akarsu havzalarını katı madde miktarlarını belirlenmesi ve fırat havzası için bir uygulama...

T.C.

HARRAN NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS

YKSEK LSANS TEZ

AKARSU HAVZALARINDAK KATI MADDE MKTARLARININ BELRLENMES VE FIRAT HAVZASI N BR UYGULAMA ALIMASI

Mehmet MUTLU

NAAT MHENDSL ANABLM DALI

ANLIURFA 2007

Yrd. Do. Dr. Reit GERGER danmanlnda, Mehmet MUTLUnun hazrlad Akarsu Havzalarnda Kat Madde Miktarlarnn Belirlenmesi ve Frat Havzas in Bir Uygulama almas konulu bu alma 13/12/2007 tarihinde aadaki jri tarafndan naat Mhendislii Anabilim Dalnda Yksek Lisans tezi olarak kabul edilmitir.

Danman: Yrd. Do. Dr. Reit GERGER

ye : Yrd. Do. Dr. Kasm YENGN

ye : Yrd. Do. Dr. Tahsin TONKAZ

Bu Tezin naat Mhendislii Anabilim Dalnda Yapldn ve Enstitmz Kurallarna Gre Dzenlendiini Onaylarm.

Prof. Dr. brahim BOLAT Enstit Mdr

Not: Bu tezde kullanlan zgn ve baka kaynaktan yaplan bildirilerin, izelge, ekil ve fotoraflarn

kaynak gsterilmeden kullanm, 5846 sayl Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hkmlere tabidir.

NDEKLER Sayfa No

Z ................................................................................................................................................. i ABSTRACT ................................................................................................................................. . ii

TEEKKR ................................................................................................................................... iii EKLLER DZN ....................................................................................................................... iv ZELGELER DZN ................................................................................................................. vi SMGELER DZN ...................................................................................................................... vii 1. GR. ........................................................................................................................................ 1 2. NCEK ALIMALAR .......................................................................................................... 6

2.1. Dnyadaki almalar ........................................................................................................ 6 2.2. lkemizdeki almalar ..................................................................................................... 10

3. MATERYAL ve YNTEM ....................................................................................................... 14 3.1. Materyal ............................................................................................................................. 14

3.1.1. alma alan ve zellikleri ......................................................................................... 14 3.1.2. almada kullanlan veriler ....................................................................................... 15

3.2 Yntem ................................................................................................................................ 20 3.2.1. Akarsularda kat maddeler ile ilgili tanmlar .............................................................. 20 3.2.2. Kat madde hareketi .................................................................................................... 21

3.2.2.1. Tek bir tanenin dengesi ....................................................................................... 24

3.2.2.1.1 Laminer akm hali ........................................................................................ 25 3.2.2.1.2. Trblansl akm hali .................................................................................. 26 3.2.2.1.3. Kaldrma kuvvetinin gz nne alnmas halinde tek bir kat madde

tanesinin dengesinin incelenmesi .............................................................. 28

3.3. Kat Madde Miktarnn Bulunmasnda Kullanlan Bantlar............................................. 30 3.3.1. Du Boys bants ....................................................................................................... 31 3.3.2. Schocklitsch bants ................................................................................................. 33 3.3.3. Shields bants .......................................................................................................... 34 3.3.4. Meyer-Peter Mller bants ...................................................................................... 35 3.3.5. Garde Albertson bants ........................................................................................... 35

3.4. Hesap Yntemi ................................................................................................................... 36 4. ARATIRMA BULGULARI ve TARTIMA .......................................................................... 37

4.1. 2102 nolu stasyon in Elde Edilen Sonular .................................................................... 37 4.2. 2115 nolu stasyon in Elde Edilen Sonular .................................................................... 40 4.3. 2119 nolu stasyon in Elde Edilen Sonular .................................................................... 44 4.4. 2133 nolu stasyon in Elde Edilen Sonular .................................................................... 47 4.5. 2145 nolu stasyon in Elde Edilen Sonular .................................................................... 51

