Hidroloji. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL. Bozok Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Yozgat

Hidroloji

Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL Bozok Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Yozgat

Hidroloji

Bölüm-1 Hidrolojinin Tanımı ve Önemi Bölüm-2 Yağışlar (Precipitation)

Bölüm-3 Buharlaşma (Evaporation) Bölüm-4 Sızma (Infiltration)

Bölüm-5 Yeraltı Suyu (Subsurface Water) Bölüm-6 Akarsu Akımları (Streamflow)

Bölüm-7 Yüzeysel Akış (Surface Runoff)

Bölüm-8 Hidrograf Analizi (Unit Hydrograph) Bölüm-9 Taşkın Ötelenmesi (Flood routing)

Bölüm-10 İstatistiğin Hidrolojide Uygulamaları

2

Su

Su, tüm canlılar

için bir ihtiyaçtır.

Dünya Su Kaynakları

Tuzlu Sular; 97,20%

Tatlı Sular; 2,80%

Buzullar; 77%

Yer altı Suları;

22%

Nehirler, Göller; 1%

Yeraltı Suyu Hidrolojisi

Yerküre içerisindeki tüm sular yeraltısuyu olarak tanımlanabilir.

Zemin yüzeyi Zemin suyu Kapiler saçak

Su tablası

Yer altı suyu Suya doygun

olmayan bölge

Suya doygun bölge

Yeraltı Suyu Hidrolojisi

Yeraltısuyu Hidrolojisi, yerküre içerisindeki suyun miktarı, hareketi, dağılımı, kalitesi vb. konularla ilgilenen bilim dalıdır.

Hidrojeoloji = Jeohidroloji = Yeraltısuyu Jeolojisi = Yeraltısuyu Hidrolojisi

Yeraltı Suyunun Bölgeleri

Doymamış bölge

Doymuş bölge Yeraltı su yüzeyi Kapiler saçak

Beslenen akarsu

Buharlaşma Yağıştan sonra aşağıya

hareket eden zemin nemi

Besleyen akarsu

Yeraltı suyu akımı

Geçirimsiz tabaka Terleme

Sızma

Yeraltı Suyunun Bölgeleri

Zemin nemi

Peliküler su ve yerçekimiyle hareket eden su

Yeraltı su yüzeyi Yeraltı suyu

Kapiler su Ara bölge

Zemin nemi böl.

Kapiler bölge Doymuş

bölge

Askıda su (vadoz su) Su+hava

Doymamış bölge

Yeraltı suyu bölgelerinin şematik gösterimi

Yeraltı Suyunun Bölgeleri

Yeraltı suyu bölgelerinin basınç değişimi

Doymamış bölge Kapiler saçak

Zemin yüzeyi

Yeraltı su yüzeyi Doymuş bölge

P=0 h_c

P 0

 ^ P 0

 ^

B A C

h_c

Doymamış Bölge

 Doymamış bölgedeki suyu, kuyular vasıtasıyla yüzeye çıkaramadığımız için bu su sadece bitkilerin su ihtiyacını karşılamak açısından ve drenaj için önemlidir.

 Doymamış bölgede bitkiler 0.3-2 m arasında değişen derinlikte suyu kökleriyle çekerler.

 Bataklıklarda yeraltı su yüzeyi zemin üzerine çıkar ve doymamış bölge bulunmaz.

 Çok kurak bölgelerde ise 300 m’ye ulaşabilir.

Doymamış Bölge

 Bu bölgedeki su yerçekiminin ve kapiler gerilmelerin etkisi ile hareket eder. Bu hareketin incelenmesi karmaşıklığı yüzünden zordur.

Peliküler Su: Moleküler çekim kuvveti nedeniyle taneye yapışan ve yerçekimi etkisiyle ayrılmayan suya peliküler su denir.

 Tanelerin çapı küçüldükçe peliküler su oranı artar.

Doymamış Bölge

 Yeraltı suyu üzerinde bulunan kapiler bölgenin kalınlığı (h_c) kapiler basınç yüksekliğine eşit olup zeminin D boşluk çapı ile ters orantılıdır.

