FARKLI TİPLERDEKİ YAPAY RESİFLERİN KIYI PROFİLİNE ETKİSİ

Transkript

1 FARKLI TİPLERDEKİ YAPAY RESİFLERİN KIYI PROFİLİNE ETKİSİ Emel İrtem (1) Mehmet Türker (2), Engin Bilyay (3) (1) Prof.Dr., Balıkesir Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, İnşaat Müh. Bölümü, Balıkesir Tel : Faks: , [email protected] (2) İnş.Yük. Müh,. Ulaştırma Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı, Bursa IV. Bölge Müdürlüğü Tel: Dahili (2012) Faks: , [email protected] (3) İnş.Yük. Müh., Ulaştırma Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı Altyapılar (DLH) Genel Müdürlüğü Tel: Faks: ,[email protected] Özet Bu çalışmada, balıkçılık teknolojisinde yoğun bir şekilde kullanılan farklı yapay resiflerin kıyı profiline etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı, Altyapılar Genel Müdürlüğü (Mülga DLH) Hidrolik Laboratuarındaki dalga kanalında deneyler yapılmıştır. Deneylerde; 1/10 şev eğiminde, çapı 0,173 mm, özgül ağırlığı 2,85 t/m 3 olan doğal kum kullanılmıştır.düzenli dalgalarla; dört farklı dalga periyodunda (T):1,0-1,2-1,4-1,6sn, dalga dikliği ( H 0/L 0 ) 0,03 olacak şekilde 4 farklı dalga yüksekliği için deneyler yapılmıştır. Deneylerde önce dalganıntabana etkisi incelenmiştir. Daha sonra ise zemine kıyıya 165 cm mesafede farklı tipteki yapay resifler yerleştirilmiştir. Farklı dalga koşullarında resifli ve resifsiz durumlara ait kıyı profilindeki değişimler birbirileriyle karşılaştırılmış, erozyon ve birikmenin yerleri, miktarları grafiksel olarak sunulmuştur. Anahtar Sözcükler: yapay resifler, kıyı profilleri, kıyıya dik katı madde taşınımı, dalga kanalı deneyleri. 989

2 THE EFFECTS OF DIFFERENT TYPES ARTIFICIAL REEFS ON BEACH PROFILE In this study, the effectsof different typesartificial reefson the beach profile, which is mostly used in fishing technology, was researched. For this aim, the experiments have been carried out in the wave channel of the hydraulics laboratory on General Directorate for Infrastructure Investments of Ministry of Transport, Maritime Affairs and Communication. In the experiments, natural sand was used in the incline of slope 1/10, that s diameter is 0,173mm and the specific gravity is 2,85 t/m 3. The experiments were carried out with regular waves for 4 different wave heights at the 4 different wave periods are (T):1,0-1,2-1,4-1,6 sec. and wave steepness (H 0/L 0)=0,03.Firstly, the effect of wave on bottom was investigated. Afterward, artificial reefs were placed to the sand bottom at the 165 cm. distance from shoreline with different types. The changes in the beach profile were compared for the cases of reef and without reef in different wave conditions, the places of erosion and accumulation and their amounts were graphically presented. Keywords: artificial reefs, beach profiles, cross-shore sediment transport, beach profile, wave channel experiments. Giriş Kıyılarımız yakın dönemde nüfus yapısının değişimi, sosyal ve ekonomik ihtiyaçların artmasına paralel olarak hızla artan kaynak ve mekân gereksinimi sonucunda biçimsel, yapısal ve ekolojik değişimlere uğramaktadırlar. Kıyı alanlarındaki bu değişimlerin meydana gelmesi kaçınılmazdır. Ancak yakın zamandaki kaçak avlanma, deniz kirliliği ve troller deniz yaşamını; kontrolsüz yapılaşma, denizlerden kum alımları, derelerden gelen sedimentin barajlarla veya derelerden kaçak kum alımlarıyla önlenmesi karadaki dengeyi bozarak kıyıların sürdürülebilirliği açısından tehlike oluşturmuştur. Bu sorunlar için kullanılan kıyı koruma yapılarından olan yapay resifler; estetik ve doğal peyzajı bozmaması, deniz fauna ve floranın gerçekleşmesine yardımcı olması gibi katkıları olmakla birlikte dalga ve akıntı etkilerini azaltarak kıyı erozyonunu önlemesi açısından tercih edilmektedirler. Yapay resiflerle ilgili çalışmalar yapay resif mühendisliği denilebilecek bir mühendislik dalını ortaya çıkartmıştır. Yapay resiflerin çeşitli çevresel, biyolojik, fiziksel ve ekonomik faktörlere göre tasarlanması, yerleştirme bölgelerinin ve tekniklerinin belirlenmesi, uygun malzemelerin seçilmesi, uzun ömürlü bir uygulama için stabilite analizleri gibi birçok konuyu içine alan bir mühendislik disiplini oluşmuştur. Resiflerin gelişiminde rol oynayan birçok faktör ve yapay resif teknolojisi, resif yapısı, resif fonksiyonu, yapay resif tasarımında göz önünde olan mühendislik ve malzemeler, habitat yapısı ve yapay resiflerin tasarımı yapay resif araştırıcıları tarafından kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Yapay resiflerin dalga ve akıntı etkileri üzerine literatürde birçok çalışma olmasına rağmen yapay resifin kıyı profiline etkisi üzerine çok sınırlı çalışma bulunmaktadır. Resif ve batık dalgakıranların kıyı profiline etkileri ile ilgili 990

