1 / 63

SEL KONTROLUNDA HİDROLOJİ

ÇEM SEL KONTROLU SEMİNERİ. SEL KONTROLUNDA HİDROLOJİ. HÜSEYİN E. ÇELİK İÜ ORMAN FAKÜLTESİ 15-17 ŞUBAT 2012 AFYONKARAHİSAR. Hidroloji: Su bilimi

elu
Download Presentation

SEL KONTROLUNDA HİDROLOJİ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ÇEM SEL KONTROLU SEMİNERİ SEL KONTROLUNDAHİDROLOJİ HÜSEYİN E. ÇELİK İÜ ORMAN FAKÜLTESİ 15-17 ŞUBAT 2012 AFYONKARAHİSAR

  2. Hidroloji: Su bilimi Hidroloji, yerkürede (yani yeryüzünde, yeraltında ve atmosferde) suyun çevrimini, dağılımını, fiziksel ve kimyasal özelliklerini, çevreyle ve canlılarla karşılıklı ilişkilerini inceleyen temel ve uygulamalı bir bilimdir. Hidromekanik ve hidrolik HİDROLOJİ

  3. Yamaç ıslahı HİDROLOJİ

  4. Yatak ıslahı HİDROLOJİ

  5. 5

  6. Optimum yatak kesitinin belirlenmesi Bu amaçlarla önce debinin bilinmesi gerekir. Debi: akım gözlem istasyonu Belirli bir tekerrür aralığı (dönüş aralığı, yineleme süresi, frekans, returnperiod) 2, 5, 10, 25, 50, 100, 500, 1000 Normal akım - Sel/Taşkın niteliğinde akım, pik debi, pik akım DSİ MAFA Yeterli gözlem istasyonu olmadığı için akımın hesaplanması (batı dillerinde tahmini) gerekir

  7. Taşkın/Pik Debi Tahmin (Hesaplama) Yöntemleri • A. İstatistiki Yöntemler • - Log-Normal (2 ve 3 parametreli) • - Ekstrem değer (tip I,II ve III) • Pearson tip III • Log-Pearson tip III • Gama dağılımları • Yapay sinir ağları • Bulanık mantık • DSİ MAFA HİDROLOJİ

  8. HİDROLOJİ

  9. B. Deterministik Yöntemler • Değişik Birim Hidrograf Yöntemlerinde Kullanım Kriterleri: • - DSİ Sentetik Yöntemi tp > 2 sa , A < 1000 km2 • - Mockus Yöntemi tc < 30 sa • - Snyder Yöntemi A > 1000 km2 • Lag-Time Yöntemi Lag < 6 sa • Ampirik Formüller ve Kullanım Kriterleri : • Mc Math Yöntemi: Qp= 0,0023 C I S 1/5A 4/5 • her büyüklükteki DÜZ alan • -Rasyonel Yöntem: Qp = CIA/3,6 A<1,0 km² kırsal alan • A < 0,5 km² şehir alanı • Genel Formül: Q= CAn her büyüklükteki alan • Kresnik formülleri Q=25√A • Ampirik formüllerde birime dikkat HİDROLOJİ

  10. RASYONEL YÖNTEM

  11. Rasyonel Yöntem • Bu yöntem, yeteri kadar ölçümü bulunmayan yan derelerin ve yüzeysel drenaj kanallarının kapasite hesaplarında kullanılmaktadır. • Adı Rasyonel (makul, akılcı) ama sonuçlar pek rasyonel değil • Yöntem genellikle 5 km2 den küçük alanlar için iyi sonuç vermektedir. • Yöntem havzanın toplanma zamanına tekabül eden süre içerisinde, yağışın tüm havza üzerine üniform olarak düştüğünü varsayar. • Akış katsayısı bitki örtüsüne, zeminin geçirimliliğine ve havzanın eğimine göre 0.05-0.95 arasındadır. HİDROLOJİ

  12. Rasyonel Yöntem • Burada, • Q= Pik debi (m3/sn) • C= Akış katsayısı • I= Yöre için muhtemel maksimum yağış şiddeti (mm/saat) • A= Havza alanı (ha) • I, 10,25,50 veya 100 yıl tekerrür aralığına göre hesaplanır. Bu amaçla hazırlanmış abaklar ve bilgisayar programları vardır. HİDROLOJİ

  13. Rasyonel formül 5 km²’den küçük havzalarda, ancak DSİ 1 km²’den büyük havzalarda kullanmıyor • Formülün kabulleri: • havzanın her yerine aynı miktarda yağmur yağmıştır • toplanma süresine eşit sürede üniform yağmıştır. • Formüldeki geçirimsiz yüzeylerde 1’e sık bitkilerle kaplı alanlarda sıfıra yaklaşan C katsayısı da özneldir.

