LEE- Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Sustainable Development Goal "Goal 6: Clean Water and Sanitation" ile LEE- Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği-Yüksek Lisans'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeEffect of dynamic pet scaling with LAI and aspect on the spatial performance of a distributed hydrologic model(Graduate School, 2023-01-23) Demirci, Utku ; Demirel, Mehmet Cüneyd ; 501191520 ; Hydraulic and Water Resources EngineeringThere are many valuable materials in world but non of them is as vital as water. Humankind has wanted to control water throughout history. First calendars were invented to predict dry and wet seasons. Floods of rivers were calculated, and irrigation systems designed. Astronomy was used to monitor the movements of Sun, Moon, and Earth to predict tides. Therefore, desire to control water is important reason to lead people to build megastructures. Today, huge dams were built for irrigation, flood control, water supply and energy production for cities. With the advancement of technology, opportinutities and development in observation system are increased. For example, Global Navigation Satellite Sysytem (GNSS), photogrammetry, Light Detection and Ranging (LIDAR) and Radio Detecting and Ranging (RADAR), Geographic Information System (GIS), and remote sensing. Additionally, surveying, and geological techniques are developed. Therefore, to improve model many different parameters are taken consideration. For example, temperature, humidity, soil type parameters, vegetation, aspect etc. In this thesis, we examine the effect of leaf-area-index (LAI) and aspect together on the model simulated actual evapotranspiration (AET) and water balance. Evapotranspiration covers both water evaporation and transpiration. The mesoscale Hydrological Model (mHM) which is fully distributed model process calibration the cycle for five different cases. PET correction driven by neither LAI nor aspect in Case 0. The purpose of adding this case to see the vegetation and aspect effect by comparing other cases. Aspect driven results have been checked in Case 1. Aspect defines direction of slope faces. Aspect is a degree that takes values from 0 to 360. LAI driven results have been checked in Case 2. LAI is the ratio between the vegetation area and the total area. Therefore, LAI is a unitless parameter. LAI, and aspect driven by the weight number results have been checked in Case 3. LAI, and aspect correction numbers are multiplied for PET correction and the results were checked in Case 4. Study area was selected as Main Basin where is part of the Middle Rhine in Germany. Main Basin was selected because gauge station of basin has longterm discharge data without missing values. Static maps (DEM, land use, soil maps etc.), temperature, and precipitation inputs between 2002 and 2014 are added to mHM. Flow values are taken from Global Runoff Data Center (GRDC). Spatial maps are referenced from datasets of moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS), European observation (E-OBS), and The Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). To improve water balance and spatial pattern of AET simulations, Kling-Gupta Metric (KGE) and Spatial Efficiency Metric SPAEF are used. For water balance simulation, one outlet gauge is used for calculations with objective function of KGE. For spatial pattern of AET, objective function of SPAEF is used. Best solutions and sensitivity of parameters were selected by sum of objective functions of KGE and SPAEF. In the continuation of study, the Parameter Estimation Tool (PEST) was used for sensitivity analysis and twenty-six parameters were selected. These sensitive parameters selected according to objective functions. Accoording to result, sensitive parameters contain especially LAI, aspect, and soil parameters. Selected parameters calibrated for each case by using Optimization Software Toolkit (OSTRICH) with Pareto Archived Dynamically Dimensioned Search (PADDS) algorithm. According to best result of each case, Case 3, and Case 4 show better performance than other cases both on water balance and spatial pattern of AET. This result show that using both LAI and aspect increase simulation performance of mHM. Case 2 also show better performance than Case 1 and Case 0. In this way, LAI corrected PET made simulation on streamflow and spatial pattern of AET better than aspect corrected case, and not corrected case. Raw PET water balance result is better than aspect corrected one. Best result of Case 3 is closer to the theoretical best sum of SPAEF and KGE than Case 4. That result show that using weight parameter (alphax) exhibited slightly better result than multiplied LAI and aspect corrected case. However, except best solutions Case 4 has better solution than Case 3 for only SPAEF. Additionally, validation with six gauges was done. Case 3 and Case 4 showed better KGE performance than other case. Especially Case 3 similarity with observed discharge is much higher than other cases with six gauges validation. Although the thesis is based on one basin study area, the findings suggest validating and calibrate AET and discharge by using both LAI and aspect.
