AKıŞ HIDROGRAFLARıNıN ANALIZI

Transkript

1 AKıŞ HIDROGRAFLARıNıN ANALIZI Küçük örnek havzalar seçilir Yağışlara karşılık gelen akışların hidrografları çizilir Yağışların ne kadarının akışa geçtiği saptanır Yağış-akış arasındaki fark infiltrasyon olarak değerlendirilir Bu yöntemde intersepsiyon ve depresyon depolaması da infiltrasyon içerisinde düşünüldüğünden hassas değerlendirmelerde bu konularında ayrı ayrı belirlenmesi gerekmektedir

2 BIR YAĞıŞ HAVZASıNDAKI SU KAYıPLARı Bir yağış havzasındaki su kayıpları, o yağış havzasına düşen toplam yağış ile toplam dere akımı arasındaki fark olarak tanımlanır Su kayıpları çeşitli yollarla olmaktadır. Bunlar; İntersepsiyon Su yüzeyinden evaporasyon Toprak yüzeyinden evaporasyon Transpirasyon Havza zemininden derin su kaçakları

3 BIR YAĞıŞ HAVZASıNDAKI SU KAYıPLARı ÜZERINDE ETKILI OLAN FAKTÖRLER 1- İklim faktörleri Yağışın şekli, miktarı, yıl içindeki dağılışı Sıcaklık Havzanın nemi Rüzgar 2- arazi kullanım şekilleri Havzadaki bitki örtüsünün tipi, kapladığı oransal alan, çeşitli özellikleri Havzadaki yerleşim alanlarının kapladığı oransal alan

4 AKıŞ HIDROGRAFLARıNıN ANALIZI Küçük örnek havzalar seçilir Yağışlara karşılık gelen akışların hidrografları çizilir Yağışların ne kadarının akışa geçtiği saptanır Yağış-akış arasındaki fark infiltrasyon olarak değerlendirilir Bu yöntemde intersepsiyon ve depresyon depolaması da infiltrasyon içerisinde düşünüldüğünden hassas değerlendirmelerde bu konularında ayrı ayrı belirlenmesi gerekmektedir

5 BIR YAĞıŞ HAVZASıNDAKI SU KAYıPLARı Bir yağış havzasındaki su kayıpları, o yağış havzasına düşen toplam yağış ile toplam dere akımı arasındaki fark olarak tanımlanır Su kayıpları çeşitli yollarla olmaktadır. Bunlar; İntersepsiyon Su yüzeyinden evaporasyon Toprak yüzeyinden evaporasyon Transpirasyon Havza zemininden derin su kaçakları

6 BIR YAĞıŞ HAVZASıNDAKI SU KAYıPLARı ÜZERINDE ETKILI OLAN FAKTÖRLER 1- İklim faktörleri Yağışın şekli, miktarı, yıl içindeki dağılışı Sıcaklık Havzanın nemi Rüzgar 2- Arazi kullanım şekilleri Havzadaki bitki örtüsünün tipi, kapladığı oransal alan, çeşitli özellikleri Havzadaki yerleşim alanlarının kapladığı oransal alan

7 BIR YAĞıŞ HAVZASıNDAKI SU KAYıPLARı Bir yağış havzasındaki su kayıpları, o yağış havzasına düşen toplam yağış ile toplam dere akımı arasındaki fark olarak tanımlanır Su kayıpları çeşitli yollarla olmaktadır. Bunlar; İntersepsiyon Su yüzeyinden evaporasyon Toprak yüzeyinden evaporasyon Transpirasyon Havza zemininden derin su kaçakları

8 BIR YAĞıŞ HAVZASıNDAKI SU KAYıPLARı ÜZERINDE ETKILI OLAN FAKTÖRLER 1- İklim faktörleri Yağışın şekli, miktarı, yıl içindeki dağılışı Sıcaklık Havzanın nemi Rüzgar 2- arazi kullanım şekilleri Havzadaki bitki örtüsünün tipi, kapladığı oransal alan, çeşitli özellikleri Havzadaki yerleşim alanlarının kapladığı oransal alan

9 TOPLAM YAĞıŞ EĞRISI VE HIYETOGRAF Bir yazıcı yağış ölçerden elde edilen yağış kaydı P yağış yüksekliğinin zamanla değişimini gösteren bir P-t eğrisi şeklindedir. Buna toplam yağış eğrisi denir, genellikle basamaklı bir çizgiyle yaklaştırılarak incelenir Birim zamanda düşen yağış yüksekliğine yağış şiddeti denir