5. SONULAR ve NERLER ..................................................................................................... 55 5.1. Sonular .............................................................................................................................. 55 5.2. neriler ............................................................................................................................... 57

KAYNAKLAR .............................................................................................................................. 58

ZGEM ................................................................................................................................... 60 ZET ............................................................................................................................................. 61 SUMMARY ................................................................................................................................... 62

i

Z

Yksek Lisans Tezi

AKARSU HAVZALARINDAK KATI MADDE MKTARLARININ BELRLENMES VE FIRAT HAVZASI N BR UYGULAMA ALIMASI

Mehmet MUTLU

Harran niversitesi Fen Bilimleri Enstits

naat Mhendislii Ana Bilim Dal

Danman: Yrd. Do. Dr. Reit GERGER Yl: 2007, Sayfa 62

Bu almada Frat havzasnda belirli istasyonlarda llen kat madde miktarlar ile akarsularda kat madde miktarlarn hesaplamalarda kullanlan bantlardan elde edilen sonular arasndaki ilikilerin irdelenmesi amalanmtr. Bu amala Elektrik leri Ett daresi tarafndan iletilen ve kat madde lm deerleri olan 5 adet Akm Gzlem stasyonunun (2102 nolu Murat Nehri-Palu, 2115 nolu Gksu Nehri-Malpnar, 2119 nolu Frat Nehri-Kemahboaz, 2133 nolu Munzur Suyu-Melekbahe ve 2145 Tohma Suyu-Hisarck) gnlk toplam deerlerinden yararlanlmtr. Akarsularda kat madde miktarn belirlemede ise yaygn olarak kullanlan Schocklits, Shields, Du Boys, Garde Albertson, Meyer-Peter-Mller bantlar tercih edilmitir. Her bir istasyon iin bantlardan elde edilen sonularla lm deerleri arasndaki ilikiler regrasyon eitlikleri ile belirlenmitir. Elde edilen bulgular Frat havzasnda kat madde miktarnn tahmin edilmesinde, Garde Albertson bantsnn 2115,2119 ve 2133 nolu istasyonlarda, Meyer-Peter-Mller bantsnn ise 2102 ve 2145 nolu istasyonlarda gvenle kullanlabileceini ortaya koymutur.

ANAHTAR KELMELER: Frat Havzas, Sediment miktar, Akm gzlemleri

ii

ABSTRACT

MSc Thesis

DETERMINATION OF SEDIMENT AMOUNTS IN RIVER BASIN AND

AN APPLICATION FOR FIRAT BASIN

Mehmet MUTLU

Harran University

Graduate School of Natural and Applied Sciences

Department of Civil Engineering

Supervisor: Assist. Prof. Dr. Reit GERGER Year: 2007, Page 62

This study purposed to investigate relation between, sediment amounts measured at specific

station on Frat River and results that obtained from the functions which used to calculate sediment amounts on river. For this purpose, daily total data for sediment amount of 5 observation stations

(2102 Murat-River-Palu, 2115 Gksu River-Malpnar, 2119 Frat River-Kemehboaz, 2133 Munzur Water-Mlekbahe, 2145 Tohma Water-Hisarck ) operated by Elektricity Works Resarch Manegement used. Also to determine sediment amounts on rivers, widespread used Schocklits, Shields, Du Boys,

Garde Albertson and Meyer-Peter-Mller functions preferred. For each station, relation between results taken from functions and measured data was determined by regression equations. Obtained

results showed that to estimate sediment amount on Frat River for 2115,2119 and 2133 stations Garde Albertson functions, for 2102 and 2145 stations Garde Albertson functions can be safely.