-
ÖgeGR6J hidrolojik modelindeki artık yağış ayrıştırma sabitinin model kalibrasyonuna etkisi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-05-30) Demir, Halil İbrahim ; Demirel, Mehmet Cüneyd ; 501211505 ; Hidrolik ve Su Kaynakları MühendisliğiSu, yaşamın kaynağı ve dünyamızın en değerli kaynaklarından biridir. İnsanlık, suyun anlamını ve önemini binlerce yıl boyunca keşfetmiş ve bu kaynağı yönetmek için çeşitli yollar aramıştır. Su, sadece içme suyu olarak değil, tarımda, sanayide, enerji üretiminde ve çevrenin korunmasında da hayati bir rol oynamaktadır. Nehirler, göller ve yeraltı su kaynakları gibi su kaynakları, suyun verimli kullanımını ve sürdürülebilirliğini sağlamak için özenle yönetilmelidir. Bu nedenle, su kaynaklarının tahmini, yönetimi ve korunması giderek daha karmaşık hale gelmiştir. Bu karmaşıklıkla başa çıkmak için, hidrolojik modeller gibi bilgisayar destekli araçlar geliştirilmiştir. Bu modeller, yağış, akış, su tutma ve su kullanımı gibi su döngüsü süreçlerini simüle ederek su kaynakları yönetiminde karar alıcılarına ve uzmanlara değerli bilgiler sağlamaktadır. Hidrolojik modeller, su kaynakları yönetimi ve tahmininin karmaşık doğasında vazgeçilmez araçlar olarak durmaktadır. Ancak bu modellerin etkinliği ve güvenilirliği, kullandıkları parametrelerin hassas bir şekilde kalibre edilmesine bağlıdır. Model kalibrasyonu, bu parametrelerin mantıklı bir şekilde belirlenmesini ve böylece modelin tahmin yeteneklerinin ince ayarını sağlamayı amaçlayan kritik bir süreç olarak ortaya çıkmaktadır. Doğru parametre değerlerinin elde edilmesi, hidrolojik modelin yağış dinamiklerinden yüzey akışı oluşumuna ve su depolama mekanizmalarına kadar uzanan karmaşık doğal süreçleri aslına uygun bir şekilde kopyalamasını kolaylaştıran temel unsurdur. Parametrelerin hassas kalibrasyonu sayesinde hidrolojik modeller, hidrolojik olayların incelikli etkileşimini daha iyi yakalayabilir ve kullanıcılara su kaynağı dinamikleri hakkında daha güvenilir tahminler ve içgörüler sağlayabilir. Özünde, model optimizasyonu, sürdürülebilir su kaynakları yönetimi arayışında vazgeçilmez bir dayanak noktasıdır ve hidrolojik modelleme çabalarının doğruluğunu ve etkinliğini artırmak için bir katalizör görevi görmektedir. Model optimizasyonunun hayati rolünün altını çizen bu çalışma, daha kesin tahminlerin elde edilmesi ve daha etkili su kaynakları yönetim stratejilerinin kolaylaştırılması yönünde önemli bir yol çizmektedir. Bu çalışmada, hidrolojik modelin performansını iyileştirmek için güvenilir bir kalibrasyon aracı olan PEST aracı kullanılmıştır. PEST, simüle edilen çıktılar ile gözlemlenen hidrolojik veriler arasında mümkün olan en yakın eşleşmeyi elde etmek için model parametrelerini verimli bir şekilde ayarlamak üzere tasarlanmış, yaygın olarak tanınan bir optimizasyon aracıdır. Model tahminleri ve gerçek ölçümler arasındaki farkları en aza indirmek için parametre değerlerini yinelemeli olarak iyileştiren bir ters modelleme aracı olarak çalışır. PEST aracı içerisinde kalibrasyon algoritması olarak su dengesini optimize eden parametre setinin belirlenmesi için hidrolojide yaygın olarak kabul gören The Shuffled Complex Evolutionary Algorithm University of Arizone (SCE-UA) algoritması kullanılmıştır. Bu çalışmada, havza modellemesinde yine yaygın olarak kullanılan Génie Rural à 6 paramètres Journalier (GR6J) hidrolojik modelinin, üretim ve yönlendirme katmanları arasındaki su transferini etkileyen