10 P toplam yağış yüksekliği (mm) TOPLAM YAĞıŞ EĞRISI t zaman (saat)

11 HIYETOGRAF Yağış şiddetinin zamanla değişimini gösteren eğriye hiyetograf adı verilir. Genellikle basamaklı çizilir.

12 Yağış şiddeti (mm/saat) YAĞıŞıN HIYETROGRAFı t zaman (saat)

13 DERE AKıŞıNı ETKILEYEN FIZIKSEL KARAKTERISTIKLERI Arazi kullanım şekli Toprak tipi Jeolojik yapı ve yer altı su ayrım çizgisi Yağış havzasının büyüklüğü ve şekli

14 Debi ARAZI KULLANıM ŞEKLI B A Orman B Çıplak alan A Zaman

15 Akış (m³/sn/km²) Orman ve ormanın kesilmesinden sonra yapılan tarımın dere akışı üzerindeki etkisi Orman kesimi yapılan havza Kontrol havzası Tarım Orman Orman Zaman (dk)

16 JEOLOJIK YAPı VE YER ALTı SU AYRıM ÇIZGISI A D B Su geçirmez tabaka Yüzeysel su ayrım çizgisi C A D B Yer altı su ayrım çizgisi Su Ayrım Çizgisi İle Yer Altı Su Ayrım Çizgisinin Farklı Oluşu

17 YAĞıŞ HAVZASıNıN BÜYÜKLÜĞÜ VE ŞEKLI B A A B

18 HAVZANıN ŞEKLINE GÖRE OLUŞAN HIDROGRAF A B

19 DERELERDE YÜKSEK AKıŞLARıN OLUŞUMU Yağışların oluşturduğu yüzeysel akışlar genellikle dere akışlarının yükselmelerine neden olur. Bu yüksek akışlar ise bazen taşkınların nedenidir. Taşkın, akarsuların anormal şekilde yükselmesi olgusudur

20 DERELERDEKI YÜKSEK AKıŞLARıN SıNıFLANDıRıLMASı-I Akış tipi 0 yağıştan sonra derenin hidrografında bir değişiklik yoktur Yağışın şiddeti, toprağın infiltrasyon kapasitesinden küçüktür Yüzeysel akış, taban suyunda artış ve dere akışında bir artış yoktur Kurak devrede toprak max. infiltrasyon kapasitesine sahiptir Düşen kısa süreli yağmurlar dere akışında bir değişiklik yaratmaz

21 DERELERDEKI YÜKSEK AKıŞLARıN SıNıFLANDıRıLMASı-II Akış tipi 1 Yağmurun şiddeti infiltrasyon kapasitesinden küçüktür ve yüzeysel akış meydana getirmez Toplam infiltrasyon miktarı tarla kapasitesi açığından daha fazladır Bu nedenle taban suyunda bir artış görülür ve taban suyu tükenim eğrisinin seyrinde bir değişme olur Yani akıştaki değişmeyi mecraya düşen yağış etkiler Bu tip dere yükselmeleri daha çok ilkbahardaki hafif yağışlar veya yazın meydana gelen az şiddetli ve nispeten miktar bakımından fazla olan yağışlarla meydana gelir

22 DERELERDEKI YÜKSEK AKıŞLARıN SıNıFLANDıRıLMASı-III Akış tipi 2 Yağmur şiddeti infiltrasyon kapasitesini aşmakta ve yüzeysel akış meydana gelmekte, fakat toplam infiltrasyon miktarı tarla kapasitesi açığından daha az olduğu için taban suyunda bir artış olmamakta ve taban suyu akışında da bir değişiklik meydana gelmemektedir Yağış şiddeti infiltrasyon kapasitesinden fazla olmasına rağmen, tarla kapasitesi noksanı toplam infiltrasyondan büyük olduğu için sadece yüzeysel akış söz konusudur

23 DERELERDEKI YÜKSEK AKıŞLARıN SıNıFLANDıRıLMASı-IV Akış tip 3 Hem yağış şiddeti infiltrasyon kapasitesinden hem de toplam infiltrasyon tarla kapasitesi noksanından büyüktür Bu nedenle hem yüzeysel akış hem de taban suyu akışı olur

