GÜNEYBATI KARADENİZ DALGA VERİLERİ İLE PARAMETRİK DALGA MODELLEMESİ

Benzer belgeler
RÜZGAR-DALGA İKLİMİ ANALİZİ ve DALGA MODELLEMESİ ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA

İSTANBUL BOĞAZI SU SEVİYESİ DEĞİŞİMLERİNİN MODELLENMESİ. Berna AYAT. İstanbul, Türkiye

BAZI İLLER İÇİN GÜNEŞ IŞINIM ŞİDDETİ, GÜNEŞLENME SÜRESİ VE BERRAKLIK İNDEKSİNİN YENİ ÖLÇÜMLER IŞIĞINDA ANALİZİ

Esin Ö. ÇEVİK Prof. Dr.

ENERJĐ ELDESĐNDE ORTALAMA RÜZGAR HIZI ÖLÇÜM ARALIĞI ve HELLMANN KATSAYISININ ÖNEMĐ: SÖKE ÖRNEĞĐ

TÜRKİYE DENİZLERİ DALGA İKLİM MODELİ VE UZUN DÖNEM DALGA İKLİM ANALİZİ

Uluslararası Yavuz Tüneli

DOĞU KARADENİZ BÖLGESİNDE BALIK KAFES ÜNİTELERİNİN PROJELENDİRİLMESİNDE KULLANILACAK TASARIM DALGASI TAHMİNİ K. UYSAL. Özet

BAÜ Müh-Mim Fak. Geoteknik Deprem Mühendisliği Dersi, B. Yağcı Bölüm-5

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

İNM Ders 2.2 YER HAREKETİ PARAMETRELERİNİN HESAPLANMASI. Yrd. Doç. Dr. Pelin ÖZENER İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

ANKARA ATMOSFERİNDEKİ AEROSOLLERİN KİMYASAL KOMPOZİSYONLARININ BELİRLENMESİ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ

Bahar. Su Yapıları II Hava Payı. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL Bozok Üniversitesi n aat Mühendisli i Bölümü 1

RÜZGÂR TÜRBİNLERİNDE MİL MOMENTİ VE GÜÇ

GÜNEŞ ENERJİSİ II. BÖLÜM

DENEY 7 DALGALI GERİLİM ÖLÇÜMLERİ - OSİLOSKOP

İSTATİSTİKSEL PROSES KONTROLÜ

Meteoroloji. IX. Hafta: Buharlaşma

EROZYONUN KANTİTATİF OLARAK BELİRLENMESİ. Dr. Şenay ÖZDEN Prof.Dr. Nuri MUNSUZ

SAYISAL ÇÖZÜMLEME. Yrd.Doç.Dr.Esra Tunç Görmüş. 1.Hafta

MOCKUS HİDROGRAFI İLE HAVZA & TAŞKIN MODELLENMESİNE BİR ÖRNEK: KIZILCAHAMAM(ANKARA)

Zaman Serileri. IENG 481 Tahmin Yöntemleri Dr. Hacer Güner Gören

AKTİF KAYNAKLI YÜZEY DALGASI (MASW) YÖNTEMINDE FARKLI DOĞRUSAL DIZILIMLERIN SPEKTRAL ÇÖZÜNÜRLÜLÜĞÜ

Hidroloji Disiplinlerarası Bir Bilimdir

Neotektonik incelemelerde kullanılabilir. Deformasyon stili ve bölgesel fay davranışlarına ait. verileri tamamlayan jeolojik dataları sağlayabilir.

BASİTLEŞTİRİLMİŞ DALGA TAHMİN METOTLARININ KARŞILAŞTIRILMASI: MARMARA DENİZİ ÖRNEĞİ

elektromagnetik uzunluk ölçerlerin Iaboratu ar koşullarında kaiibrasyonu

Kıyı Mühendisliği. Ders Programı. INS4056 Kıyı Yapıları ve Limanlar (3+0) Seçmeli Dersi. Prof.Dr. Yalçın Arısoy

Gözlemlerin Referans Elipsoid Yüzüne İndirgenmesi

Cihazın Bulunduğu Yer: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü B-Blok, Enerji Verimliliği Laboratuvarı

5. Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülebilen Değerleri

YÜZEYSULARI ÇALIŞMA GRUBU

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

TEMEL HARİTACILIK BİLGİLERİ. Erkan GÜLER Haziran 2018

T.C. ÇEVRE VE ORMAN BAKANLIĞI Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü A. GENEL BİLGİLER

ÇEVRESEL GÜRÜLTÜ VE TİTREŞİM YÖNETİMİ. 16 Şubat 2013 ANTALYA

ÇEV 2006 Mühendislik Matematiği (Sayısal Analiz) DEÜ Çevre Mühendisliği Bölümü Doç.Dr. Alper ELÇĐ

