FBE- Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Lisansüstü Programı
Bu topluluk için Kalıcı Uri
İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, yüksek lisans ve doktora düzeyinde eğitim vermektedir.
Gözat
Başlık ile FBE- Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeA Study On Oxygen Transfer, Organic Matter Removal And Nitrification İn Sewer Lines(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1998) Baban, Ahmet ; Talınlı, İlhan ; 75050 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineeringKentsel atıksuların arıtılmasında yaygın olarak kullanılan biyolojik atıksu arıtma sistemlerinin tasarım, yapım ve işletilmelerinde zorluklar ile karşılaşılmaktadır. Bu zorluklar arasında geniş arazi gereksinimi, yüksek enerji gideri ve eğitilmiş personel ihtiyacı önemli yer tutmaktadır. Estetik ve hijyenik nedenler dolayısıyla arıtma sistemleri genellikle yerleşim birimlerine uzak bir konumda kurulmaktadır. Bu durumda büyük yerleşim merkezlerinin kullanılmış sularının toplanması ve seçilen atıksu arıtma sistemi yerine kadar iletilmesinde uzun kanallar gerekmektedir. Topoğrafik özelliklerin gereği veya arıtma sistemlerinin alıcı ortama uzaklığı gibi nedenlerle bazı durumlarda ise arıtılmış su alıcı ortama uzun akış süreleri sonunda ulaştırılmaktadır. Kanalizasyon şebekelerinde düşük hız nedeni ile askıdaki katı maddelerin çökelmelerinin önlenmesi veya yüksek hız nedeni ile boru aşınması olmaması için hızlar 0.5-1.0 ms"1 arasında alınmaktadır (Nielsen ve diğ.,1992). 0.5 ms'1 akış hızında 10 km uzunluğunda bir boru hattında atıksuyun geçirdiği hidrolik kalış süresi 5.5 saat olmaktadır. Konvansiyonel aktif çamur biyolojik atıksu arıtma sistemlerinde havalandırma tanklarında ortalama hidrolik bekletme süresinin 4-6 saat arasında olduğu düşünülürse boru içinde atıksuyun geçirdiği sürenin önemi daha iyi anlaşılmaktadır. Bu durum, atıksuyun arıtma sisteminin kurulu olduğu bölgeye kadar boru içinde katettiği mesafe ve zaman olgusu ile birleştirildiğinde boru içinde uygulanacak yöntemler ile kirlilik yükünün belirli ölçüde azaltılabileceği sonucuna varılmıştır. Literatürde, askıdaki ve yapışık konumdaki mikroorganizmaların işlevleri ile kanallarda organik maddelerin oksidasyonu üzerine çalışmalar bulunmaktadır. Parkhurst ve Pomeroy (1972), kanallardaki oksijen konsantrasyonunun değişimini çözünmüş oksijen eksikliği, atıksuyun oksijen tüketim hızı, biyofilmin oksijen tüketim hızı ve yüzeyden havalanma ile atıksuyun oksijen tranfer hızı'nın bir fonksiyonu olarak ifade etmişlerdir. Green ve Shelef (1980), atıksu kanallarına aktif çamur ve oksijen verilmesi durumunu laboratuvarda kesikli reaktörlere benzeterek uygulamışlardır. Örnek olarak Tel-Aviv metropoliten alanı atıksu toplama sisteminin 37 km uzunluğunda U şeklindeki ana kanalı alınmıştır. Özer (1982), akış süreleri fazla olan kanallarda evsel atıksuya doğal veya yapay yollarla oksijen temin edilmesi halinde oluşabilecek arıtma derecelerini incelemiştir. Atıksu kanallarının yüzeyinde oluşacak biyofilm ve askıdaki mikroorganizmalar tarafından gerçekleştirilmesi muhtemel gıda maddesi tüketimleri ile biyofilmin filtre edilemeyen maddeleri tutsaklama oranlarına bir yaklaşım yapılmıştır. Ancak, yapılan bu çalışmalara rağmen henüz atıksu kanalları pratikte atıksulann kirlilik yüklerinin azaltılması amacıyla yaygın olarak kullanılmamaktadır. Atıksuyun kanalizasyon hatlarındaki transformasyonu konusundaki bilgiler kısıtlı olup prosesleri tanımlayan modeller henüz geliştirilmemiştir. Bu çalışma kapsamında ise atıksu kanalda akış halindeyken biyofilmin organik madde giderimi ve nitrifikasyon kinetiğinin belirlenmesine yönelik olarak araştırma yapılmıştır. Böylece giderim mekanizmasının tam olarak belirlenmesi yoluna gidilmiştir. Aynca, substrat giderim veriminin arttırılması amacıyla kanalda akışa minumum derecede olumsuz etki edecek dolgu maddesi kullanılması, biyofilm yapışma yüzeylerinin arttırılması, akış dolayısıyla atıksuya oksijen transfer hızlarının arttırılması ve biyofilmden kopan parçacıkların etkileri konulan üzerinde durulmuştur. Proses kinetiğinin belirlenmesinde değişken dereceli substrat giderim modeli ile Monod modellerinden yararlanılmıştır. Laboratuvar Ölçekli Kanalizasyon Hattı Modeli Bu çalışmada kullanılan laboratuvar modeli iki tank arasına yerleştirilen 7.5cm çapında ve 2.7m boyunda PVC borudan oluşmaktadır. Modelde sentetik olarak hazırlanan evsel nitelikli atıksu bir dalgıç pompa vasıtasıyla sirküle edilerek atıksuyun boru içinde sürekli akışı sağlanmıştır. Çalışmanın başlangıç evresinde atıksu ile birlikte aktif çamur kullanılarak biyofilm üremesi sağlanmıştır. Su sıcaklığını sabit tutabilmek amacıyla bir kompresör, serpantin ve termostat'tan oluşan düzenek kullanılmıştır. Hidrolik özellikler ve oksijen transfer hızları Laboratuvar ölçekli kanalizasyon modelinin hidrolik özellikleri ve oksijen transfer hızlan kanalın boş ve kanal içine dolgu malzemesi (rasching rings) yerleştirilmesi durumunda incelenmiştir. Bu çalışma %1 ve %2 olmak üzere iki farklı kanal eğiminde gerçekleştirilmiştir. Hidrolik özellikler, debiler, hızlar ve kanaldaki su yükseklikleridir. Çalışma sırasında kullanılan eğimler ve hızlar pratikte kullanılanlar ile uyum içindedir. Her iki eğimde de Kı,a değerleri (oksijen transfer hızı, T1) su hızlarının artması ile artmaktadır. Ancak aynı hızda kanalın dolgulu olduğu konumda boş duruma oranla özellikle düşük eğimde daha yüksek oksijen transfer hızlan elde edilmiştir. Oksijen transfer hızlan genelde 0.03-0.18 dak."1 arasında değişmiştir. Bu değerler kanalizasyon hatlan için literatürde verilenler ile benzerlik göstermektedir. Değişken dereceli substrat giderim kinetiği modeli Biyofilmde substrat gideriminin kinetik olarak tanımlanmasında birim biyofilm kesitine giren ve çıkan materyal dengesi yazılarak ve sıvı film difüzyonu ihmal edilerek substrat giderme hızı konsantrasyonun fonksiyonu olarak ifade edilebilir. ra=kaSin Burada, Q(S -S),, rg = *r - '- = birim alan ıçm reaksiyon hızı, ML"T" A = biyofilm alanı, L2, Q = debi, ÜT1, S0= t=0 için substrat konsantrasyonu, ML"3, Sj= t=ti için substrat konsantrasyonu, ML"3, kj= reaksiyon hız sabiti, n = reaksiyon hızı derecesidir. Bu durumda reaksiyon hız sabiti ve derecesi logaritmik eksenlerde çizilen ra ile Si grafiklerinden yararlanılarak hesaplanabilir. Monod modeli Biyofilmler için substrat giderme işlevi biyofilm içindeki aktif durumdaki bakterilerin redox prosesi olarak ifade edilebilir. Bütün modern tanımlamalarda substrat giderme kinetiği 1° den 0° reaksiyon derecesine doğru yavaş bir geçişe dayanmaktadır. Biyofilmler için mikroorganizmaların konsantrasyonlarına bağlı olarak substrat giderimini tanımlayan eşitlik aşağıda verilmektedir. A. XS, Ta - ' YK.+S, ra = birim alan biyofilm için giderme hızı, ML'3!"1 Um = mikroorganizmaların maksimum spesifik büyüme hızı, T1 Y = giderilen organik madde için mikroorganizmaların çoğalma verimi X* = aktif mikroorganizma konsantrasyonu, ML"2 K, =maksimum spesifik büyüme hızının yarısındaki konsantrasyon, ML"3 Si=substrat konsantrasyonu, ML'3 Organik madde giderimi Bütün deneysel koşullarda yaklaşık 7 saatlik sirkülasyon süresi sonunda %90 toplam organik karbon (TOK) giderme verimi elde edilmiştir. 2.5 saatlik sirkülasyon süresi sonunda ise kanalın dolgulu olması durumunda %70 TOK giderme verimi elde edilmiştir. Bu verim aynı koşullarda kanalda dolgu malzemesi kullanılmadığı durumdan yaklaşık %15 daha yüksektir. Sonuçların reaksiyon kinetiği açısından değerlendirilmesinde ise sentetik atıksuyun TOK konsantrasyonuna bağlı olarak 3 değişik reaksiyon hız derecesi belirlenmiştir. 