn)

Birim hidrografın maksimuma erişme

zamanı (Tp)(saat)

Hidrograf Tabanı

Tp’nin uzunluğu

(saat) Başlangıç

(Tb)(saat)

Bitiş (T) (saat)

Uzunluk (saat)

0.25 0.220 2.50 1.59 4.03 2.44 0.91

0.50 0.176 2.68 1.50 4.66 3.16 1.18

1.00 0.129 3.05 1.44 5.75 4.31 1.61

1.50 0.103 3.42 1.40 6.80 5.40 2.02

2.00 0.085 3.78 1.36 7.85 6.47 2.42

2.50 0.072 4.15 1.26 8.98 7.72 2.89

3.00 0.064 4.50 1.25 9.94 8.69 3.25

3.50 0.058 4.87 1.28 10.87 9.59 3.59

4.00 0.057 5.24 1.38 11.68 10.30 3.86

5.00 0.047 5.98 1.55 13.38 11.83 4.43

6.00 0.043 6.70 1.89 14.72 12.83 4.81

7.00 0.034 7.50 1.38 17.73 16.35 6.12

8.00 0.031 8.40 1.58 19.62 17.94 6.72

9.00 0.028 8.50 2.06 21.92 19.86 7.44

10.00 0.025 10.50 2.17 24.41 22.24 9.33

12.00 0.021 12.60 2.68 27.48 26.48 9.92

14.00 0.018 14.75 3.18 34.07 30.83 11.57

16.00 0.016 16.80 3.70 38.55 34.75 13.01

18.00 0.014 18.90 4.03 43.74 39.71 14.87

20.00 0.013 21.00 4.98 43.75 42.77 16.02

22.00 0.011 23.05 4.12 54.67 50.55 18.93

24.00 0.010 25.15 4.34 59.90 55.56 20.81

Sentetik Birim Hidrograf Tablosu

(29)

Sentetik Birim Hidrograf

• Sentetik Birim Hidrograf Tablosu hazırlanırken alan ve yağış süresi sabit tutulmuştur. Hidrografın piki 1 km2lik alandan 1 mm kalınlıkta yüzey akışın

oluşturduğu değerdir. Belirli

yinelemeli bir yağıştan gelecek pik ise sentetik birim hidrograf

pikinin havza alanı (km2) ve yüzey akışa geçen su miktarı (mm) ile çarpımından elde edilir.

Sentetik

Birim

Hidrograf

(30)

Hidrograf Yöntemi Adımları

1)

• Su toplama havzasının alanı (km

2

), 1/25000 ölçekli topografik haritalardan planimetre ile saptanır.

2)

• Projede kullanılacak yineleme yılı için yağış miktarı 6 ile çarpılarak 6 saat süreli yağış miktarı mm olarak bulunur.

3)

• Yağış havzasına ait hidrolojik toprak grupları

çizelgesinde, A, B, C ve D gruplarına göre Hidrolojik Toprak-Örtü Eğri Numarasına Göre Yağış-Akış

Grafiği’nden yağışın akışa geçen kısmı saptanır.

(31)

Hidrolojik Toprak Grupları

Toprak Sınıfı

Toprak Özellikleri

A Derin, çok kumlu, az miktarda silt ve kil içeren geçirgenlikleri fazla olan topraklar (Düşük yüzey akış potansiyeli)

B A’dan daha az derin ve daha az kumlu olup oldukça silt ve kil içerir. Geçirgenlikleri ortadır (Normal akış potansiyeli)

C Yüzeysel, güvenli miktarda kil ve kolloid içeren ve geçirgenlikleri ortalamanın altında olan topraklar (Yüksek yüzey akış potansiyeli)

D Derin, şişme oranı oldukça yüksek, fazlaca killi, alt tabakaları geçirimsiz, geçirgenlikleri çok az olan topraklardır (En yüksek yüzey akış potansiyeli)

(32)

Hidrolojik Toprak-Örtü Eğri Numarasına Göre Yağış-Akış Grafiği

Yağış, P (mm)

Direkt zey Akış, Q (mm)

(33)

Hidrograf Yöntemi Adımları

4)

Suyun toplanma zamanı (saat) havza üzerine düşen herhangi bir yağışın havzanın en uzak noktasından boşaltım noktasına gelinceye kadar geçen zamandır.

Aşağıdaki formülle hesaplanır:

Tc : Suyun toplanma zamanı (dak) L : Ana kanal uzunluğu (m)

S : Ana kanalın eğimi (%); S = (H/L)

T

c

= 0.01947x(L/√S)

0.77

(34)

• Yağış havzası 8 km2’ye kadar olan havzalarda uygulanır.