KÜP BLOKLU BASAMAKLI DALGAKIRANLARIN STABİLİTESİ STABILITY OF CUBE ARMOR UNIT IN THE BERM OF A BREAKWATER

Şekil 1:Havacılık tarihinin farklı dönemlerinde geliştirilmiş kanat profilleri

Merkezi Eğilim ve Dağılım Ölçüleri

Nilüfer İlçesi ndeki Klasik Hava Kirletici Ölçümlerinin Değerlendirilmesi Raporu

5/8/2018. Windsor Probe Penetrasyon Deneyi:

Doğu Anadolu Bölgesi'ndeki Bazı İllerin Hava Şartları ve Rüzgar Gücünün Modellenmesi

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

KARABURUN BALIKÇI BARINAĞI NDA KUMLANMA ve KIYI ÇİZGİSİ DEĞİŞİMİ

Nilüfer İlçesi ndeki Klasik Hava Kirletici Ölçümlerinin Değerlendirilmesi Raporu

Türkiye de Havza Su Bütçesi Hesaplamalarında Uzaktan Algılama ve Evapotranspirasyon Haritalama Tekniklerinin Kullanılma Olanakları

ZAMAN SERİLERİNDE AYRIŞTIRMA YÖNTEMLERİ

Doç. Dr. Dilek ALTAŞ İSTATİSTİKSEL ANALİZ

AKDENİZ BÖLGESİ İÇİN ISITMA VE SOĞUTMA DERECE- SAAT DEĞERLERİNİN ANALİZİ

İÇİNDEKİLER. BÖLÜM 1 Değişkenler ve Grafikler 1. BÖLÜM 2 Frekans Dağılımları 37

Nilüfer İlçesi ndeki Klasik Hava Kirletici Ölçümlerinin Değerlendirilmesi Raporu

Nilüfer İlçesi ndeki Klasik Hava Kirletici Ölçümlerinin Değerlendirilmesi Raporu

TARIM YILI KURAKLIK ANALİZİ VE BUĞDAYIN VERİM TAHMİNİ

PERFORE KIYI DUVARLARININ HİDROLİK PERFORMANSI

Yıldız Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi Harita Mühendisliği Bölümü TOPOGRAFYA (HRT3351) Yrd. Doç. Dr. Ercenk ATA

KÜTAHYA DA YAŞAYAN İLKOKUL ÇAĞINDAKİ ÇOCUKLARIN HAVA KİRLETİCİLERİNE KİŞİSEL MARUZ KALIMLARININ ÖN DEĞERLENDİRME ÇALIŞMASI

ARAZİ ÖLÇMELERİ. Koordinat sistemleri. Kartezyen koordinat sistemi

ARAZİ ÖLÇMELERİ. Koordinat sistemleri. Kartezyen koordinat sistemi

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUVARI

Zaman Serileri-1. If you have to forecast, forecast often. EDGAR R. FIEDLER, American economist. IENG 481 Tahmin Yöntemleri Dr.

Bir ürün yada hizmetin belirlenen yada olabilecek ihtiyaçları karşılama yeterliğine dayanan özelliklerinin toplamıdır.

RÜZGAR ENERJİSİ KAYNAĞI VE BELİRSİZLİK

Nilüfer İlçesi ndeki Klasik Hava Kirletici Ölçümlerinin Değerlendirilmesi Raporu

ÇOK ZAMANLI UYDU GÖRÜNTÜLERİ VE CBS İLE ALİBEYKÖY BARAJI VE YAKIN ÇEVRESİNİN ARAZİ KULLANIMI ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

Yıldız Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi Harita Mühendisliği Bölümü TOPOGRAFYA (HRT3350)

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

AKIġKAN PARTĠKÜLLERĠNĠN KĠNEMATĠĞĠ

İstatistik ve Olasılık

AÇIK KANAL AKIMLARINDA HIZ DAĞILIMININ ENTROPY YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ. Mehmet Ardıçlıoğlu. Ali İhsan Şentürk. Galip Seçkin

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Karadeniz ve Ortadoğu Bölgesel Ani Taşkın Erken Uyarı Projesi

Nilüfer İlçesi ndeki Klasik Hava Kirletici Ölçümlerinin Değerlendirilmesi Raporu

ARAZİ ÖLÇMELERİ. Temel Ödev I: Koordinatları belirli iki nokta arasında ki yatay mesafenin

ÇOKLU DOĞRUSAL ANALİZ YÖNTEMİYLE UÇUCU ORGANİK BİLEŞİKLERİN ATMOSFERDEKİ KONSANTRASYONLARINA ETKİ EDEN METEOROLOJİK FAKTÖRLERİN İNCELENMESİ

Gruplanmış serilerde standart sapma hesabı

Örneğin bir önceki soruda verilen rüzgâr santralinin kapasite faktörünü bulmak istersek

DENGELEME HESABI-I DERS NOTLARI

BÖLÜM 12 STUDENT T DAĞILIMI

Nilüfer İlçesi ndeki Klasik Hava Kirletici Ölçümlerinin Değerlendirilmesi Raporu

Nilüfer İlçesi ndeki Klasik Hava Kirletici Ölçümlerinin Değerlendirilmesi Raporu

Küçük ve Mikro Ölçekli Enerji Yatırımları için Hibrit Enerji Modeli

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

ANALİTİK YÖNTEMLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ. Doç.Dr. Mustafa ALTINIŞIK ADÜTF Biyokimya AD 2004