70 mgL'1 den daha yüksek TOK konsantrasyonlarında proses 0° reaksiyon kinetiğine uymaktadır. Burada substrat tamamen biyofilmin yapışma yüzeyine kadar nüfuz edebilmekte olup substrata kullanılma hızı substrat konsantrasyonundan bağımsızdır. Reaksiyon 10-70 mgL'1 TOK konsantrasyonları arasında ise 1/2° organik madde giderim kinetiğine uygunluk göstermektedir. Bu bölgede organik madde biyofilmin yapışma yüzeyine ulaşamadan tamamen kullanılmaktadır. Daha düşük konsantrasyonlarda ise proses 2° kinetiğine uygunluk göstermektedir. Bu bölgede düşük konsantrasyon nedeni ile sıvı film direnci önemli rol oynamakta olup biyofilm içine difüzyon ile sızabilen substrate süratle biyofilm tarafindan hemen okside edilmektedir. Deneysel çalışmaların sonuçlan Monod modeline de uygulanmış ve kinetik sabitler belirlenmiştir. Sonuçlar kanalda dolgu malzemesi kullanılması durumunda daha yüksek u"/Y ile K, değerlerine erişildiğini göstermiştir. Nitrifikasyon Kanal reaktöründe amonyak konsantrasyonu yaklaşık 24 saatlik sirkülasyon süresinde 1 veya 2 saat aralıklarla alınan örnekler ile izlenmiştir. Genellikle ilk 5-7 saatlik sirkülasyon süresi sırasında amonyak konsantrasyonunda bir miktar artış belirlenmiştir. Bu durum organik azotun amonyak azotuna çevrildiği amonifikasyon prosesi ile açıklanmıştır. Söz konusu proses göreceli olarak yüksek organik madde konsantrasyonunda hetotrofik organizmalar tarafindan gerçekleştirilmektedir. Yaklaşık %90 organik madde giderme verimine erişildiği bu bölgeden sonra ise amonyak konsantrasyonunda süratli bir düşüş gözlenmiş ve bütün deneysel koşullarda 17-22 saatlik sirkülasyon süresi sonucunda nitrifikasyon prosesi tamamlanmıştır. Toplam azot konsantrasyonlarında ise 24 saatlik sirkülasyon süresi sonucunda her iki durumda %33-64 arasında düşüş belirlenmiştir. Çalışmalar süresince nitrit ve nitrat konsantrasonlan izlenmiştir. Nitrit ve nitrat konsantrasyonlanndaki artış kanalın dolgulu olması durumunda diğer duruma oranla daha yüksektir. Başlangıçta 2-4 mgL"1 olan söz konusu konsantrasyon sirkülasyon periyodu sonunda 17-27 mgL'1 arasında bulunmuştur. Dolgulu ve dolgusuz kanalda yapılan deneysel çalışmalar nitrifikasyon prosesinin 0° kinetiğine uyduğunu göstermiştir. Ayrıca nitrifikasyon için Monod kinetik sabitleri de belirlenmiştir. Laboratuvar ölçekli kanal reaktöründe organik madde giderimi ve nitrifikasyon kinetiğinin belirlenmesine yönelik olarak yapılan çalışmaların sonuçlan Tablo 1 de özetlenmiştir. Askıdaki parçacıkların oksijen kullanım hızları Modelin çalışması sırasında yapılan oksijen kullanma hızı ölçümleri sonuçlarının değerlendirilmesiyle biyofilmden kopan parçacıkların oksidasyon için kullandıkları oksijen miktarları belirlenmiştir. Söz konusu miktar süzülmüş KOİ olarak ifade edilebilir (Özer, 1982). Yaklaşık % 90 oranında KOİ giderimi sağlanan 7 saatlik süre içinde 6-10 mgL"1 oxygen kullanılmıştır. Bu süre çerçevesinde yaklaşık 500 mgL"1 KOİ giderimi sağlandığı göz önüne alınırsa askıdaki parçacıklar tarafindan oksidasyon için giderilen KOİ nin %l-2 düzeyinde olduğu görülmektedir. Bu miktar ihmal edilebilir düzeyde olup deneysel çalışmalarda giderilen organik maddenin tümünün biyofilm işlevi sonucunda gerçekleştiği kabul edilmiştir. Bir miktar oksijen de askıdaki mikroorganizmaların sentezi için kullanılmaktadır. Ancak bu miktarı deneysel olarak belirlemek mümkün olmamıştır. Organik madde giderimi ve oksijen kullanımının modellenmesi Laboratuvar ölçekli kanal reaktöründe yapılan deneysel çalışmalarda elde edilen kinetik parametreler kullanılarak organik madde giderimi ve oksijen kullanımı için modelleme yapılmıştır. Bu aşamada bir reaktör parçasının tam karışımlı akım rejimine sahip olduğu kabul edilerek ve bir önceki haznenin çıkış suyu özelliklerini bir sonraki haznenin giriş suyu özellikleri olarak alınarak yapılmıştır. Hazne sayısını sonsuza yaklaştırarak çözüm gerçekleştirilmiştir. Tablo 1 Organik madde giderimi ve nitrifikasyon kinetiği sonuçlan kinetik bağıntı organik madde giderimi nitrifikasyon değişken derece dolgusuz kemal 0° 1/2° 1/2° (KOİ'na göre) dolgulu kanal 0° 1/2° ra»=koa,=2.52±0.35gm-2d-1 r.I/2,=0.75 Sj* raı/2»=3.0 S» rao,=koa»=5.35±0.55 gm^d"1 rai/2a=(0.675±0.075)SsiI/2 -2j-l rm=koan=0. 1 15±O.015gnf d 2^-1 TvrKnrO.USiûMSgm'â: Monod modeli dolgusuz kanal dolgusuz kanal (KOİ'na göre) dolgulu kanal r_ =0.0291*0.0016- XSS 9.39T0.45+S.İ r" =0.001395*0.0002 xs" 0.905T0.005+S. r" = 0.336- XS^ 157.58 + S"- r, =0.0703*0.005' r" =0.001395*0.0002- xs" 17.16*0.90+^ 0.905*0.005+S" organik madde giderimi belirtilmedikçe TOK'na göredir, nitrifikasyon NH3JSI cinsinden verilmiştir, ra=grn2gün \ X=gın2, S=mgl/' Organik madde giderimi için baz alınan reaktör parçasındaki değişimin değişken dereceli reaksiyon kinetiği ve Monod modellerine göre çözümü gerçekleştirilmiştir. Bir reaktör parçası için materyal dengesi yazılarak ve değişken dereceli model ve Monod kullanılarak yapılan çözümler sırasıyla aşağıda verilmektedir. S, = M/2as 2 Q, ^,, t "-1/2as "-İ \2 -~|2 2 Qi )2+S s(i-l) *-\ ¦K.+S.wj-^-X,^ Y ' Oj - 1 ^7<-K.+W^7^+K.s*o Deneysel çalışmada elde edilen sonuçlar her iki modelde zamana karşı bilgisayar programı ile hesaplanan konsantrasyonlar ile karşılaşnnlmıştır. 2.5 saatlik sirkülasyon süresine kadar deneysel sonuç ve her iki modelde hesaplanan konsantrasyonlar tam bir uyum sağlamıştır. Bu süreden sonra ise modellerde deneysel sonuçtan bir miktar sapma gözlenmiştir. Genel olarak Monod modeli değişken dereceli modele göre biraz daha iyi sonuç vermiştir. Bu durum Monod modelinin mikroorganizma miktarını göz önüne alması ile açıklanabilir. Ayrıca 2. 5 saatten fazla sirkülasyon sürelerinde her iki modelde de deneysel sonuçlara göre biraz daha düşük konsantrasyonlar bulunmuştur. Bu durum ise modellerde kullanılan piston akışlı akım rejimi yaklaşımının deneydeki tam karışımlı koşullara göre teorik olarak her zaman daha yüksek verime sahip olmasıyla açıklanabilir. Aynı yaklaşımla biyofilm tarafindan oksijen kullanımını ve akım dolayısıyla oksijen transferini içeren bir matematik modeli kurulmuştur. Materyal dengesi kullanılarak yazılan ve bir reaktör haznesi çıkışındaki oksijen konsantrasyonunu veren denklem aşağıda verilmektedir. Soi = Ll/2ao Qı 2(KLati+l) 12 A N k --i- KLati+l KLa C^tjS^,.!) KLati+l Bu modelin çalıştırılmasıyla zamana karşı atıksudaki çözünmüş oksijen konsantrasyonu hesaplanabilmektedir. Yine bir deney koşulundaki tüm parametreler kullanılarak yapılan örnek çözümde 5.0 mgL'1 başlangıç oksijen konsantrasyonu alınmış ve bu konsantrasyon yaklaşık 1/2 saatlik bir akış süresi sonunda 3.44 mgL'1 değerinde sabit kalmıştır. Sonuç Evsel nitelikli atıksulann taşınmaları sırasında kanalizasyon hattının biyolojik reaktör olarak kullanımı konusunda gerçekleştirilen deneysel ve teorik çalışmalar kirletici yüklerde önemli derecede azalmanın sağlanabileceğini göstermiştir. Bu çalışmada bulunan organik madde ve nitrifikasyon kinetiği sabitleri genel olarak değerlendirildiğinde literatürde yer alan konvansiyonel biyofilm sistemlerine göre daha düşük olduğu görülmektedir. Bu durum çalışmada kullanılan model reaktörünün çok farklı yapısı ile yüksek akım hızından kaynaklanmıştır. Arıtma veriminin kollektörlere uygulanacak modifikasyonlar ile arttırılabileceği gösterilmiştir. Atıksu kollektör sistemlerinin 30 yıl sonrası için tasarlanması ve inşa edildilmesi sebebiyle bu süre çerçevesinde kollektörler büyük ölçüde tasarım debilerinin çok altında ve boş olarak işlev görmektedir. Genelde kollektörlerde %60 doluluk oranına izin verilmektedir. Bu durumda kollektör hatlarında gerekli modifikasyonlar için yeterli hacim bulunmakta olup biyolojik arıtma reaktörü olarak kullanılabileceği düşünülmüştür. Ancak, laboratuvar koşullarında elde edilen sonuçların arazide pilot ölçekte de denenmesi ile yine laboratuvar ölçeğinde anoksik koşullarda transformasyonun incelenmesi konularında yeni araştırma çalışmalarına gereksinim bulunmaktadır.