0.3 h

 D

Zemin cinsi h_c (cm)

Silt 10-20

İnce Kum 4

Orta Kum 2.5

İri Kum 1.5

Çakıl 0.5

Doymamış Bölge

Arazi Kapasitesi: Doymamış bölgede yerçekimi etkisiyle aşağıya doğru hareket sona erdikten sonra geriye kalan suyun yüzdesine denir.

Kuruma (Solma) Noktası: Bitkilerin zeminden çekemeyeceği suyun yüzdesine denir. Burada kalan suya higroskopik su denir.

Arazi kapasitesi ile kuruma noktası arasındaki fark bitkinin kullanabileceği suyun yüzdesini gösterir.

Doymuş Bölge

Doymuş bölgede basıncın pozitif oluşundan dolayı, bu bölgelere açılan kuyulardan yeraltı suyu yeryüzüne çıkarılır. Bu bölgeye su taşıyan tabaka anlamına gelen akifer de denilir.

Akifer: Boşlukları tamamıyla yeraltı suyuyla dolmuş olan, bu suyu bir noktadan diğerine iletebilen ve böylece boşluklarındaki suyun dışarıya çıkmasına imkan veren formasyonlara denir.

Akifer Özellikleri

 Doygun olmayan (doymamış bölgede) zemin daneleri arasında su ve hava bulunur.

 Doygun bölgede ise zemin daneleri arasındaki tüm boşluklar su ile doludur.

 Doymamış bölgedeki su yerçekiminin etkisi ile derine süzülerek (perkolasyon) yeraltısuyuna karışır.

 Doymamış bölgede süzülmeden sonra geriye moleküler çekim kuvvetleriyle tutulan

(peliküler su) ile kapiler gerilmelerle tutulan (kapiler saçak) su bulunur.

Yer altı su seviyesi

Bütün

boşluklar su ile dolu

Bütün boşluklar su+hava ile dolu

Doygun olmayan bölgeDoygun bölge

Porozite

Poroz malzeme

Erime boşluklu kireçtaşı İyi derecelenmiş

kum Kötü derecelenmiş

kum

Çatlaklı kaya Granit’te kırıklar

Porozite: Zemin içindeki boşlukların hacminin toplam hacime oranıdır.

Özgül Verim ve Özgül Tutma

Doymuş bölgede tutulan suyun (kalan su) toplam kayaç hacmine oranına Özgül Tutma (Tutulma) denilir.

Doymuş bölgeden pompajla alınabilen suya ise Özgül Verim adı verilir. Efektif porozite de denilir.

Porozite = Özgül veri + Özgül tutma

Zemin cinsi Porozite

(%) Özgül veri (%)

Kil 50 3

Kum 35 25

Çakıl 30 22

Çakıllı kum 25 16

Kum taşı 15 8

Kalker 5 2

Granit 1 0.5

Özgül Verim ve Özgül Tutma

Dane Çapı (mm)

0.001 0.01 0.1 1 10 100

Kil Silt Kum Çakıl

Boşluk Oranı

Özgül tutma Özgül

verim

Porozite

Akiferler

Akiferler serbest yüzeyli (sınırlanmamış, unconfined) ve basınçlı (sınırlanmış, artezyen, confined) olmak üzere ikiye ayrılır:

1) Serbest Yüzeyli Akiferler

Doymuş bölge serbest yüzeyli akifer olup yeraltı su yüzeyi serbest su yüzeyine karşılık gelir ve bu tür akiferdeki akım bir açık kanaldaki serbest yüzeyli akıma benzer. Bir havzadaki yeraltı su yüzeyini belirlemek için gözlem kuyuları açılır ve belirli aralıklarla okuma alınır.

2) Basınçlı Akiferler

Bu tür akiferler alttan olduğu gibi üstten de geçirimsiz tabaka ile sınırlanmışlardır dolayısıyla atmosfer basıncı ile temasta olan bir serbest yüzeyleri yoktur. Bu bakımdan basınçlı akiferlerdeki akım borulardaki basınçlı akıma benzer.