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MADDESEL NOKTANIN EĞRİSEL HAREKETİ

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

Nilüfer İlçesi ndeki Klasik Hava Kirletici Ölçümlerinin Değerlendirilmesi Raporu

MAK 4026 SES ve GÜRÜLTÜ KONTROLÜ. 10. Hafta Şartlandırılmış Akustik Odalardaki Ölçümler

Hipotez Testleri. Mühendislikte İstatistik Yöntemler

Endüstri Mühendisliğine Giriş

KSUY 5117 KENTSEL SEYAHAT TALEBİ MODELLEMESİ. Doç.Dr. Darçın AKIN

Elazığ'daki Hava Şartları ve Güneşlenme Şiddetinin Modellenmesi

HİDROLOJİ. Buharlaşma. Yr. Doç. Dr. Mehmet B. Ercan. İnönü Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

ÖLÇME BİLGİSİ. Sunu 1- Yatay Ölçme. Yrd. Doç. Dr. Muhittin İNAN & Arş. Gör. Hüseyin YURTSEVEN

Çay ın Verimine Saturasyon Açığının Etkisi Üzerine Çalışmalar Md.Jasim Uddin 1, Md.Rafiqul Hoque 2, Mainuddin Ahmed 3, J.K. Saha 4

Çeşitli Eğimlerdeki Yüzeylere Gelen Güneş Işınımı Şiddetinin Doğu ve Güneydoğu Anadolu Bölgelerindeki Bazı Đller Đçin Analizi

Transkript:

6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu 29 GÜNEYBATI KARADENİZ DALGA VERİLERİ İLE PARAMETRİK DALGA MODELLEMESİ Cihan ŞAHİN Burak AYDOĞAN Esin ÇEVİK Yalçın YÜKSEL Araş. Gör. Araş. Gör. Prof. Dr. Prof. Dr. Yıldız Teknik Üniv. Yıldız Teknik Üniv. Yıldız Teknik Üniv. Yıldız Teknik Üniv. İstanbul, Türkiye İstanbul, Türkiye İstanbul, Türkiye İstanbul, Türkiye cisahin@yildiz.edu.tr baydogan@yildiz.edu.tr cevik@yildiz.edu.tr yuksel@yildiz.edu.tr ÖZET Bu çalışmada, dalga karakteristiklerinin zaman serisi olarak tahmini için parametrik bir model geliştirilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen model, CERC (198) tarafından verilen dalga tahmin denklemlerini temel almış, bu denklemlerde bulunan rüzgar hızı, fırtına yönü ve feç mesafesi parametreleri çeşitli yaklaşımlarla belirlenmiştir. Modelin doğruluğu için mevcut rüzgar verileri kullanılarak hesaplanan dalga parametreleri, 8.5 aylık süreyle ölçülmüş dalga verisiyle karşılaştırılmıştır. Model, dalga yüksekliği ve yönünün tahmininde oldukça uygun sonuçlar vermiştir. GİRİŞ Dalgalar, deniz yapılarını etkileyen çevresel faktörler arasında en önemli olanıdır. Dalgaların mevcudiyeti deniz yapılarının projelendirilmesini kara yapılarının projelendirilmesinden oldukça farklı kılmaktadır. Çünkü dalgalar doğadaki en karmaşık olaylardır ve dalgaların karakterleri ile davranışlarının tamamıyla anlaşılması kolay değildir (Çevik, 23). Kıyı yapılarının projelendirilmesi için tasarım dalgasının hesaplanması gerekmektedir. Ayrıca kıyı şeridinde meydana gelebilecek değişimlerin belirlenmesi ve kıyı erozyonuna karşı doğru önlemleri alabilmek için güvenilir yönsel dalga verilerine ve bunların dikkatli bir şekilde analiz edilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Özellikle yavaş meydana gelen kıyı boyu katı madde taşınımı nedenli morfolojik değişimlerin değerlendirilmesi için bir kaç saat gibi kısa dönemli dalga kayıtları yeterli bilgileri verememektedirler. Yani dalgaların uzun dönemli davranışı hakkında bilgi gerekmektedir. Diğer taraftan dalga parametrelerinin daha uzun periyotlarda ölçülmesi oldukça pahalıdır ve çok fazla zaman gerektirmektedir. Bu nedenle ölçülmüş mevcut dalga verilerini kullanarak bunları daha uzun sürelere ilerletme ihtiyacı doğmaktadır. Genellikle uzun dönemli rüzgar verilerine ulaşmak dalga verilerine ulaşmaktan daha kolaydır. Bundan dolayı dalga parametreleri, ulaşılması daha kolay olan rüzgar ve basınç verileri kullanılarak birçok yöntem ile tahmin edilmeye çalışılmaktadırlar. Bunun için tarih boyunca dalgaları tahmin etmek için birçok yöntem geliştirilmiş ve kullanılmıştır. Dalga parametrelerinin rüzgar verilerinden tahmini için bir çok teorik yaklaşımın kullanılması mümkündür. Genelde doğru yaklaşım uygun girdi bilgilerine ve araştırmanın amaçlarına bağlıdır. İki boyutlu sayısal spektruma ait dalga tahmin modeli ile dalga parametrelerinin tahmini için atmosfere ait basınç alanı hakkında detaylı bilgi gerekmektedir. Bu karmaşık modellere karşın bazı ampirik ifadelere dayanan basit dalga tahmin yöntemleri de kullanılmaktadır, bu yöntemlerde ihtiyaç duyulan girdi verileri çok azdır. Bu yöntemlere ek