artık yağış ayrıştırma sabitinin modele etkisi araştırılmıştır. GR6J modeli, hidrolojik süreçleri günlük zaman ölçeğinde simüle etmek için tasarlanmıştır ve genellikle yağış-akış ilişkilerini ve akış yolu boyunca suyun hareketini dikkate alır. Model, havza özellikleri ve iklim verileri kullanılarak yağışı akışa dönüştürmek için parametrelendirilmiştir. Kar erimesinin yağıştan ziyade akışa dönüştürülmesi, toplam yıllık akış için hidrolojik mekanizmada önemlidir. Bu bağlamda GR6J'nin ayırt edici bir özelliği, mevsimsel kar birikimi olan bölgeler için çok önemli olan bir kar erimesi modülüne (CemaNeigre) sahip olmasıdır. Bu modül, kar erimesi nedeniyle suyun kademeli olarak salınmasını ustalıkla yakalayarak modelin çeşitli iklim koşullarına uygunluğunu sağlar. Modeldeki yönlendirme süreçleri, suyun nehir ağı boyunca hareketini simüle ederek yüzey akışının mekansal dağılımına ilişkin bilgiler sağlar. Ayrıca, GR6J toprak nem dinamiklerini hesaba katarak yağışların akış ve infiltrasyona bölünmesi üzerindeki önceki koşulların etkisini kabul eder. Ancak, model parametrelerinden biri olan artık yağış ayrıştırma sabiti modelde 0.1 ve 0.9 olarak sabitlenmiştir. Bu çalışmada, optimizasyon sürecinde bu sabit serbest bırakılmış ve model performansı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, bu sabiti serbest bırakmak için modele ek bir parametre (X7) eklenmiştir. Artık yağış ayrıştırma sabitinin serbest bırakılmasının model performansı üzerindeki etkisini değerlendirmek için Amerika, Güney Amerika, Avrupa, Anadolu ve Avustralya dahil olmak üzere dünyanın çeşitli bölgelerinde bulunan on farklı havzada modeller çalıştırılmıştır. Model performansını değerlendirmek için, hidrolojik modellemede yaygın olarak kullanılan ve model tarafından üretilen simüle edilmiş değerleri, gözlemlenen verilerle karşılaştırarak modelin performansının nicel bir değerlendirmesini sağlayan Nash-Sutcliffe Verimliliğini (NSE) amaç fonksiyonu olarak kullanılmıştır. Testler literatürde de önerilen 1000 maksimum iterasyon ile tasarlanmıştır. Model sonuçlarına göre Avusturya, Türkiye, Fransa, Avustralya ve Brezilya'da bulunan 5 havzada artık yağış ayrıştırma sabitinin (X7) serbest bırakılması ile NSE değerlerinde kayda değer artışlar gözlemlenmiştir. Bununla birlikte Amerika, Şili, İngiltere ve Avusturya'da bulunan 5 havzada ise herhangi bir iyileşme gözlemlenmemiştir. NSE değerindeki en büyük iyileşme 0.1953'lük bir artışla gerçekleşmiştir. Buna göre 10 yıllık (1997-2007) kalibrasyon periyodunda 0.9 sabit ile yapılan en iyi NSE değeri 0.5523 gelirken, serbest bırakıldığında, X7= 0.9809 değerini alırken buna karşılık NSE değeri iyileşerek 0.7576 olmuştur. Sonuç olarak, bu çalışma hidrolojik modellerin doğruluğunu ve güvenilirliğini artırmada model optimizasyonunun önemini vurgular ve farklı özelliklere (iklim, sıcaklık, yağış, buharlaşma, vb.) sahip yüzlerce havza varken, tahmin yapmak için kullandığımız hidrolojik modellerde sabit parametrelerden kaçınmamız gerektiğini belirtir. Sabit parametrelerin serbest bırakılarak modelin esnekliğini ve farklı hidrolojik koşullara uyarlanabilirliğini test edilmiş ve bazı havzaların model sonuçlarında küçük iyileşmeler gözlemlenmiştir. Bu iyileşmelerin genelleştirilerek kesin bir sonuca ulaşılması ve değişen iklimde su kaynakları yönetimi için güvenilir stratejiler geliştirilmesi için farklı özelliklere sahip daha fazla havzada araştırma ve analiz yapılmasına ihtiyaç vardır.
