AKARSULARDA DEBİ ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

Transkript

1 AKARSULARDA DEBİ ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

2 Akım Ölçümleri

3 GİRİŞ Bir akarsu kesitinde belirli bir zaman dilimi içerisinde geçen su parçacıklarının hareket doğrultusunda birçok kesitten geçerek, yol alarak ilerlemesi ve bir noktaya ulaşması süresince gerçekleşen olaya akış adı verilir. Akış ölçümleri; bir akarsu yatağından geçen toplam su miktarının belli bir zaman periyodu boyunca değişimi hakkında bilgi edinmek amacıyla yapılmaktadır. Birimler m 3 /h veya lt/sn olarak ifade edilebilir.

4 Ölçüm Yöntemleri Çok çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Üzerinde tesis bulunan akarsularda bu tesislerin hidrolik özelliklerinden yararlanılmaktadır.

5 Ölçüm Yöntemleri 1. Hız Ölçme Esasına Dayanan Yöntemler Yüzerlerle debi tayini Pitot borusu ile debi tayini Elektro-kimyasal yolla debi tayini Boyar maddelerle debi tayini Mulinelerle debi tayini Elektromanyetik yolla debi tayini Akustik yolla debi tayini

6 2.Hacim Ölçme Esasına Dayanan Yöntemler Geçici depolama ile debi tayini Kimyasal yolla debi tayini Konsantrasyonu arttırıcı maddeler Boyar maddeler Radyoaktif izotoplarla debi tayini

7 3.Kontrol Kesitleri Yardımı ile Debi Tayini Oluklar Savaklar

8 Hız Ölçme Esasına Dayanan Yöntemler Hız ile enine kesit alanı arısındaki bağıntıdan yararlanılır. Akarsu yatağının zamanla değişim göstermediği bir en kesit seçilir. Akarsuyun değişik noktalarındaki hız dağılımı farklı olduğundan, ölçüm yapılacak en kesit değişik alanlara ayrılarak ortalama hız tespit edilmektedir. Debi formülü: Q=A.V dir.

9 Yüzerlerde Debi Tayini Flatör veya yüzgeç olarak tanımlanan yüzerlerle diğer yöntemlerin kullanılamadığı durumlarda kullanılır. Prensip; akarsuyun düzgün seyrettiği kısmında aralarında uzaklık farkı bilinen kesitler arasında geçiş süresini saptamak, bu mesafeyi zamana bölerek akış hızını hesaplamaktır.

10

11

12 Pitot Borusu İle Debi Tayini Basınç esasına göre çalışan bu yöntemde; borunun bir ucu, ağzı akış doğrultusuna dik olacak şekilde suya daldırıldığında akış sonucu kazanılan hız yükü nedeniyle kıvrımlı uçta bir miktar su yükselecek ve seviye değişikliği (h) meydana gelecektir. Hız ile su seviyesi arasındaki ilişkiden yararlanılarak hız ölçümü yapılır. Düşük hızlarda hassasiyeti kaybolur.

13

14 Elektrokimyasal yolla debi tayini Kimyasal maddelerin sudaki konsantrasyonu ve iletkenliği arttırışı sayesinde elektriksel olarak akış hızının saptanmasını sağlar. Akarsu üzerinde iki kesit üzerine belli aralıklarla elektrod çifti yerleştirilerek milivolt kaydediciye bağlanır. Elektrodlara akım verilir.

15 Akarsuya enjekte edilen kimyasal madde konsantrasyonu yüksek bir kütle halinde suyun akış hızına (V) uyarak hareket eder. Bu sayede elektrodlardan akımın geçmesine sebep olur. Kaydedicide belli zaman aralıklarında (t) iki etkime görülür. En kesitler arasındaki uzaklıklardan (L) faydalanılarak V=L/t bulunur.

16

17 Boyar Maddelerle Debi Tayini Akarsu üzerine boyar madde enjekte edilir. Boyar madde su yüzeyinde suyun akış hızına göre hareket eder. Akarsu üzerindeki belli uzaklıktaki iki kesit arasındaki mesafeyi kat ediş süresi belirlenir. Mesafe ve süreden suyun hızı bulunur.

18 Mulinelerle Debi Tayini Hız ölçüm istasyonlarında sıklıkla kullanılır. Ana parçalar bir eksen etrafında kolayca dönebilen bir pervane sistemi ile pervanenin yaptığı devir adedini sayan bir sayaçtan oluşur. Dönme eksenleri suyun akışına dikey veya paralel olarak iki grupta toplanır.