24 BIRIM HIDROGRAF Bir havza üzerine belirli bir süre ve şiddette düşen bir yağıştan oluşan 1 cm derinliğindeki yüzeysel akış hidrografına birim hidrograf denir Böyle bir hidrograf, yağışa karşı havza karakteristiklerinin yanıtını temsil eder Birim hidrografı bilinen havzalarda bir yağışın hidrografı birim hidrograf yardımıyla ortaya çıkarılabilir Barajların, dolu savakların boyutlandırılması, yağmur sularını koruma sistemlerinde ve sellerden koruma projelerinde pik akımın ön tahmininde birim hidrograftan yararlanılır

25 BIR HIDROGRAFıN BIRIM HIDROGRAF OLABILMESI IÇIN Yağış süresinin belirli bir süre olması Yağışın havza üzerinde yeknesak bir şekilde yayılmış olması Akışın tüm havzadan kaynaklanması Hidrografın akış hacminin, havzadan oluşan 1 cm derinliğindeki akışa karşı gelmesi gerekir.

26 BIRIM HIDROGRAFıN ELDE EDILMESI-I Bir yağış sonunda oluşan hidrograf ölçekli bir kağıda çizilir Bir tablo hazırlanarak 1.sütuna zaman, 2. sütuna zamana karşı gelen debi değerleri yazılır Bu hidrografın bir bileşeni olan taban suyu akış değeri şekil üzerinde belirlenerek 3. sütuna yazılır. Taban suyu akış çizgisi, alçalma ve yükselme eğrilerinin keskin kırık noktalarını birleştiren doğrudur. Bir hidrografta taban suyu akışının sabit olduğu varsayılarak da hesaplanma yapılabilir

27 BIRIM HIDROGRAFıN ELDE EDILMESI-II Hidrograf değerlerinden taban suyu akış değerleri çıkarılarak yüzeysel akış değerleri elde edilir Toplam yüzeysel akış değeri havza alanına bölünerek akış derinliği bulunur Akış derinliği 1 cm olan birim hidrografın ordinatlarını hesaplamak için 4. sütundaki değerler akış derinliğine bölünür ve 5. sütuna yazılır. Ordinat değerlerini bulmak için kullanılan bir diğer yöntem de; 1 cm/akış derinliği (cm) oranını, yüzeysel akış ordinat değerleri ile çarpmaktır Elde edilen ordinat değerleri ölçekli bir kağıt üzerine çizilerek birim hidrograf belirlenir

28 BIRIM HIDROGRAF VERILERI Zaman Dere akışı (m³/h)x100 Taban suyu akışı (m³/h)x100 Yüzeysel akış (m³/h)x100 Birim hidrograf (m³/h)x ,0 2,0 0,0 0,0 (0/1.4) ,8 2,2 2,6 1,8 (2,6/1.4) ,0 2,4 5,6 4, ,0 2,5 11,5 8, ,0 2,6 17,6 12, ,8 2,6 18,2 13, ,0 2,7 9,3 6, ,8 2,8 3,0 2, ,0 2,9 1,1 0, ,2 3,0 0,2 0, ,0 2,0 0,0 Toplam ,0

29 BIRIM HIDROGRAFıN ELDE EDILMESI-III Havza alanı = 50 hektar Yüzeysel akış derinliği = su hacmi / havza alanı 69.1 x 100 / = 1.4 cm olarak bulunur

30 Dere akışı (m³/hx100) BIRIM HIDROGRAF 20 Gerçek hidrograf 15 Birim hidrograf 10 5 Taban suyu akışı Zaman-saat 23

31 BIRIM HIDROGRAFıN KULLANıLMASı Bir havzanın birim hidrografı olduğu taktirde belirli bir yağıştan sonra meydana gelecek hidrograf elde edilebilmektedir Büyük su yapılarının projelendirilmesi aşamasında maksimum olası yağışlara göre boyutlandırma yapılması gerektiğinden bu tip yağışların hidrografının çiziminde birim hidrograftan yararlanılır

32 DERELERDE AKıM ÖLÇMELERI-I Dere akımlarını ölçmemizin başlıca nedeni bir yağış havzasındaki yağış, evaporasyon, transpirasyon, infiltrasyon ve akım arasındaki ilişkilerin tam bir açıklığa kavuşturulamamasıdır

