YAĞIŞ Atmosferden katı ya da sıvı halde yeryüzüne düşen sulara yağış denlr. Sıvı haldek yağış yağmur şeklndedr, katı haldek yağış se kar, dolu, çğ, kırağı şekllernde olablr. Yağmur ve kar hdrolojk bakımdan en öneml k yağış şekl olup hdrolojk açıdan aralarındak öneml fark yağmur halnde yeryüzüne düşen sular derhal akış halne geçtkler halde karın genellkle uzun br süre sonra eryp akışa geçmesdr. YAĞIŞIN MEYDANA GELMESİ Yağış İçn Gerekl Şartlar: Havadak su buharının yağış halnde yeryüzüne düşmes çn şu şartların brlkte gerçekleşmes gerekr: 2-1
1. Atmosfern o bölgesnde yeterl mktarda su buharı bulunmalıdır: atmosferdek su buharının büyük br kısmının kaynağı denzlerdek buharlaşmadır. 2. Hava soğumalıdır : hava soğuyunca su buharı taşıma kapastes azalır, doyma noktasının üstüne çıkılınca su buharı sıvı hale geçeblr. 3. Yoğunlaşma olmalıdır: yoğunlaşma adlarına yoğunlaşma çekrdeğ denen çok küçük (mkron mertebesnde) tozlar üzernde olur. Bu tozlar (organk csmler, volkank kül, sülfrk ve ntrk ast, kl taneler, tuz ve duman) atmosferde dama mevcut olduğundan hava doymuş hale geçnce bu şart her zaman gerçekleşr. 4. Yeryüzüne düşeblecek rlkte (1 mm kadar) damlalar teşekkül etmeldr: bu ya üzernde su buharının yoğunlaşableceğ buz krstallernn varlığıyla, ya da küçük damlacıkların çarpışarak brleşmes sonucunda olablr. 2-2
YAĞIŞ TÜRLERİ 1 ) Konvektf yağış: Yeryüzüne yakın hava fazla ısınırsa yükselr. Bu özellkle etrafı dağlarla çevrl bölgelerde yaz aylarında görülür. Yağış yerel, kısa sürel ve şddetldr. 2) Depresyonk; (sklonk) yağış (cephe yağışı) : Br sıcak hava kütles le br soğuk hava kütles düşey br cephe boyunca karşılaştıklarında sıcak hava yükselr, soğuk hava aşağıya ner. Cephe boyunca soğuk havanın sıcak havayı terek lerlemes halnde soğuk cephe yağışı, sıcak havanın soğuk havayı terek lerlemes halnde se sıcak cephe yağışı görülür. Soğuk cephe yağışları daha şddetl ve etkldr 3) Orografk yağış: Neml br hava kütles br dağ dzsn aşmak çn yükselrken soğur ve orografk yağışa yol açar. Türkye'de denze paralel dağ sıralarının (Kuzey Anadolu dağları, Toroslar) denze bakan yamaçlarında denzlerden gelen neml ve sıcak hava kütleler bu şeklde yağış bırakır. Orografk yağış alan bölgelerde araznn kotu le yağış yükseklğ arasında br lşk vardır. 2-3
Sun Yağmur : Bulutlarda yeryüzüne düşeblecek rlkte damlalar meydana getrecek mekanzmaların bulunmaması halnde yağış görülmez. Bu gb hallerde atmosfere müdahale edlerek sun yağmur yağdırmak mümkündür. Bunun çn k yol mevcuttur: 1. Bulutlara gümüş yodür krstaller uçaklar vasıtasıyla serplr, ya da daha ekonomk olarak (-10 C nn altında) yeryüzünde yakılarak meydana getrlen gümüş yodür buharları bulutlara kadar yükselrse -5 C nn altındak sıcaklıklarda su, bu krstallern üzernde buzlaşarak buz krstaller meydana getrr. 2. Bulutlara kuru buz (katı karbondokst) serplerek sıcaklık -40 C ye düşürülürse bulutlardak su kendlğnden buz krstallerne dönüşür. 2-4
