HİDROJEOLOJİ. Hidrolojik Çevrim Bileşenleri Akış ve süzülme. 3.Hafta. Prof.Dr.N.Nur ÖZYURT

Transkript

1 HİDROJEOLOJİ 3.Hafta Hidrolojik Çevrim Bileşenleri Akış ve süzülme Prof.Dr.N.Nur ÖZYURT

2 Hidrolojik Çevrim Bileşenleri Buharlaşma-terleme Yağış Yüzeysel akış Yeraltına süzülme ve yeraltısuyu akışı

3 Yeryüzüne düşen yağışın bir bölümü yüzeyde bir kısmıda süzülerek zemin içinde akışa geçer. - Yüzeysel akış havzaya düşen yağışın buharlaşma ve sızma sonrasında akışa geçen bölümü -Yüzeyaltı akış (İç yada ara akış) süzülen su zeminin üst bölümünde akışa geçer genellikle kısa sürede yüzeye çıkar -Yeraltı akışı süzülen su zeminin derinlerine doğru ilerler ve akışa geçer

4 Yüzeysel Akış 5

5 Türkiye deki Yüzey Suyu Havzaları

6 Yüzeysel Akışı Etkileyen Faktörler Meteorolojik Faktörler Yağışın türü, şiddeti, süresi, miktarı Yağışın havzadaki alansal dağılımı Havzadaki önceki yağışlar ve dolayısıyla zemin nemi Evapotranspirasyonu etkileyen diğer etkilerin tümü Fiziksel Faktörler Bitki örtüsü ve bitkilerin yağışı tutma kabiliyeti Arazi kullanımı Zemin türü ve yüzeyin su depolama kapasitesi Drenaj alanı ve şekli Drenaj ağı yoğunluğu Yükseklik Topografya_eğim Yüzeysel akışı sonlandıran açık depolama alanlarının (göller, rezervuarlar vb.) varlığı

7 Akış Katsayısı Bir drenaj alanına düşen yağışın akışa geçen kısmı akış katsayısı (α) ile tanımlanır. Akış katsayısı, belirli bir süre için drenaj alanındaki akışın yağışa oranıdır. Havzanın ve yağışın özelliklerine göre 0.05 ile 0.95 arasında değişen değerler alır.

8 Akım Rejimine Göre Akarsular Sürekli (Perennial) Akarsu: yıl boyunca sürekli akış gözlenir Süreksiz (Ephemeral) Akarsu: sadece yağış olayının ardından akış gözlenir Kesikli (Intermittent) Akarsu: yılın yağışlı dönemleri boyunca akış gözlenirken, kurak dönemde yatakta su akışı gerçekleşmez.

9 Akım (=Debi) Akım Nedir? Akarsu ya da kanalın herhangi bir kesitinden birim zaman içinde geçen su hacmidir. Simgesi: Q Boyut: L 3 /T Birim: m 3 /s Q=A.V V:Akım hızı m/s 1000 litre = 1m 3 A:Kesit alanı m 2

10 Akım ölçümü Doğrudan ölçüm Muline, Yüzen cisim, İzleyici, Utrasonik yöntemler, Elektromanyetik yöntemler Hidrolik yapılar ile ölçüm Savaklar, orifis, kanallar Akımın tahmin edilmesi Yağış-akış ilişkileri, hidrograf analizleri

11 Akım hızı ölçümü

12 Akım hızının değişimi

13 Seviye ölçümü-akımın Hesaplaması Limnigraf x x Anahtar eğri

14 Savaklar

15 Enstrüman ile ölçüm şansın yoksa Q=A.V Q=A*L/t V:Akım hızı m/s A:Kesit alanı m 2

16 Q = 1 n Manning Eşitliği 2 A R Q: debi (m 3 /s), N: Manning pürüzlülük katsaysı(boyutsuz), A akıma dik akarsu en kesit alanın (m 2 ), R hidrolik yarıçap (m) S su yüzeyi eğimini (boyutsuz) göstermektedir. R = A P S P akıma dik akarsu yatak taban uzunluğunu (= Islak Çevre, m)

17 Örnek: Beton ile kaplı diktörgen şekilli taban genişliği 1m olan bir kanalın taban kotu 150m de 0.5 m azalmaktadır. 0.5m su yüksekliği için kanal debisini hesaplayınız? (beton için manning katsayısını alınız) Q = 1 n 2 3 A R 1 2 S 0.5 m R = A P 1m

18 Islak çevre= = 2 m Kesit alanı=1x0.5= 0.5 m 2 Hidrolik yarıçap=0.5/2= 0.25 m Eğim=0.5/150= V=(0.25) 2/3 x(0.0033) 1/2 /0.012=1.9 m/s Q=1.9x0.5=0.95 m 3 /s

19 Türkiye de akım gözlem ağı

20 Akım gözlemleri Günlük akım gözlemi Aylık toplam akım hesaplaması Yıllık ortalama akım hesaplaması Ekstrem akımların gözlenmesi Anahtar eğri kontrolü

21 Drenaj alanı içinde akımın değişimi A Q A =50 m 3 /s A A =20000km 2 B Q B =? m 3 /s A B =8000 km 2

22 Havza akışının hesaplanması Q o = α.p o.a Q o :Havza yıllık akışı (m 3 /yıl) α : akış katsayısı P o :Havza için uzun yıllar ortalama yağış yüksekliği (m) A: Havza alanı Örnek:Havza alanı 182 km 2 olan bir akarsu havzasında 10 yıllık ortalama yağış 560 mm ve akış katsayısı (α) 0.36 olduğuna göre havzanın ortalama yıllık akışını hesaplayınız? Qo= α.po.a Qo= 0.36x560x10-3 x182x10 6 Qo= m 3 /yıl

23 Akarsu Yeraltısuyu İlişkisi Alıcı Akarsu Verici Akarsu

24 Süzülme (İnfiltrasyon) Yeryüzüne ulaşan yağış sonlu ve değişken kapasiteli geçirimli zemine süzülür. Süzülme kapasitesi zeminin özelliklerinin yanısıra yağışlı ve kurak iklim koşullarına da bağlıdır. Süzülme belirli bir sürede süzülen suyun derinliği cinsinden (mm) ifade edilir. Dr.N.Nur Özyurt

25

26 Süzülmenin ölçülmesi_infiltrometre İnfiltrometre, zemine yerleştirilen halka yada silindirlerdir. Silindir yada halkada su seviyesinin azalması zemine süzülme olarak gözlenir.