33 DERELERDE AKıM ÖLÇMELERI-II Uzun süreli gözlemleri kapsayan yağış kayıtlarından, o alandaki akışın miktar ve debisini hesaplamak ucuz ve zaman kazandırıcı olmasına rağmen yeterli hassasiyette değildir. Bu nedenle pahalı ve yorucu olan akım ölçmeleri yapılır

34 AKıM ÖLÇME YÖNTEMLERI Hız ölçme esasına dayanan yöntemler Hacim ölçme esasına dayanan yöntemler Kontrol kesitlerinden yararlanma yöntemleri

35 HıZ ÖLÇME ESASıNA DAYANAN YÖNTEMLER-I Yöntemin esas unsurları; dere yatağı içerisinde akan suyun hızı ve aktığı kesit alanıdır Yöntemler arasındaki farklılık hızın belirlenmesinde ortaya çıkar Kullanılan araç, gereç ve uygulama şekillerine göre değişik yöntemler olmakla beraber hız belirlendikten sonra debi formülü uygulanır

36 HıZ ESASıNA DAYANAN TEMEL DEBI FORMÜLÜ Q = A. V Q = Debi (m³/sn) A = Kesit alanı (²) V = ortalama hız (m/sn)

37 HıZ ÖLÇME ESASıNA DAYANAN YÖNTEMLER-II 1- Yüzerlerle debi tayini 2- Pitot borusu ile debi tayini 3- Elektro-kimyasal yolla debi tayini 4- Boyar maddelerle debi tayini 5- Mulinelerle debi tayini 6- Elektromanyetik yolla debi tayini 7- Akustik yolla debi tayini

38 HACIM ÖLÇME ESASıNA DAYANAN YÖNTEMLER-I Bu yöntemlerin en belirgin özelliği, dere yatağı üzerinde enine kesit, su derinliği, hız gibi unsurların ölçülmesine gerek göstermeden doğrudan doğruya debiyi vermeleridir Geçici depolama ile debi tayin Kimyasal yolla debi tayini Radyoaktif izotoplarla debi tayini

39 KONTROL KESITLERINDEN YARARLANMA YÖNTEMLERI Derelerde devamlı ve hassas akım ölçmeleri ancak derler üzerinde hidrolik karakteristikleri bilinen sabit istasyonlar kurularak yapılabilmektedir Bu istasyonlarda genellikle savak, oluk veya flum adı verilen kontrol kesitlerinden yararlanılmaktadır

40 BERNOULLI TEOREMI Bir dere yatağında hızı değişmeden akan suyun belli bir kitlesinin kapsadığı toplam enerjinin, sürtünme olmadığı taktirde akış yönünün her noktasında aynı kalacağını ifade etmektedir Böylece akan suyun sahip olduğu kinetik, basınç ve yükseklik enerjileri teorik olarak kayba uğramadan birinden diğerine dönüşürler. Enerjilerin birinde meydana gelecek belli miktardaki bir kaybın, diğer iki enerji şeklinde toplam olarak aynı miktarda kazanca karşılık geleceği söylenebilir.

41 BERNOULLI TEOREMI C A h e V 1 ²/2g Enerji çizgisi V 2 V 2 ²/2g Su yüzeyi V 1 d 1 d 2 Dere yatağı Z 1 Z 2 B Varsayılan hız dağılımı D Gerçek hız dağılımı

42 BERNOULLI TEOREMI V 1 / 2g + d 1 + Z 1 = V 2 / 2g + d 2 + Z 2 +h e

43 OLUK VEYA FLUMLAR Dere yatağında kurularak tabanı yükselten veya en kesiti daraltan ya da her iki durumu meydana getirerek kritik derinlik yaratan yapılara denir

44 SAVAKLAR Dereler üzerine akım yönüne dik ve düşey biçimde yerleştirilen ve suyun sadece kendi içlerinden veya üzerlerinden akmasına olanak veren enine yapılardır Akan su miktarının kolaylıkla hesaplanabilmesi için üçgen, dikdörtgen, yamuk, parabol gibi belli şekillerde inşa edilirler Üzerlerinden su akan yüzey veya kenara Eşik veya Kret Eşik üzerinden akan su perdesine Nap Yan kenarlara Yanak denir

