İNŞ4052 UYGULAMALI HİDROLOJİ DERS NOTLARI Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü İNŞ4052 UYGULAMALI HİDROLOJİ DERS NOTLARI Yrd.DoçDr.Gülay ONUŞLUEL GÜL E-mail: gulay.onusluel@deu.edu.tr

Bölüm 1 Giriş Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Hidrolojik Döngü Sistem Hidrolojik Sistem Modeli

Hidroloji Hidroloji su bilimidir. Yerkürede (yer yüzeyinde, yeraltında ve atmosferde) suyun çevrimini,dağılımını, fiziksel ve kimyasal özelliklerini, çevreyle ve canlılarla karşılıklı ilişkilerini inceleyen temel ve uygulamalı bir bilimdir. Hidrolojinin pratik uygulamaları Uygulamalı Hidroloji olarak adlandırılır.

Uygulamalı Hidroloji Suyun çeşitli amaçlar (içme ve kullanma suyu sağlama, sulama, hidroelektrik üretimi, akarsularda ulaşım gibi) için kullanılması, Su miktarı ve kalitesinin kontrolü için yapılan projelerin (baraj, savak, sulana projesi, taşkın kontrolü projesi, menfez, vb.)planlama, tasarım, inşaat ve işletme aşamalarında suyun miktarı ve özellikleri ilgili verileri sağlamak hidrolojinin alanı içine girer.

Uygulamalı Hidrolojinin Rolü Hidrolojik çalışmaların güçlüğü özellikle yağış olayındaki belirsizlikten kaynaklanır. Hidrolojik olayların modellenmesi için öncelikle doğal verilerin ölçülmesi gerekir. Yukarıdaki konularda yardımcı olması Su kaynaklarının yönetim ve planlamasında rehber oluşturması Bu verilerin yeterli bir doğrulukla elde edilmesi ekonomik ve güvenilir çözümlere varabilmek için zorunludur. Bir baraj dolu savağının tasarımında taşkın debisinin fazla küçük bir değer seçilmesi felaketle sonuçlanabilir. Bir baraj haznesinin fazla büyük seçilmesi halinde maliyet yüksek olduğu halde hazne hiçbir zaman dolmayabilir.

Hidrolojik Çevrim Hidrolojik çevrim hidrolojinin odak merkezidir. Bu döngünün bir başı ya da sonu yoktur. Bu süreç sürekli oluşur.

Hidrolojik Döngü Hydrologic Cycle Hidrolojik döngü Atmosfer Biriktirme Sistemi Yüzeysel Biriktirme Sistemi Yeraltı Biriktirme Sistemi

Sistem Kavramı HİDROLOJİK SİSTEM y(t)=f(x(t)) Akarsu havzası ÇIKTILAR ÇEVRE Su ayrım çizgisi GİRDİLER Sistem kavramı hidrolojik çalışmalarda önem taşır. Sistem, düzenli bir şekilde birbiriyle ilişkili olan ve çevresinden belli bir sınırla ayrılarak bir bütün oluşturan bileşenler takımı olarak adlandırılır. Sistemi çevresinden ayıran sınırın çizilmesi incelenen probleme bağlıdır.

Sistem Kavramı Mühendislik hidrolojisi açısından hidrolojik çevrim Hydrologic Cycle Yüzeysel Biriktirme Sistemi Zemin nemi Biriktirme Sistemi Yer altı Biriktirme Sistemi Akarsu Biriktirme Sistemi Deniz ve Göller Biriktirme Sistemi Atmosfer Biriktirme Sistemi Yağış Sızma Perkolasyon Yer altı akışı Yüzeysel akış Buharlaşma Akarsu akışı Yüzeyaltı akışı Buharlaşma ve Terleme Mühendislik hidrolojisi açısından hidrolojik çevrim

Sistem Kavramı Mühendislik uygulamalarında hidrolojik çevrimin sınırlı bir bölümü göz önüne alınarak sistem olarak düşünülür. Bu genellikle akışını aynı çıkış noktasına gönderen bölge olarak tanımlanan bir su toplama (drenaj) havzasıdır. Girdi Havzayı komşu havzalardan ayıran su ayrım çizgilerinden geçen düşey yüzeyler sistemin sınırlarını oluşturur. Çıktı Hidrolojik sistem olarak havza

Hidrolojik Sistem Modelinin Temel Denklemleri Süreç (Havza) Girdi (Yağış) Çıktı (Akış) Basit Hidrolojik Sistem Modeli Genel bir hidrolojik sistem modeli olarak, sistemin durumunun herhangi bir anda sistemde depolanmış S su miktarı ile ifade edildiği modeli ele alalım. Sistemdeki suya kütlenin korunumu yasasının ifadesi olan süreklilik denklemini (su dengesi, su bütçesi) uygularsak I-Q=dS/dt

SORU 1 Ankara’nın 20 km güneyinde yer alan Mogan Gölü hem bölgeye su sağlanması, hem de rekreasyon amacıyla kullanılmaktadır. Gölün havza alanı 926 km2, güney kısmı şekilde gösterildiği gibi çevresel koruma alanı olarak belirlenmiştir. Mogan Gölü ve çevresinde kirlilik durumunun belirlenmesi için ODTÜ’den bir grup tarafında 1995 yılında bir çalışma yapılmıştır. Bu amaçla, göl su bütçesini oluşturmak için, yağış, buharlaşma, yer altı suyu, giren akım, çıkan akım ve göl seviyesi bilgileri düzenli olarak 2 meteoroloji ve 5 akım gözlem istasyonu ile ölçülmüş ve ilgili alanda gözlem kuyuları açılmıştır. 11-17 Temmuz 1994 tarihleri arasında gölden çıkan ortalama akım miktarı 29 l/s ölçülmüştür. Aynı haftada Gölbaşı meteoroloji istasyonunda buharlaşma tavasında 72.5 mm toplam buharlaşma ölçülmüş ve 0.8 mm de yağış yüksekliği olduğu belirlenmiştir. Bu haftanın başında ve sonunda göldeki su seviyeleri 972.51 m ve 972.45 m, göl yüzey alanları da 7.02 km2 ve 6.94 km2 olarak ölçülmüştür. Gölden sızan ve yer altı suyuna olan katkılar 0.096 m3/s olduğuna göre aynı periyot için göle giren toplam akım miktarını hacim ve debi cinsinden belirleyiniz.