  14. Rasyonel Yöntem C katsayısının bulunması: Bir drenaj alnını temsil edecek ortalama c katsayısı c katsayılarının drenaj alanının özelliğine göre ağırlıklı ortalaması alınarak hesaplanır. HİDROLOJİ

  15. Değişik yüzeylerden yüzeysel akış miktarı (%) İyi orta zayıf çıplak beton/asfalt bitki örtüsü bitki örtüsü bitki örtüsü toprak HİDROLOJİ

  16. Rasyonel Yöntem Çeşitli arazi şartlarında akış katsayıları HİDROLOJİ

  17. Mecra yüksekliği ve uzunluğu yardımıyla toplanma süresi bulunur. tekerrür aralığına göre yağış miktarı meteoroloji istasyonundan alınarak abakta işaretlenir, toplanma süresi ile birleştirilerek yağış süresi bulunur Bu süreli yağış meteoroloji istasyonundan alınır. HİDROLOJİ

  18. Rasyonel Yöntem Yağış şiddetinin bulunması: Rasyonel yöntemde konsantrasyon zamanı aşağıdaki eşitlik yardımıyla hesaplanmaktadır. Tc : Konsantrasyon zamanı (dak) L : Yatak veya kanal uzunluğu (m) H : Yatak veya kanalın başı ile sonu arasındaki kot farkı (m) Konsantrasyon zamanı dakika cinsinden bulunduktan sonra, bu zaman yağış süresi kabul edilerek, alana ait yağış şiddeti-süre-tekerrür eğrilerinden tekerrür süresine bağlı olarak grafiğin düşey ekseninden yağış şiddeti (mm/sa) bulunur. HİDROLOJİ

  19. SENTETİK BİRİM HİDROGRAF

  20. DSİ Sentetik Birim Hidrograf • Hidrograf, bir akarsu kesitindeki debinin zamana göre değişimini gösteren bir grafiktir. • Hidrografın şekli taşkını meydana getiren yağışın ve drenaj alanının özelliklerine göre değişir. Pik akım Yükselme eğrisi Çekilme eğrisi HİDROLOJİ

  21. Birim hidrograf, bir drenaj alanında belirli bir süre devam eden yağışın birim yükseklikte akış meydana getiren kısmıdır. • Birim hidrograf ya gözlem değerlerinden ya da sentetik olarak elde edilir. Gözlemlerden elde edilebilmesi için yağış ve akış rasatlarının birlikte bulunması gerekir. • Sentetik birim hidrograflar, üzerinde uzun süreli güvenilir akım rasatları bulunmayan akarsu havzalarından gelebilecek taşkın değerlerinin hesaplanmasını sağlar. • Bu metot 1000 km²’ye kadar drenaj alanlarında kullanılmaktadır. HİDROLOJİ

  22. İstanbul Kozdere HİDROLOJİ

  23. Sentetik Birim Hidrograf: İstanbul Kozdere L= 6490 m, A= 11,9 km² Harmonik eğim HİDROLOJİ

  24. Sentetik Birim Hidrograf Harmonik eğim: 10/78,81 =0,016 L: Ana kanalın boyu (km) Lc: Alanın ağırlık merkezinin kanal üzerindeki izdüşümü ile kanalın alanı terk ettiği nokta arasındaki mesafe (km) L= 6,49 km Lc= 2,32 km HİDROLOJİ

  25. Sentetik Birim Hidrograf Eğri Numarası= = 6,49*2,32 / 0,126= 119,03 Şekil 25’ten A =11,9 km² için, qv = 120 lt (1 mm lik akış için verim) Qp = A.1.qv.10-3 = 11,9*120*10-3 = 1,428 m³/sn/mm (birim hidrografın pik debisi) =9951 sn = 2,76 sa (birim hidrografın yükselme süresi) HİDROLOJİ