• Oldukça homojen havzalarda kullanılır.

• Yüzey akış konsantrasyon zamanı maksimum 10 saat (600 dk) olabilir.

• Toprak ve arazi kullanımları değişiklik gösteriyor ise, havza alt havzalara bölünür,

• Bu yöntem yüzey akış miktarlarının 38 mm’den ve yüzey akış eğri numarasının 60’dan küçük olduğu koşullar için kullanılmamalıdır.

4. Grafik Yöntem

(35)

Grafik Yöntemin Adımları

1) • Drenaj alanı belirlenir.

2)

• Toprak gruplarında tanımlandığı gibi, yüzey akış oluşturma potansiyellerine göre havza

toprakları sınıflandırılır (Tip A, B, C, veya D).

3)

• Önceki toprak nem koşulları (AMC) belirlenir.

(36)

Önceki Toprak Nem Koşulu

Tanımlama Gelişme

Mevsimi 5 Gün Önceki Yağış

Durağan Mevsim 5 Gün Önceki Yağış Kuru AMC

I

Havza topraklarının optimum nem içeriğine sahip olduğu

durumdur: topraklar kuru ama solma noktasındaki kadar kuru değillerdir ve bu nem kapsamında tatmin edici

sürüm ve toprak işleme yapılabilir.

< 35 mm < 12 mm

Ortalama AMC II

Yıllık taşkınların ortalama durumunu ifade eder.

35-53 mm 12-28 mm Islak AMC

III

Şiddetli yağışların oluştuğu veya düşük hava sıcaklıklarında hafif yağışların oluştuğu durumları tanımlar.

>53 mm >28 mm

Önceki Toprak Nem Koşulları için Yağış Grupları

(37)

Grafik Yöntemin Adımları

4)

• Toprak yüzeyinin hidrolojik durumu «Toprak Yüzeyinin Hidrolojik Durumunun

Sınıflandırılması» tablosuna göre «zayıf, orta veya iyi» olarak sınıflandırılır.

5)

• AMC II toprak sınıflaması için RCN II

belirlenir. Belirli bir toprak sınıflaması ve AMC II için, yüzey akış eğri numarası tanımlanır.

Uygunsa, AMC I veya AMC III için RCN II düzeltilir. Gerektiğinde, RCN’ler için alt

homojen havzaların ağırlıklı ortalaması alınır.

(38)

Grafik Yöntemin Adımları

RCN (I) =

4.2 ∗RCN (II) 10−0.058∗RCN (II)

RCN (I) =

23 ∗RCN (II) 10+0.13∗RCN (II)

Kuru

Islak

6)

• Havzanın yüzey akış konsantrasyon zamanı (saat) hesaplanır.

7) • Muhtemel en yüksek su tutulması (S) hesaplanır.

S=254(

100

RCN

− 1)

(39)

Arazi kullanma ve örtü durumu İşlem ve önlemler Hidrolojik Durum Hidrolojik Toprak Grupları

A B C D

Nadas Sürülmüş 77 86 91 94

Sıra ya da çapa bitkileri (pancar) Sıra Sıra Kontur Kontur Teras Teras

Zayıf İyi Zayıf İyi Zayıf İyi

72 67 70 65 66 62

81 78 79 75 74 71

88 85 84 82 80 78

91 89 88 86 82 81

Ufak daneli (buğday) Sıra

Sıra Kontur Kontur Teras Teras

Zayıf İyi Zayıf İyi Zayıf İyi

65 63 63 61 61 59

76 75 74 73 72 70

84 83 82 81 79 78

88 87 85 84 82 81 Sık ekilmiş buğdaygil ya da çayır rotasyonu

(Mibzerle ya da elle ekim)

Sıra Sıra Kontur Kontur Teras Teras

Zayıf İyi Zayıf İyi Zayıf İyi

66 58 64 55 63 51

77 72 72 69 73 67

85 81 83 78 80 76

89 85 85 83 83 80

Çayır-mera

Kontur Kontur Kontur

Zayıf Orta İyi Zayıf Orta İyi

68 49 39 47 25 6

79 69 61 67 59 35

86 79 74 81 75 70

89 84 80 88 83 79

Mera (devamlı) İyi 30 58 71 78

Orman çiftlik Zayıf

Orta İyi

45 36 25

66 60 55

77 73 70

83 79 77

Çiftlik yerleşim alanı 74

74

84 84

80 90

82 92

Yollar (sert zeminli) Altları otla 39 53 67 71

Meyvelik Kaplı kapsız 41 55 69 73

Toprak Yüzeyinin Hidrolojik Durumunun Sınıflandırılması

(40)

Grafik Yöntemin Adımları

9)

• Havzanın bulunduğu coğrafik konumdan

yararlanarak yağış dağılım tipi belirlenir (Tip I, II, III).