-
ÖgeAkarsu askı maddesi debilerinini zaman serileriyle modellenmesi ve hazne ölü hacim tahmini(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2000) Akar, Tanju ; Bulu, Atıl ; 100773 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineeringToplumlar genellikle yerleşim alanlarını su kaynaklarına yakın olan veya bunları etkin bir şekilde kullanabilecekleri şekilde seçerler. Zaman içinde insanlar kullandıkları su miktarının ihtiyaçlarıyla orantılı olarak artması karşısında belirli bir miktar suyun sürekli olarak sağlanması için bazı tedbirler geliştirmişlerdir. Bunların en başında kurak dönemlerdeki susuzluğun giderilmesi için suyun bol olduğu zamanlarda ihtiyaçtan fazlasının depolanmasıdır. Bu nedenle baraj lan inşa etmişlerdir. Ancak barajlar suyu tutarken diğer yandan akarsudan su ile birlikte gelen katı maddeyi de tuttuğu görülmüştür. Tutulan katı madde miktarı zamanla artarak barajın ömrünü azaltmaktadır. Katı maddenin taşınmasına karşı yapılabilecek birşey olmadığından onun etkisini en aza indirebilmek için barajlarda depolanacak su miktarının yanında birikecek katı maddenin miktarının da hesaplanması mecburiyeti ortaya çıkmıştır. Bu nedenle taşınan katı maddenin doğru tahmin edilmesinin önemi büyüktür. Katı madde debisinin hesaplanması için bir çok araştırmacı iki fazlı (katı ve sıvı) akımın mekaniği üzerinde çalışmıştır. Bu konuda oldukça önemli sonuçlar alınmıştır. Ancak bunlar fiziksel olayın açıklanması işlevini yerine getirmesine rağmen olayın farklı akarsular için genel formüller bulunması boyutunda çok etkin olmamaktadırlar. Araştırıcıların kendi deney koşullarında çok başarılı olarak elde ettikleri sonuçlar başka koşullar altında uygulama yapıldığında başarısız olabilmektedir. Dolayısıyla tahmin için daha farklı yöntemlerin de aranması gerektiği açıkça görülmektedir. Buradan hareketle, istatistik verinin kullanılmasıyla baraj lann aktif hacimlerinin tahmini gibi katı maddenin de tahmin edilebilmesi mümkün olmalıdır. Bunun nedeni ise katı maddeyi suyun taşıması ve akan su miktarıyla da arasında direkt bir ilişki olmasıdır. Bir akarsudaki taşman katı madde miktarı zaman içinde periyodik ve uzun süreli olarak ölçülüyorsa biriken bu veriyi istatistik analiz için kullanmak mümkündür. Zaman içinde bir değişkenin aldığı değerlerin yardımıyla o değişkene ait istatistik özellikler belirlenebiliyorsa bunun bir modelle de ifade edilmesi oldukça yararlıdır. Bu yarar ileride oluşabilecek durumların önceden tahmini veya çeşitli nedenlerle eksik kalan ölçümlerin tamamlanması anlamındadır. Buradan hareketle zaman serilerinin modellenmesi kavramı ortaya çıkmıştır. Bu kavramın özü elde bulunan veriyle aynı toplumdan gelen çeşitli örneklerin kurulan modelle türetilmesidir. Zaman serisi modellerinden en çok kullanılanları Otoregresif, Hareketli Ortalama ve bu ikisinin birlikte kullanıldığı Otoregresif- Hareketli Ortalama modellerdir. Bunlar için düzenli olarak ölçülmüş günlük, aylık ve yıllık bazda veri gerekmektedir. xı Bölüm 2'de bu model tipleri için yeterli düzeyde kuramsal bilgi verilmiştir. Akarsuda zamanla değişen askı maddesi debisinin stokastik modelinin kurulması işleminden sonra bu modele bağlı olarak baraj haznelerindeki askı malzemesi birikiminin incelenmesi amaçlanmıştır. Askı maddesi debisinin modellenmesinde rastgele değişken askı debisi iken haznedeki birikme analizi yapılırken rastgele değişken bu askı debilerinin N yıldaki toplamı olmaktadır. N burada barajın ekonomik ömrünü İfade etmektedir. Akarsu, havza, iklim vb. özelliklere bağlı olarak askı maddesi debisine uyan model değişebileceğinden bu değişik model türleri için Bölüm 3 'de askı debisinin olasılık dağılımının normal ve lognormal olması durumları için birikecek hacmin ortalaması ve varyansı için analitik ifadeler elde edilmiştir. Askı debisinin zaman serileriyle modellenmesi için uygulama da yapılmıştır. Uygulamada, Amerika Birleşik Devletleri' nde bulunan Juniata nehrinin üzerinde bulunan Newport istasyonunda ölçülmüş askı maddesi debileri kullanılmıştır. Askı maddesi debisi 1951- 1988 yıllan arasında günlük olarak ölçülmüştür. Ancak bu çalışmada yıllık ve aylık değerlere dönüştürülerek kullanılmıştır. Yıllık askı debisini modellemek için önce serinin istatistik özellikleri belirlenmiştir. Seri normal dağılıma uymadığından yt = Ln(xt) dönüşümü uygulanmıştır. Ardından Olasılık Çizgisi Korelasyon Katsayısı Testi (Probability Plot Correlation Coefficinent-PPCC testi) ile sınanmış ve dönüşüm uygun bulunmuştur. Veride herhangi bir sıçrama ve eğilim gibi bileşen olmadığından direkt olarak model kurma aşamasına geçilmiştir. Yıllık değerler için AR(1), MA(1) ve ARMA(1,1) modelleri kurulmuştur. Ancak süreci en az sayıda parametre ile etkin bir şekilde temsil eden modelin belirlenmesi için Akaike Bilgi Kriteri uygulanmış (AIC) ve buna göre MA(1) modeli seçilmiştir. Seçilen modelin kontrolü için sürecin bağımsız rastgele bileşeninin bağımsızlığının derecesinin belirlendiği Portmanteau Testi uygulanmıştır. MA(1) modeli bu testi de geçmiştir. Ardından bağımsız değişkenin dağılımının sürecin dağılımına uygunluğu için yine PPCC testi yapılmıştır. Bu testi de geçen MA(1) modelinin süreci temsil ettiği kabul edilmiş ve 100 adet sentetik seri türetilmiştir. Türetilen bu seriler ters dönüşümlerle orijinal serinin karakterine getirilip karşılaştırılmış ve ortalama ve standart sapmasının türetme sırasında korunduğu belirlenmiştir. Yıllık askı debisinin modelleme uygulaması Bölüm 4' te ayrıntılı olarak verilmiştir. Aylık askı maddesi debisinin periyodik bir bileşeni olduğu bilinmektedir. Periyodik bileşenin belirlenmesi için Fourier analizi yapılmıştır. Analizde sürecin periyodikliğinin bir harmonikle temsil edilmesinin yeterli olduğu kümülatif periyodograma bakılarak belirlenmiştir. Bir harmonikli periyodik bileşen seriden ayrılmadan çarpıklığı çok fazla olan seriye Logaritmik dönüşüm de uygulanmıştır. Bu dönüşümlerden sonra veri stasyoner (istatistik parametreleri zamandan bağımsız) hale gelmiş ve modeller kurulmuştur. 1. ve 2. mertebe bütün modeller denenmiştir. Ancak AIC testinde en başarılı değeri alan MA(2) modelinin aylık askı maddesi debisini temsil etmesinin uygun olacağına karar verilmiştir. MA(2) modelinin kalıntıları bağımsızlık testini ve ardından PPCC testini de geçmiştir. Yine 100 adet sentetik seri türetilmiş ve ters dönüşümlerle orijinal serinin durumuna getirilmiştir. Sentetik olarak türetilen serilerin ortalamasının oldukça iyi sonuç vermesine rağmen xii standart sapmasının özellikle 6. aydaki aşın sapmasının nedeni olarak askı maddesi debisinin grafiğine bakıldığında 1972 yılında sürecin genel seyrinden çok farklı değerler alması gösterilebilir. Aylık değerlerin modelleri ayrıntılı olarak Bölüm 4' de verilmiştir. Baraj haznelerinin ölü hacimlerinin hesabında yıllık değerlerle çalışılması daha uygun olacağından Bölüm 5 'de birikme analizinde de yıllık değerler kullanılmıştır. Bölüm 4'deki askı maddesi debisinin yıllık olarak MA(1) modeline uyduğu belirlenmişti. İlk olarak MA(1) ve MA(2) süreçleri için normal ve lognormal dağılıma uyan sentetik olarak seriler türetilmiş ve bunların toplamlarından meydana gelen Sn değerlerinin ortalamaları ve varyanslan hesaplanmıştır. Ardından bu değerler analitik olarak elde edilmiş olan ifadelerin sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve oldukça yakın sonuçlar bulunmuştur. Eldeki gözlenmiş serinin istatistikleri de bu seriye uydurulan MA(1) modelinden türetilen ve analitik ifadelerden hesaplanan değerlerle karşılaştınlmıştır. Gözlenmiş değerlerle, türetilen ve analitik ifadelerin sonuçlan oldukça yakın çıkmıştır. Türetilen serilerin eklenik dağılımlan çizilmiştir. Çizilen bu dağılımlar kullanılarak 25, 50, 75 ve 100 yıllık birikme hacmi için belirli bir riske karşı gelen hazne hacimlerini belirlemek mümkün olmaktadır.
-
ÖgeAkarsu Askı Maddesi Debisi Tahmini İçin Nonlineer Bir Sistem Modeli(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Güldal, Veysel ; Müftüoğlu, R. Ferruh ; 68864 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineeringAkarsu havzalarının yağışlara karşı davranışı sözel ve nitel olarak oldukça iyi anlaşılmış olsa da, bu davranışların kantitatif anlamda yeterince aydınlığa kavuşturulmuş olduğu söylenemez. Bu nedenle akarsu havzaları, kara-kutu yaklaşımıyla analize uygun sistemlere iyi bir örnek oluşturmaktadır. Bu da çeşitli tahmin problemlerinin çözümünde kolaylıklar sağlar. Belli bir periyottaki girdilerin, çıktıları etkilediği yani hafızalı bir nonlineer kara-kutu sisteminin davranışı, matematikte fonksiyonel dizi olarak bilinen entegral denklemi ile yaklaşık olarak temsil edilebilmektedir. Bu çalışmada, hafızalı ve nonlineer bir sistem olarak havza ele alındığında, davranışı gözden geçirilmiş, lineer ve nonlineer bazı kara-kutu- sistem modelleri, özellikleri tartışılarak karşılaştırılmış ve akarsuların taşıdığı askı maddesi konsantrasyonunun veya askı maddesi yükünün haldeki ve etkin geçmişteki yağışlardan yararlanılarak tahmin edilebildiği nonlineer kara-kutu modelleri geliştirilmiştir. İki boyutlu birim askı maddesi eğrisi adı verilen modeller, etkin yağışlar kullanmakta ve birim sediment eğrisi modellerinde olduğu gibi sadece şiddetli sağanaklarda değil bütün yağış şiddetlerinde geçerli olup havzanın davranışını bütün olarak temsil etmektedirler. Orijinal hali ile model esasen bir fonksiyonel dizinin yalnızca ikinci teriminden ibaret olup havza davranışının lineer kabul edilebildiği hafıza bölümünde lineer, geri kalan bölümünde ise ikinci derece bir fonksiyonel kullanılmak suretiyle tadil edilmiştir. Daha yüksek dereceden modellerin güçlükleri dolayısıyla şimdiye kadar zaten, hep ikinci dereceden modeller kullanılmıştır. Fakat ikinci dereceden bir modelin uygun olduğu hakkındaki düşünceler de sadece uygulama sonuçlarına dayanmaktadır. Gerek orijinal gerekse tadil edilmiş modelde sistem davranış fonksiyonları birim etkin yağıştan meydana gelen askı madde debisinin zamansal dağılımım temsil etmektedirler. Bunlar bir ve iki boyutlu birim askı maddesi eğrisi olarak yorumlanan ve fiziksel bakımdan anlamlı olup havza davranışını temsil için gerek ve yeter sayıda fonksiyonlardır. Yeni modellerin literatürden sağlanan datalar kullanılarak kapsamlı uygulamaları gerçekleştirilmiş, lineer ve ikinci dereceden fonksiyonel dizi modeller ve Williams'in modelinin sonuçlan ile bir karşılaştırması yapılmış ve sonuçta tadil edilerek geliştirilmiş modelin hepsinden daha iyi tahminler verdiği görülmüştür. Bu modelin daha iyi sonuçlar vermesinin sebebi, yeterince uyum kabiliyetine sahip ve daha az, ancak yeter sayıda davranış fonksiyonu ihtiva etmesidir. Dolayısıyla lineer bir model bileşeni ile temsil edilebilecek olan geçmişin, fonksiyonel dizi ve orijinal modelde olduğu gibi nonlineer modelle temsili gereksiz uyum kabiliyetini hasıl etmekte bu da tahminlerde olumsuz rol oynamaktadır.