3 çalışmaların bazıları aşağıda özetlenmiştir. Kim ve diğerleri (1995) de, düzenli dalgaların kullanıldığı laboratuar denemelerinde zemin profil değişimi üzerindeki yapay resif geometrisinin etkisini araştırmak için betondan hazırlanmış, farklı şekilde, ancak aynı hacimde 9 farklı resif modeli inşa edilmiştir. Resif şekli zemindeki akıntı şekillerini etkilediği için lokal oyulmanın resif şekline bağlı olduğu belirtilmiştir. Ayrıca lokal oyulmanın ve gömülmenin sadece yapay resif şekline değil, aynı zamanda dalga geliş açısına ve resif bloklarının konumlarına da bağlı olduğu belirtilmiştir.düzbastılar (2003) de; tek yönlü dalga kanalında 7 farklı dalga yüksekliği ve sabit dalga periyodu koşulları altında, ince çakıllı zeminde, 1:30 ölçeklehidrolik denemeler yapılmıştır. Denemede kullanılan modeller, içi dolu ve boşluklu küp şeklinde ve 5x5x5 cm3 boyutundadır. Resif modelleri 5 farklı düzende, 10 m su derinliğine yerleştirilmiş ve dalga etkilerine bağlı lokal oyulma derinlikleri belirlenmiştir.irtem (2013) te; yapay resiflerin çeşitli dalga koşuları altında kıyı profiline etkileri deneysel olarak araştırılmış, resifli ve resifsiz durumlar karşılaştırılmıştır. Yapay resiflerin dalga kırılma bölgesi dışında yer aldığında stabil kalıp, erozyonu azaltmada daha etkili olabileceği belirtilmiştir. Bu çalışmada, farklı yapay resiflerin çeşitli dalga koşuları altında kıyı profiline etkileri deneysel olarak araştırılmış, resifli ve resifsiz durumlar karşılaştırılmıştır. Yöntem Deneyler Ulaştırma Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı Altyapı Yatırımları Genel Müdürlüğü (Mülga DLH) Araştırma Dairesi Hidrolik Laboratuarında 40 m uzunluğunda, 0.60 m genişliğinde ve 1.2 m derinliğinde dalga kanalında yürütülmüştür (Şekil 1). Üretilebilir maksimum dalga yüksekliği; 0,4 m ve üretilebilir dalga periyodu aralığı 0,5-2.5 sn dir. Yürütülen hidrolik model deneylerinde dalga yüksekliği, dalga periyodu ve yönünü ölçmek için dalgaölçerler (dalga yüksekliği amplifikatörü, algılayıcı ve taşıyıcı sistem) yapay resif modellerinin ön taraflarına yerleştirilmiştir. Deneylerde; 1/10 şev eğiminde zemin hazırlanarak üzerine 15 cm kum serilmiştir. Deneyde çapı 0,173 mm, özgül ağırlığı 2,85 t/m 3 olan doğal ince kum kullanılarak dalganın zemin üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Deneylerde düzenli dalgalar üretilmiş, dalga dikliği (H/L) 0.03 olacak şekilde, 4 farklı dalga yüksekliği ve 1,0-1,2-1,4-1,6 sn dalga periyotları esas alınarak dalga setleri oluşturulmuştur. Dalga yükseklikleri yerleşimi Şekil 1 de görülen dalga ölçüm cihazları ile ölçülmüştür. Her bir deney setinde deney süresi, en az 1000 dalga olacak şekilde belirlenmiştir. Üretilen dalgalardan sonra kıyı profilindeki değişiklikler çizilmiş, alanlar hesaplanarak erozyon miktarları belirlenmiştir. 991