YAĞIŞIN ÖLÇÜLMESİ Yağış bell br zaman süresnde yatay br yüzey üzerne düşen ve düştüğü yerde kalarak brktğ kabul edlen su sütununun yükseklğ le fade edlr. Yağış yükseklğ hdrolojk çalışmalarda çoğu zaman mm cnsnden gösterlr. Yağmurun Ölçülmes Yağmurun ölçülmes yazıcı, ya da yazıcı olmayan yağışölçerlerle yapılablr. Yazıcı yağışölçerler yağış mktarının zaman çnde değşmnn blnmesn sağladıkları gb bazı günlerde yağışölçere yaklaşmanın zor olduğu hallerde de yararlı olurlar. 1 Yazıcı olmayan yağışölçerler (plüvyometre) : Düşey kenarlı herhang br kap yağış ölçmekte kullanılablr. Çok kullanılan br plüvyometre tp (U.S. Weather-Bureau) 20 cm çaplı br slndr şeklndedr. Okuma prezsyonunu arttırmak ve buharlaşmayı azaltmak çn bu kabın çne alanı slndrn 1/10 kadar olan br ç kap yerleştrleblr. 2-5
2 Yazıcı yağışölçerler (plüvyograf): Bunlar yağış yükseklğnn zamanla değşmn kağıt üzerne kaydederler. Çeştl tpler vardır: a) Tartılı b) Devrlen kovalı c) Şamandıralı 3 Radar: Mkrodalga (dalga uzunluğu 1-20 cm) radarlar yağış ölçmekte kullanılablmektedr. Yansıyan ışınların enerjs yağmur damlalarının büyüklüğü le ve dolayısıyla yağışın şddet le orantılıdır. Ra dar özellkle yağışın yerel dağılımını belrlemekte faydalı olur, başka tpten br yağış ölçeğ kullanarak ayarlanması gerekr. YAĞIŞ KAYITLARININ ANALİZİ Plüvyometre ve plüvyograflarla elde edlen yağış kayıtları hdrolojk çalışmalarda kullanılmak amacıyla çeştl şekllerde değerlendrlr. 2-6
Toplam Yağış Eğrs ve Hyetograf : Br yazıcı yağışölçerden elde edlen yağış kayıtı, P yağış yükseklğnn zamanla değşmn gösteren br P-t eğrs şeklndedr. Buna toplam yağış eğrs denr, genellkle bu eğr basamaklı br çzgyle yaklaştırılarak ncelenr. P toplam yağış yükseklğ (mm) 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0 6 12 18 24 30 6 12 36 6 1842 6 t, zaman (saat). Brm zamanda düşen yağış yükseklğne yağış şddet denr: dp dt P t Yağış şddetnn zamanla değşmn gösteren eğrye hyetograf adı verlr. 2-7
3.0 2.5 2.0, (mm/dak) 1.5 1.0 0.5 0.0 0 10 20 30 40 50 t, (dak) t zaman aralığı bölgenn büyüklüğüne göre uygun şeklde seçlr, genellkle 1-6 saat arasında kalır, fakat gerekrse 5 dakkaya kadar nleblr. Yağış şddet haff yağışlarda 1 mm/saat değernden şddetl yağışlarda 20 mm/saat'e kadar değşeblr. Şddet 2.5 mm/saat'ten az olanlar yağışlar haff, 2.5-7.5 mm/saat arasında olanlar orta şddetl, 7.5 mm/saat'ten fazla olanlar şddetl yağışlar olarak adlandırılır. Seyrek olarak 100 mm/saat ve daha şddetl, kısa sürel yağışlar da görüleblr. Yağışın süres büyüdükçe yağış süres boyunca hesaplanan ortalama yağış şddet genellkle azalır. 2-8