-
ÖgeAkarsu Havzası Sistemlerinin Planlanması İçin Genel Maksatlı Bir Simulasyon Modeli(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1990) Şimşek, Demiray ; Bayazıt, Mehmetçik ; 14246 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineeringBu çalışmada, akarsu havzalarının planlanmasında kullanılmak üze re, çeşitli fiziksel sistem konfigûrasyonlarmın benzeştirilmesine imkan verebilen, genel maksatlı bir simülasyon modelinin geliştirilmesi amaç lanmıştır. Bu amaçla geliştirilen ve çalışma içerisinde "SIMULAX" adıyla referans verilecek olan modelde, sulama, içme-kullanma, hidro-elektrik enerji ve düşük akımların kontrolü gibi maksatlar ele alınmıştır. Modelin tasarımında düğüm noktalan yöntemi kullanılmıştır. Düğüm noktalan, akarsu havzası sistemlerini oluşturan çeşitli fiziksel bileşenleri temsil et mektedir. Sistem konflgürasyonu, bağlantı elemanlarıyla birbirine bağlı düğümlerden oluşan bir şebeke şeklinde şematize edilmekte ve fiziksel yapı bu temsili bileşenler yardımıyla tanımlanarak modele aktarılmakta dır. Modelde, çeşitli maksatlar için tasarlanmış 22 adet düğüm tipi yer almaktadır. Bu düğümler, teorik ve pratik karakteristikleri itibariyle, sis tem konfigûrasyonlarmın çok sayıda kombinezonunu üretebilecek özel liklere sahiptirler. Modelin en önemli özelliği modüler bir yapıda düzen lenmiş olmasıdır. Modüler yapı, uygulamada belirli bir esneklik sağlamakta ve modelin değişik sistemlere adapte edilebilmesini kolaylaş tırmaktadır. Biriktirme haznelerini temsil eden düğümler oldukça detaylı olarak ele alınmıştır. Modelde, bu düğümlerin işletilmesi için hazırlanmış çeşitli alternatif politikalar mevcuttur. Bunlar arasında, koruma (hedging) stratejilerinin uygulandığı politikalar da yer almaktadır. Öte yandan modele, gerekli olduğu takdirde yeni politikaların ilave edilmesi de mümkün olabilmektedir. Model, sistemlerin fiziksel performanslarının ölçülmesinde kullanılan çeşitli istatistikleri ve durum değişkenlerinin fre kans dağılımlarını hesaplamaktadır. Modelin diğer bir yapısal özelliği de, "SIMULAX 1" ve "SIMULAX 2" olarak adlandırılmış olan iki alt modelin kombinasyonu şeklinde organize edilmiş olmasıdır. "SIMULAX 1" simü lasyon modeli, "SIMULAX 2" ise "SIMULAX l"in ürettiği sonuçların tablo lar ve grafikler halinde ekrandan izlenmesini ve gerektiğinde yazıcıdan alınmasını sağlayan bir izleme modelidir. "SIMULAX"ı oluşturan bilgisayar programlan, BASIC dilinde kodlan mış olup, "Micro-Soft" Disk İşletim Sistemi (MS-DOS) kullanılarak, IBM uyuşumlu tüm mikrobilgisayarlarda çalıştırılabilir. Uygulamalar sırasın da karşılaşılabilecek bellek sorunlanyla İlgili olarak "SIMULAX"a bir bel lek kontrol programı yerleştirilmiştir. Bu program, gözönüne alınan sis tem için, "SIMULAX'in gereksinim duyacağı bellek büyüklüğünü önceden bildirmeyi amaçlayan bir uyan programıdır. "SIMULAX", Ankara Su Temini Projesi Hazneler Sistemine uygulana rak test edilmiştir. Bu proje için daha önce yapılmış olan bir çalışmanın sonuçları, "SIMULAX'in ürettiği sonuçlarla karşılaştırılmış ve aralarında belirli bir uyumun mevcut olduğu görülmüştür.
-
ÖgeAkarsu köprülerinin orta ayaklarında meydana gelen oyulmaların nedenleri ve oyulmaları önleyici uygulama çalışmaları(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Berk, Ömer ; Uyumaz, Ali ; 632953 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineeringKöprüler; özellikle mühendislik yapıları olmaları açısından önemli ayrıntılara ve tasarım kriterlerine sahip yapılardır. Bununla birlikte, ulaşımı sürekli sağlayan önemli bir görevi üstlenmektedirler. Ulaşım sürekliliğinin sağlanması, şehirleşmenin geliştiği çağımızda, son derece önemli olduğu görülmektedir. Şehirleşme ve ulaşımın öncelendiği yaşam çerçevesinde önemli bir yere sahip olan köprülerin, akarsuları geçerek işlevselliğini büyük oranda arttırdığı söylenmektedir. Akarsuları geçen köprülerin birçok fonksiyona hizmet vermesi sebebi ile tasarımı son derece önemlidir. Ancak bu kadar önem sahibi köprülerin mimarlık ve mühendislik açısından tasarım aşamasında yapısal olarak göz ardı edilen birçok etkene sahip olması, büyük hasarlara yol açabilmektedir. Tasarım, mimari ve öncelikle de mühendislik eserleri olarak anlamlandırdığımız köprülerin, yapısal anlamda inşaat öncesi birçok önlemi ve tasarım kriterlerini barındırması gerekmektedir. Yapılan araştırmalar ve ayrıntılı incelemeler sonucu mühendislik ve mimari tasarım aşamalarında göz ardı edilen birçok unsurun, köprülerin yapısal anlamda zarar görmelerine sebebiyet verecek sonuçlar ortaya çıkarabilmektedir. Bu unsurlar tasarıma bağlı nedenler olabileceği gibi çoğunlukla doğal sebeplerin göz ardı edilmesinden kaynaklanmaktadır. Deprem, rüzgâr yükü, hidrolik etkenler, inşa edildiği yerel koşullar ve taşkın başlıca doğal sebepler arasında yer almaktadır. Deprem sonrası hasarlar, aşırı rüzgâr yüküne maruz kalmak ve taşkın gibi unsurların meydana getireceği hasarların kestirilememesi köprülerde geri dönülemeyecek hasarlar yaratmaktadır. Özellikle yüksek akımlı taşkınlara maruz kalan akarsu köprülerinin ayakları etrafında oluşan aşırı oyulmalar nedeniyle büyük hasarlar oluşmakta ve yıkımla sonuçlanmaktadır. Bu yıkımlar zaman zaman büyük can ve ekonomik kayıplara sebebiyet vermektedir. Bunların önlemlerinin alınması köprü tasarım ve inşasında ehemmiyetle önerilmektedir. Bu sebeple köprü tasarım öncesi ön araştırmaların ve etütlerin yapılması, gerektiğinde de yeni ve etkin yöntemlere başvurulması önem arz etmektedir. Yapılan araştırmalar, köprü ayaklarında meydana gelen oyulmaların birçok sebebini açıklamaktadır. Bu sebepler arasında, mühendislik hataları, doğal süreç içerisinde oluşan meteorolojik ve hidrolojik değişkenlikler, hesaba katılmayan yükler, köprü ayaklarının inşa edildiği yerel koşulların olduğu yönünde bulgulara işaret etmektedir. Araştırma ve tasarım süreci bu sebeplere dayandırılarak detaylı bir şekilde çalışıldığında daha net ve hata ve kusurlardan olabildiğince arındırılmış sonuçlara ulaşılmaktadır. Köprülerin orta ayaklarında meydana gelen oyulmalar sonucu hasarlanması veya yıkılması, mühendislik çalışmalarının tasarım ve uygulama aşamasında birtakım önlemlerinde ele alınması gibi araştırmaların geliştirilmesine önayak olmuştur. Köprü ayaklarında oyulmalar sonucu köprünün yıkılmasını önleyici en iyi tedbir, tasarım aşamasında oluşabilecek maksimum oyulma miktarını öngörmek ve ayakların bu oyulmalardan etkilenmeyecek şekilde derinde teşkil etmektir. Ancak, gerek yerel zemin koşulları, gerekse akarsuyun akım şartları ve ekonomik sebepler ile bu uygulamalar çoğu kez yapılamamaktadır. Oyulmaları önleyici ve azaltıcı bazı mühendislik çalışmaları, köprülerin yıkılması veya hasarlanması ile sonuçlanacak oyulmaları önleyici veya geciktirici yönde bazı ekonomik olumlu sonuçlar verebilmektedir. Bu çalışmada, akarsu köprü ayaklarında meydana gelen oyulmaların nedenleri ve bunları önleyici/azaltıcı bazı mühendislik uygulamalar hakkında bilgilendirmelere yer verilmektedir.