Akiferler

Akiferler

Geçirimsiz tabaka Artezyen akifer

Piyezometre yüzeyi

Zemin yüzeyi Fışkırmayan artezyen kuyu

Fışkıran artezyen kuyu Beslenme bölgesi

YSY

Basınçlı (Artezyen) Akifer

Yeraltı Suyunun Beslenmesi

1) Yağışlardan sonra yeryüzünden sızan suyun doymamış bölgeyi arazi kapasitesine eriştirdikten sonra daha derine süzülmesiyle

2) Yeraltı su yüzeyinin yukarısında olan akarsulardan sızma ile (besleyen akarsu)

3) Sulama kanallarındaki suyun sızması ile

4) Yerin derinliklerinden yukarıya çıkan su ile. Bu suyun miktarı az olup kalitesi kötüdür.

5) Havadaki su buharının zemin üzerinde yoğunlaşması ile

Yeraltı Suyundan Kayıplar

1) Kapiler bölge bitkilerin köklerine kadar vardığında terleme ile.

Kökler bitkinin cinsine bağlı olarak 10 m derinliğe kadar inebilir.

2) Kapiler bölge yeryüzüne yaklaştığında buharlaşma ile 3) Yeraltı su yüzeyinin yeryüzünü kesmesi halinde:

a) Akımın geniş bir alana (bataklık gibi) yayılmasından dolayı buharlaşma yoluyla

b) Kurak mevsimlerde bir akarsuyu besleyerek (beslenen akarsu) c) Yeraltı suyunun yeryüzüne çıkması ile (kaynak)

4) İnsanlar tarafından açılan kuyulardan pompajla ve artezyen kuyularıyla su çekilmesi ile

Yeraltı Suyu Akımı

Yeraltı suyu akım hızı çok az olup günde birkaç metre ile yılda birkaç metre arasında değişir. Bu nedenle yeraltı suyu akımı her zaman laminerdir, ancak çok büyük boşluklu zeminlerde ve kuyu yüzeylerinin yakınlarında türbülans hareketi görülebilir.

Akımı, çok yavaş akımlarda geçerli olan Darcy kanunu idare eder.

Kum dolu sütun Su seviyesi = h_a

Su seviyesi = h_b Q_giren

Q_çıkan

Modern hidrojeolojinin doğumu Henry Darcy’nin deney seti 1856

1803-1858

Darcy Kanunu

Darcy Kanunu

Enerjinin yüksek olduğu yerlerden alçak olan yerlere doğru olan yeraltısuyu hareketi;

 Sürtünme ile meydana gelen enerji kaybının fazlalığından dolayı yavaştır (permeabiliteye bağlı olarak)

 Genelde 10 ile 100 cm/gün’dür.

 Akım genelde laminerdir

Darcy Kanunu

Genelde yeraltısuyu akımı Darcy kanununa uyar (büyük boşluklar bulunan akiferlerde ile kuyu civarları hariç).

statik Düzenli akım

Darcy Kanunu

Referans düzlemi

Enkesit alanı, A

kum

Özgül debi, q (mm/m)

Hidrolik gradyan, -dh/dl Eğim = K

Darcy Kanunu

I h L

 

Vf  K I

f

V Q

 A

Re V D^f



 

( )

f g

g

Q Q V

V  A  p A  p



Piyezometrik eğim (Hidrolik gradyan)

Filtre hızı

Reynolds Sayısı

Re < 1-10 (Darcy kanunu geçerli)

Gerçek hız

I

Referans düzlemi

Enkesit alanı, A

kum

Darcy Kanunu

1 2

1 2

p p

h z z

 

   

       

   

2 0

2 V

g  I h dh

L dL

  

Q K A dh

    dL Q    K I A

Dracy Kanunu

Referans düzlemi

Enkesit alanı, A

kum

Darcy Kanunu

K = hidrolik iletkenlik (geçirimlilik, permeabilite)(cm/s) I = hidrolik gradyan (piyezometrik eğim)

k = özgül geçirimlilik (Darcy = 0.98710^-3 cm)

 = dinamik viskozite (kg.s/m²)