25 6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu olarak dalga parametreleri ve rüzgar koşulları arasındaki ilişkiyi hesaplamak için istatistiksel yaklaşımlar da bulunmaktadır. DALGA TAHMİN YÖNTEMLERİNİN TARİHSEL GELİŞİMİ Rüzgar dalgaları ile ilgili modern çalışmalar Sverdrup ve Munk (197) un İkinci Dünya Savaşı sırasında yapmış oldukları dalga tahmin çalışmalarından sonra başlamıştır. 195 li yıllarda yeni toplanan dalga verilerinin kullanılması ile Bretschneider (195, 1958) ve Wilson (1961, 1965) bu dalga tahmin yöntemini büyük ölçüde geliştirmiş ve SMB yöntemi olarak bilinen revize edilmiş dalga tahmin yöntemini sunmuşlardır. Ayrıca 195 lerde düzensiz deniz dalgaları için bir istatistiksel teori sunulmuş ve deniz dalgalarının spektrum yapısı bir ölçüde açıklanmıştır. Pierson vd. (1955) tarafından spektral bir dalga tahmin yöntemi oluşturmak amacıyla birçok temel çalışmadan toplanan bilgiler etkin biçimde kullanılmıştır. Inoune (1967) ve Barnett (1968), dalga gelişim mekanizması, lineer olmayan enerji transferi ve enerji dengesi denklemi gibi temel çalışmaların ilerlemesiyle beraber 196 lı yıllarda sayısal bir dalga modeli sunmuşlardır (Hasselmann, 196). Japonya da, Isozaki ve Uji (1973) tarafından MRI dalga modeli geliştirilmiş ve günlük meteorolojik dalga tahmininde kullanılmıştır. Birçok ülkede çeşitli dalga modelleri geliştirilmiştir. Günümüzde enerji kaynak terimlerini (rüzgardan elde edilen enerji, spektrum bileşenleri boyunca lineer olmayan enerji transferi ve dalga kırılmasından dolayı enerji kaybı) kontrol eden temel süreçler üzerine yapılan güncel çalışmaların desteği ile WAM modeli (The WAMDI group, 1988), JWA3G modeli (Suzuki ve Isozaki, 199; Suzuki, 1995) ve MR-III modeli (Ueno ve Ishizaka, 1997) ve MIKE gibi üçüncü nesil dalga modelleri geliştirilmiştir. Lineer olmayan enerji transferinin hesabı, pratik olarak yeterli doğruluk ile dünya çapında deniz dalgalarının tahmininde kullanılan üçüncü nesil dalga modellerini karakterize etmektedir. Ancak, en gelişmiş üçüncü nesil dalga modellerinde bile bazı enerji kaynak terimleri büyük ölçüde ampirik bilgiye dayanmaktadır. Tablo 1 de geçmişten günümüze kadar dalga tahmin yöntemlerinin gelişimi 1 ar yıllık periyotlar halinde özetlenmiştir. Tablo 1 Dalga tahmin yöntemlerinin tarihsel gelişimi (Mitsuyasu, 22) 19'lar 195'ler 196'lar 197'ler 198'ler 199'lar Sverdrup ve Munk - SMB yöntemi sayısal model sayısal model WAM JWA3G - PNJ yöntemi (birinci nesil) (ikinci nesil) (üçüncü nesil) veri asimilasyonu PARAMETRİK DALGA MODELLEMESİ Çalışma Bölgesi 8.5 aylık dalga ölçümünün mevcut olduğu Karaburun, İstanbul Boğazı nın Karadeniz'e açıldığı bölgenin yaklaşık km batısında yer almaktadır (Şekil 1). Batısında Terkos Gölü olup İstanbul nüfusunun büyük bölümünün su ihtiyacını karşılayan bu göl deniz ile birleşme tehlikesi bakımından son derece kritik durumdadır, doğusunda ise plaj ve maden ocakları olup bu ocaklardan dolayı deniz sürekli kum ile beslenmektedir. Karaburun morfolojik açıdan oldukça hareketli olan km lik uzun bir kıyı şeridine sahiptir. Kısa dönemli dalga ölçümlerinin mevcut olması durumunda bu ölçümlerin uzun dönemlere uzatılması da rüzgar verileri kullanılarak yapılabilmektedir. Dolayısıyla rüzgar verilerinden faydalanılarak doğru dalga verilerinin elde edilebilmesi için kullanılacak rüzgar verilerinin