-
ÖgeAkarsularda Akım Özelliklerinin Entropi Yöntemi İle İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 18.02.2013) Genç, Onur ; Ağıralioğlu, Necati ; 458910 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinAçık kanal akımlarında debinin belirlenmesi, kanalların boyutlandırılması ve akımın özelliklerinin tespit edilmesi için enkesit boyunca hız dağılımının bilinmesi önemlidir. Açık kanallardaki akım özelliklerinin belirlenmesi amacıyla Chiu (1989,1991) tarafından hız dağılımını tanımlayabilmek için ölçülmüş hız bilgilerine en az ihtiyaç duyan Entropi yöntemi geliştirilmiştir. Chiu (1986), açık kanalın bir kesitindeki ortalama hız ile en büyük hız arasındaki oranın sabit olduğunu göstererek, bu ilişkiyi entropi parametresi (M) ile tanımlamıştır. Son yıllarda literatürde sürekli olarak entropi yöntemi ele alınmakta ve deneysel verilere uyumu irdelenmektedir. Bu çalışmada açık kanallarda akım özelliklerinin kolay ve doğru bir şekilde belirlenmesi amacıyla entropi yönteminin uygulanılabilirliği ele alınmıştır. Kayseri İli’nde benzer coğrafi özelliklere sahip farklı iki havzada (Kızılırmak ve Zamantı Havzası) dört ayrı ölçüm sahasında toplam 22 ölçümde akarsu enkesiti dilimlere bölünerek geometrisi çıkarılmış ve hız değerleri akustik hız ölçer ADV (Acoustic Doppler Velocimeter) cihazı ile ölçülmüştür. Dört farklı ölçüm istasyonunu temsilen elde edilen entropi parametresi M = 1,31 kullanılarak ortalama ve en büyük hızlar arasındaki doğrusal ilişkinin varlığı doğrulandı. Genel entropi parametresi M = 1,31 ve en büyük hız umak kullanılarak bütün akım şartları için debiler hesaplandı. İzafi hata yüzdelerinin ortalaması %5,4 olarak bulundu. En büyük hızın ve oluştuğu yerin derinlikle değişimi araştırıldı. Bu yeni yaklaşımla entropi hız denklemi bütün akım şartlarında herbir istasyonda uygulandı. Hesaplanan hız değerlerinin bazı düşeylerde ölçülen değerlerden daha büyük olduğu görüldü. Bu metodun uygulama basitliği dikkate alındığında akım debisinin ve hız dağılımının tahmininde ucuz ve kolay bir şekilde hizmet verebildiği söylenebilir.
-
ÖgeAkarsularda Boyuna Dispersiyon Katsayısının Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Şahin, Sinan ; Savcı, M. Emin ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinBu çalışmada, akarsularda boyuna dispersiyon katsayısının tahmini için iki boyutlu yeni bir matematiksel model oluşturulmuştur. Matematiksel model oluşturulurken kullanılan veriler akarsulara ait veriler olduğu için model akarsuların boyuna dispersiyon katsayısının tahmini için geçerlidir. Düşey hız dağılımı ihmal edilip quartic yanal hız dağılımı kullanılmıştır. Modelin sinüslülük, ani genişleme ve daralma ve ölü bölgelerin etkisini içermesi için boyutsuz bir β katsayısı tanımlanmış ve bu katsayı model geliştirmekte kullanılan akarsulara ait 81 adet deney verisi kullanılarak Fortran programlama dilinde bir program yazılarak bulunmuştur. Sonuçları literatürdeki çalışmalarla karşılaştırdığımızda, kullanılan 81 adet veri ve 9 adet karşılaştırma kriteri için en iyi sonucu oluşturulan yeni modelin verdiği görülmüştür. Ayrıca iki boyutlu boyuna dispersiyon denklemi yeni modelin hesapladığı boyuna dispersiyon katsayısı kullanılarak sonlu farklar metodu ile nümerik olarak çözülmüş ve konsantrasyon-zaman grafiklerinin zarf eğrileri elde edilerek çeşitli durumlar için birbirileriyle karşılaştırılmıştır.
-
ÖgeAkarsuların, Denizlerdeki Kıyı Çizgisine Ve Yapılarına Etkisinin Bir Matematik Modelle İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1995) Sandalcı, Mehmet ; Ağıralioğlu, Necati ; 46496 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineeringAkarsuların taşıdığı katı maddelerin iri olanları, akarsuyun denize döküldüğü nehir ağzında çökelir. Daha ince olanları dalgaların etkisi ile kıyı boyunca hareket ederken, bir kısmı ise kıyıya dik hareket eder. Akarsulardan gelen bu katı maddelerin uzun vadede kıyılarda bazı değişikliklere sebep olduğu bilinmektedir. Ayrıca bu katı madde hareketleri mevcut deniz yapılarına da oyulma veya yığılmalar dolayısı ile önemli etkilerde bulunur. Bu çalışmada, denize dökülen akarsuların taşıdığı katı maddelerin kıyı çizgisine ve deniz yapılarına etkileri matematik bir modelle incelenecektir. Akarsuyun getirdiği katı madde enkesitte uniform kabul edilerek kıyı boyu katı madde süreklilik denklemine, sabit birim genişlikten geçen katı madde miktarı olan (q) ilave edilmiştir. Bu durumda katı madde süreklilik denklemindeki türevler yerine ileriye doğru sonlu farkları yazılmış, kıyı boyu katı madde debisini tahmin eden bir formül yardımıyla, başlangıç ve sınır şartlan belli olan bir kıyı şeridi için çözüme gidilmiştir. Akarsuyun genişliği 50 m, 100 m ve 125 m alınarak 1000 metrelik bir kıyı şeridinde meydana gelen değişiklikler incelenmiştir. Bu incelemede akarsuyun konumu sabit alınmıyarak, hesap sınırının başında, ortasında ve sonunda olmak kaydıyla yeri değiştirilmiş ve taşıdığı katı madde debisi q=1.10"3 m3/sn/m, q=1.10-4 m3/sn/m, q=1.10-5 m3/sn/m ile q=1.10-6 m3/sn/m şeklinde değiştirilerek akarsuyun kıyıdaki yeri ve debisinin etkisi açısından bir genelleme yapılmaya çalışılmıştır. Mendirek gibi bir deniz yapısının sağından soluna doğru veya solundan sağma doğru bir katı madde geçişi söz konusu değildir. Aynı zamanda kıyı yapısından belli bir mesafe sonra kıyının yapıdan etkilenmediği ve doğal durumunu koruduğu görülür. Bu incelemede mendireğin hemen bitişiği hesap sınırının başlangıcı olarak kabul edilmiş ve başlangıç sınır şartı olarak bu noktada katı madde debisi sıfir alınmıştır. Mendirekten 1000 m ötede kıyının yapıdan etkilenmediği göz önüne alınarak, bu noktadaki katı madde miktarı bir önceki noktaya eşit alınmak suretiyle hesaplar yapılmıştır. Mendireğin hemen yam başında, mendirek yüksekliği rüzgarın esişini engellediği için bu kısımda ölü bir nokta meydana gelmektedir. Dolayısıyla akarsuyun mendireğin hemen yam başmda denize dökülmesi halinde, akarsu tarafindan taşman katı madde kıyı boyunca kısmen taşınmaktadır. Ancak akarsuyun döküldüğü yer, mendirekten uzaklaştıkça mendireğin kıyıya etkisi azalmakta dolayısıyla akarsuyun taşıdığı katı madde kıyı boyunca daha çok taşınmaktadır. Ayrıca çalışmada elde edilen sonuçlar tablo ve grafikler halinde değerlendirilmiştir.
-
ÖgeAkım Anahtar Eğrilerinin İrdelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Kukul, Musa ; Yeğen, E. Beyhan ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinAkarsu tahminlerinde kullanılan en önemli araçlardan biri seviye-debi ilişkisini açıklayan akım akım anahtar eğrisidir. Akarsu akım değerlerini tahmin etmek için akım anahtar eğrisi kullanılır ve akarsu akım değerleri bir çok hidrolojik modelin temelini oluşturur. Akım anahtar eğrisi oluşturulması akarsu akım tahminlerinde, taşkın kontrolünde ve tarımsal veya endüstriyel kullanım için su kaynaklarında önem taşımaktadır. Bu çalışmada akım anahtar eğrisi oluşturmak için dört metod kullanılmıştır. Öncelikle Türkiye’de genel olarak uygulanmakta olan manuel metod kullanılmıştır. . İkinci olarak Q=K(h-h0)s denklemi kullanılarak akım anahtar eğrisi oluşturulmuştur. Üçüncü kullanılan metotta akım anahtar eğrisinin ikinci dereceden parabol olduğu varsayımıyla Q=b0+b1h+b2h2 denklemi kullanılarak akım anahtar eğrisi oluşturulmuştur. Bu denklemlerde K, s, h0 b0, b1, b2, katsayıları parametreleri, Q değeri debiyi, h değeri ise seviyeyi ifade etmektedir. Kullanılan dördüncü metot ise polinomun derecesini iki ile beş arasında seçerek uygulanan eğri uydurma metodudur. Kullanılan akım anahtar eğrisi oluşturma metotlarının hangisinin en iyi debi tahmini yaptığını görmek için, bazı istatistiksel testler kullanılmıştır. Bunlar kök ortalama karesel hata (KOKH), taraflılık (Bias) ve Akaike bilgi kriteridir. Kullanılan istatistik testler karşılaştırılarak eğri uydurma metodunun anahtar eğrisi oluşturma metotları içinde en başarılı yöntem olduğu görülmüştür.
-
ÖgeBir Akım Ortamında Prizmatik Bir Cisim Etrafındaki Üç Boyutlu Akımın Deneysel Olarak İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Duman, Emre ; Kabdaşlı, M. Sedat ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinBu çalışmada, dikdörtgen prizmatik bir cisim etrafındaki akım özellikleri deneysel olarak incelenmiştir. Silindirik kesitler hidrodinamik açıdan çok daha elverişli olmasına rağmen imalatının kolaylığı sebebiyle keskin köşeli cisimlerin etrafındaki akımın incelenmesi gelişen deniz teknolojileri ile birlikte gerekli hale gelmiştir. Bu amaç doğrultusunda bozulmamış akım özellikleri referans alınarak akımın üç eksendeki zamansal ortalama hızlarının, türbülans şiddetinin, türbülans kinetik enerjisinin ve Reynolds gerilmelerinin değişimleri belirlenmiş ve bunların sebepleri tartışılmıştır. Akım – cisim sistemi bir bütün olarak düşünülmüş ve cismin akıma etkisinden sonra akımın cisme olan temel etkisi olan sürüklenme kuvveti, dolayısıyla da sürüklenme kuvveti katsayısı (CD) bu durumdaki cisim için belirlenmiştir. Deneyler akustik Doppler hız ve piyozoelektrik basınç ölçerlerle bir su kanalı içerisinde gerçekleştirilmiştir. Deney sonucunda çalışılmakta olan son derece karmaşık üç boyutlu akım ortamında cisim etrafındaki hidrodinamik parametreler belirlenmiştir.