  26. HİDROLOJİ Şekil 25

  27. Boyutsuz birim hidrograf koordinat ları HİDROLOJİ

  28. tp (yükselme zamanı) ve qp (birim hidrografın pik debisi) HİDROLOJİ

  29. Sentetik Birim Hidrograf İki saatlik yağışa göre. Yükselme süresi 2,76 saat HİDROLOJİ

  30. Sentetik Birim Hidrograf hy Yağış Yüksekliğinin Bulunması hy = yağış şiddeti x yağış süresi x dağılım katsayısı x maksimize faktörü 2 saatlik yağış için (10 yıl tekerrürlü), Yağış şiddeti: 37,84 mm (MYFA Sarıyer) Yağış süresi : 2 sa Dağılım katsayısı: 0,96 (Şekil 20) Maksimize faktörü: 1,13 hy (2sa) : 37,84*2*0,96*1,13= 82 mm HİDROLOJİ

  31. HİDROLOJİ

  32. HİDROLOJİ

  33. Şekil 20 HİDROLOJİ

  34. Sentetik Birim Hidrograf ha Akış Debisinin Bulunması Akış debisi yağış akış bağıntısı eğrilerinden (Şekil 23) bulunmaktadır. Bunun için yağışın ve havzayı temsil eden akış eğri numarasının bilinmesi gerekmektedir (Tablo 19/1). Buna göre, ha (2sa): 10 mm İki saatlik yağışa karşılık gelen debi: Qp= A. 1. qv.0,001= 11,9*10*120*0,001=14,28m³/san Not: Ancak etkin yağış süresi Tp’den büyük olacağından, havzanın maksimum debisi Tp’den daha büyük bir yağış süresine eşit olacaktır. Bu yüzden 2 şer saatlik dönemler için hidrograflar bulunur.) hy (4sa): 42,43*4*0,96*1,13= 186 mm hy (6sa): 52,65*6*0,96*1,13= 346 mm hy (8sa): 54,07*8*0,96*1,13= 479 mm HİDROLOJİ

  35. HİDROLOJİ

  36. Hidrolik Zemin Grupları ve Bitki Örtüsüne Göre Akış Eğri Numaraları Tablo 19/1 HİDROLOJİ

  37. 60 10 HİDROLOJİ Şekil 23

  38. Sentetik Birim Hidrograf HİDROLOJİ

  39. HİDROLOJİ

  40. Şekil 26: Yağışın zaman içindeki eş dağılım sınırları HİDROLOJİ

  41. HİDROLOJİ Tabloda görüldüğü gibi etkin yağış süresi 8 saat olup, havzanın 10 yıl tekerrürlü maksimum debisi Qmax= 267,48 m³/sn olur.

  42. Tablodan etkin yağış süresinin 8 saat ve maksimum debisinin 267,48 m³/san olduğu görülür. 10 yıl tekerrür aralıklı hesaplanan debi, 25, 50, 100 yıl için tekrarlanır HİDROLOJİ

  43. MOCKUS YÖNTEMİ

  44. Mockus Yöntemi • Bir çeşit sentetik birim hidrograftır. Birim hidrograf üçgen kabul edilmektedir. • Üzerinde akım gözlem istasyonu bulunmayan derelerde uygulanır. • Toplanma süresi 30 saat veya daha az olan drenaj alanları için uygulanabilmekte, daha büyük alanlarda drenaj alanları tali parçalara ayrılarak her bir parça için çizilen hidrograflar gecikme zamanlarına göre süperpoze edilmektedir. HİDROLOJİ

  45. Mockus Yöntemi: İstanbul Kozdere Eğim hesabı HİDROLOJİ

  46. Mockus Yöntemi Harmonik eğim =0,016 = 1,35 sa Toplanma zamanı (sa) =2,32 = 3 sa Suların toplanma zamanına tekabül eden yağış süresi. Pratikte D’den büyük en yakın tamsayı alınır. Ancak Tc<1 iseTc=D alınır. HİDROLOJİ

  47. Mockus Yöntemi = 1,97 sa Hidroğrafın yükselme zamanı = 3,29 sa Suların alçalma zamanı = 5,26 sa Taşkın süresi =1,26 m³/sn/mm Taşkın piki (1 mm için) HİDROLOJİ

  48. Mockus Yöntemi HİDROLOJİ

  49. Mockus Yöntemi 3 saatlik yağışa ait akış debisinin hesabı Q = Qp x ha hy (3 sa) = 39,81*3*0,96*1,13=127,29mm ha (3 sa) = 32,5 mm (Şekil 23) Q = 1,26*32,5 =40,84 m³/sn D yağış süresine ait pik değer HİDROLOJİ

  50. 60 10 HİDROLOJİ Şekil 23

More Related