KEY WORDS: Firat Basin, Sediment Amount, Stream Flow.

iii

TEEKKR

Bu yksek lisans tez almam sresince, akademik alanda stn yardm ve desteklerinden

dolay deerli danmanm sayn Yrd. Do. Dr. Reit GERGERe ve bana her trl teknik desteini esirgemeyen sayn Yrd. Do. Dr. Kasm YENGNe, her zaman desteini yanmda hissetiim Mustafa ZEN, Veysel GM ve Zeynep ALINa, Ayrca desteklerinden dolay btn Fakltemiz Aratrma Grevlilerine kranlarm sunarm. Bunun yannda, zellikle manevi desteklerinden dolay aileme sonsuz teekkr ederim.

iv

EKLLER DZN

Sayfa No

ekil 3.1. alma alann gsterir havza haritas (Frat Havzas) .................................................. 16 ekil 3.2. Tanenin srkleme gerilmesi ......................................................................................... 25 ekil 3.3. Laminer akm hali iin F1, Fd ve Fg kuvvetleri ............................................................ 26 ekil 3.4. Trblansl akm hali iin F1, Fd ve Fg kuvvetleri .......................................................... 28 ekil 3.5. Dane ap D mm (Gronometri erisi) ............................................................................ 32 ekil 3.6. Du Boys denklemindeki kr ile D arasndaki bant .................................................... 32 ekil 4.1. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Schocklits bants

sonularnn grafii ...................................................................................................... 38 ekil 4.2. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Shields bants

sonularnn grafii ...................................................................................................... 38 ekil 4.3. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Du Boys bants

sonularnn grafii ..................................................................................................... 39 ekil 4.4. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Garde Albertson bants

sonularnn grafii ...................................................................................................... 39 ekil 4.5. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Meyer-Peter-Mller bants

uygulama sonularnn grafii ...................................................................................... 40 ekil 4.6. 2115 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Schocklits bants

sonularnn grafii ...................................................................................................... 41 ekil 4.7. 2115 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Shields bants uygulama

sonularnn grafii ...................................................................................................... 42 ekil 4.8. 2115 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Du Boys bants uygulama

sonularnn grafii ...................................................................................................... 42 ekil 4.9. 2115 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Garde Albertson bants

sonularnn grafii ...................................................................................................... 43 ekil 4.10. 2115 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Meyer-Peter-Mller bants

sonularnn grafii ...................................................................................................... 43 ekil 4.11 2119 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Schocklits bants

sonularnn grafii ...................................................................................................... 45 ekil 4.12. 2119 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Shields bants sonularnn

grafii ........................................................................................................................... 45 ekil 4.13. 2119 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Du Boys bants


sonularnn grafii ...................................................................................................... 46 ekil 4.15. 2119 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Meyer-Peter_Mller

bants sonularnn grafii ........................................................................................ 47 ekil 4.16. 2133 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Schocklits bants




sonularnn grafii ...................................................................................................... 50 ekil 4.20. 2145 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Meyer-Peter-Mller

bants sonularnn grafii ........................................................................................ 50 ekil 4.21. 2145 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Schocklits bants



sonularnn grafii ...................................................................................................... 53 ekil 4.24. 2145 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Meyer-Peter-Mller

bants sonularnn grafii ........................................................................................ 53

v

ekil 4.25. 2145 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Garde Albertson bants sonularnn grafii ...................................................................................................... 54

vi

ZELGELER DZN

Sayfa No

izelge 3.1. Frat Havzasnda bulunan istasyonlar ve zellikleri (EE) ...................................... 17 izelge 3.2. eitli maddeler iin snr srklenme gerilmesi ...................................................... 30 izelge 4.1. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile uygulanan bant

sonularnn korelasyon deerleri ............................................................................. 37 izelge 4.2. 2115 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile uygulanan bant

sonularnn korelasyon deerleri ............................................................................. 41 izelge 4.3.2119 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile uygulanan bant



sonularnn korelasyon deerleri ............................................................................. 51 izelge 5.1. alma blgesindeki tm istasyonlardan elde edilen akm gzlemlerine dayanarak

hesaplanan kat madde miktarlar ile gzlenen kat madde miktarlar arasndaki korelasyon katsaylar ............................................................................................... 55

