SU MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ YRD. DOÇ. DR. FATİH TOSUNOĞLU

Transkript

1 SU MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ YRD. DOÇ. DR. FATİH TOSUNOĞLU

2 DERS HAKKINDA GENEL BİLGİLER Görüşme Saatleri: Tavsiye edilen kitaplar: 1-Kavramsal su mühendisliği, Prof.Dr. A.Melih Yanmaz, Prof. Dr. Nurunnisa Usul, İklim değişikliği, tatlı su kaynakları ve Türkiye, Prof. Dr. Zekai Şen, Su bilimi ve Yöntemleri, Prof. Dr. Zekai Şen, 2003 Web sayfası: Ortalama: Ödevler %15 Vize %35 Final %50

3 KONU BAŞLIKLARI 1. Temel Bilgiler (Su kullanımı, su kontrolü, su mühendisliği v.b) 2. İklim Faktörleri, Buharlaşma ve Yağış 3. Akarsu akımı ve Havza kavramı 4. Taşkın 5. Kuraklık 6. Barajlar ve Hidro-Elektrik Enerji Tesisleri 7. Kentsel Su Temini ve Kanalizasyon 8.Uluslar arası su politikaları ve büyük barajlar

4 1.SU KAVRAMI

5

6

7 2.SU KULLANIMI

8 3. SU KONTROLÜ

9

10

11 4. SU KALİTESİ

12 5. SU MÜHENDİSLİĞİNDE KARŞILAŞILAN PROBLEMLER

13 *NE KADAR SUYA IHTIYAÇ VARDIR?

14 *MEVCUT SU NE KADARDIR?

15 *SU MÜHENDISLIĞI PROJELERIN EKONOMİSİ

16

17 6. HİDROLJİK DEVİR(ÇEVRİM)

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31 7. SU MÜHENDİSLİĞİ TARİHÇESİ

32

33

34

35 8. GÜNÜMÜZDE SU MÜHENDİSLİĞİ

36 *ArcGIS PROGRAMI HAKKINDA

37 BÖLÜM 2: İKLİM FAKTÖRLERİ, BUHARLAŞMA VE YAĞIŞ

38

39

40

41

42 BUHARLAŞMA Suyun sıvı halden gaz haline geçerek atmosfere dönmesi buharlaşma olarak adlandırılır. Buharlaşma miktarı; Buharlaşma miktarı, su yüzeyindeki buhar basıncı (e w ) ile suyun üzerindeki atmosfer tabakasının buhar basıncı (e a ) arasındaki fark ile orantılıdır (Dalton yasası). Buharlaşmayı etkileyen faktörler; *su yüzeyindeki buhar basıncı (e w ), suyun üzerindeki atmosfer tabakasının buhar basıncı (e a ) *Havanın hareketi *Enerji; güneşten gelen enerji ile karalarda ve sularda depolanmış, rüzgarla çevreden taşınmış ısı enerjisi..1 gr suyun buharlaşabilmesi için gerekli ısı kalori arasındadır.

43 *Suda erimiş tuzlar buharlaşmayı azaltır *Su derinliği; derin sularda buharlaşma sığ sulara göre yazın daha az, kışın daha çok olur. *Havanın basıncı arttıkça buharlaşma artar. SU YÜZEYİNDEN BUHARLAŞMA Su Dengesi Yöntemi E P X Y F S E = buharlaşma miktarı P = yağış miktarı X ve Y = kütleye giren ve çıkan akış miktarları F = yeraltına sızan su miktarı S = hacimsel değişme

44 Enerji Dengesi Yöntemi H e H i H o H c H H e = buharlaşmada kullanılan enerji H i = kütleye giren ısı (güneş ısısı + giren akımlarıngetirdiği ısı H o = kütleden çıkan akımların ısısı + yansıyan ısı H c = su yüzeyinden atmosfere kondüksiyonla kaybolan ısı H = su kütlesinin sıcaklığındaki değişim için gerekli ısı