45 SAVAKLAR Savaklarda akıma neden olan su derinliği Yük olarak tanımlanır Savağın üst tarafında kalan kısmı Memba Alt tarafında kalan kısma Mansap Savaklar eşikleri ; - Memba tarafında keskin ise İnce Kenarlı Savak - Mansap tarafında keskin ise Kalın Kenarlı Savak adını alır

46 Havza Yönetimi uğraşlarında ve araştırmalarında hidrolojik ilişkilerin açıklanması bakımından dere akımlarını ölçmek gerektiğinde kurulan akım ölçme istasyonlarında genellikle ince kenarlı savaklardan yararlanılır

47 AKıM ÖLÇME ISTASYONLARı IÇIN YER SEÇIMINDE DIKKAT EDILMESI GEREKEN KONULAR Ölçme istasyonunun yeri yağış havzasının sınırları ile uyum gösterecek ve toplanan suların tamamını içerecek bir noktada bulunmalı Dere yatağı bu kesimde uygun eğim ve uzunlukta olmalı, yeknesak özellikler göstermeli, kenarları stabil bir yapıda ve taşmaları önleyecek derinliğe sahip olmalı Zemin jeolojik temeli bakımından geçirimsiz ve yeterli emniyet gerilmesine sahip olmalı İstasyonun yeri, uzun süre özellikleri değişmeden hizmet verebilecek ve kurulma, çalıştırılma ve bakım sırasında ulaşım güçlüğü yaratmayacak ve her mevsimde gidip gelinecek bir nitelik taşımalıdır

48 HAVZA YÖNETIMI ARAŞTıRMALARıNDA KULLANıLAN YÖNTEMLER Örneklemeye dayanan arazi yöntemleri Parsel yöntemleri Havza yöntemleri - Tek havza yöntemi - Eş-havza yöntemi - Çoğul havza yöntemi - Sentetik yöntemler

49 ÖRNEKLEMEYE DAYANAN ARAZI YÖNTEMLERI Bölgesel verilere gereksinim duyulduğunda uygulanır Uygulama belirli bir havza için sınırlanmamıştır

50 PARSEL YÖNTEMLERI Araştırma alanının tümünde çalışma olanağı bulunmadığında alanın tümünü temsil edecek parseller alınır örneğin intersepsiyon veya yüzeysel akışsediment ölçme parselleri gibi

51 HAVZA YÖNTEMLERI Tek havza yöntemi Su üretim potansiyeline sahip havzalarda uygulanır. Amaç havzanın tüm kaynaklarının envanteri, mevcut çevresel sorunlar ve bu konuda etken faktörler arasındaki ilişkileri ortaya koyacak verileri elde etmektir Örneğin Darıderesi havzasında yapılan çalışmalar

52 HAVZA YÖNTEMLERI Eş-havza yöntemleri Bu yöntemin esası aynı koşullara sahip iki havzadan birinin koşullarını sabit tutup, meydana gelen değişiklikleri diğerinde gözlemleyerek iki havzanın karakteristiklerini karşılaştırmaktır

53 HAVZA YÖNTEMLERI Çoğul havza yöntemi Araştırmaya konu olan çok sayıdaki havzadan elde edilen verilerin ayrı ayrı değerlendirilmesidir

54 HAVZA YÖNTEMLERI - Sentetik yöntemler Havza özelliklerini belirleyen parametreler arasındaki ilişkileri ; denklem, abak, grafik ve tablo gibi az zaman kaybına neden olacak ve kolaylıkla kullanılabilecek şekilde ifade etme esasına dayanır

55 BIR YAĞıŞ HAVZASıNDAKI SU KAYıPLARı ÜZERINDE ETKILI OLAN FAKTÖRLER 1- İklim faktörleri Yağışın şekli, miktarı, yıl içindeki dağılışı Sıcaklık Havanın nemi Rüzgar 2- Arazi kullanım şekilleri Havzadaki bitki örtüsünün tipi, kapladığı oransal alan, çeşitli özellikleri Havzadaki yerleşim alanlarının kapladığı oransal alan

56 EVAPORASYON (BUHARLAŞMA) SUYUN BUHAR HALINDE ATMOSFERE DÖNMESI Su yüzeyinden evaporasyon Toprak yüzeyinden evaporasyon