izelge 5.2. alma blgesinde istasyonlara gre yaplan hesaplamalarda bulunan sonulara gre bantlarn uygunluk dereceleri ....................................................................... 56

vii

SMGELER DZN

kr Kritik kayma gerilmesi Hkr Kat madde hareketinin balad su derinlii, Rkr Kat madde hareketinin balad hidrolik yarap s Kat madde maddesi zgl arl Suyun zgl arl d Dane ap gs Birim zamanda madde ak miktar B Ak genilii h Derinlik

de Karmn etkili tane ap dg Partikl ap geometrik ortalamas Gsf Partikl ekil faktr b Partikl yzdesi J Enerji izgisi eimi Suyun younluu s Kat maddenin younluu T Suyun scakl V Ortalama Ak hz s1 Srnt maddesi debisi s2 Ask maddesi debisi k1 ekil katsays ds1 Tanenin karakteristik ap ds Tanenin kayma gerilmesinin etkidii efektif alan c2 Efektif alan tarif eden katsay cl Kaldrma katsays Al Tanenin sv hareketi dorultusuna dik bir yzey zerindeki iz dm aln qs Birim genilikten geen srnt maddesi arl 0 Akarsu yatandaki srkleme gerilmesi kr Kritik srkleme gerilmesi d Kat madde dane apna bal faktr q Yatan birim geniliinden geen debi q0 Yatan birim geniliinden geen kritik debi d40 Etkili tane ap d50 Kat madde ortalama dane ap

1. GR Mehmet MUTLU

1

1. GR

Akarsularn tad silt, kum, akl, kaya paralar vb. gibi kat maddeler,

ksmen akarsu havzasndan, ksmen de akarsu yatandan kaznarak oluurlar.

Havzadan gelen kat maddeler, yamur neticesinde yzeysel aka geen suyun,

rzgr enerjisi ile taneler arasndaki ba kuvvetlerinin zayflamas neticesinde

akarsulara tanrlar.

Havzalarn toporafik ve jeolojik yaplar yerden yere byk farkllklar

gstermesinin yan sra akarsulardaki akm eitliliinden ve tanan kat maddelerin

de akm zelliklerini etkileyici bir faktr olduu dnlrse, kat madde

hareketlerinin ok karmak bir yapya sahip olduu anlalmaktadr.

Akarsularda kat madde hareketi iki farkl ekilde meydana gelir. Bunlar;

1. Srnt madde hareketi

2. Ask madde hareketi

Srnt maddeler akarsu yatanda srayarak, kayarak, yuvarlanarak tabana

yakn blgede hareket eden maddelerdir. Ask maddeler ise, akm ierisinde

trblansn da etkisi ile askda tutulurlar. Bu ekildeki kat madde hareketine ise ask

maddesi hareketi denir. Akm hzna bal olarak, srnt maddeleri ile ask

maddeleri devaml bir dnme gsterirler. Bu deiimden dolay bunlar arasnda

belirli bir ayrm yaplamamaktadr (Erkek. 1993).

Bir akarsuda tanan kat madde miktar, o akarsu ile ilgili mhendislik

problemlerinin zmnde temel bir veri olmaktadr. zellikle su alma yeri ve

tipinin seiminde, su kuvveti tesislerinde, baraj hazne hacminin belirlenmesinde,

tamaclk ve takn kontrol gibi dzenlemelerde, akarsuyun kprlerle

geilmesinde ortaya kabilecek ylma ve oyulmalarn belirlenmesinde tanan kat

1. GR Mehmet MUTLU

2

madde miktarnn belirlenmesi gerekir. Ksaca kat maddelerin mevcut ve yaplacak

yaplara fonksiyon, salamllk, maliyet ve hatta estetik adan zarar verdii bir

gerektir (Erkek. 1993).