6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu 251 güvenilirliği önemlidir. Bundan dolayı, bölgeye ait rüzgar verileri dalga tahmininde kullanılmadan önce bu verilerin doğruluğundan emin olunmalı ve dikkatli bir şekilde değerlendirilmelidir. Rüzgar Verilerinin Değerlendirilmesi Şekil 1 Karaburun un coğrafi konumu (Sahin, 27) Çalışmada Kumköy Meteoroloji İstasyonu ndan alınan Ocak 199 - Eylül 25 tarihleri arasındaki rüzgar verileri kullanılmıştır. Rüzgar verilerinin doğruluğunun belirlenmesi için Kumköy Meteoroloji İstasyonu ndan alınan rüzgar verileri daha önce bölgede yapılmış olan ve Haziran 2 Nisan 25 dönemini içeren yaklaşık 11 aylık rüzgar ölçümü ile karşılaştırılmıştır (Çevik vd., 26). İki ölçüme ait veriler (deniz seviyesinden 1 m yukarıda) karşılaştırılarak değerlendirildiğinde bazı dönemlerde iki ölçüm arasında büyük farkların olduğu görülmüştür. Kumköy Meteoroloji İstasyonu rüzgar verilerinin dalga parametrelerinin hesaplanmasında kullanılabilmesi için ölçümler ile farklı rüzgar hızı değerleri verdiği yönlerde düzeltme yapılması gerekmektedir. Bu nedenle her yön için Kumköy Meteoroloji İstasyonu verileri ile Karaburun rüzgar ölçüm verileri arasında ayrı ayrı korelasyon kurulmuştur. Çeşitli fonksiyonlar değerlendirilmiş ve NE yönü için üstel, diğer yönler için ise ikinci dereceden polinom fonksiyonu en iyi sonuçları vermiştir (Çevik vd., 26). Elde edilen bu fonksiyonlar kullanılarak Kumköy Meteoroloji İstasyonu verileri düzeltilmiştir. Şekil 2 de düzeltmeden önce ve düzeltmeden sonra Kumköy Meteoroloji İstasyonu na ait rüzgar hızları ile Karaburun rüzgar ölçüm karşılaştırılması görülmektedir. Rüzgar hızı (m/s) Rüzgar hızı (m/s) 16 12 8 Kumköy 29.7. 31.7. 2.8..8. 6.8. 8.8. 1.8. 12.8. 1.8. Zaman 16 12 8 (a) Düzeltilmemiş Kumköy Meteoroloji İstasyonu verileri Kumköy 29.7. 31.7. 2.8..8. 6.8. 8.8. 1.8. 12.8. 1.8. Zaman Karaburun Karaburun (b) Düzeltilmiş Kumköy Meteoroloji İstasyonu verileri Şekil 2 Kumköy Meteoroloji İstasyonu verileri ile Karaburun rüzgar ölçüm verileri zaman serisi (Çevik vd., 26)