-
ÖgeAkım Ölçümleri Yetersiz Havzalarda Aylık Akımların Ve Hidroelektrik Potansiyelin Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Andiç, Gökhan ; Ağıralioğlu, Necati ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinTürkiye’nin halihazırdaki hidroelektrik potansiyeli belirlenirken küçük hidroelektrik santrallerin potansiyeli dikkate alınmamıştır. Türkiye’de 3000’e yakın gözlem istasyonunda akım (debi) ölçümleri yapılmasına rağmen pek çok akarsu ve kollarında akım ölçüm istasyonu yoktur. Hâlbuki bu akarsuların hidroelektrik potansiyelinin belirlenmesi için uzun yıllar ölçülmüş debilerine ihtiyaç vardır. Bu yüzden ölçümü olmayan akarsuların hidroelektrik potansiyeli belirlenememekte ve projelendirilememektedir. Dolayısıyla akım ölçümleri olmayan veya yetersiz olan havzalarda su kaynakları potansiyelinin belirlenmesi ve değerlendirilmesi giderek önem kazanmaktadır. Ölçüm yapılmayan havzalarda kullanılmak üzere akım verisi sağlamak için değişik seçenekler söz konusudur: (1) Yerinde gözlem yapılması, (2) Benzer özellikli yakın havza verilerinin kullanılması, (3) Uzaktan algılama ile gözlem yapılması, (4) Hidrolojik model simülasyonu, (5) Entegre edilmiş meteorolojik ve hidrolojik model simülasyonu. Bu çalışmada akım ölçüm istasyonları olmayan veya yetersiz olan havzalarda hidroelektrik potansiyel belirleme çalışmaları yapılacaktır. Bunun için Doğu Karadeniz’de Trabzon il sınırları içerisinde yer alan Solaklı Havzası pilot bölge olarak seçilmiş, bu havzada planlanan küçük hidroelektrik santrallar için potansiyel belirleme çalışmaları yapılmıştır. Solaklı Vadisini meydana getiren akarsu havzalarında aylık ortalama yağış grafiklerinden elde edilen yağış değerleri ile aylık akış katsayıları kullanılarak ortalama akış debileri belirlenmiştir. Ölçüm yapılmayan akarsu havzalarının hidroelektrik potansiyelinin belirlenmesi için seçilen bu bölgede çeşitli yöntemler kullanılarak sonuçlar birbirleri ile karşılaştırılmıştır.
-
ÖgeAkım ölçümü olmayan kuruyan akarsular için debi süreklilik çizgisi modeli(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Burgan, Halil İbrahim ; Aksoy, Hafzüllah ; 10280258 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineeringDebi süreklilik çizgisi, akarsu akımlarının değerlendirilmesinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Debi süreklilik çizgisi; taşkın kontrolü, düşük akım ve kuraklık çalışmaları, su kaynakları ve hidroelektrik santralların planlanması ve işletilmesi, yağmur suyu drenaj sistemlerinin tasarımı gibi birçok hidrolojik çalışmada kullanılmaktadır. Ayrıca hidrolojik havzalarda akım tahmini ve eksik akım verilerinin tamamlanması gibi konularda debi süreklilik çizgisinden yararlanılmaktadır. Debi süreklilik çizgisi kullanılarak akarsudaki taşkın veya düşük akım gibi uç debiler ile yıllık ortalama akım belirlenebilmektedir. Ancak her havzada yeterli uzunlukta gözlem olmadığından ve hatta bazı havzalarda hiç gözlem bulunmadığından havzanın meteorolojik, topografik ve morfolojik karakteristikleri yardımıyla debi süreklilik çizgisi elde edilebilir. Debi süreklilik çizgisi ile ilgili modeller, matematiksel, istatistiksel, stokastik, grafik ve diğer modeller şeklinde sınıflandırılabilir. Ayrıca yıllık, aylık ve günlük akımlar kullanılarak debi süreklilik çizgisi elde edilebilir. Seçilecek zaman aralığı çalışmanın amacıyla ilişkilidir. Bu çalışma akım ölçümü olmayan kuruyan akarsularda debi süreklilik çizgisi ile ilgilidir. Akarsularda kuruma oranı zaman aralığı küçüldükçe artmaktadır. Yani aynı bir akarsuda yıllık ve hatta aylık zaman ölçeğinde sürekli akan bir akarsu günlük zaman ölçeğinde kuruyan akarsu niteliği taşıyabilir. Bu çalışmada geliştirilen debi süreklilik çizgisi modeli boyutsuzlaştırma, normalleştirme, kuruma noktası, normal kuantillerin hesabı, boyutsuz kuantillerin ters dönüşümü, ortalama debi ve boyutlu kuantillerin hesabı adımlarından oluşmaktadır. Kuruma noktası, kuruyan bir akarsuda debi süreklilik çizgisinin yatay ekseni kestiği aşılma yüzdesini ifade etmektedir. Kuruma noktası ve ortalama debi tahmininde havza karakteristiklerinden yararlanılmıştır. Model ile elde edilen debi süreklilik çizgileri değerlendirme ölçütleri kullanılarak incelenmiştir. Havza karakteristiklerinin hesabında hidrolojik çalışmalarda ve taşkın alanlarının belirlenmesinde MERIT DEM verisi ile çalışılmıştır. Bu veri sayesinde coğrafi bilgi sistemleri yazılımında havza karakteristikleri ve havzanın alansal yağışı hesaplanmıştır. Uygulamada Seyhan, Ceyhan, Meriç ve Gediz havzalarından seçilen ve olabildiğince insan müdahalesinden uzak Akım Gözlem İstasyonları (AGİ) seçilmiştir. Müdahaleli AGİ'lerde yeteri kadar uzun olması koşuluyla müdahele öncesi veriler değerlendirmeye alınmıştır. Yıllık debi süreklilik çizgisi uygulaması için Seyhan ve Ceyhan havzaları üzerinde gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın konusu olan kuruyan akarsular ele alındığında Seyhan havzasından seçilen AGİ'lerin günlük zaman ölçeğinde bile kurumadığı belirlenmiş, bu nedenle aylık debi süreklilik çizgisi uygulamasına Ceyhan havzası ile devam edilmiştir. Günlük debi süreklilik çizgisi uygulamasında ise Ceyhan havzasının yanı sıra Meriç ve Gediz havzaları da kullanılmıştır. Ortalama debi tahmininde sonuçlar kabul edilebilir mertebededir. Benzer şekilde kuruma noktası hesabında da başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Model sonuçlarının değerlendirilmesinde determinasyon katsayısı, ortalama karesel hatanın karekökü, ortalama mutlak hata gibi değerlendirme ölçütleri kullanılmıştır. Bunun yanında debi süreklilik çizgisini yüksek, orta ve düşük akımlar olarak üç parçaya ayırarak değerlendiren değerlendirme ölçütlerinden de yararlanılmıştır. Debi süreklilik çizgisi güven aralıkları, her bir gözlem yılına ait debi süreklilik çizgileri yardımıyla belirlenmiştir. Kuruyan akarsuların debi süreklilik çizgisi nispeten çok yeni olup çalışmalar genellikle belli bir aşılma yüzdesindeki debi değerini tahmin etmeye dayanmaktadır. Akım ölçümü olmayan havzalarda kuruyan bir akarsuyun debi süreklilik çizgisinin kuruma noktası yağış ve havza karakteristiklerine bağlı bir regresyon denklemi ile hesaplanmıştır. Günümüz coğrafi bilgi sistemleri ve uydu teknolojisi sayesinde hesaplanabilen havza karakteristikleri ile akım ölçümü olmayan kuruyan akarsularda debi süreklilik çizgisinin elde edilmesi, böylelikle bu akarsuların su potansiyellerinin en iyi şekilde değerlendirilmesi gelecekte mümkün görülmektedir.
-
ÖgeAkım serilerinin modellenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1994) Gençer, Yiğit Çağatay ; Müftüoğlu, R. Ferruh ; 39509 ; Hidrolik ve Su Kaynakları MühendisliğiBu çalışmada, Kolmogorov ve Kolmogorov-Gabor modeli aylık akım serilerinin türetilmesinde kullanılmış olup sonuçlar, yaygın olarak kullanılan Thomas-Fiering modeli sonuçları ile karşılaştırılmıstır. Uygulamada, 30 yıllık bir akım serisi kullanılarak bil gisayar ortamında, Thomas-Fiering, Kolmogorov ve Kolmogorov- Gabor modelleriyle 30 vıllık sentetik seriler türetilmiştir. Thomas-Fiering modelinden beklenen sonuçlar elde edilmiş ancak, Kolmogorov ve Kolmogorov-Gabor modellerinin akım serilerinin türetilmesinde kullanılabilmesi için bir rastgele değişkenin modele ilave edilmesi gerektiği ortaya çıkmıştır. Bu rastgele değişkenin analitik yolla belirlenmesinin güçlüğü nedeniyle, ampirik yaklaşım uygulanmış ve iyi sonuç veren bir esas geliştirilmeye çalışılmıştır. Sonuçlar, yaygın olarak kabul ve uygulama Fiering modeli sonuçlarına oldukça yakındır. Bazı istatistik parametreler açısından da veni model avantajlı görünmektedir.
-
ÖgeAkıntılı Deniz Ortamında Tabana Oturan Silindirlere Etkiyen Kuvvetler(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Çokgör, Şevket ; Avcı, İlhan ; 66400 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources Engineering ProgramAkım ortamında yeralan cisimler, akım ile etkileşimleri sonucu hidrodinamik kuvvetlerin etkisinde kalırlar. Günümüzde yaygın olarak kullanılan petrol, doğalgaz veya su iletimi, atıksu deşarjı, ulaşım amaçlı büyük nehir veya denizaltı tüp (körfez boğaz) geçişi gibi değişik amaçlarla deniz veya nehir altında inşa edilen yapılar da bu tip kuvvetlerden etkilenmektedir. Bu çalışmanın ilk bölümünde, deniz ortamında görülebilecek kararlı akım, salt dalga ve akıntı ile dalganın birlikte oluşması durumlarında bir yapı etrafındaki akım alanı ve akımın yapı üzerindeki etkisi ile, yapıya gelen kuvvetlerle ilgili literatür çalışması yapılmıştır. Literatür çalşmasına, olayın mekaniğinin açıklanması açısından, çok sayıda araştırıcı tarafından detaylı olarak incelenen sonsuz kararlı akım veya salınımlı akım ortamında yeralan tek bir silindir etrafındaki akım alanı ve bu silindire etkiyen kuvvetler incelenerek başlanmıştır. Bu konudaki çalışmalar, incelenecek konuya yakın katı cidar yakınındaki silindir etrafındaki akım alanı ve silindire etkiyen kuvvetlerin belirlenmesine ait sınırlı sayıda çalışma ile birleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde, deniz tabanına oturan bir silindire etkiyen kuvvetlerin belirlenmesi amacıyla İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi Hidrolik Laboratuvannda oluşturulan deney düzeneği, ölçme ve değerlendirme sistemi açıklanmıştır. Hazırlanan deney sisteminden yararlanarak, deniz tabanına oturan ve "kararlı akım", "düzenli dalga" ve "akım+dalga" etkileri altında bulunan bir silindir üzerindeki basınç değerleri ölçülmüş ve basınç dağılımları belirlenmiştir. Tek silindirin tabana oturması veya değişik gömülme oranlan ile, çift silindir olma durumları için ayrı ayrı belirlenen bu basınç dağılımları kullanılarak silindire gelen kuvvetler hesaplanmıştır. Silindire etkiyen bu kuvvetler CD,CM ve CL kuvvet katsayıları ile ifade edilmiş ve bu kuvvet katsayılarının olay üzerinde etkili olan Re ve KC sayıları gibi boyutsuz sayılarla değişimi grafikler halinde gösterilmiştir. Tabana oturan tek silindire ait değişik akım koşullarında elde edilen sonuçlar, literatür çalışmasında verilen diğer araştırmacıların benzer koşullarda elde ettikleri sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Çalışmanın son kısmında, elde edilen deneysel sonuçlar değerlendirilmiş, çalışmanın sağlayacağı yararlar ve bilgi birikimi tartışılmış ve çalışmanın gelişmesi için gelecekte yapılması gereken konularda önerilerde bulunulmuştur.