BÖLGESEL ORTALAMA YAĞIŞ YÜKSEKLİĞİNİN BULUNMASI Br bölgedek ortalama yağış yükseklğ P ort A P A da şeklnde tanımlanır. Burada A bölgenn toplam alanıdır. Mevcut verler en y şeklde değerlendrerek bölgesel ortalama yağış yükseklğn en az hata le hesaplayablmek çn her br yağış ölçeğnn çevresnde o ölçektek okumayla temsl edleblecek alanı belrleyen metotlar kullanılır: 1 Artmetk Ortalama Yöntem: En bast yöntem bütün ölçeklern okumalarının artmetk ortalamasını almaktır. Dağlık bölgelerde ve şddetl yağışlar sırasında yağış yükseklğ kısa mesafeler çnde hızla değştğ çn yağış şddetnn ünform dağılmadığı bu gb hallerde artmetk ortalama y sonuç vermeyeblr. Bu metot yağış ölçeklernn oldukça ünform dağıldığı 500 km 2 den küçük bölgelerde kullanılablr. 2-9
2 Thessen Yöntem: Bu metotta bölge herbr ölçeğn çevresnde o şeklde parçalara bölünür k her nokta en yakın olduğu ölçeğe at parça çnde kalsın. Bunu yapmak çn brbrne yakın ölçekler doğru parçalarıyla brleştrlp orta dkmeler çzlr ve herbr ölçeğn çevresnde bu dkmelern meydana getrdğ çokgenn (Thessen çokgen) o ölçektek yağışla temsl edldğ kabul edlr. Thessen çokgen çzlrken bölgenn dışında kalan, fakat meteorolojk bakımdan bölge le homojen karakterde olduğu kabul edleblen ölçekler de gözönüne alınır (Şekldek D ölçeğ gb). 2-10
Böylece ağırlıklı br ortalama le ortalama yağış hesaplanır, herbr ölçeğn çevresnde kalan alanın yüzdes o ölçektek yağışa ağırlık olarak verlr: P ort N 1 P A A A bölgenn alanı P yağış yükseklğ N ölçek sayısıdır 3 İzohyet Yöntem: Yağış yükseklğ aynı olan noktaları brleştren eğrler olan zohyetler (eş yağış çzgler) çzlr. 100 125 150 75 50 A o 80 B o 140 C o 65 D o 85 25 E o 40 F o 25 İzohyet 2-11
İk ardışık zohyet arasındak alanda yağış yükseklğnn zohyetlern değerlernn ortalamasına eşt olduğu kabul edlerek ağırlıklı br ortalama le ortalama yağış yükseklğ bulunur. Bu metodu kullanırken yukarıda verlen denklemde A değerler bölgede ardışık k zohyet arasında kalan alanlar, P değerler de ardışık k zohyetn yağış yükseklklernn ortalamasıdır. Örnek: Dcle nehr üzernde kurulacak br barajın havzasında ölçülen yıllık yağış yükseklkler aşağıdak tabloda verlmştr. Bölgedek ortalama yıllık yağış yükseklğn artmetk ortalama, Thessen ve İzohyet yöntemler le belrleynz. Yağış ölçeğ Yıllık Yağış yükseklğ (mm) Maden 989 Dcle 890 Arıcak 1158 Yayla 839 Ergan 760 Palu 563 Elazığ 425 Gökdere 887 Lce 1306 Han 1017 Mermer 740 2-12