-
ÖgeKazıklı rıhtım yapıları etrafında dalga etkisi ile oluşan oyulmaların deneysel olarak incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-12-16) Çolakoğlu, Erem Can ; Çokgör, Şevket ; 501181507 ; Hidrolik ve Su Kaynakları MühendisliğiMevcut kıyı ve liman alanlarının tarih boyunca yüksek bir hızla artan deniz taşımacılığı için yetersiz kalması insanları farklı çözümlere yönlendirmiştir. Bunlardan biri deniz alanının kullanılarak dolgu limanlar inşa edilmesidir. Genellikle bitişik nizam kazık veya kazık-tabaka-kazık şeklinde inşa edilen bu deniz yapıları kuruldukları çevredeki akımı, dalga ve sediment hareketlerini değiştirmektedir. Kazık tabanı çevresindeki sediment hareketi nedeniyle oyulmalar oluşabilmekte ve bunun sonucunda yapıda kusurlar ve hatta çökmeler meydana gelebilmektedir. Literatür incelendiğinde daha önce oyulmalar için birçok çalışma yapıldığı görülmesine rağmen dolgu limanlar gibi projelerde görülen bitişik nizam kazık sistemi ile ilgili çalışmalara rastlanmamıştır. Genellikle yapılan çalışmalar köprü ayakları ve açık deniz rüzgâr tribünleri gibi yapıları temsil etmek amacıyla tekil narin, geniş kazıklarla ve aralıklı yerleştirilen grup kazıklar ile yapılmıştır. Bu çalışmada bitişik nizam kazık sistemi ile kurulan deniz yapılarının etrafındaki akış ve oyulma mekanizmalarını incelemek, oyulma bölgelerini ve derinliklerini tespit etmek amacıyla İstanbul Teknik Üniversitesi Hidrolik Laboratuvarı'nda seri deneyler yapılmıştır. Deneylerin uygulandığı dalga kanalı 22,5 m uzunluğunda, bir metre genişliğinde ve 0,50 m yüksekliğindedir. Canlı yatak oluşturmak için kanalın ortasına üç metre uzunluğunda ve bir metre genişliğinde bir sediment havuzu yerleştirilmiştir. Bu havuzda kullanılan malzemenin ortalama tane çapı 0,72 mm'dir. Düzenli dalga üreten bir palet kullanılan kanalda yapılan deneylerde önce farklı dalga özellikleri ile deneyler yapılmış daha sonra ise sabit dalga koşullarında kazıkların farklı açılarla yerleştirilmesiyle seri deneyler yapılmaya devam edilmiştir. Deneylerde kazıkları temsilen 75 mm çapında ve 50 cm yüksekliğinde, hidrolik olarak pürüzsüz kabul edilebilecek PVC borular kullanılmıştır. Kazık grubu kanal duvarına bitişik olarak konumlandırılmıştır. Deneylerde kanaldaki su yüksekliği 35 cm olarak sabit tutulmuştur. Deneylerde dalga boyu 1,90 m, dalga yüksekliği 7 cm ve periyod 1,28 saniyedir. Keulegan Carpenter katsayısı 2,56 olarak hesaplanmıştır. Deneyler düzenli dalga altında altı saat süreyle yapılmıştır. Deney süresi boyunca oyulma alanı çevresindeki akım ve çevrintiler tanecikler yardımıyla gözlemlenmiştir ve kamera ile kayıt altına alınmıştır. Gözlemlenen oyulma alanı ve hareketi kararlı hale geldikten sonra ADV yardımıyla hız ölçümleri yapılmıştır. Ölçümler 3 cm aralıklarla oyulmanın etkin olduğu tüm alanda birçok noktada alınmıştır. Karşılaştırma yapabilmek için tabanda bozulmanın olmadığı bölgelerde de hız ölçümü yapılmıştır. Ölçümlerden elde edilen verilerle yapılan hesaplamalarda Shields