57 SU YÜZEYINDEN EVAPORASYON Evaporasyona uğrayan yüzeyin özellikleri (pürüzlülük, renk vb) Buhar başınçları arasındaki fark Sıcaklık (su yüzeyinin sıcaklığı artınca buhar basıncı yükselir ve evaporasyon artar) Rüzgar (rüzgar evaporasyon şiddetini artırmaktadır) Atmosferik basınç (barometrik basıncın düşmesi ile su moleküllerinin havadaki konsantrasyonu azalmakta ve evaporasyon artmaktadır) Suyun kalitesi (tuz kapsamı yükselirse evaporasyon şiddeti azalmaktadır)

58 SU YÜZEYINDEN EVAPORASYONUN ÖLÇÜLMESI Su yüzeyinden evaporasyon buharlaşma kapları ile ölçülmektedir Ölçülen buharlaşma miktar ve şiddeti ile göl ve deniz gibi büyük su kitlelerinin yüzeyinden olan buharlaşma miktarı arasında kabın büyüklüğüne, derinliğine, şekline ve bulunduğu yere göre farklılıklar meydana gelmektedir

59 TOPRAK YÜZEYINDEN EVAPORASYON Evaporasyon imkanı Topraktan evaporasyonda etkili olan faktörler Topraktan evaporasyonun ölçülmesi

60 EVAPORASYON VE EVAPORASYON IMKANı Topraktan evaporasyon Yüzeydeki ve hemen yüzeye yakın toprak parçacıklarından olan evaporasyondur Evaporasyon imkanı Toprak yüzeyinden olan gerçek evaporasyon miktarının, serbest su yüzeyinden olan evaporasyon miktarına oranının yüzde ifadesidir

61 EVAPORASYON IMKANı e s EI = x 100 e w EI = Evaporasyon miktarı (%) e s = Toprak yüzeyinden olan evaporasyon (mm) e w = Su yüzeyinden olan evaporasyon (mm)

62 TOPRAK YÜZEYINDEN EVAPORASYONDA ETKILI OLAN FAKTÖRLER Toprak suyu-evaporasyonu sınırlayan bir faktördür Taban suyu düzeyi-taban suyu düzeyinin yüzeye yakın olması halinde, evaporasyon şiddeti serbest su yüzeyinden olan evaporasyona yakın veya eşit olabilir Bitki örtüsü ve toprak durumu -Bitki örtüsü suyun bir kısmını kullanır, rüzgarın hızını keser, gölgeleme yapar -Toprak tekstür, strüktür ve derinliği ile suyun iletim ve depolanmasında dolayısıyla evaporasyon üzerinde etkili olur

63 TOPRAK YÜZEYINDEN EVAPORASYONDA Toprak yüzeyinden evaporasyon lizimetrelerle ölçülür Lizimetreler - Serbest drenajlı lizimetre - Alttan devamlı şekilde kapilar su ile beslenen lizimetre

64 SERBEST DRENAJLı LIZIMETRE Yağış ve yağış sonucu lizimetre içerisindeki toprak kütlesinden drenajla alttaki kapta toplanan su miktarı ölçülür Yağış ile su miktarı arasındaki fark evaporasyon olarak değerlendirilir

65 ALTTAN DEVAMLı ŞEKILDE KAPILLAR SU ILE BESLENEN LIZIMETRE Kapilar saçağı besleyen su miktarı ölçülür ve lizimetre belli aralıklarla tartılır Tartılar arasında verilen ve miktarı belli olan su ile tartı değerleri arasındaki farktan evaporasyon hesaplanır

66 LIZIMETRE

67 Lizimetre

68 Lizimetre

69 Lizimetre

70 TRANSPIRASYON Bitkilerin topraktan aldıkları suyu toprak üstü kısımları ve özellikle yaprakları aracılığıyla su buharı halinde atmosfere yitirmesi olayıdır

71 TRANSPIRASYON ŞIDDETI Günün saatleri boyunca Günden güne değişim gösterir Gün içerisindeki değişimde en belirgin fark gece-gündüz arasında ortaya çıkar Bitkilerin hayati fonksiyonları güneş ışınlarına bağlı olduğundan transpirasyon hemen hemen gün ışığı alan her devreyi kapsamaktadır