252 6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu Şekillerden de görüldüğü gibi düzeltmelerden sonra iki ölçüm verilerinin birbirlerine çok daha fazla uyum sağladığı görülmektedir (Çevik vd., 26). Dalga Tahmini Bu çalışmada, günümüze kadar geliştirilen dalga tahmin yöntemleri incelenmiş ve bunlardan CERC (198) te önerilen dalga tahmin yöntemine ait denklemler dikkate alınarak dalgaların zaman serisi şeklinde tahmini için bir model geliştirilmiştir. CERC (198) tarafından verilen yöntem, rüzgar esme süresi, rüzgar hızı ve etkili feç mesafesi parametreleri kullanarak gelişmekte olan deniz durumu için, H = 1.616 1 U F (1) s 2 1/2 A ( ) 1/3 2 Tm 6.238 1 UAF = (2) tam gelişmiş deniz durumu için ise, H = 2.82 1 U (3) T s m 2 2 A 1 8.3 1 UA = () fırtınaya ait dalga yükseklikleri ve periyotlarını vermektedir. Bu ifadelerden de görüldüğü gibi, dalga parametrelerinin hesabında önerilen denklemler rüzgar esme süresi (t), rüzgar gerilme faktörü (U A ) ve yönlere göre feç uzunluklarını (F) kullanmaktadır. Dalgaların zaman serisi olarak tahmini için geliştirilen bu yöntemin doğruluğu girdi parametrelerinin en uygun şekilde seçilmesine bağlıdır. Ancak CERC (198) te verilen denklemlerin kullanılmasıyla dalga verilerinin doğrudan zaman serisi olarak belirlenmesi mümkün değildir. Bu nedenle en uygun esme süresinin belirlenmesi için fırtınanın başlama ve bitişinin nasıl belirlendiği, hesaplardaki rüzgar hızının ve etkili feç uzunluklarının nasıl seçildiği yapılan çeşitli yaklaşımlarla belirlendikten sonra hesaplamalarda kullanılmıştır. Fırtına süresi, rüzgar hızı ve feç aşağıda verildiği gibi önce ayrı ayrı irdelenmiş ve her bir parametrenin alternatif çözümlerinden elde edilen en iyi sonuçlar birleştirilerek model kurulmuştur. Fırtına Süresi CERC (198) te fırtına süresi dalganın şiddetini ve doğrultusunu değiştirmeden kararlı olarak estiği süre olarak tanımlanmıştır. Ancak doğada rüzgarın bu şekilde kararlı olarak esmemektedir. Rüzgarın şiddeti ya artıp azalmakta ya da doğrultusu değişmektedir ve bu değişimlerin anlık olduğu yapılan rüzgar ölçümlerinden de görülmüştür. Fırtına süresini belirleyen iki kriter vardır. Bunlardan biri rüzgarın doğrultusunun değişmesidir. Rüzgar doğrultusunun belirli bir değerden (3 o, 5 o, 9 o gibi) daha az yön değiştirmesi durumunda fırtınanın devam ettiği, verilen kriterden daha fazla yön değiştirmesi durumunda ise o fırtınanın sona erdiği ve yeni bir fırtınanın başladığı kabulüne dayanmaktadır. Diğer bir yaklaşım ise, rüzgar hızındaki değişimdir. Rüzgar hızındaki değişimin belirli bir değerden (2.5 m/s gibi) daha az olması durumunda fırtınanın devam ettiği kabul edilmektedir. Kumköy Meteoroloji İstasyonu na ait saatlik ortalama rüzgar hızları incelendiğinde rüzgar hızlarındaki değişimlerin ani ve büyük olduğu görülmüş, bundan dolayı fırtına süresinin belirlenmesinde rüzgar hızı kriterinin (ikinci yaklaşım) kullanılmasının uygun olmayacağı ve

6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu 253 bu yaklaşım ile fırtına süresinin belirlenmesi durumunda elde edilen dalga parametrelerinin gerçeği tam olarak yansıtmadığı yapılan çalışmalarından görülmüştür. Tüm bu etkiler bir arada değerlendirildiğinde rüzgar esme süresinin belirlenmesinde rüzgar yönü değişimini dikkate almanın daha uygun olacağı düşünülmüştür. Çalışmada çeşitli sapma açıları fırtınanın devamı ya da bitmesi için kritik rüzgar yönü değişimi açısı( θ k ) olarak kabul edilmiş, bu kabul ile hesaplanan dalga parametreleri ölçülen dalga parametreleri ile karşılaştırılarak en uygun olan değer fırtına süresinin belirlenmesinde dikkate alınmıştır. Çalışmada fırtına süresinin belirlenmesi için kritik rüzgar yönü değişim açısı değeri olarak 3 o, 5 o, 6 o, 75 o, 9 o ve 15 o olmak üzere altı farklı değer belirlenmiş ve her biri için elde edilen fırtına süreleri kullanılarak dalga yükseklikleri hesaplanmıştır. En iyi kritik rüzgar yönü değişim açısı değerinin belirlenmesi için her bir değer kullanılarak hesaplanan dalga yükseklikleri ile dalga ölçümleri arasındaki korelasyonlar, ortalama ve RMS hatalar (hataların karelerinin ortalamasının karekökü) belirlenerek karşılaştırılmıştır. Şekil 3 te farklı rüzgar yönü değişimleri için RMS hata değerlerinin değişimi görülmektedir..68.6695 RMS Hata (m).63.58.53.8.5818.5638.522.5169.552 15 3 5 6 75 9 15 12 Rüzgar yönü değişimi (derece) Şekil 3 Farklı fırtına yönü değişimleri için RMS hataların karşılaştırılması (Sahin, 27) Şekil 3 den de görüldüğü gibi en az hata, fırtınanın 9 o yön değiştirdiğinde fırtınanın sona erdiği ve yeni deniz şartlarının oluştuğu kabulü yapıldığında olmaktadır. 3 o ve 9 o kritik rüzgar yönü değişim açıları için elde edilen sonuçların ölçümler ile ilişkisini gösteren saçılma grafileri de θ = 9 için sonuçların çok daha iyi olduğunu göstermektedir (Şekil ). k Ölçülen dalga yüksekliği (m) 5 3 2 1 R =.78 1 2 3 5 Hesaplanan dalga yüksekliği (m) (a) Ölçülen Dalga Yüksekliği (m 5 3 2 1 R =.87 2 Hesaplanan Dalga Yüksekliği (m) θ k = 3 (b) θ k = 9 Şekil Fırtına süresinin belirlenmesi için kullanılan farklı kritik rüzgar yönü değişim açıları için hesaplanan dalga yükseklikleri ile ölçülen dalga yükseklikleri