10)

• Havzaya düşecek toplam yağış (P) belirlenir.

• Yüzey akış öncesi yüzey depolaması (Ia) belirlenir.

8)

I

a

= 0.2 S

(41)

11)

Grafik Yöntemin Adımları

R=

(P−0.2 S)

2

(P+0.8 S)

Akümüle olmuş doğrudan yüzey akışı (R) hesaplanır.

Bu değer, havza alanı ile çarpıldığında, yüzey akış olarak görünen yağışın toplam hacmini gösterir.

12)

En yüksek birim debi (qu) hesaplanır. Eşitliğin

çözülebilmesi için konsantrasyon zamanı (Tc) ve Ia/P orantısına ihtiyaç vardır.

q

u

= (10

C0-3.36609

)(T

cC1+C2 log Tc

)

(42)

Yağış Tipi Ia/P C0 C1 C2

I 0.10 2.5532 -0.6151 -0.1640

0.30 2.4653 -0.6226 -0.1166

0.35 2.4190 -0.6159 -0.0882

0.40 2.3641 -0.5986 -0.0562

0.45 2.2924 -0.5701 -0.0228

0.50 2.2028 -0.5160 -0.0126

II 0.10 2.4732 -0.5185 -0.1708

0.30 2.3963 -0.5120 -0.1325

0.35 2.3548 -0.4974 -0.1199

0.40 2.3073 -0.4654 -0.1109

0.45 2.2488 -0.4131 -0.1159

0.50 2.1777 -0.3680 -0.0953

En Yüksek Birim Debi Eşitliğinde Kullanılan Katsayılar

(43)

13)

Grafik Yöntemin Adımları

Havza içerisindeki göllenmeler için «Göllenme

Düzeltme Faktörü Tablosu» kullanılarak düzeltme faktörü (F) belirlenir.

Gölcük veya Bataklık Alan

%’si

Faktör (F)

0 1.00

0.2 0.97

1 0.87

3 0.75

5 0.72

Göllenme Düzeltme Faktörü Tablosu

(44)

14)

Grafik Yöntemin Adımları

En yüksek debi (Q) hesaplanır.

Q = q

u

A R F

Q : En yüksek debi (m3/s)

qu : En yüksek birim debi (m3/s/km2/mm) A : Drenaj (havza) alanı (km2)

R : Yüzey akış hacmi (mm) (Adım 11) F : Göllenme faktörü (Adım 13)

(45)

5. Diğer Yöntemler

Ampirik ya da teorik özellikte olan formüller ve

yöntemler ile havzaya ait en yüksek yüzey akış miktarları hesaplanmaktadır.

Ancak hesaplama sonucu saptanan yüzey akış miktarı ile ölçülen yüzey akış miktarları arasında, havzanın karakteristiklerine bağlı olarak farklılıklar olabilir.

Bu nedenle hesaplamalarda çok dikkatli olunmalıdır.

Eğer yüzey akış fazla hesaplanırsa yapılan tesis inşaatı yüksek maliyete neden olurken; düşük yüzey akışa göre yapılan tesis, fazla gelen yüzey akışın etkisiyle yıkılarak alt havzada can ve mal kaybına neden olabilir.

(46)

Kresnik Formülü

Q

mak

= (axA)x[32/(0.5+A

0.5

)]

Qmak : Yüzey akış (m3/sn)

a : Yağış havzasının özelliğine ve iklim şartlarına bağlı bir katsayıdır. Bu değer, akarsu boyu uzadıkça ve havza ova şeklini aldıkça küçülür. 1-4 arasında değer alır. Ovalık yerlerde 1; dağlık ve havza boyu enine oranla uzun yerlerde 1.5; dağlık ve eni geniş yerlerde 2’dir.

A : Yağış havzasının alanı (km2)

Bu formül Orta Avrupa koşullarına göre geliştirilmiştir.

Ülkemizde de birçok su yapısının planlanmasında kullanılmıştır.

(47)

Hofbauer Formülü

Q

mak

= 60xβxA

0.5

Qmak : Yüzey akış (m3/sn)

β : Yağış havzasının karakterine bağlı bir katsayı A : Yağış havzasının alanı (km2)

Bu formül Avrupa koşulları için geliştirilmiştir.

