Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11527/13967
Title: Akıma Batmamış Basitleştirilmiş Ağaçsı Tekil Bitki Civarındaki Akım Alanının İncelenmesi
Other Titles: Investigation Of Flow Field Around/through Simplified Emergent Isolated Tree-like Vegetation
Authors: Yağcı, Oral
Kellecioğlu, Dorukhan
10100594
İnşaat Mühendisliği
Civil Engineering
Keywords: Jet Akışı
Kanal Akım Modeli
Bütünleşik Su Kaynakları Yönetimit
Eddy Akımları
Karman Girdap Caddesi
 
Hidrolik Akışkanlar
İz Akış
Akışkanlar Mekaniği
Akıma Batık Tekil Bitki
Akım Ortamı Gözlemi
Hidrolik Kanal
Deneysel Akışkanlar Kinematiği
Jet Flow
Channel Flow Model
Integrated Water Resource Management
Eddy Currents
Karman Vortex Street
 hydraulic Fluids
wake Flow
Fluid Mechanics
Emergent Isolated Vegetation
Flow Field Investigation
Hydraluic Flume
Experimental Fluid Kinematics
Issue Date: 29-Jan-2016
Publisher: Fen Bilimleri Enstitüsü
Institute of Science and Technology
Abstract: Nehirler, yüzbinlerce yıl içerisinde morfolojik ve biyolojik etkiler altında evrimleşmiş, bu sayede bulundukları koşullar ile muhteşem bir denge sağlamış oluşumlardır. Fakat bu muhteşem denge yüzbinlerce yıllık evrim ile karşılaştırıldığında aniden ortaya çıkan insan etkilerine karşı oldukça kırılgandır. Kanal pürüzlülüğünün azaltılması için bitkilerin temizlenmesi, kanallama uygulamaları, taşkın duvarları ile taşkın yataklarının akarsu yataklarından ayrılması, akarsu yataklarının beton veya benzeri malzemelerle kaplanması, baraj uygulamaları, bent uygulamaları, bağlama uygulamaları insani etkilere örnek olarak verilebilir.  Nehir ekosistemi dinamiklerini anlayarak, insan kaynaklı yapay etkilerin yerini doğal düzenlemelerle doldurma çabası son yıllarda yükselen bir eğilim olarak görülmektedir. Bahsedilen doğal düzenlemelerin en önemli bileşenlerinin başında ise nehir kıyısı bitkileri ve sucul bitkiler gelmektedir. Ekolojik, sürdürülebilir ve çok fonksiyonlu bir nehir düzenlemesi yapabilmek adına nehir kıyısı bitkilerinin ve sucul bitkilerin ekosistem içindeki rolünü kavramak olmazsa olmazdır. Bu bitkilerin, şev stabilitesini sağlaması, hayvanlar ve omurgasızlar için elverişli yaşam alanları oluşturması, askıdaki katı maddenin tutulmasına olanak sağlayarak öncül arazi yapılarını yaratması, su kalitesini arttırması, biyoçeşitliliği desteklemesi ve su sıcaklığını düzenlemesi gibi nehir ekosistemlerine çok önemli etkileri bulunmaktadır. Dünyada bir çok örneği görülen ve uygulamaların gittikçe artmaya başladığı ekolojik nehir düzenlemesi yaklaşımının ülkemizde neredeyse hiç uygulanmadığı görülmektedir. Söz konusu tezin ana motivasyonu ise daha önce bahsedilen ekolojik nehir düzenlemesi yaklaşımına bir katkı oluşturmaktır.   Bu çalışmada, taşkın yatağında yoğun olarak bulunan iri gövdeli ağaçsı nehir kıyısı bitkilerinin akım alanı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu alanda otsu nehir yatağı bitkileri üzerinde bir çok çalışma bulunsa da literatürde sap ve gövde olmak üzere iki ayrı bölümden olan ağaçsı bitkiler üzerinde bir çalışma bulunmamaktadır. İri gövdeli ağaçsı bitkileri ele alıyor olmak kanopi altı akımların oluşmasıyla birlikte problemi iki boyutlu olmaktan çıkarıp üçüncü boyutta da inceleme yapma gereksinimini doğurmaktadır. Fakat doğal bitkilerle sürdürülebilir deney yapmak, deney süresi boyunca bitkinin zamanla formunun değişmesi sebebiyle mümkün olmamaktadır. Bu çalışma ile hedeflenen, doğal bitki benzeri yapay konfigürasyonlar yaratabilmek, bu şekilde deneylerde yapay konfigürasyon kullanılsa dahi doğal bitki benzeri bir akım ortamı oluşturabilmektir. Eğer bu hedefe ulaşılabilirse, doğal bitki etrafı akımlarının anlaşılması kolaylaşacak ve buna bağlı olarak geliştirilecek nehir düzenleme çözümlerinin sürdürülebilir olması sağlanacaktır. Bu amaçla geliştirilen sistemede doğal bitkilerdeki kanopinin karmaşık yapısını idealize etmek amacıyla, kanopi bölgesi farklı silindirik elemanlar kullanılarak