parametresinin kritik değerden oyulma bölgelerinde büyük olduğu saptanmıştır. Bu durum da yatakta sediment hareketi olduğunu teorik olarak göstermektedir. Deney süresi sonunda kanaldaki su boşaltılırken yatağın bozulmaması için sediment havuzunun altına oyulma bölgesini etkilemeyecek şekilde drenaj boruları yerleştirilmiştir. Deney bitiminde kanaldaki su yavaşça boşaltılmış ve oyulma alanının bozulmaması sağlanmıştır. Oyulma bölgesi kuruduktan sonra tarama işlemi gerçekleştirilmiş ve cetvel ile derinlik ölçümleri yapılmıştır. Bu ölçümler eşyükselti haritaları çıkarabilmek için sık aralıklarla ve oyulma-birikme alanları dikkate alınarak yapılmıştır. Yapılan ilk deneylerde 6 adet kazık birleştirilerek bir liman yapısının köşesini temsil edecek şekilde kanal duvarının kenarına konumlandırılmıştır. Farklı dalga özellikleri ile birkaç deney yapılmış ve oyulma alanları ve derinlikleri gözlemlenmiştir ancak hız ölçümleri alınmamıştır. Daha sonra sabit dalga özellikleri altında, birleştirilen kazık yapısı ile kanal duvarı arasındaki açı olan alfa açısı 0, 30, 60, 90 derece olacak şekilde kazık yapısı yeniden konumlandırılarak bir seri deney daha yapılmıştır. Bu deneylerde kıyı yapısına farklı açılarla gelecek dalgaların farklı olabilecek etkilerini incelemek amaçlanmıştır. Deneylerde kullanılan kazık çapının dalga boyuna oranı (D/L) 0,1'den küçük olduğu için yapı narin kazık statüsünde yer almaktadır. Kamera kayıtlarının incelemesi ve hareketlerin takip edilmesi ile gözlemlenen at nalı çevrintisi benzeri hareketler bunu doğrulamaktadır. Çevrintinin periyodu 0,55 s olarak ölçülmüştür. Deneylerden alınan hız verileri ile oyulma bölgelerinde yatak kayma gerilmesi ve Shields parametresi hesaplanmıştır. Hesaplanan yatak kayma gerilmeleri ve Shields parametresi değerleri eşyükselti eğrileri grafiği ile verilmiştir. Yatak kayma gerilmesinin oyulma bölgelerinde kritik değerin yaklaşık 6 katına kadar, Shields parametresinin ise kritik değerin yaklaşık 5 katına kadar arttığı hesaplanmıştır. Hem çevrintilerin gözlemlendiği hem de yatak kayma gerilmesinin ve Shields parametresinin maksimuma ulaştığı bölgelerde oyulmanın maksimum değere ulaştığı görülmüştür. Maksimum oyulmanın kazık çapına oranı (S/D) 0,13 olarak hesaplanmıştır. Maksimum oyulmalar genelde dalganın geliş yönündeki ilk temas eden köşe kazık çevresinde ve oyulma-birikme-oyulma örgüsünün devamında üçüncü kazık çevresinde tespit edilmiştir. Bu durum da bitişik nizam kazık sistemi uygulanacak yapılarda oyulma problemine sadece köşe kazık çevresinde değil yapı boyunca dikkat edilmesi gerekliliğini göstermiştir. Deneylerin sonucunda oyulma miktarının yanı sıra oyulmanın ne kadar mesafede etkili olduğu da ölçülmüştür. Etki mesafesinin kazık çapına oranı (Xs/D) maksimum 1,64 olarak ölçülmüştür. Bu durum geçmişte yapılan çalışmalarda koruma alanı için önerilen 3-4D mesafesinden kısa olduğu için bitişik nizam kazık sistemiyle yapılan yapılarda fazladan önlem almayı gerektirecek bir duruma rastlanmamıştır.