Gökdere o Elazığ o Palu o Arıcak o Yayla o Lce o Han o Maden o Dcle o Ergan o Mermer o Çözüm : a) Artmetk ortalama yöntem P ort 4 1 4 P b) Thessen yöntem 989 890 1158 839 4 969 mm Gökdereo Elazığ o Palu o Arıcak o Yayla o Lce o Han o Maden o Dcle o Ergan o Mermer o 2-13
Yağış ölçeğ Yıllık yağış yükseklğ A (km 2 ) P A (mm) Maden 989 651 643839 Dcle 890 750 667500 Arıcak 1158 609 705222 Yayla 839 462 387618 Ergan 760 136 103360 Palu 563 79 44477 Gökdere 887 126 111762 Lce 1306 81 105786 Han 1017 320 325440 Mermer 740 3 2220 Toplam 3217 3097224 P ort 3097224 3217 962.77 mm 2-14
a) İzohyet yöntem: İzohyetler Yıllık yağış yükseklğ (mm) A (km 2 ) P A 1200-1300 1250 246 307500 1100-1200 1150 262 301300 1000-1100 1050 450 472500 900-1000 950 1027 975650 800-900 850 905 769250 700-800 750 325 243750 Toplam 3215 3069950 P ort 3069950 3215 954.88 mm 2-15
Aynı verler kullanılarak yıllık yağış yükseklğ alan eğrs de çzleblr. İzohyetler A (km 2 ) A (km 2 ) P A (P A) (P A)/ A 1200-1300 246 246 307500 307500 1250.00 1100-1300 262 508 301300 608800 1198.43 1000-1300 450 958 472500 1081300 1128.71 900-1300 1027 1985 975650 2056950 1036.25 800-1300 905 2890 769250 2826200 977.92 700-1300 325 3215 243750 3069950 954.88 1300 1200 P (mm) 1100 1000 900 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 A (km 2 ) 2-16
ÖRNEK PROBLEM: Br bölgeye at süre-yağış yükseklğ değerler aşağıdak tabloda verlmştr: a) Toplam yağış eğrsn çznz. b) Bu yağışa at hyetografı çznz. c) Yağış şddet - süre grafğn elde ednz. d) Boyutsuz toplam yağış eğrsn çznz. t(dak) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 P(mm) 0 5 11 18 27 40 50 58 65 71 75 Çözüm : Toplam Yağış Eğrs 80 70 60 P, (mm) 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 t, (dak) 2-17
3.0 Hyetograf 2.5 2.0, (mm/dak) 1.5 1.0 0.5 0.0 0 10 20 30 40 50 t, (dak) Süre-Şddet Eğrs 3.00 2.50, (mm/dak) 2.00 1.50 1.00 0 10 20 30 40 50 60 t, (dak) 2-18
Boyutsuz Toplam Yağış Eğrs 1.00 0.80 P/Pmax 0.60 0.40 0.20 0.00 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 t/tmax Çözüm: t P t P Maks. Kümülatf Ortalama (dak) (mm) (dak) (mm) Yağış Yağış Şddet 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0-0 0.00 5 5 5 5 1.00 13 13 2.60 0.1 0.07 10 11 5 6 1.20 10 23 2.30 0.2 0.15 15 18 5 7 1.40 9 32 2.13 0.3 0.24 20 27 5 9 1.80 8 40 2.00 0.4 0.36 25 40 5 13 2.60 7 47 1.88 0.5 0.53 30 50 5 10 2.00 7 54 1.80 0.6 0.67 35 58 5 8 1.60 6 60 1.71 0.7 0.77 40 65 5 7 1.40 6 66 1.65 0.8 0.87 45 71 5 6 1.20 5 71 1.58 0.9 0.95 50 75 5 4 0.80 4 75 1.50 1 1.00 t/tmax P/Pmax 2-19
2-20
Problem 2.1. Aşağıda görülen bölgede br yağış esnasında P1, P2, P3 ve P4 noktalarında ölçülen yağışlar sırasıyla 14, 21, 18 ve 26 mm olduğuna göre, bu bölge çn ortalama yağış yükseklğn hesaplayınız. P1 P2 6 Km 6 Km 10 Km P3 P4 6 Km 15 Km 6 Km Cevap: 2-21