Q     K I A

K  k

 

Darcy Kanunu

Zemin cinsi K (cm/s) k (Darcy)

Kum taşı 10^-3 – 10^-1 1 – 10²

Çakıl, iri kum 10^-2 – 1 10 – 10³ Çakıllı kum 10^-2 – 10^-1 10 – 10²

Orta kum 10^-2 – 10^-1 10 – 10²

İnce kum 10^-3 – 10^-1 1 – 10²

Çok ince kum 10^-4 – 10^-2 10^-1 – 10

Silt 10^-6 – 10^-4 10^-3 – 10^-1

Kumlu kil 10^-8 – 10^-6 10^-5 – 10^-3

Kil 10^-9 – 10^-7 10^-6 – 10^-4

Transmisivite (İletkenlik, İletim Kapasitesi)

Bir akiferin suyu iletme kapasitesidir.

Birim kesiti ile akiferin yüksekliği boyunca, birim miktardaki yük kaybı altında birim zamanda geçen su miktarıdır.

T = transmisivite (m³/s/m, m²/s, cm²/s, m³/gün/m) K = hidrolik iletkenlik (permeabilite)

m = akifer kalınlığı

T K m  

Transmisibilite (İletim Kapasitesi)

1 m 1 m

m

1 m

T K m  

T

K

Depolama Katsayısı (Biriktirme Katsayısı)

Birim kesitli bir akifer prizmasından birim yük düşmesi ile alınacak su miktarının yüzde (%) cinsinden ifadesidir. (Piyezometre çizgisindeki birim alçalmaya karşılık, akiferin yatayda birim kesitli bir parçasından dışarıya çıkacak suyun hacmidir). Birimi boyutsuzdur.

Serbest (Basınçsız) Akiferde; Özgül verime eşittir

Artezyen (Basınçlı) Akiferde; Özgül depolama katsayısına eşittir.

Özgül Depolama Katsayısı: Birim yükseklikteki, birim kesitli bir akifer prizmasından, birim yük azalması ile serbest hale geçen su miktarıdır. n_e: efektif porozite, : suyun sıkışabilme katsayısı, S_s: özgül depolama katsayısı (1/m),

: katsayı

S S e s Sy

S

s e

e

S n

n

 ^  ^

     

 

Depolama Katsayısı (Biriktirme Katsayısı)

Basınçlı akifer

Serbest akifer Piyezometrik

seviyedeki

birim düşüm YAS seviyesindeki

birim düşüm

Basınçlı Akiferlerde S = 0.005 – 0.00005 Serbest Akiferlerde S = 0.01 – 0.30

Yeraltı Suyunun Kuyularla Çekilmesi

Yeraltı Suyunun Emniyetli Verisi

Bir akiferden sakıncalar yaratmadan çekilecek en fazla su miktarına emniyetli (güvenli) veri denir. Emniyetli veri şu etkenlerle sınırlanmalıdır:

i. Beslenme miktarı ile: Su dengesi denkleminden emniyetli veri hesaplanır ve çekilen suyun bu değeri aşmamasına dikkat edilir.

ii. Zeminin iletim kapasitesi ile: Akiferin beslenme kaynakları yeterli olduğu halde zemin istenen miktarda suyu kuyulara iletmeyebilir. Bu durumda emniyetli veri akiferin kuyulara ilettiği miktarla sınırlanmalıdır.

iii. Akiferin kirlenme tehlikesi ile: Yeraltı su yüzeyinin alçalması deniz suyunun ve diğer zararlı suların akifere girmesine yol açar.

Serbest Yüzeyli Bir Akiferdeki Kuyudan Çekilen Debinin Belirlenmesi

Bir pompaj kuyusundan çekilen debi ile akiferin hidrolik iletkenliği ve kuyudan belli bir uzaklıkta yeraltı su yüzeyinin alçalma miktarı arasındaki bağıntı Darcy kanunun ve Dupuit hipotezlerini kullanarak elde edilebilir.