-
ÖgeTabakalı akımların hidrodinamiği, akım ve karışım parametrelerinin matematik modeli(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-07-21) Bayram, Selahattin ; Kırca, Veysel Şadan Özgür ; 501181513 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisligiİnsanlık tarihi boyunca boğazlar önemli bir odak noktası olmuştur. Bu ilginin temel nedeni boğazların okyanuslara, denizlere, göllere kıyasla çok farklı bir yapıya sahip olmasıdır. Boğazlar kabaca iki denizi birbirine bağlayan dar kanallar olarak tanımlanabilir. Tüm bunlara ek olarak boğazların sahip olduğu iki tabakalı akım yapısı, boğazlara karşı olan merak ve ilgiyi daha da arttırmaktadır. Boğaz yapılarındaki tabakalaşma birbirine zıt yönlü akımlardan oluşmaktadır. Boğazlardaki bu zıt yönlü akımı ise boğazın birbirine bağladığı iki büyük su kütlesinin su seviyesi farkı ve yoğunluk farkı oluşturmaktadır. Su seviyesi farkının neden olduğu yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru oluşan, yoğunluk farkından kaynaklanan yüksek yoğunluğa sahip kısımdan düşük yoğunluğa sahip kısıma doğru akan zıt yönlü ikinci bir akım mevcuttur. Aktarılan bu tabakalı sistemin hidrodinamiğinin ve akım koşullarının incelenmesi ve daha iyi anlaşılabilmesi için gerek saha ölçümleri gerekse matematiksel ve sayısal modeller uzun bir süredir kullanılmaktadır. Öncelikle literatürde tabakalı akımların hidrodinamiği ve akım koşulları için yapılan çalışmalar incelenmiştir. Yapılan bu kapsamlı çalışmalar sayesinde tabakalı akımlar derinlemesine incelenmiş ve tabakalı akımların akım mekanizması bu tez kapsamında özetlenmiştir. Özellikle yapılan saha ölçümleri ve matematiksel modellerin birbiri ile kıyaslanması bu konunun ne kadar ilgi çekici ve bir o kadar önemli olduğunun en önemli göstergelerindendir. Yapılan çalışmalar gösteriyor ki oluşan tabakalaşmanın stabilitesinin ölçütü olarak boyutsuz Richardson sayısı kullanılmaktadır. Tabakalar arası karışım Richardson sayısına bağlı bir fonksiyon olarak ifade edilebilmektedir. Farklı akım koşullarına göre, Richardson sayının değerine göre, bu fonksiyon için farklı kasayılar da tercih edilmekte olup bu durum akımın Reynolds sayısı ile ilişkilendirilmektedir. Özellikle Richardson sayısının çarpanı ve üssü olan sabitlerin belirlenebilmesi için birçok farklı yaklaşım söz konusudur. Bu yaklaşım için karışımın Richardson sayısı ile ters orantılı olacağı genellemesini yapmak yanlış olmayacaktır. Yani Richardson sayısı arttıkça ara yüzeydeki karışım miktarı azalırken Richardson sayısı azaldıkça ara yüzeydeki karışım miktarı artmaktadır. Bir diğer önemli nokta ise tabakalar arası hızların zıt yönlü olmasından dolayı hız değerlerinin toplamıyla işlem yapmak gerektiğidir. Tabakalı akımların hidrodinamiği ve akım koşullarını inceleyen disiplininde yapılan birçok çalışmada genellikle tabakalar arası karışım ihmal edilip çözüm mekanizması geliştirilmiştir. Tabakalar arası karışımın ihmal edilmediği çalışmalarda ise çok daha karmaşık sistemlerin çözülmesi zorluluğu ortaya çıkmaktadır. Bu tez kapsamında da tabakalar arası karışım göz ardı edilmeden ve boğazın hidrodinamik koşulları yansıtılarak daha etkin bir çözüme ulaşmak hedeflenmiştir. Bu etkin matematiksel çözümün girdi parametreleri değiştirilerek istenilen herhangi bir boğaz için çözüme ulaşabilmek bu tezin ortaya çıkışında temel yapı taşı olmuştur. Amaçlanan bu hedef doğrultusunda, modelin uygulanması için en uygun boğaz sisteminin ülkemizde bulunan ve Avrupanın da en önemli boğaz sistemlerinden biri olan İstanbul ve Çanakkale Boğazları (Türk Boğazlar Sistemi) olduğu su götürmez bir gerçektir. Gerek tarih boyunca taşıdıkları önem gerekse fiziki özelliklerinden dolayı bir çok kapsamlı çalışmaya konu olan bu boğaz sistemi bu tez kapsamında da incelenmiş ve karışım mekanizması ortaya konulmaya çalışılmıştır. Modelde amaçlanan bir diğer nokta ise girdi parametrelerinin değiştirilerek farklı akım koşulları için sonuçların elde edilebilmesidir. Alt ve üst tabakaların akım debileri