-
ÖgeAkış Hidrografı Tahmin Modelleri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-02-18) Balov, Mustafa Nurı ; Altunkaynak, Abdüsselam ; 10025488 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinMühendislik açısından yağış akış süreci su çevriminin en önemli bileşenidir ve muhtemel yağışlardan meydana gelebilecek akışın tahmin edilmesi su kaynaklarıyla ilgili projelerin temelidir. Bu nedenle bir çok fiziksel ve data temelli model yağış akış sürecinin simülasyonu için geliştirilmiştir. Akış hidrografı, bir havzanın veya herhangi bir hidrolojik sistemin bir fırtınadan oluşan akış miktarının zamanla değişimini göstermektedir. Bu çalışmada akış hidrografının üç temel bileşeni yani toplam dolaysız yüzey akışı, pik debi, ve akış süresi incelenmeye alınmıştır. Bu üç parametre farklı tasarım amaçlarına göre mühendisler tarafından ele alınabilir. Bu bağlamda NAM/MIKE BASIN, SWMM parametrik modelleri ve HEC-HMS modeli kapsamında bulunan Clark, Snyder ve SCS birim hidrograf metotlarının yanısıra Kök seçimi matematiksel birim hidrograf yöntemi 1990-1995 yılları arasında Cascina Scala (Kuzey Pavia, İtalya) havzasında meydana gelen 5 ayrı fırtınanın modellenmesi için kullanılmıştır. NAM/MIKE BASIN ve SWMM parametrk modelleri havzanın fiziksel ve hidrolojik parametrelerini kullanarak yağış akış sürecinin matematiksel modelini sağlamaktadırlar. Bu modeller kapsamında yağış akış sürecine bağlantılı olan buharlaşma, sızma, evapotranspirasyon, yeraltı suyu, iç akım, yüzey akımı v.s. gibi tüm fiziksel olayların simülasyona dahil edilmesinden dolayı, modelleme için çok sayıda parametrenin belirlenmesi gerekmektedir ki genellikle tüm bu parametrelerin belirlenmesi olası değildir. Bu durum yağış akış verilerine dayanan farklı kalibrasyon yaklaşımlarından faydalanarak giderilmiştir. Buna karşılık HEC-HMS modelinin birim hidrograf yöntemleri daha az fiziksel parametrenin gerektiği ve daha çok data temmeli olan modellerdir. Ayrıca Kök seçimi birim hidrograf metodu kapsamında sadece akış verilerini kullanarak bir havzanın birim hidrografı elde edilebilir. Modellerin tahmin sonuçları RMSE ve CE istatistiksel ölçütlere göre değerlendirilmiştir. Toplam dolaysız yüzey akışı parametresi açısından en iyi tahmin NAM/MIKE BASIN modeline aittir (RMSE=2,26 mm ve CE=0,84). Bu modeli SWMM modeli RMSE=2,91 ve CE=0,73 ile takip etmektedir. Ancak tüm birim hidrograf yöntemlerin tahmini kabuledilebilir seviyede olmamıştır ki bu durum RMSE değerinin yaklaşık 6 mm ve CE değerinin sıfırdan düşük olmasıyla kanıtlanmıştır. Dikkat edilmesi gereken hususlardan biri de kullanılan tüm modellerin uygun pik debi tahmini yapamamalarıdır. Bu durum sıfırın altında CE değerleri ile gözlemlenmiştir. Hidrograf süresi tahmininde Clark ve Kök seçimi birim hidrograf yöntemleri ve SWMM parametrik modelleri iyi tahmin sergilerken diğer modellerin tahmini CE değerinin sıfırdan düşük olduğunu göz önünde bulundurarak kabuledilebilir seviyede değildir.
-
ÖgeAkışkan Özgül Ağırlığının Su Darbesine Etkisinin Matematik Modelle İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Tekin, Muhammed Alp ; Ağıralioğlu, Necati ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinBu çalışmada, hidrolikteki hareket ve süreklilik denklemlerini esas alarak su darbesi teorisini ve en çok kullanılan su darbesi hesaplama metotlarından (sonlu farklar metodu yardımıyla) Bergeron - Schnyder, Karakteristikler ve Parmakian Metotları tanımlanmıştır. Örnek olarak, İstanbul ilinin Avrupa Yakasında Büyükçekmece ile Küçükçekmece İlçeleri ve Asya yakasında ise Kadıköy İlçesi ve çevre havzasının atıksularını arıtarak bu havzalara hizmet eden mevcut Büyükçekmece, Küçükçekmece ve Kadıköy Atıksu Ön Arıtma Tesis verileri seçilmiştir. Bu tesislerin içindeki terfili basma hatlarında akışkan özgül ağırlığının değişimi sonucu oluşan darbe tesirlerinin sonlu farklar metodu ile önceden denenmiş bir matematik model kullanmak suretiyle hesaplanmış ve çıkan sonuçlar birbiriyle karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, bu tesislerdeki sistem elemanlarına, darbe tesirlerinin azaltılması, belirli sınırlar içinde tutulması, hattın darbeden etkilenmemesiyle ilgili tedbirlerden bahsedilmiştir.
-
ÖgeAnfis Ve Yapay Sınır Ağlarını Kullanarak Sediment Taşımının İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-08-01) Vazifehkhah, Saeed ; Şen, Zekai ; 439412 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinHidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliğinde Sediment Taşınımının Öneminine Ayrıntılı Bir Şekilde Bakmak Zorunludur ve Bu Çok Büyük Öneme Sahiptir. Her Zaman, Bu Alanın Uzmanları ve Bilim İnsanları İçin Sediment ve Taşınımı Önemli Bir Mesele Haline Geldi. Mesela, 1950’lerden Beri Sediment Taşınımın Davranışını Değerledirmek İçin Çok Çeşitli Çalışmalar Laboratuvarlarda Yürütülmekteydi. Akarsular havzalarından gelen ya da yataklarından söktükleri sediment tanelerini taşırlar. Su ile katı tanelerin birlikte hareket ettikleri iki fazlı akımın hidroliği ve taşınan sediment miktarının belirlenmesi mühendislik açısından büyük önem taşıdığı kadar, incelenmesi çok güç olan problemlerdir. Akarsuların düzenlenmesi, çeşitli maksatlarla kullanılması ve akarsulardan su alma ile ilgili mühendislik problemlerine başarılı çözümler bulabilmek için akarsularda akım ve sediment taşınımı konusunda yeterli bilgilere sahip olmak gerekir. Yüzeysel erozyon, tortu taşınması ve birikmesi, ekonomik ve kültürel gelişimde önem arz etmesi nedeniyle asırlarca jeoloji mühendislerinin araştırma konusu olmuştur. Eski medeniyetler tarafından su kaynakları ve akarsular tarımda ve ulaşım alanlarında kullanılmıştır. Bütün akarsular hem su kaynaklarındaki yüzeysel erozyon hem de kitlesel olarak akarsu kenarlarındaki potansiyel erozyon alanları nedeniyle tortu taşınmasını içlerinde barındırmaktadır. Bizim anlayışımıza göre aşınmanın optimum dengesi konusu membadadır; akarsuyun erozyon taşıma kapasitesi tasarım, yararlanma, onarım ve koruma konusunda önem arz etmektedir. Seddeler akarsu kenarlarında taşkın kontrolü için yapılmaktadır. Ayrıca bu seddeler nedeniyle güvenilir bir şekilde su kaynağı oluşturabilmek için depoların yapılması gereklidir.Kanallar su taşıma ve elde etmek için yapılırlar. Kalıcı olarak bu hidrolik yapıların kullanılması bizim anlayışımıza göre erozyon, tortu süreci ve onları hidrolik projelerde nasıl birleştirebileceğimizle alakalıdır. Artan bulanıklık, su bitkilerin büyümesine sebep olur. Siltin suda olması ışığın girmesine ve sonuç oalrak su bitiklerinin fotosentez ve büyümelerine engel olur. Depolanan sedımentler su altında veya nehir üzerinde olan bitikleri boga bilir. Tarım, bazı sanayi süreçler ve kanalizasyondan gelen sediment ler nitrat ve fosfat oranını arta biler ve sonuç da sedimentin yukselmesine sebep olabilirler. Sediment yönetimi, özellikle sediment hareketinin kontrolü, oyulma-birikme, nehir mühendisliğinde karşılaşılan en zor problemlerden biridir. Nehir yatağındaki hız ve derinliğin zamanla değişmesinin yanı sıra su alma yapısına giren akım miktarı da zamanla değişebilir. Nehir kıyılarında güç santrallerinin soğutma suyu, endüstri su ihtiyacı, sulama vb. Amaçları karşılamak için kullanılan su alma yapılarının etrafı sık sık sediment birikimi dolayısıyla kuşatılır. Bu sebeple nehir tesislerindeki su alma yapılarında aşınma ve birikme problemleri göz önünde bulundurulmalı ve sediment girişini minimum tutacak şekilde tasarlanmalıdır. Akım ve sediment ile ilgili değişkenlerdeki belirsizlikler sebebiyle oyulma ve birikme hakkında kesin bir yargıya varılamamıştır. Bu sebeple sediment kontrol yapılarının tasarımı ve sıralanışı optimum çözümün elde edilebilmesi için fiziksel model çalışmalarına dayandırılmalıdır. Bu ihtiyaç özellikle üç boyutlu akımın olduğu su alma yapıları civarında ortaya çıkmaktadır. Kıvrımlı nehirlerin dış şevindeki yatak oyulması şevlerin zayıflamasına ve toprak kaybına sebep olur. Sediment birikimi