Dupuit hipotezleri şunlardır:

i. Yeraltı suyu akımında bir düşey kesit boyunca her noktada hız yataydır.

ii. Bir düşey boyunca hız dağılımı üniformdur.

iii. Hidrolik eğim ifadesindeki dL uzunluğu piyezometre çizgisi boyunca ölçüleceği halde yatay doğrultuda ölçülebilir.

Serbest yüzeyli bir akiferde açılan bir kuyudan su çekilirken yeraltı su yüzeyinin durumu

h₂ m h₁ h

r₂ r₁ r

Gözlem kuyuları Q

Pompaj kuyusu

Geçirimsiz tabaka YSY

Pompajdan sonraki yeraltı su yüzeyi

Serbest yüzeyli akifer

1 2

s₁ s₂

r yarıçaplı ve h yükseklikli

silindirik yüzeyden giren debi:

Silindirin boy kesit alanı

Homojen, izotrop, sonsuz genişlikte ve yatay tabanlı bir serbest yüzeyli akiferde pompaj kuyusunun geçirimsiz tabakaya kadar uzanması ile su yüzeyinden alçalmaların akifer kalınlığına göre küçük olması durumunda geçerlidir.





Q V A K i f     rh

dh dh i  dL  dr





Q K dh rh dr 

   ^{2 2}

1 1

r 2 h

r h

dr K hdh

r Q

 

 

2 1

ln h h Q K

r r

 ^



m kalınlığı sabit olan basınçlı bir akiferde açılan bir kuyudan çekilen Q debisi ile piyezometre yüzeyinin h kotu arasındaki bağıntı da benzer şekilde bulunur.

Basınçlı Bir Akiferdeki Kuyudan Çekilen Debinin Belirlenmesi

m h₂ h₁ h

r₂ r₁ r

Gözlem kuyuları Q

Pompaj kuyusu

YSY Pompajdan

sonraki

yeraltı su yüzeyi

Basınçlı akifer

2 1

Geçirimsiz tabaka

Basınçlı akifere açılan kuyudan çekilen debi formülü





f

Q V A K dh r m dr 

    

2 2

1 1

r 2 h

r h

dr K m dh

r Q

 

 

2 1

2 1

( )

2

ln m h h

Q K

r r

 ^



Örnek

40 m kalınlıkta serbest yüzeyli bir akiferden pompaj kuyusu ile 0.03 m³/s ’lik debi çekilmektedir. Akım kararlı hale ulaştıktan sonra pompaj kuyusundan 20 ve 50 m uzaklıktaki iki gözlem kuyusunda yeraltı su yüzeyinin 3.2 m ve 1.9 m alçaldığı gözlenmiştir. Zeminin hidrolik iletkenliğini ve iletim kapasitesini hesaplayınız.

20m 50m

40m

YSY 3.2m 1.9m

Q= 0.03 m³/s

20m 50m

40m

YSY 3.2m 1.9m

Q= 0.03 m³/s

Çözüm

Verilenler:

Q = 0.03 m³/s r₁ = 20 m

r₂ = 50 m

h₁ = 40-3.2 = 36.8 m h₂ = 40-1.9 = 38.1 m

Serbest yüzeyli akiferde:

2 2

2 1

2 1

ln h h Q K

r r

 ^

 _{2 2} ⁵

ln50

0.03 20 8.99 10 /

38.1 36.8

K m s



     



İletim kapasitesi: T  40 8.99 10m  K    ^5  3.6 10 ^3 m² / s

Örnek

Kalınlığı 6 m permeabilite katsayısı 0.077 cm/s olan basınçlı bir akifere açılan pompaj kuyusundan 50 m ve 120 m uzaklıktaki iki gözlem kuyusunda su derinlikleri 11.5 m ve 13 m olarak okunuyor. Bu akiferden çekilebilecek debiyi hesaplayınız.