Yağış

havzasının şekli

Havzanın büyüklüğü

10 km2 den büyük 10 km2 den küçük Ova

Tepelik arazi Dağlık arazi

0.25-0.35 0.35-0.50 0.50-0.70

0.35-0.50 0.50-0.60 0.70-0.80

β katsayısı

(48)

Giandotti Formülü

Q

mak

= (0.8xʎxAxhxH

0.5

)/[4x(A)

0.5

+1.5xL]

Qmak : m3/sn

ʎ : Havzaya bağlı katsayı

A : Yağış havzasının alanı (km2) h : 24 saatlik yağış (mm)

H : Ortalama havza yüksekliği (m) L : Yağış havzasının uzunluğu (km)

Bu formül İtalya koşulları için geliştirilmiştir.

Havza alanı (km2) ʎ 500<

500-1000 1000-8000 8000-20000 20000-70000

166 133 100 84 66

ʎ katsayısı

(49)

Possenti Formülü

Q = 700x(h/l)x(A+b/3)

Q : Akış (m3/sn)

h : 24 saatlik yağış (mm) l : Dere uzunluğu (km)

A : Yukarı havza alanı (km2)

b : Yağış havzasının düz kısımları alanı (km2)

(50)

Hoffman Formülü

Q

mak

= 3xA/(1+A)

0.29 Q : Yüzey akış (m3/sn) A : Havza alanı (km2)

Lauterberg Formülü

Q

mak

= C

1

xAx[114/(115+A

0.5

)+0.007]

Q : Yüzey akış (m3/sn)

C1 : Havza ile ilgili katsayı A : Havza alanı (km2)

(51)

Klunziger Formülü

Q

mak

= 6xtxhx(3xT/t-T

3

/t

3

)

Q : Yüzey akış (m3/sn)

t : Yüzey akışın havza çıkış ağızına kadar olan zaman (sn) T : Yağış süresi (sn)

h : 24 saatlik yağış (mm)

(52)

Kaynaklar

1. Usul, N., 2017. Mühendislik Hidrolojisi, ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim A.Ş., ISBN: 978-9944-344-57-9, Ankara.

2. Bayazıt, M., 1995. Hidroloji, İstanbul Teknik Üniversitesi, ISBN:

975-561-059-6, İstanbul.

3. Ward, A.D., Trimble, S.W., 2003. Environmental Hydrology, Second Edition, Taylor & Francis Group, ISBN: 978-1-4200- 5661-7, Boca Raton.

4. http://avesis.ege.edu.tr/resume/downloadfile/gokcen.yonter?key=

809daa05-6d05-4d5b-b951-1e6aebde1294, Yönter, G. Havzalarda Yüzey Akış Hesaplama Yöntemleri.

5. Subramanya, K., 2013. Engineering Hydrology, 4th Ed., McGraw Hill Inc., ISBN: 978-93-329-0105-6, New Delhi.

6. Hingray, B., Picouet, C., Musy, A., 2015. Hydrology- A Science for Engineers, CRC Press, ISBN: 13-978-1-4665-9059-5, Boca Raton.

Referanslar

Benzer Belgeler

Epitel bariyeri Yabancı cisim Kontakt lens Blefarit. Stafilokok Streptokok

Dokulu yüzeylere öykünmenin bağıntılı bulun- duğu bir yüzey oyunu olarak gelişim gösteren atalar- dan kalma resim oyunu içerisinde yüzeyin kazınması, çizilmesi ve

Şiddeti yeknesak olan ve bu nedenle basit bir hidrograf meydana getiren yüzey akış, toprak üstü ve üst toprak içi akışı ile kanala düşen yağmurdan meydana gelir....

Bunun için toprakaltı drenaj yönteminde hem açık derin drenaj sistemleri hem de kapalı (borulu) drenaj sistemleri kullanılmaktadır... Açık Drenaj

CD10 Öncü B hücreler, nötrofilller nötral endopeptidaz CD11b Monosit, Nötrofil, NK hücre Adezyon molekülü. CD11c Monosit, Nötrofil,

Eğimin azalmasından dolayı oluşan birikme, dik eğimli sahalardan ova yüzeyine açılan akarsuların özellikle sellerin yayıldıkları sahalar ile akarsuların göl ve

Vejetasyonsuz karayolu şevlerinde eğimin artmasıyla yüzey akış başlama süresi, yüzey akış, maksimum yüzey akış, yüzey akış katsayısı ve toplam toprak

Plazma ile nitrürasyon işlemi sonucu oluşan beyaz tabakanın (Fe 4 N, Fe 2-3 N) dubleks yüzey işleminin adezyonu azalttığı hemen hemen bütün araştırmacılar tarafından