nehrin akım taşıma kapasitesini düşürür ve ulaşım için faydalanılan nehirlerde gemi ulaşımına engel olur. Çoklu değişkenler sedimentin doğasına ve akım hidroliğine etki etmekteler. Diğer taraftan tortu taşınması çok karmaşık bir konudur ve genel olarak teorik veya yarı teorik bir şekilde araştırılır. Genel olarak araştırmalar teorik olarak bazı basit tahminlere dayandırılır ve ideal olarak dikkate alınması gereken suyun debisi, akım ortalama hızı, enerji eğimi ve kayma gerilmesi gibi önemli etkenlerden bir veya iki tanesi seçilerek belirlenir. Bilim adamları sayesinde bir takım formüller elde edilmiştir ve bu konu gün geçtikçe gelişmektedir. Bazen bilimadamları birbirlerininkine yakın sonuçlar elde etmektedirler ve bazen de zıtlıklar oluşmaktadır. Sonuç olarak bilim adamları bu konuda evrensel olarak anlaşmaya varamamışlardır. Öte yandan günümüzde teknolojinin gelişmesiyle ve bilgisayarın kullanımıyla Yapay Sınır Ağları (YSA) ve ANFIS gibi bilgisayar programlarının ortaya çıkmasıyla tortu taşınması konusunda güvenilirliği yüksek formüller çeşitli bilimadamları tarafından elde edilmiştir. Bugünlerde MATLAB gibi Bilgisayar Destekli Programların Gelişimi Araştırmacılar İçin Hesaplamaları Hızlı ve Etkin Bir Biçimde Yapmanın Yolunu Açtı. Sediment Taşınımında, Yapay Sinir Ağları (YSA) ve ANFIS Laboratuvar Verisini Yada Gerçek Bir Nehrin Verisini Değerlendirmek İçin Yoğun Bir Şekilde Kullanıldı. Yang (1983) Araştırmaları Diyagramlar Halinde Sunulmuştur. Bahsi Geçen Diyagramlar Su Akımı, Ortalama Hız, Su Yüzey Eğimi, Kayma Gerilimi, Akış Gücü ve Toplam Sediment Akımlı (TSA) Birim Akış Gücü Arasındaki İlişkiler Hakkında. Giriş Veri Değerlerini Elde Etmek İçin Get Data Graph Digitizer Programı Kullanıldı. Ayrıca, 79 Veri Kümesi Nitelendirilmiştir. Her Biri İçin, Duşey Değerlerinin Ortalaması Hesaplanmış ve Değerlendirme İçin Gözlemlenmiş Çıkış Verisi Olarak Kullanılmıştır. ANN’in İleri Geri Beslemeli Yayılım (İGBY) Türünden, ANFIS’in Sugeno Türüne Dayanan Geri Yayılım (GY) Türlerinden İki Sınıfta Deneme ve Test Olarak Veri Analizinde ve Sonuçlar Vermede Faydalanıldı. Layerların sayılarını 2 ile 4 arası ve nöronların sayılarını 1 ile 4 arası (İGBY)’ye dayanarak genel alternatif senaryolar geliştirerek TSD’yi tahmin etmeye yardımcı oluyor.İlerleme sırasında hataların tipi RMSE ve korelasyonları elde etmede bizim için önemlidir. Böylece TSD modellemesi için en iyi ve en optimum alternatif Yapay Sınır Ağlarının İGBY’ye dayanarak iki gizli layerlı ve her bir layerı iki nöron sayılı bir kombinasyon ile 0.99 R2 ve 0.017 RMSE olacak şekilde öneriliyor. TSD’yi tahmin ederken R2 için yaklaşık 1 değeri ve çok küçük RMSE değeri (<0.04) bu metodun yüksek kapasitesini göstermektedir. Öte yandan ANFIS programıyla girdi üyelik fonksiyonu olarak, Gauss ve Gauss 2; çıktı üyelik fonksiyonu olarak sabit ve lineer tipler kullanıldı. Sonuç olarak ANFIS programıyla hibrit ve BP metotlarına odaklanırken genel kapsamlı TSD tahmin metodolojileri kullanıldı.TSD’yi tahmin etmek için gösterildiği gibi çok büyük R2 değerleri ve çok küçük RMSE değerlerine dayanarak hibrit ve BP metodlarının yüksek kapasitesi sağlanmaktadır. Daha Sonra, Tahmin Edilen ve Gözlenen Değerler Arasındaki İlişki Diyagramlar Halinde Gösterildi. Yapılan Çalışmada 0.99’dan Daha Yüksek Tespit Katsayısı (R2) Bağıntısı ANN ve ANFIS’in Toplam Sediment Akımını Tahmin Etmek İçin Uygunluğunu ve Yeterliliğini Kanıtlamıştır.
-
ÖgeAtıksu Arıtma Tesislerinde Paralel Akışlı Ön Çökeltme Havuz Kesit Tipleri İçin Yeni Bir Yaklaşım(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Ünsal, Özgür ; Uyumaz, Ali ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinBu tez çalışmasında atıksu arıtma tesislerinde paralel akışlı ön çökeltme havuz kesit tipleri için yeni bir yaklaşım incelenmiştir. Bu çalışmada ön çökeltme havuzları ile ilgili boyutlandırma kriterleri ve hidrolik hesaplar açısından Denizli (Merkez) Atıksu Arıtma Tesisi proje değerleri temel alınmıştır. Ön çökeltme havuzları boyutlandırılırken mevcut dikdörtgen havuzlar kesitli havuzlar yerine yarım daire kesitli ve trapez kesitli havuzlar önerilmiş ve bu iki yeni kesit proje kriterleri içerisinde boyutlandırılmıştır. Hidrolik olarak tesis bütünlüğünün bozulmaması düşünülerek havuzların giriş ve çıkış yapıları mevcut tesiste bulunan giriş ve çıkış yapılarıyla aynı alınmıştır. Havuzlarda giriş yapısı için borulardan meydana gelen Stengel tipi giriş yapıları seçilmiştir. Çıkış yapısında keskin kenarlı üçgen savaklar kullanılmıştır. Havuzlarda sıyırıcı sistemi olarak mekanik doğrusal sıyırıcılar kullanılmıştır. Etkin bir sıyırma işlemi için havuz tabanlarına 1/100 eğim verilmiştir. Yarım daire ve trapez kesitli havuzların boyutlandırılması yapılırken ilk olarak tesiste mevcut olan dikdörtgen kesitli havuzların hesapları incelenmiş daha sonra önerilen yarım daire ve trapez kesitli havuz tipleri için yeni hesaplar yapılmıştır. Havuzların boyutları belirlendikten sonra üç havuz kesiti için aynı debi değerlerine göre debi- yüzey alanı, debi-yatay hız ve debi-bekletme süreleri grafikleri çizilmiş ve bu üç tip havuz bu grafiklere göre karşılaştırılmıştır. Yarım daire ve trapez kesitli havuz tipleri için yapılan hidrolik hesaplarda mevcut dikdörtgen kesitli havuzlar için yapılan hesap adımları izlenmiş ve yeni tip havuzlar için hidrolik hesaplar irdelenmiştir. Bu çalışmada esas olan önerilen yeni havuz kesitlerinin hidrolik açıdan incelenmesidir. Anahtar Kelimeler:Ön çökeltme havuzları, dikdörtgen, yarım daire, trapez, hidrolik boyutlandırma Bilim Dalı Sayısal Kodu: 624.02.02
-
ÖgeAvrupa Birliği İle Uyum Sürecinde Türkiye’nin Su Hukuku, Su Politikası Ve Su Kaynakları Yönetimi Modeli(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Özbay, Zoleikha ; Avcı, İlhan ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinBu çalışmada, Dünya’da ve Türkiye’de kullanılabilir tatlı su kaynakları potansiyeli belirlenmiş, suyun insanlık açısından, dünya ve Türkiye için giderek artan önemi vurgulanmıştır. Türkiye’nin mevcut su hukuku, su politikası ve su kaynakları yönetimi değerlendirilmiş, mevcut sistemdeki eksiklikler, sorunlar; bu sorunların çözümü ve eksikliklerin kapatılması için yapılması gerekenler belirlenmiştir. Bunun yanında, Avrupa Birliği’nin, topluluk su ortamının geliştirilerek muhafaza edilmesini sağlamak amacıyla, topluluk sularının koruma politikalarını düzenleyen, Su Çerçeve Direktifi incelenmiş, bu çerçeve yasasının kapsamı, amaçları ve hedefleri belirlenmiştir. Türkiye’nin Avrupa Birliği’ne uyum sürecinde, Su Çerçeve Direktifi kapsamında, mevcut su hukuku, su politikası ve su kaynakları yönetim modeli ile nasıl bir durumda bulunduğunun değerlendirilmesi yapılmış, bu çerçeve yasası kapsamında Türkiye’de yapılması gereken düzenlemeler belirlenmiştir.
-
ÖgeBalık Geçitlerinin Sayısal Analiz İle Modellenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-02-25) Kadıoğlu, Cem ; Ağıralioğlu, Necati ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği ; Hydraulics and Water Resources EngineerinBu çalışmada, balık geçitlerinin çeşitleri ve hidrolik yapıları incelenmiş, balık geçitlerindeki genel tasarım prensipleri ve göz önünde bulundurulması gereken kriterler ortaya konularak, sayısal analiz yöntemlerinden biri olan sonlu hacimler yöntemi vasıtasıyla havuz ve savak tipi balık geçidi modellenmiştir. Bu balık geçidi türü için kurulmuş olan sayısal analiz modelinin sonuçları, balık geçidindeki akımların özellikleri açısından incelenmiş ve bu sonuçlar, ölçekli modeller üzerinde yapılmış deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar ve bu çalışmaların sonucunda ortaya konmuş genel prensipler ile karşılaştırılmıştır. Literatürdeki deneysel çalışmalardan elde edilmiş sonuçları, sonlu hacim modelinden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırdığımızda sonuçların benzerlik gösterdiği ve mühendislik açısından yeterli yakınsaklığın elde edildiği gözlemlenmiştir.