YÜZEY DRENAJ YÖNTEMLERİ Prof. Dr. Ahmet ÖZTÜRK

Yüzey Akış Miktarının Hesaplanması 1. Mac Math Yöntemi Mac Math yöntemi genellikle her büyüklükteki düz arazide, özellikle yüzey drenaj kanallarının kapasitelerinin bulunmasında iyi sonuç vermektedir. Ancak bu yöntem dik eğimli yamaçlardan beslenen yan dereler için iyi sonuç vermemektedir. Mac Math yöntemi aşağıdaki eşitlikle ifade edilir; Eşitlikte; Q = En yüksek yüzey akış debisi (m3/s) C = Toprak cinsi, topoğrafya ve bitki örtüsüne bağlı bir katsayı I = Yağışların seçilen tekerrür aralığı için konsantrasyon zamanına eşit yağış şiddeti (mm/h) S = Yatak eğimi x 1000 A = Drenaj alanı (ha)

a) C katsayısının bulunması (C = C1+C2+C3) Akım koşulları Bitki örtüsü Toprak cinsi Topoğrafya   C1 C2 C3 Alçak Çok iyi örtülü 0.08 Kumlu 0.08 Düz 0.04 Alçak-Orta İyi örtülü 0.12 Hafif 0.12 Hafif eğimli 0.06 Orta Oldukça örtülü 0.16 Orta 0.16 Tepelik 0.08 Yüksek Seyrek örtülü 0.22 Ağır 0.22 Tepelik-dik 0.11 Çok yüksek Çıplak 0.30 Kaya 0.30 Dik 0.15

b) Yağış İntensitesinin (I) bulunması I değeri, seçilen tekerrür süresinde konsantrasyon zamanına eşit bir yağış süresi için yağış şiddetini göstermektedir. Alanın en uzak noktasına düşen yağışın ölçüm yapılan yere kadar gelmesi için geçen süre olarak tanımladığımız konsantrasyon zamanı yağış süresi olarak kabul edilir. İstenilen tekerrür süresine bağlı olarak, havzaya ilişkin yağışların şiddet-süre-tekerrür değerlerini gösteren grafiklerden, yağış şiddeti saptanır. Ankara ili için yağış-şiddet-süre tekerrür eğrileri

Yağışların konsantrasyon zamanının bulunmasında ise aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadır. Eşitlikte; Tc = Konsantrasyon zamanı (min) L = Su toplama havzası veya gözönüne alınan drenaj kanalı uzunluğu (m) H = Su toplama havzasının yüksekliği veya gözönüne alınan drenaj kanalının başı ile sonu arasındaki kot farkı (m). Ya da yandaki nomogram yardımıyla da havza uzunluğu ile havza yüksekliği biliniyorsa Tc, konsantrasyon zamanı dakika ve saat cinsinden kolayca bulunabilir.

c) Yatak eğiminin (S) bulunması Eşitliğindeki S değeri, ana yatak eğiminin 1000 katı diğer bir deyişle 1000 metre uzunluğundaki yatakta metre olarak düşülen miktarıdır. Yatak eğiminin hesaplanmasında iki yol izlenebilir. Birinci yol; Yatağın memba noktası başlangıcı ile mansap noktası sonu arasındaki kot farkının yatak uzunluğuna bölünmesidir (S=1000x(H/L)). İkinci yol ise, mansap noktasından başlayarak L yatak uzunluğunun 0.10 L ve 0.85 L değerlerindeki kotların farkını bu noktalar arasındaki yatak uzunluğuna (0.75 L) bölerek eğimin hesaplanmasıdır. Böylece eşitlikteki tüm değişkenler bulunduğu için yüzey akış miktarı kolayca belirlenebilir.

2. Rasyonel Yöntem En yüksek yüzey akış debisinin tahmininde kullanılan rasyonel yöntem, yağışın alana, konsantrasyon zamanına eşit bir sürede üniform şiddette düştüğü ve yağış şiddetinin tüm alanda üniform olduğu varsayımına göre geliştirilmiştir. Genellikle 25 km2 den küçük alanlarda uygulanan yöntem aşağıdaki eşitlikle ifade edilir. Q = En yüksek yüzey akış debisi (m3/s) C = Yüzey akış katsayısı I = Tekerrür aralığı ve konsantrasyon zamanına eşit bir yağış süresi için yağış şiddeti (mm/h) A = Drenaj alanı (ha).

a) Yüzey akış katsayısının (C) bulunması Drenaj alanının ortalama C katsayısı Çizelgedeki C katsayılarının, alanın özelliğine göre tartılı ortalaması alınarak hesaplanır. Topoğrafya ve örtü durumu Kumlutın Killi, siltlitın Killi Ağaçlık arazi Düz (% 0-5) Dalgalı (% 5-10) Yokuşlu (% 10-30) Mer'a Düz Dalgalı Yokuşlu Ekili arazi 0.10 0.25 0.30 0.16 0.22 0.50 0.52 0.35 0.36 0.42 0.60 0.72 0.40 0.55 0.70 0.82

K = L3/2/H1/2 b) Yağış şiddetinin (I) hesaplanması Öncelikle konsantrasyon zamanı bulunur. Tc = Konsantrasyon zamanı (min) L = Yatak veya kanal uzunluğu (m) H = Yatak veya kanal kot farkı (m) K = L3/2/H1/2 Tc konsantrasyon zamanı K değerine bağlı olarak yandaki abaktan da bulunabilir.

Konsantrasyon zamanı hesaplandıktan sonra, konsantrasyon zamanı yağış süresi olarak kabul edilerek istenilen tekerrür süresine bağlı olarak Mc Math yönteminde olduğu gibi alana ait yağış şiddeti-süre-tekerrür eğrilerini gösteren abaklardan, yağış şiddeti (I) değeri belirlenir. Eşitliği ile yüzey akış miktarı hesaplanır.