19 Mulinenin pervanesi suyun oluşturduğu kuvvetin etkisiyle döner. Pervaneni devir adedi mekanik veya elektriksel olarak saptanarak cihaz içinde oluşturulmuş devir-hız bağıntısından faydalanılarak suyun akış hızı hesaplanır. Tek ölçüm ve iki ölçüm yapılabilir.

20 60 cm ye kadar olan derinliklerde tek, daha fazla derinliklerde iki ölçüm yapılır. Tek ölçümde muline su derinliğinin 0,6 sı kadar derinlikte yerleştirilir. İki ölçümde ise biri su deriliğinin 0,2 sine, diğeri 0,8 sine gelecek şekilde ölçümler yapılır. Bu ölçümlerin ortalaması alınarak hız belirlenir.

21 0,80 h i 0,60 h i 0,20 h i V i = V 0,60 V 0,20 + V V i = 2 0,80 Q = V A i i

22 Elektromanyetik Yolla Debi Tayini Belli uzunluktaki elektromanyetik alan içersinde indüklenen akımın bu akımın içinden geçen iletkenin hızına bağlı olarak değişiminden yararlanılarak geliştirilen cihazlardır. Çalışma prensibi Faraday kanunlarına göredir.

23

24 Akustik Yolla Debi Tayini Akarsu üzerinde birbirinden belli uzaklıkta kurulan akustik sensörler kurularak akışın ses üzerindeki etkisinden yararlanılır. Aynı anda gönderilen ses dalgaları akış hızı yönünde artacak, tersi yönde yavaşlayacaktır.

25

26

27

28 Hacim Ölçme Esasına Dayanan Yöntemler En basit olarak, doğrudan doğruya debinin ölçüldüğü yöntemlerdir. Teknik cihazlara ihtiyaç duyulmaz

29 Geçici Depolama İle Debi Tayini Yöntemin esası, gelen suyu belli bir zaman periyodunda belli bir hacim içinde toplamaktır. Bilinen bir hacmim dolduruluş süresinden debi belirlenir.

30 Kimyasal Yolla Debi Tayini Konsantrasyon arttırıcı maddeler Boyar maddeler

31 Konsantrasyonu Arttırıcı Maddeler Ölçüm yapılacak kesitte dozlama ve örnekleme yapmak üzere iki nokta seçilir. Dozlama notasından sürekli olarak belli konsantrasyonda ve miktarda kimyasal madde enjeksiyonu yapılır. Suya homojen olarak karışan kimyasalın konsantrasyon değişiminden debi hesaplanır

32

33

34 Boyar Maddeler Konsantrasyon attırıcı maddelerdeki kullanılan yöntemle aynıdır. Kimyasal madde yerine boyar maddeler kullanılmaktadır.

35 Radyoaktif İzotoplarla Debi Tayini Kimyasal maddeler ile yapılan ölçüm yöntemine benzerdir. Konsantre halde radyoaktif izotop enjekte edilmektedir. İzotopun yansıtacağı gama ışınlarından yararlanılarak hesaplama yapılır. Cam kafes içindeki çözelti kırılarak dereye homojen dağılımı sağlanır.

36

37

38 Kontrol Kesitleri Yardımı ile Debi Tayini Akarsu üzerinde sürekli ve hassas ölçüm yapmak için akarsu üzerinde hidrolik karakteristikleri bilinen sabit su yapıları oluşturularak ölçüm yapılabilir. Bu yapılara savak, oluk veya flume adı verilir.

39 Savaklarla Debi Tayini Akarsu yatağına yerleştirilen içinden veya üzerinden su akan düzgün şekilli boşluğa savak denir. Debi ile seviye arasındaki ilişkiden faydalanılarak sadece seviye ölçmekle debi hesaplanabilir. Üçgen, dikdörtgen, yamuk gibi şekillerde yapılabilir.

40 Su akan yüzey: eşik veya krep Eşik üzerinden akan su hüzmesi: nap veya su perdesi Yan kenarlar: yanak

41 Sediment havuzu Durgunlaştırma, dinlendirme havuzu Dinlendirme kuyusu Savak gövdesi

42 Q=CLh m Q: debi C: eşik tipine göre katsayı L: eşik genişliği h: eşik üzerindeki su yüksekliği m: savak boşluğunun geometrik şekline göre değişen üs

43 Oluk veya Flumlarla Debi Tayini Kullanılışları basit ve kolaydır. Ölçme yapısının tipine göre belirlenmiş olan cetvel veya abaklardan yararlanılır. Darlaşın kısmın üstündeki su seviyesi ölçülür ve buna karşılık gelen debiler bulunur.

44