P1 P2 6 Km 6 Km 10 Km P3 P4 6 Km 15 Km 6 Km P ort P A A YAĞIŞLAR (mm) ALAN (km 2 ) P*A (mm*km 2 ) P1 14 130.5 1827 P2 21 130.5 2740.5 P3 18 130.5 2349 P4 26 130.5 3393 TOPLAM 522 10309.5 Port= 19.75 mm 2-22
Problem 2.2. Şeklde zohyetler ve zohyetler arasında kalan alanları verlen br havzada ortalama yağış yükseklğn bulunuz. (Yağışlar mm) 29 km 2 5 km 2 32 65 km 2 55 km 2 58 km 2 25 km 2 28 8 12 16 20 24 Cevap: P ort P A A 2-23
29 km 2 5 km 2 32 65 km 2 55 km 2 58 km 2 25 km 2 28 8 12 16 20 24 İzohyetler P(mm) Alan (km 2 ) P*A (mm*km 2 ) 8 10 25 250 12 14 65 910 16 18 55 990 20 22 58 1276 24 26 29 754 28 30 5 150 32 Toplam 237 4330 Port = 18.27 mm 2-24
Problem 2.3. Şeklde zohyetler ve zohyetler arasında kalan alanları verlen br havzada ortalama yağış yükseklğn bulunuz. (Yağışlar mm) 40 km 2 8 km 2 35 80 km 2 75 km 2 85 km 2 30 km 2 30 5 10 15 20 25 Cevap: P ort P A A 2-25
40 km 2 8 km 2 35 80 km 2 75 km 2 85 km 2 30 km 2 30 5 10 15 20 25 İzohyetler P(mm) Alan (km 2 ) P*A (mm*km 2 ) 5 7.5 30 225 10 12.5 80 1000 15 17.5 75 1312.5 20 22.5 85 1912.5 25 27.5 40 1100 30 32.5 8 260 35 Toplam 318 5810 Port = 18.27 mm 2-26
Problem 2.4. Şeklde zohyetler ve zohyetler arasında kalan alanları verlen br havzada ortalama yağış yükseklğn bulunuz. (Yağışlar mm) 45 km 2 9 km 2 20 100 km 2 90 km 2 95 km 2 40 km 2 25 50 45 40 35 30 Cevap: P ort P A A 2-27
45 km 2 9 km 2 20 100 km 2 90 km 2 95 km 2 40 km 2 25 50 45 40 35 30 İzohyetler P(mm) Alan (km 2 ) P*A (mm*km 2 ) 20 22.5 9 202.5 25 27.5 45 1237.5 30 32.5 95 3087.5 35 37.5 90 3375 40 42.5 100 4250 45 47.5 40 1900 50 Toplam 379 14052.5 Port =37.08 mm 2-28
Problem 2.5. Kaydedc br yağış ölçeğnden alınan yağışlar aşağıda verlmştr. a) Toplam yağış eğrsn çznz. b) Yağışa at hyetografı çznz. c) Süre-Şddet Bağıntısını (Eğrsn) elde ednz. d) Toplam yağış eğrsn boyutsuz olarak çznz t (saat) P (cm) ΔP (cm) =ΔP/Δt (cm/saat) ΔP max (cm) ΣP max (cm) ort (cm/saat) P/P max t/t max 0 0.0 0 0 0 0.00 0.00 1 2.0 2 2 4 4 4.0 0.25 0.14 2 4.0 2 2 3 7 3.5 0.44 0.29 3 8.0 4 4 2 9 3.0 0.56 0.43 4 11.0 3 3 2 11 2.8 0.69 0.57 5 13.0 2 2 2 13 2.6 0.81 0.71 6 15.0 2 2 2 15 2.5 0.94 0.86 7 16.0 1 1 1 16 2.3 1.00 1.00 2-29
Toplam Yağış Eğrs P (cm) 16.00 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 Zaman (saat) Hyetograf (cm/saat) 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 Zaman (saat) 2-30
Boyutsuz Toplam Yağış Eğrs 1.00 0.80 P/P max 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 t/t max Süre-Şddet Bağıntısı ort (cm/saat) 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 1 2 3 4 5 6 7 Zaman (saat) 2-31