basitleşirilmiş ve ayrı ayrı test edilmiştir. Teste tabi tutulan konfigürasyonlar, rijit silindir ve rijit silindirle aynı dış çapa sahip olmak üzere porozite değerleri farklı olan iki adet hegazagonal silindirdir. Bahsedilen hegzagonal silindirler 16 cm çaplı çemberin merkezine bir ve bu çemberin içine oturtulmuş altıgenin köşelerine birer tane olmak üzere toplamda yedi adet tekil silindirden oluşturulmuştur. Bu hegzagonal silindilerde kullanılan tekil silindirlerin çapları değiştirilerek farklı iki adet düzenek oluşturulmuş, bunlar yoğun düzen ve seyrek düzen olarak tanımlanmıştır. Sırasıyla tekil silindir çapları D=3.5 cm, D=2.2 cm olarak belirlenmiş olup, dolu hacim oranları ∅=0.335 ve ∅=0.132 hesaplanmıştır. Deneyler mevcut çalışmalarla karşılaştırma yapılabilmesi adına öncelikle elementlerin üniform(derinlik boyunca enkesit şekli değişmeyen) formları ile gerçekleştirilmiş, sonrasında ise aynı engellerin tabanına eklenen ve ağaçsı bitkinin gövdesini karakterize eden ahşap silindir yardımıyla gövde tasvir edilmiş ve gerçekte mevcut olan üç boyutlu akım ortamı yaratılmıştır. Ayrıca gerçek bitkilerle karşılaştırma yapabilek adına yine ortalama dış çapı D=16 cm  limoni servi (Cupressus macrocarpa) sucul bitkisi ile de aynı ölçümler yapılmıştır.
Rivers are perfect balanced formations which have been being evolved for hundred thousands of years with the natural effects such as morphological and/or biological effects. This perfect balance of rivers and waterfront areas are excessively fragile against human activities. Nowadays, river ecosystems are faced with human-induced impacts in a while that, is significantly short compared to long-drown-out evolution period. In recent years, exchanging human based artificial impacts with natural arrangments by understanding the river ecosystem dynamics is becoming hot topic in the river management community. In this new field, aquatic and riparian vegetation impacts are incontrovertible. To apply an ecological, multi-functional and sustainable river restoration comprehending deeply the both aquatic and riparian vegetation's role is crucial. Aquatic and riparian vegetation have great impacts on river ecosystems as, those plants increase the bank stability, provide habitat for animals and invertebrates, improve the water quality, build pioneer landforms by trapping and stabilizing sediment, promote biodiversity, regulate water temperature. The main motivation of this thesi is to contribute to ecological river restoration knowledge.  In the present study the flow field alteration of tree-like vegetation that are widespread located in riparian zones, which represents the interface between land and river. The plant canopy was simplified by placing different configurations of cylindrical elements onto a wooden rod and testing them individually, on the porpose of idealizing the complex architecture of the canopy in natural vegetation. The tested configurations are a rigid cylinder and two hexagonal arrays of circular cylinders with equal overall diameter. The tested hexagonal array configurations identified as dense array and sparse array according to their solid volume fractions, ∅=0.335 and ∅=0.132, respectively. Experiments done firstly with uniform forms of the solid cylinder and the hexagonal arrays, then same experiments conducted with tree-like elements, which the same obstacles served as canopies, and real vegetation (Cupressus macrocarpa). If the uniform and tree-like cases are considered as two different experiment groups. Comparisons made for all experiment groups in itself and in between.
Description: Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016
Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2016
URI: http://hdl.handle.net/11527/13967
Appears in Collections:İnşaat Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
10100594.pdf2.3 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.