Sahil kayalarının kıyı morfolojisine etkisinin incelenmesi

Abstract

Kıyı alanları dalga, akıntı, sediment etkileşimlerinin oldukça fazla ve yoğun olduğu yerlerdir. Kıyılar sadece deniz ya da okyanus bileşenlerini içermez ayrıca kıyı alanlarına açık havzalı akarsularda etki etmektedir. Akarsuların en önemli etmeni ise havzasından getirmiş olduğu sediment miktarıdır. Dalga ve akıntının etkisinde sediment hareketlenerek taşınımı gerçekleştirilirken doğanın var olan yapısını koruması için akarsuların getirdiği sediment bu noktada önem arz etmektedir. Bu miktarın günümüzde doğa olaylarından çok insan etkileriyle değiştirilmesi görülmektedir ve bu etkilerden en önemlisi akarsular üzerine kurulan barajlardır. Barajlar sediment hareketini oldukça kısıtlayarak sedimentlerin denize taşınmasını azaltan etkisi vardır. Taşınan sedimentin miktarı gelen sediment miktarından fazla olduğu zaman erozyonlar görülecektir. Erozyonun şiddetli olması durumunda sert zemine ulaşılabilir, yerel kayaları ortaya çıkarabilir ve bu durum hidrodinamik etkileri ve sediment hareketlerini etkileyici bir durum olarak karşımıza çıkar. Çıkan bu kayalar doğada düz ve pürüzsüz olamadığı için özellikle sahillerde insanlar için bir konforsuzluk oluşturur. Bu istenmeyen durumu geri besleme projeleri ile gidermek mümkündür ancak geri besleme projelerinde besleme miktarını belirlemek proje süresinin doğru hesaplanabilmesi için önemlidir. Bu çalışmada İTÜ Hidrolik Laboratuvarında uzunluğu 22.5 m genişliği 1 m ve derinliği 0.5 m olan düzeni dalga kanalında sahilde kaya olması durumunda kayanın üzerinden yıkanmayan kritik sediment kalınlığı belirlenmiştir. Kayasız durumda biriktirme, erozyon ve kırılma bölgeleri belirlenmiş ve sonraki deneylerde kayanın konumlandırılması tespit edilmiştir. Biriktirme bölgesinde kayanın varlığının etkisinin olmayacağı için kırılmanın ilk kez gerçekleştiği ve tırmanma bölgelerinde ayrı ayrı çalışılmıştır çünkü bu iki bölgenin hidrodinamik etkilerinin farklılık göstermektedir. Kullanılan üç tip kaya vardır. Dalga kanalının tamamını en kesit olarak kaplaması için 31-30-4 cm boyutlarında 3 adet beton blok yan yana konularak iki boyutlu deneyler elde edilmiştir. Üç boyutlu deneyleri oluşturabilmek için ise 20-20-4 cm boyutlu bir adet beton blok kanalın ortasına gelecek şekilde yerleştirilmiştir. Üç boyutlu deneylerde beton bloğun boyutu kanal cidarlarının etkisinden kurtulmak için küçültülmüştür. Yapay kayalar yerine doğal kaya deneyleri de yapılmıştır (22-27-25 cm) ancak doğal kayanın yüksekliği kullanılarak sahile tamamen gömülü olmadığı durumlar incelenmiştir. Plunging tip dalga kırılması altında hem kırılmanın ilk kez gerçekleştiği bölge hem tırmanma bölgesinde farklı derinliklere konulan kayaların ortaya çıkmadığı derinlik kritik sediment kalınlığı olarak belirlenmiştir. Bulunan bu derinlik gelen dalganın açıktaki dalga yükseliği ile boyutsuz hale getirilmiştir. Sahilde kayanın olması ve olmaması durumlarında morfolojik etkiler incelenmiştir. Deneyler sonucunda oluşan morfolojik değişim LİDAR sensörü ile üç boyutlu tarama verileri haline getirilmiş ve bu çalışmada sunulmuştur. Ayrıca deney kanalının yan cidarlarının cam olması sayesinde sahillerin değişimi gözlenmiş ve sahilin gelişim süreci çizilmiştir. Kayanın morfolojik etkisi bu veriler sayesinde gösterilmiştir. Yapılan Lidar taramaları sayesinde dalga kanalının boy kesiti alınabilmiştir ve bu sayede deneylerin kıyaslanması yapılabilmiştir. Deneylerde akustik dopler hız ölçer sayesinde dalgaların sığlaşma bölgesinde (kırılmadan önce- biriktime bölgesi) hız ölçümleri yapılmıştır ancak sörf bölgesinde ölçümler alınamamıştır. Bunun nedeni tırmanma bölgesinin ölçüm için yeterli su yüksekliğne sahip olmamasındandır. Ölçümlerden kayma gerilmesi ve kayma gerilme hızı ve diğer parametreler elde edilmiştir.