4 Şekil 1. Deney düzeneği Deneyler önce resifsiz durumlar için yapılmıştır (Şekil 2). Aynı deneyler daha sonra 5x5x5 cm boyutlarındaki boşluklu, dolu ve çift sıra yapay resifler (Şekil 3) kum zemine kıyı çizgisinden 165 cm. mesafeye yerleştirilerek tekrarlanmış, sonuçlar karşılaştırılmıştır. Şekil 1 deki Xb kara tarafında oluşan birikme tepe noktasının kıyı çizgisine mesafesini göstermektedir. Şekil 2. Dalga Kanalı ve deneylerde kullanılan boşluklu yapay resifler 992

5 Şekil 3. Deneylerde kullanılan dolu ve çift sıra antifer bloklu resifler Deney verilerinin değerlendirilmesi: Farklı tip ve dizilişlerde kullanılan resiflerin kıyı profilindeki etkisini belirlemek amacıyla H 0/L 0= 0.03 dalga dikliğinde, düzenli dalgalar gönderilmiş, oluşan kıyı profil değişiklikleri Şekil 4 7 de gösterilmiştir. Kıyı profilinde meydana gelen oyulma miktarlarının resifsiz ve resifli durumlar için oransal olarak kıyaslanması Tablo 1 de verilmiştir. 993

6 Şekil 4.Resifsiz durumda farklı periyotlarda H 0/L 0:0.030 dalga dikliğinde meydana gelen kıyı profil değişiklikleri - Şekil 5.Resifli durumda (Boşluklu Blok), farklı periyotlarda H 0/L 0: dalga dikliğindemeydana gelen kıyı profil değişiklikleri 994

7 Şekil 6.Resifli durumda (Dolu Blok), farklı periyotlarda H 0/L 0: dalga dikliğinde meydana gelen kıyı profil değişiklikleri Şekil 7.Resifli durumda (Çift Sıra Blok, farklı periyotlarda H 0/L 0: dalga dikliğinde meydana gelen kıyı profil değişiklikleri 995

8 Tablo 1.Resifli veresifsiz durumlarda meydana gelen erozyon miktarları( Türker, 2013 ) H (cm) T (sn) H O/L O Resifsiz oyulma (cm 2 ) Boş (BB) oyulma (cm 2 ) Dolu (DB) oyulma (cm 2 ) Çift Sıra (CB) oyulma (cm 2 ) 4,68 1,0 0,030 59,89 16,35 39,53 22,89 6,73 1,2 0, ,08 65,31 80,18 53,57 9,17 1,4 0, ,78 237,56 323,16 249,18 12,0 1,6 0, , Tablo 2.Resifli veresifsiz durumlarda meydana gelen erozyon miktarlarının yüzde olarak değişimi (Türker, 2013) H (cm) T (sn) H O/L O Resifsiz Değişim (%) yüzdesi Boş (BB) Değişim (%) yüzdesi Dolu (DB) Değişim (%) yüzdesi Çift Sıra (CB) Değişim (%) yüzdesi 4,68 1,0 0, ,70-34,00-61,78 6,73 1,2 0, ,25-22,96-48,53 9,17 1,4 0, ,68 +9,26-15,75 12,0 1,6 0,