Toprak ve su kaynaklarnn gelimesiyle ilgili almalarn iyi bir ekilde

planlanmas iin akarsularn akm ve kat madde gzlemlerinin yaplmas ve

sonularn havza zellikleriyle ilikilerinin belirlenmesi gerekmektedir. Erozyonla

balayp kat madde ile sona eren bu olaylar zincirinde erozyon, kat madde ve kat

madde tanm olaylarn ayr ayr ele almak ok zordur. Bir yandan toprak ve su

varlnn kaybna, bir yandan tarmsal kirlenmeye yol aan bu olaylarn son derece

nemli bir sorun olmasna karn, Trkiyede bu konudaki almalarn olduka

snrl olduu dikkati ekmektedir.

Yzey ak, erozyon gibi kat madde hareketini etkileyen faktrler, birbirleri

ile sk iliki ierisindedirler. Akarsularda tanan kat maddeler, erozyonun en

belirgin sonularndan biridir. Yzey aklar ile yerlerinden andrlarak alnan st

ve alt toprak maddeler, eime bal olarak aalara doru srklenip akarsulara

kararak kat madde hareketini olutururlar. Hacim ve kalite asndan byk bir

potansiyel kirlilik olan kat madde kaynaklar unlardr.

1. Ya havzasnn yzeyinde srama, oluk, oyuntu ve yzey erozyonu ile

gelen toprak paralar,

2. Oyuntularn ve duvarlarn kmesi ile meydana gelen erozyon hareketi

sonucu oluan maddeler,

3. Akarsu yatak ve ky evlerinin anp tanmas ile gelen paralar,

4. Yol ve dier altyap inaat srasnda oluan erozyon maddeler

Yzey aklar tarafndan andrlan, hareket ettirilen ve keltilen kat

maddeler kohezyonsuz ve kohezyonlu kelti maddeleri olarak tanmlanabilir.

Olaylara elektrokimyasal etkiler de kart zaman, sadece hidrodinamik adan

yaplan incelemeler olaylar aklamaya yeterli olamayacaktr. Bu snfa giren

kohezyonlu kelti maddeleri ounlukla killi, ya da kil karm ince taneli silt

1. GR Mehmet MUTLU

3

benzeri malzemelerdir. Organik maddelerin etkili oranda bulunduu kelti

maddeleri, kohezyonlu olanlarla bezer davran gsterirler. Kohezyonlu kelti

maddelerinin akarsularla ilikisi henz tam olarak belirlenememitir (Berkn 2005).

Kat madde kaynaklar ve onun evre zerindeki etkisi, drenaj alannda

alnacak koruyucu nlemler ile insan mdahalesi dndaki doal kat madde

kaynaklarnn ve doal jeolojik yapnn nemli etkisi olduu gsterilmektedir.

Ya alannn jeolojisi, erozyon ve kat madde zerinde dier etkilerden daha

nemli role sahiptir. Jeolojik yapnn yzeysel ak olumlu veya olumsuz ynde

etkilediini belirten drenaj alan yzeyinin geirgenliine blgesel ve jeolojik

karakteristiklerinin etkisi zerindeki almalarda, ana kayann toprak yzne yakn

olmas, tabaka yerletirilmelerinin yatay ya da dik olmasnn, atlakl olup

olmamasnn topran permabilitesini ve buna bal olarak yzey akn etkiledii

belirlenmitir.

Baz mineral ve kayalar kristal yzleri veya dilinim yzleri boyunca ayrlarak

kat maddeyi olutururlar. Kum ta, kil ta ve baz istler kaba taneli dilimlere

ayrrlar. Fakat kuvars gibi sert mineraller anmaya dayankldr. Baz kayalarda

anma sras fazladan aza doru kil ta, kum ta, andezit, kalker, granit ve kovars

olarak snflandrlabilir.

Doal koullar altnda bitki ve kayalarda fiziksel, kimyasal ve biyolojik

etmenleri meydana gelen kayalarn oluum hznn, tanm hzna eit olmas veya

fazla olmas anlamna gelen jeolojik erozyon ile toprak oluumunda olumsuz bir rol

oynayan hzlandrlm erozyon arasndaki dengeyi bilmenin yararl olaca aikrdr.