Çözüm

Verilenler:

m = 6 m

h₁ = 11.5 m, h₂ = 13 m r₁ = 50 m, r₂ = 120 m

2 1

2 1

( )

2

ln m h h

Q K

r r

 ^

 _{2 0.077 10 2} ^{6 13 11.5}

 

ln120 50

 ^{ }

    0.05 m³ / s

Örnek

Kalınlığı 20 m olan bir akiferde açılan iki gözlem kuyusu arasındaki uzaklık 50 m’dir. A kuyusunda statik su kotu 125 m, B kuyusunda 124.5 m’dir. A kuyusuna verilen bir radyoaktif izleyicinin B kuyusuna varması için 4 saat geçtiği ölçülüyor. Zeminin porozitesi % 14 olduğuna göre a) Akiferde yeraltı su yüzeyinin eğimini bulunuz.

b) Yeraltı suyu akımı hangi yöndedir? Gerçek hızı ne kadardır? Filtre hızını hesaplayınız?

c) Akiferin hidrolik iletkenliğini hesaplayınız.

d) Zeminin iletim kapasitesini hesaplayınız.

e) Zeminin özgül geçirimlilik katsayısı nedir? (Suyun sıcaklığının 10 ⁰C ve bu sıcaklıkta dinamik viskozitenin 134x10^-6 kg-s/m² olduğunu kabul ediniz. r=1000 kg/m³)

Çözüm

A B

125m 124.5m

m=20m

50m

a) Yeraltı su yüzeyinin eğimi:

125 124.5 0.01 50

i dH dL

   

b) Akımın yönü A’dan B’ye doğrudur çünkü A kuyusundaki yeraltı su seviyesi B kuyusundakinden daha yüksektir.

Akımın gerçek hızı:

50 100 0.35 / 4 3600

g

V L cm s

 t  

Filtre hızı: V V p_f  _g 0.35 0.14 0.049  cm s/

c) Akiferin hidrolik iletkenliği:

0.049 4.9 / 0.01

Vf

K cm s

 i  

Çözüm

A B

125m 124.5m

m=20m

50m

d) Zeminin iletim kapasitesi:

20 100 4.9 9800 2 / T m K      cm s

e) Zeminin özgül geçirimlilik katsayısı:

6 2 9 2

134 10 4.9 10 6.6 10

k  K 1000 m



  

      

Veya 1 Darcy = 0.987 x 10^-8 cm^{2 6.6 10 9 10}₈ ⁴ 6.7 10³ 0.987 10

k   ^  _   Darcy



Hidrolik İletkenliğin Ölçümü



Hidrolik iletkenlik (permeabilite):



Laboratuvarda



Sabit seviyeli permeabilite testi



Düşen seviyeli permeabilite testi



Arazide

ölçülebilir

h

A

zemin L

Q

Sabit seviyeli permeabilite testi

K Q L

h A t

 

 

Q= debi (m³/s)

A= zemin numunesinin enkesit alanı, (m²)

Hidrolik İletkenliğin Ölçümü

Q AVt 

/

V Ki Kh L  

h

A

zemin L

Q

Örnek: Q L

K h A t

 

 

İlk Okuma Tarih, Saat

Son Okuma

Tarih, Saat Su Sıcaklığı (⁰C)

Süre (s)t

Geçen Su Hacmi, Q

(cm³)

(cm/s)k

1 09:00 09:02 20 120 155 4.16E-03

2 09:03 09:05 20 158 4.24E-03

3 09:06 09:08 20 162 4.34E-03

4 09:10 09:15 20 395 4.24E-03

5 09:20 09:25 20 400 4.29E-03

6 09:25 09:27 20 210 5.63E-03

7 09:30 09:40 20 1040 5.58E-03

8 10:00 10:05 20 520 5.58E-03

Ortalama 4.75E-03 h, cm= 30 L,cm= 20 D,cm= 12 A, cm²= 113.04

h: manometrelerdeki su seviyesi farkı, cm L: Manometreler arasındaki mesafe, cm

D: Kalıp çapı, cm A: Kalıp alanı, cm²

Düşen seviyeli permeabilite deneyi

a : cam borunun enkesit alanı L : Zemin numunesinin boyu A : Enkesit alanı

dt : cam borudaki yüksekliğin h₁’den h₂’ye düşene kadarki zaman dilimi

zemin

A

t= t₀ dh

Q a

h

h₂ t = t₁

h₁

Hidrolik İletkenliğin Ölçümü

1 2

2.3 a L log h

K A t h

 