25 6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu Feç Etkisi Feç, rüzgarın dalgaları meydana getirdiği ve rüzgar hızı ile doğrultusunun yeterince sabit olduğu denizin üzerindeki yüzey alanına denir. Feç uzunluğu, üretilen dalgaların karakteristiklerini kontrol eden önemli bir faktördür. Dalgaların yükseklikleri ve periyotları feç mesafesinin artmasıyla artmaktadır. Şekil 5 te Karaburun için hesaplanan etkili feç uzunluklarının yönlere göre dağılımı grafiksel olarak görülmektedir. Bu çalışmada, belirli bir saatteki dalga yüksekliğinin hesaplanmasında fırtınanın ortalama yönüne ait etkili feç uzunlukları kullanılmıştır. W Feç(km) N 8 6 2 E S Şekil 5 Yönlere yöre etkili feç uzunlukları (Sahin, 27) Rüzgar Hızı Etkisi Karaburun çalışma bölgesine ait rüzgar verileri değerlendirildiğinde rüzgar esme süresi boyunca rüzgar hızında ani değişimler olduğu gözlenmiştir. Bundan dolayı, her saatteki dalga yüksekliğinin o saatteki rüzgar hızı kullanılarak hesaplanması durumunda hesaplanan dalga yükseklikleri de rüzgar hızları gibi anlık değişimler göstermektedir ve bu değişimlerin ölçümler ile uyumlu olmadığı görülmüştür. Dalga yüksekliklerindeki bu ani değişimleri daha uyumlu hale getirebilmek amacıyla belirli süreler için ortalamaları alınmış rüzgar hızlarının kullanılması gerektiği düşünülmüştür. Bu çalışmada en uygun ortalama rüzgar hızının belirlenmesi için, CERC (198) denklemlerinde kullanılacak rüzgar hızı ifadesi olarak son iki, dört, altı, sekiz, on, on iki, on üç, on dört ve on beş saatte esen rüzgar hızlarının ortalamaları alınarak elde edilen değerler kullanılmış ve her bir alternatif ile elde edilen dalga yükseklikleri ölçülmüş dalga yükseklikleri ile ayrı ayrı karşılaştırılmıştır. Her birinin ölçümler ile uyumluluğuna ve her biri için elde edilen sonuçlardaki hatalara bakılarak en uygun ortalaması alınacak rüzgar hızı süresi belirlenmiştir. Şekil 6 da farklı sürelerle ortalaması alınmış rüzgar hızı alternatifleri kullanılarak yapılan hesaplamalara ait RMS hatalar (hataların ortalamalarının karekökü) görülmektedir. Şekil incelendiğinde en az RMS hatanın 5.5 cm ile son on iki saatteki rüzgar hızlarının ortalaması kullanılarak hesaplanan dalga yüksekliklerinde ortaya çıktığı görülmektedir. Şekil 7 de eşzamanlı rüzgar hızları kullanılarak, Şekil 8 de ise 12 saatlik ortalama rüzgar hızları kullanılarak hesaplanan dalga yüksekliklerinin ölçümler ile karşılaştırılması zaman serisi olarak görülmektedir. Dalga yüksekliklerinin ortalaması alınmış rüzgar hızları kullanılarak hesaplanması ile elde edilen sonuçlarda ani değişimler olmamakta, gerçeği daha iyi yansıtan yavaş değişimler elde edilmektedir. Artan fırtına ile dalga yüksekliğinin yavaş yavaş arttığı azalan fırtına ile yavaş yavaş azaldığı görülmüştür.

6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu 255 RMS Hata (m).6.62.6.58.56.5.52.5.8 2 6 8 1 12 1 Ortalama süreler (saat) Şekil 6 Ortalaması alınan esme sürelerine göre RMS hataların değişimi (Sahin, 27) Dalga yüksekliği (m) 6 2 Ölçülen 1.11.2 18.11.2 22.11.2 26.11.2 Zaman (sa) Hesaplanan Şekil 7 Eş zamanlı rüzgar hızları kullanılarak hesaplanan dalga yükseklikleri ve ölçülen dalga yükseklikleri (Sahin, 27) Dalga yüksekliği (m) 6 2 Ölçülen 1.11.2 18.11.2 22.11.2 26.11.2 Zaman (sa) Hesaplanan Şekil 8 Oniki saatlik ortalama rüzgar hızları kullanılarak hesaplanan dalga yükseklikleri ve ölçülen dalga yükseklikleri (Sahin, 27) Böylece oluşturulan Parametrik Rüzgar Dalgası Tahmin Modeli nde rüzgar hızı girdisi olarak son on iki saatteki rüzgar hızlarının ortalamalarının kullanılması en uygun sonuçları verdiğinden model bu şekilde kurulmuştur. Dalga / Rüzgar Yönü İlişkisi CERC (198) tarafından verilen ampirik dalga tahmin yönteminde çoğu ampirik dalga tahmin yönteminde olduğu gibi dalga yönünün tahmin edilmesi için her hangi bir ifade verilmemiştir. Bu yöntemler kullanılırken dalga yönü tahmini için yapılan en genel yaklaşım dalga yönünü rüzgar yönüne eşit kabul etmektir. Dalga ve rüzgar verileri incelendiğinde ölçülen dalga yönleri ile rüzgar yönü arasında bir uyum görülmüştür. Bundan dolayı bu çalışmada oluşturulan Parametrik Dalga Tahmin Modeli nde dalga yönünün rüzgar yönüne eşit kabul edilmesinin doğru olmayacağı ve dalga yönünün tahmini için daha farklı bir yaklaşımın yapılması gerekliliği görülmektedir. Diğer bir yaklaşım olarak, dalga yönünü rüzgar yönüne eşit almak yerine dalga yönünü o andaki fırtınaya ait ortalama rüzgar doğrultusuna eşit almak düşünülmüştür.