72 Dere akımı (lt/sn) TRANSPIRASYONUN DERE AKıMı ÜZERINE ETKISI 11.3 Normal tüketim 8.5 Ölçülen dere akımı Temmuz (gün)

73 TRANSPIRASYONUN TABAN SUYU SEVIYESINE ETKISI Seviye (m) Yükselti Eylül (gün) 23 24

74 Dere akımı ve taban suyu seviyesindeki günlük değişimler doğrudan doğruya transpirasyondan kaynaklanmaktadır Taban suyu seviyesi ve derelerdeki akım gündüzleri azalmakta ve geceleri artmaktadır

75 BIR ARAZI PROFILINDE DERE, TABAN SUYU VE BITKI ÖRTÜSÜ DURUMU -.-. Dere Kapilar saçak Tabansuyu düzeyi

76 Dere yatağına yakın yerlerde daha sık ormanlar yer almakta taban suyu da buralarda yüzeye yakın bulunmaktadır Böylece ağaçlar kapilar saçaktan kapilar suyu gündüzleri alarak transpirasyonla yitirmektedir Yamaçlarda ise taban suyu ve kapilar saçak derinlerde bulunduğu için zaten seyrek olan ağaçlar kapilar suyu transpirasyonları için kullanamamaktadır

77 Böylece yatağa yakın yerlerde taban suyu transpirasyonla tüketilmekte ve geceleri ise tabansuyu yukarı kısımlardan aşağı doğru akarak gündüz transpirasyonla kaybolan miktarı tamamlamaktadır Genel olarak tabansuyu seviyesinde ve dere akımında devamlı bir azalma olmaktadır Bu azalma yeni yağış oluncaya kadar devam etmektedir

78 TRANSPIRASYONUN MIKTAR VE ŞIDDETINI ETKILEYEN FAKTÖRLER Bitkisel ve fizyolojik faktörler Yapraklardaki stomaların miktarı ve durumu, yaprak strüktürü, yaprakların güneş ışınlarına göre durumu, genel yaprak alanı, kök ve toprak üstü kısımları arasındaki oran ile, yapraktaki öz suyunun ozmotik basıncı Çevresel faktörler Buhar basıncı, havanın nemi, sıcaklık, ışık, rüzgar ve topraktaki faydalanılabilir su miktarı

79 HAVZA ZEMININDEN DERIN SU KAÇAKLARı Genellikle jeolojik formasyondaki derin yarık ve çatlaklardan kaynaklanan zemindeki su kaçakları nedeniyle, yağış sularından bir kısmı havzayı normal drenaj şebekesi dışına çıkarak terk eder Havzaya düşmesine rağmen su verimi kapsamı dışında kalan bu sular o havza için kayıp olarak nitelendirilir Bu duruma özellikle karstik arazilerde rastlanır

80 AKıM HIDROGRAFı VE HIDROGRAF ANALIZI-I Dere akımındaki değişmelerin kronolojik bir sıraya göre gösterildiği grafiklere hidrograf adı verilir Akımı sağlayan kaynak veya bileşenlerin (yüzeysel akış, taban suyu akışı gibi) hidrograf üzerinde orijinleri bakımından ayrılması işlemine hidrograf analizi denir Hidrograf bir akarsu kesitindeki akış miktarının (debinin) zamanla değişimini gösteren bir grafiktir

81 AKıM HIDROGRAFı VE HIDROGRAF ANALIZI-II Hidrografın şekli Debi m³/sn cinsinden ifade edilir ve düşey eksende gösterilir Hem havzanın hem de yağışın özelliklerine bağlıdır Bir hidrograf üzerinde 3 eleman ayırt edilebilir

82 AKıM HIDROGRAFı VE HIDROGRAF ANALIZI-III Bir hidrografın elemanları Debi Tepe noktası B Çekilme (alçalma) eğrisi A Yükselme (kabarma) eğrisi C D Zaman

83 BIR HIDROGRAFıN ELEMANLARı Yükselme eğrisi AB eğrisi boyunca debi zamanla artmaktadır Bu eğri oldukça dik olup şekli yağışın özelliklerine (zaman ve yer içinde dağılımına, süresine), yağış öncesi şartlarına (zemin nemi, bitki örtüsü ve havza özelliklerine) göre değişir Bu eğri genellikle yukarıya doğru konkavdır Konkav olmasının nedeni yağışın başlangıcından itibaren zaman ilerledikçe havzanın yukarı kısımlarından gelen suların katkısının artışıdır Genellikle çıkış noktasından uzaklaştıkça iki ardışık izokron arasında kalan alan gittikçe büyüdüğünden yükselme eğrisinin eğimi de büyür