9 Kıyı profilinde aynı mesafeye bırakılan farklı tipteki resiflerin, farklı dalga periyotlarında meydana getirdiği erozyon miktarları Şekil 8 de verilmiştir. 350 Resifsiz (Boş) Boş Dolu Çift Sıra Erozyon Miktarı (cm 2 ) ,8 1,0 1,2 1,4 1,6 Dalga Periyodu T (sn) Şekil 8. Farklı resiflerin kıyı profilinde meydana getirdiği erozyon miktarlarının dalga periyoduna (T) göre değişimi Sonuç ve Öneriler Bu çalışmada, genellikle su ürünlerine yeni yaşam alanı sağlayarak ya da mevcut yaşam alanlarını koruyarak bölgedeki tür çeşitliliğini ve tür sayısını artırmak amacıyla denize yerleştirilen yapay resiflerin kıyı profilindeki etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Boşluklu Blok Yapay resiflerin su kesim noktasından X=165 cm. uzaklığa yerleştirildiğinde dalga yüksekliği sırasıyla 4.68 cm., 6.73 cm. ve 9.17 cm. iken oyulmaları % 72.70, % ve % oranında azalttığı görülmüştür ( Şekil 8 ve Tablo 2 ). Dalga periyodunun artmasıyla kıyıdaki erozyon miktarı da artmaktadır. Ayrıca dalga yüksekliği 4.68 cm. ve 6.73 cm. iken Xb ile gösterilen kara tarafında oluşan birikme tepe noktasının kıyı çizgisine mesafesi artmış, dalga yüksekliği 9.17 cm. olduğunda birikme olmamıştır( Şekil 5). Dolu Yapay resiflerin su kesim noktasından X=165 cm. uzaklığa yerleştirildiğinde dalga yüksekliği sırasıyla 4.68 cm., 6.73 cm. ve 9.17 cm. iken oyulmaları %34.00, % oranında azalttığı, dalga yüksekliği 9.17 cm. 997

10 iken % 9.26 oranında artırdığı görülmüştür ( Şekil 8, Tablo 2 ). Ayrıca tüm dalga yüksekliklerinde (4.68 cm, 6.73 cm, 9.17 cm.) de Xb mesafesinde artış görülmüştür( Şekil 6). Çift sıra bloklu yapay resiflerin su kesim noktasından X=165 cm. uzaklığa yerleştirildiğinde dalga yüksekliği sırasıyla 4.68 cm., 6.73 cm. ve 9.17 cm. iken oyulmaları %61.78, % ve % oranında azalttığı görülmüştür ( Şekil 8, Tablo 2). Ayrıca dalga yüksekliği 4.68 cm. ve 6.73 cm. iken Xb mesafesi artmış, dalga yüksekliği 9.17 cm.iken birikme gözlemlenmemiştir( Şekil 7). Boş bloklu yapay resiflerin, dolu bloklu yapay resiflere göre kıyı erozyonunu azaltmada daha etkili olduğu görülmektedir. Ayrıca boş bloklu resiflerin çift sıra bloklu yapay resiflere göre de daha etkili olduğu görülmektedir (Tablo 2). Bu durum boş bloklu resiflerin dalga etkisi ile askıda kalan sedimentin geçişine izin vermesinden kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak yapay resifler balık tür ve sayısını artırmasının yanı sıra resiflerin konuluş yerlerine, resif tiplerine ve dalga koşullarına bağlı olarak kıyı erozyonunu da azaltabilmektedir.gelecekte bu çalışma farklı taban eğimleri, farklı taban mesafeler için daha kapsamlı olarak geliştirilebilir. Kaynaklar Düzbastılar, F. O. (2001) Yapay Resiflerin Yapısal Ve Teknik Özellikleri Üzerine Bir Araştırma Doktora Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir. İrtem, E. (2012) Kıyı Profiline Resif Etkisinin Deneysel İncelenmesi Türkiye nin Kıyı ve Deniz Alanları IX. Ulusal Kongresi Kasım 2012, Hatay-Antakya. Kim, J. Q.,Mizutani, N. andiwata, K., (1995) Experimentalstudy on thelocalscourandembedment of fishreefbywaveaction in shallowwaterdepth International Conference on EcologicalSystem Enhancement TechnologyforAquaticEnvironments, Proceedings Volume I, Tokyo, Japan, p. Türker, M.( 2012) Yapay Resiflerin Kıyı Profiline Etkisi Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir. 998