45 BUHARLAŞMANIN ÖLÇÜLMESİ 1200 mm 250 mm A Tipi Buharlaşma Tavası

46 Buharlaşmanın Ölçülmesi Serbest su yüzeyinden buharlaşmayı belirlemenin en iyi yolu buharlaşma tavası (evaporimetre) denen metal kaplar kullanılmaktadır En çok kullanılan tip: A sınıfı tavanın alanı 1 m2, derinliği 25 cm dir. Tava 20 cm derinlikte su ile doldurulup su yüzeyindeki alçalma bir Limnimetre ile ölçülerek buharlaşma miktarı belirlenir. Yağışlı günlerde yağış yüksekliği de ayrıca ölçülerek hesaba katılmalıdır. Tava yerden 15 cm yükseğe yerleştirilmeli, tavadaki su yüzeyinin tavanın üst kenarından uzaklığı 5-8 cm arasında kalacak şekilde her gün su eklenmelidir. En az 5000 km2 ye bir tava yerleştirilmesi tavsiye edilmektedir. Ancak tavadaki buharlaşma miktarı ile büyük bir su kütlesindeki (Bir hazne, bir göl, bir baraj vb.) buharlaşma miktarı birbiri ile aynı olmaz. Tavadaki su hava sıcaklığındaki değişmelerden daha çabuk etkilenmesidir.

47 Tavanın ısı yansıması, tava civarından ısı alışverişi ve çevrenin az nemli olması da buharlaşmayı etkiler. Tedbirler: Tavayı üst kısmına kadar toprağa gömmek, yada su üzerinde yüzdürmek Bu gibi tavaların buharlaşma miktarı büyük göllerdekine daha yakın olsa da elde edilen sonuçlar kararlı olmamaktadır. A sınıfı buharlaşma tavasının kullanılması ve göldeki buharlaşma miktarına geçmek için tavadaki okumanın Tava Katsayısı ile çarpılır. A sınıfı tavada yıllık buharlaşma için katsayı 0,7 kabul edilebilir. Bu katsayının değişim sınırları 0,6-0,8 arasındadır. Katsayının 0,7 kabul edilmesi durumunda hata payının %15 in altında olduğu düşünülür. Yazıcı ölçekler de (Evaporograf) kullanılmaktadır.

48 Buharlaşma Miktarının Azaltılması Baraj göllerinden buharlaşan su miktarı önemli rakamlara ulaşıp büyük su ve para kaybına neden olur. Tedbirler: a. Baraj gölü yüzeyinin küçük tutulması: Baraj yeri seçilirken, mümkün olduğunca, sığ ve geniş alanlı baraj yerine, derin ve küçük alanlı barajlar tercih edilmelidir. Çeşitli baraj alternatifleri için, (yüzey alanı/depolama hacmi) oranları belirlenip en küçük orana sahip alternatif seçilmelidir. b. Rüzgâr hızının azaltılması: Rüzgâr hızı arttıkça buharlaşma miktarı da artacağından, rüzgâr hızını azaltarak buharlaşma miktarı küçültülebilir. Bu maksatla, göl yamaçlarında çam ağaçları yetiştirir. c. Kimyasal yöntemler: Rezervuar yüzeyleri, buharlaşmayı azaltan ince bir yağ tabakasıyla kaplanarak buharlaşma azaltılır.

49 YAĞIŞ

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67 KAR ÖLÇÜMLERİ

68 ÖLÇÜM HATALARI Hataların nedenleri: Rüzgar Engeller (bina, ağaç, vb.) Okuma hataları

69 YAĞIŞ VERİLERİNİN HOMOJEN HALE GETİRİLMESİ Yağış ölçeğinin yer, konum ve ölçme yönteminde meydana gelen değişiklikten dolayı eski kayıtlarla sonraki kayıtları homojen hale getirmek gerekir. Bunun için Çift Toplam Yağış Eğrisi Kullanılır. Grafikte görülen eğim değişikliği o istasyonun yağış ve akım rejiminde bir değişiklik olduğunu anlatır. Meteorolojik ve hidrolojik bir değişiklik bütün istasyonları birden etkileyeceği için bir eğim değişikliğine sebep olmaz

70 Y X 2 X 1 S 2 Y 2 S 1 Y 1 X

71 KAYITLARIN HOMOJEN HALE GETİRİLMESİ (CASE 1) Y S 2 S 2 y S 2 1 Y1 S1 Y' 1 S 1 Y 1 X

72 KAYITLARIN HOMOJEN HALE GETİRİLMESİ (CASE 2) Y Y 2 S2 S 1 y S 1 2 Y2 S2 S 1 X

73 ÖRNEK: TOPLAM KÜMÜLATİF Yıl A B C D A+B+C A+B+C D

74 Kümülatif D (cm) Kümülatif (A+B+C) (cm)

75 0.881 x 71 = 62 TOPLAM KÜMÜLATİF Yıl A B C D A+B+C A+B+C D d i S S d 0,3811 0, D D 1