256 6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu Daha önce de anlatıldığı şekilde fırtına süresi rüzgarın doğrultusunu 9 o den çok değiştirmesine göre belirlenmiş ve burada belirlenen bu fırtınalara ait ortalama yön dalga yönü olarak kabul edilmiştir. Şekil 9 da rüzgar yönü ile ölçülen ve hesaplanan dalga yönleri birlikte görülmektedir. Şekil 9 dan da görüldüğü gibi yeni yaklaşım ile hesaplanan dalga yönü ölçülen dalga yönü ile daha iyi bir uyum sağlamıştır. Doğrultu (derece ) 18 12 6-6 -12-18 Ölçülen Dalga Yönü Rüzgar Yönü Hesaplanan Dalga Yönü 1.11.2 18.11.2 22.11.2 26.11.2 Zaman (sa) SONUÇ Şekil 9 Ölçülen ve hesaplanan dalga yönü ile rüzgar yönü Karaburun bölgesine ait dalga parametrelerini uzun dönemli yönsel zaman serisi olarak belirlemek amacıyla bir parametrik dalga modeli kurulmuştur. Modelde dalga yüksekliği hesaplarında CERC (198) tarafından verilen dalga tahmin denklemleri kullanılmış, bu denklemlerde kullanılan rüzgar esme süresi, rüzgar hızı ve etkili feç mesafesinin belirlenmesi için çeşitli yaklaşımlar yapılmış, bunlardan ölçümler ile en uyumlu olanları modelde dikkate alınmıştır. Dalga yüksekliğinin tahmininde oluşturulan modelin oldukça iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Model dalga yüksekliklerini yaklaşık.5 m hata ile hesaplamıştır. Ölçümlerden dalga tahmini yapılan bölgede soluğan dalgalarının oluştuğu gözlemlenmiştir. Oluşturulan model sadece rüzgar dalgalarının tahmininde kullanılabilmekte ve soluğan dalgalarını tahmin edememektedir. Soluğan dalgalarının etkili olduğu dönem çıkarıldığında model sonuçlarındaki RMS hata (hataların karelerinin ortalamasının karekökü) değeri. m ye inmektedir. Dalga yönü hesabı için ampirik dalga tahmin yöntemlerinin çoğunda herhangi bir ifade önerilmediğinden dalga yönü rüzgar yönü olarak alınmaktadır. Ancak rüzgar yönü ile ölçülmüş dalga yönü arasında bir ilişki olmadığı görülmüştür. Bunun yerine fırtınanın ortalama yönü dalga yönü olarak alındığında ölçülen dalga yönü ile modelden elde edilen yön arasında daha iyi bir uyum sağlanmıştır. CERC (198) te bu yöntemin kısa feç mesafelerinde uygun sonuçlar vereceği belirtilmektedir, bu çalışmada 6 km den daha uzun feç mesafesi olmasına rağmen tatmin edici sonuçlar elde edilmiştir. Modelin soluğan dalgasının tahmininde başarısız olması kullanılan büyük feç mesafelerinden kaynaklanmaktadır. Daha küçük su alanına sahip yani feç mesafesinin daha küçük olduğu bölgelerde model sonuçlarının çok daha iyi olacağı düşünülmektedir. KAYNAKLAR CERC (198), Shore Protection Manuel, th Ed., Coastal Eng. Res. Center, US Army Corps of Eng., Vicksburg. Çevik E., (23), Kıyı Mühendisliğinde İstatistiksel Yöntemler, Ders Notları, YTÜ. Çevik E., Yüksel Y., Yalçıner A.C., Arı, H.A., Güler I., Doğan U., Aykut N.O., Ata E., (26), Kıyı Çizgisi Değişiminin Belirlenmesi ve Kumlanma Problemi için Karaburun Örneği, TÜBİTAK, Proje No: 13I8, İstanbul Mitsuyasu, H., (22), A Historical Note on the Study of Ocean Surface Waves, Journal of Oceanography, Vol. 58, pp. 19 to 12. Şahin C., (27), Parametrik Rüzgar Dalgası Modellemesi ve Batı Karadeniz Uygulaması, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.