      

zemin

t = 0 h₁=69 cm

Q

h₁

t = 5 dk h₂=60 cm

a=2.1 cm R=10 cm

H=13 cm

A 3.461 13 69

2.3 log 0.000267 /

78.5 300 60

K      cm s

0 2

2.3a Llog h

K A t h

 

   

2 2

2 2

2.1 3.461 4

10 78.5 , 5 300

4

a cm

A cm t dk s





  

     

Örnek:

Permeametrelerde denenebilen zemin numunelerinin boyutları küçük olduğu için ancak o bölgedeki K değeri belirlenebilir, akiferin ortalama hidrolik iletkenliği bulunamaz, ayrıca numuneler örselenebilecekleri için laboratuvarlarda elde edilen sonuçlara her zaman güvenilemez bu nedenle iletkenliği arazide ölçmek tercih edilir.

Arazide Ölçme:

Arazide hidrolik iletkenlik ölçümü için Hız yöntemi ve Potansiyel yöntem olmak üzere iki farklı yöntem kullanılmaktadır.

V

  K I

( )

g f

g

Q Q V

V  A  p A  p



Hız metodu: Belli bir noktadan akifere verilen bir maddenin gözlem kuyusuna erişmesi için geçen zaman ve yer altı su yüzeyinin eğimi ölçülür, porozite belirlenir. Buradan yer altı suyunun gerçek hızı hesaplanır (V_g).

Hidrolik İletkenliğin Ölçümü(Arazide)

Potansiyel Metodu: Pompaj yapılan kuyudan farklı uzaklıklardaki gözlem kuyularında su yüzeyindeki alçalmalar gözlenir, buradan iletim kapasitesi (T) hesaplanır.

a) Thiem Metodu : Pompaj kuyusundan çekilen debi ve iki gözlem kuyusundaki su yüzü alçalmaları belirlenir. Eğer akifer kalınlığı alçalma miktarlarından çok büyükse; r kuyu yarıçaplarını göstermek üzere T:

Tek gözlem kuyusu açılmışsa, r₂ yerine r_o, s₂ yerine s_o yazarak T hesaplanabilir. Ancak, pompaj kuyuları civarında Darcy denklemi geçerli olmadığından hatalara neden olabilir.

2 1

1 2

log( / ) 2.72

Q r r

T   s s



Eğer akifer kalınlığı (h) fazla değilse, o takdirde T:

2 1

2 2

1 2

1 2

log( / ) 2.72

Q r r

T s s

s s

h h

 

   

  

   

   

r₂ r₁

s₁ s₂ Q

h

Hidrolik İletkenliğin Ölçümü(Arazide)

Örnek

Kalınlığı 50 m olan serbest akiferde açılan 17.5 inç (1 inç=2.54

cm) çapındaki sondaj kuyusundan dengeli rejimde 26 lt/sn

debi ile su çekilmekte ve kuyuda 25 m kalınlığında filtre

kullanılmaktadır. Pompaj kuyusundaki düşüm 5.6 m, bu

kuyunun 3.3 m uzağındaki gözlem kuyusunda ise düşüm 2.9

m’dir. Akiferin T ve K değerlerini bulunuz.

Çözüm

Bu soruda serbest akifer olduğu için T hesabında akifer kalınlığı b yerine kuyunun filtre kalınlığı kullanılmalıdır.

3 2

2 2

26 10 log(3.3 / 0.22)

0.00518 / 2.72 5.6 5.6 2.9 2.9

44.4 47.1

0.00518 0.0002072 / 17.90 / 25

T m s

T K b K T m s m gün

b

 

  

   

  

   

   

      

2 1

2 2

1 2

1 2

log( / ) 2.72

Q r r

T s s s s

h h

 

   

  

   

   

1 5.6 1 50 5.6 44.4 s  m h    m

2 2.9 2 50 2.9 47.1 s  m h    m

Pompaj kuyusu yarıçapı:

 

1 17.5 2.54 / 2 22.22 0.22

r    cm m