ve tabaka derinlikleri daha önce yapılmış olan çalışmalar ışığında alınan ortalama girdi parametreleri değerleri ile hesaplanmıştır. Özellikle boğazlardaki yoğunluk farkına neden olan tuzluluk oranın farklı değerler alması halinde model sonuçlarının nasıl değişeceğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Daha sonra farklı tuzluluk değerlerinin alt ve üst akımın debi ve derinlik değerlerine etkisinin daha iyi anlaşılabilmesi için model tuzluluk farkına göre parametrik olarak çalıştırılmıştır. Bu aşamada üst ve alt tabaka akımlarının baskılanıp durma seviyesine geldikleri limit su seviyesi farkı değerleri de hem İstanbul Boğazı hem de Çanakkale Boğazı için tuzluluk farkı bir fonksiyonu olarak elde edilmiştir. Bu sonuçlardan açıkça görülmektedir ki, üst ve alt tabakadaki tuzluluk farkı arttıkça akımı durma noktasına getiren limit su seviyesi farkı da hem üst hem de alt tabaka için artmaktadır. Bu matematik model sonuçları, daha önce yapılan çalışmasında elde edilen üst ve alt akım debileri ve net debi farkı değerleri ile karşılaştırıldığında uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Bu yüksek lisans tezi kapsamında uygulanan matematik model ile daha önce ortaya konulmuş olan dört bilinmeyenli dört denklem takımı esas alınarak, bunlara ek olarak dört bilinmeyen ve dört denklem takımı daha eklenerek tabakalı akımların hidrodinamiği ve akım koşulları göz önünde bulundurularak karışım mekanizması çözülmeye çalışılmıştır. İlk denklem takımında bilinmeyenler alt ve üst tabaka debileri ve boğaz yapısının iki ucundaki su seviyesi yükseklikleridir. Bu bilinmeyenlerin çözümünde kullanılan denklem takımları ise iki adet enerji denklemi ve iki adet su kütlesi korunumu denklemi ve Froude Şartı denklemidir. Bu tez kapsamında karışım mekanizmasının da çözümlenebilmesi için eklenen dört bilinmeyen ise alt tabakadan üst tabakaya ve üst tabakadan alt tabakaya geçen karışım debileri ve boğaz yapısının giriş-çıkısındaki tuzluluk değerleridir. Çözüm için kullanılan ek denklemler ise iki adet karışım hızı denklemi ve iki adet tuz kütlesi sürekliliği denklemleridir. Hazırlanan bu denklem takımları neticesinde alt tabakadan üst tabakaya, üst tabakadan alt tabakaya geçen karışım debileri ve tuzluluk değişimleri ortaya konulmaya çalışılmıştır. Çanakkale Boğazı'nın ortalama su seviyesi için karışım içeren matematiksel modelden elde edilen matris incelendiğinde, üretilen bulguların literatürdeki değerlerle örtüşmediği ortaya çıkmaktadır. Bu farklılığın olası nedenini belirlemek için kullanılan denklem setlerinin sonuçları dikkatlice incelenmiştir. Modelde kullanılan Froude durum denklemlerinin Çanakkale Boğazı için istenen sonucu veremeyebileceği, çünkü Çanakkale Boğazı'nın geometrisinin neden olduğu su seviyesi ve akış rejimindeki kademeli değişimin durumu yansıtamayacağı sonucuna varılmıştır. Sonuç olarak İstanbul Boğazı için elde edilen karışım debileri ve tuzluluk değerleri bu güne kadar yapılmış olan modellerle ve saha ölçümleri ile karşılaştırıldığında tutarlı sonuçlar elde edilmiştir. Özellikle oluşturulan modelin tüm tabakalı akımlar için girdi parametrelerini belirleyerek sonuç vermesi ve diğer matematiksel modellere kıyasla işlem yükünün daha az olması bu modelin avantajlarıdır. Unutulmamalıdır ki bu tür matematik model yaklaşımları hem saha ölçümlerine hem de laboratuvar deneylerine ek olarak bu tarz mekanizmaların incelenmesinde ve anlaşılmasında çok önemli rol oynamaktadır. Tüm bunlara ek olarak, modeldeki karışım mekanizmasının daha hassas temsil edilebilmesi için, karışım denklemleri Boğaz boyunca her 100 m aralık için çözülmüş ve matematik modele toplam karışım debisi olarak yansıtılmıştır. Ancak bu yaklaşımla da elde edilen sonuçlarda İstanbul ve Çanakkale Boğazı için aynı sonuçlar elde edilmiş ve işlem yükü çok daha üst seviyelere gelmiştir. Yani bu yüksek lisans tezinin çıkış noktası olan boğazdaki karışım debilerinin etkili ve pratik bir şekilde hesaplanabilmesi ilkesinin dışına çıkılmış olmaktadır.