84 Tepe noktası (pik) B noktası hidrografın tepe noktasıdır Bu noktada debi bir maksimum değerden (akış piki) geçer Havza biçiminin ve yağış dağılımının düzensizliği debinin maksimum değerde sabit kalmasını önler Sabit değerlere ancak kar erimelerinde ve çok uzun süreli yağışlardan sonra rastlanır Çok küçük olmayan havzalarda fırtına yağışlarının belirli bir piki vardır

85 Hidrografın biçiminin yağışın zaman içinde dağılımına, havzada yağışın ilerleme yönüne ve yağışın havza üzerindeki dağılımına göre değişimi Q a b a b c t

86 Çekilme eğrisi BD eğrisi boyunca debi zamanla azalmaktadır Yükselme eğrisine göre çok daha yatık olan bu eğrinin şekli özellikle havzanın karakterine bağlıdır Eğrinin üst kısmı yüzey kanallarında toplanan suyun boşalmasını ve yüzey altı akışını gösterir Eğrinin taban akışını gösteren alt kısmı (CD) yağıştan yağışa çok az değişir

87 Havza Yönetiminin temel amaçlarından biri, hidrografla açıklanan su verimini geliştirmek ve devam ettirmektir. Bunun için havzanın akış üzerindeki fonksiyonlarının bilinmesi anlaşılması gerekir (akış kaynaklarının bilinmesi)

88 HAVZANıN AKıŞ KAYNAKLARı Dere yatağı üzerine doğrudan düşen yağış Yüzeysel akış: Toprak içerisine girmeden toprak yüzeyinden akarak dere yatağına ulaşır Yüzeyaltı akış: Toprak içerisine giren suyun bir kısmı toprağın geçirimsizliği veya ana kayanın sınırlaması nedeniyle toprak içerisinden akarak dere kanalına ulaşır. Toprağın su tutma kapasitesini doldurması durumunda içerisindeki suyun bir kısmını yer altı suyuna (taban suyuna) gitmeden yüzeyaltı akışı şeklinde derelere ulaşır.

89 Taban suyu akışı: Toprak içerisine girip derinlere doğru sızan yağış suyu yavaş yavaş taban suyuna ulaşır ve bu taban suyu da dere akışını besler. Bu akış dere akımlarının uzun süreli olmasını sağlayan bir akıştır. Bu akışların her biri miktar ve süreç bakımından çok farklılıklar gösterir.

90 Debi Yağış Zaman Dere üstü akışın hidrograf üzerine etkisi

91 YÜZEYSEL AKıŞıN HIDROGRAF ÜZERINE ETKISI C B A A B C Zaman

92 Debi YÜZEYSEL AKıŞıN HIDROGRAFA ETKISI Yağış Zaman

93 YÜZEYSEL AKıŞıN HIDROGRAFA ETKISI Kenar depolaması A A' B' B C c' D D'

94 Debi TABAN SUYU HIDROGRAFı Yağış Zaman

95 Dereden akan suyu bu dört bileşenin oluşturması durumunda akış yani debi (Q); Dere akışı =Q = Dere yatağı üzerine düşen yağış+yüzeysel akış+yüzeyaltı akış+tabansuyu akışı

96 Ancak dere akışları her zaman bu dört bileşenden oluşmayıp yağış ve toprak nemi durumuna göre bu bileşenlerin biri, ikisi veya üçünün katkısıyla oluşabilir. Örneğin, yağışsız ve toprak nemi eksikliği durumunda sadece taban suyu akışından veya dere üstü yağış, yüzeysel akış ve taban suyu akışı dere akışını oluşturur.

97 DERE AKıŞıNı ETKILEYEN ETMENLER İklim Havzanın fiziksel özellikleri

98 Debi HAVZA ÜZERINDEKI YAĞıŞ DAĞıLıŞıNA GÖRE OLUŞAN HIDROGRAFLAR 1 Havzadaki yağış alanı Havzadaki yağış alanı Zaman

99 Debi YAĞıŞıN HAVZA ÜZERINDEKI YÖNÜNE GÖRE OLUŞAN HIDROGRAFLAR A Y Y A Zaman

100 Debi DERE AKıŞıNı ETKILEYEN FIZIKSEL KARAKTERISTIKLER B A Orman B Çıplak alan A Zaman