Erozyon tipi ile kat maddeyi dane ap arasnda da yakn bir iliki olduu

bilinmektedir. Genellikle yzey erozyonu ince taneli kat madde meydana

getirmektedir. Siltli tnl bir toprakta kk kanalcklarda akan suyun uzaklatrd

kat maddenin %95inin 0.005 mm, orijinal topraktaki tanelerin ise sadece %71inin

0.54 mm den daha kk apl olduu bulunmutur. Kat maddelerin; balca kuvars,

feldspatlar, mika ve kil minerallerinden olutuu bilinmektedir.

1. GR Mehmet MUTLU

4

Kat maddeye bal en nemli sorunlardan birisi de tarmsal ynden

kirlenmedir. Fakat esas sorun bitki besini olan elementlerin tanmas ile toprakta

verimliliin azalmasna neden olmasdr.

Kat maddenin taneleri yalnz byklk bakmndan deil younluklar

bakmndan da farkllk gstermektedir. Rezervuara gelecek kat maddenin zgl

arln bilinmesi ile bulunabilirler. nce taneleri kat maddelerde boluk orannn

bulunmas zordur.

Kaba kum ve akllar ylmalardan sonra, ksa srede maksimum skmaya

ularlar. Fakat kil ve silt byklndeki paracklar ktkten hemen sonra

maksimum konsolidasyona sahip olmazlar. Dolaysyla sabit hacim arlklarn uzun

senelerde bile elde edemeyebilirler. Orta taneli topraklarn erozyonu urama

eiliminin genellikle silt yzdesi arttka ykseldii bilinmektedir.

Ask madde hareketi, trblans dolaysyla oluan kaldrma kuvveti ile, tanenin

kelmesini salayan yerekimi kuvveti arasnda ki bir denge zerine gerekleir. Bu

nedenle ask maddesi tanm ile ilgili en nemli bantlar bu dengeyi inceleyen

difzyon-dispersiyon yaklam ile elde edilirler. Akarsuyun hz azaldka ince kum

ve silt kerek ayrlrlar. ok ince silt ise ancak durgun suda kebilmektedir. ok

ince kil ve organik maddeler ise durgun suda bile kmeden kalabilmektedir. Asl

halde suda kalabilen bu maddeler ok iyi dalma sahiptirler. Suyun molekler

hareketi ile suda asl halde durular. Suyun elektrolit konsantrasyonun (genellikle

tuzlarn) kelme etkisine veya su scaklnda oluabilecek ani dn (genellikle

donma derecesine yakn) neden olaca kme etkisi sz konusu olmad takdirde.

Asl halde kalmaya devam ederler. Kat madde dalm lmleri orta derinlikte ve

tabandaki statik kat madde konsantrasyonlarnn yzeydeki konsantrasyonlardan

daima byk olduunu gstermitir (Berkn. 2005).

Bu tez almas kapsamnda Frat Havzasnda yer alan belirli lm

istasyonlarna ait noktalarda kat madde miktar, literatrde verilmi bulunan kat

1. GR Mehmet MUTLU

5

madde hareketi ile ilgili bantlar kullanarak hesaplanmtr. Ayrca bu istasyonlarda

Elektrik leri Ett daresinin yapm olduu lm sonularyla hesaplanan deerler

karlatrlarak aralarndaki ilikiler belirlenmeye allmtr. Elde edilen sonular

yorumlarla birlikte grafiklerle verilmitir.

2. NCEK ALIMALAR Mehmet MUTLU

6

2. NCEK ALIMALAR

2.1. Dnyadaki almalar

Luk ve ark. (1997) gney inin engebeli blgesi olan Desingte yaptklar bir

almada, Schenchong havzasnn k aznda ve nehirden yaklak 230 m

yukarda bir yerde su ve kat madde tanmn gzlemlemilerdir. Ancak bu iki

gzlem noktasnn arasnda bir yerlerde byk sel yataklaryla havza birletiinden,

sel yataklarnn havzann kat madde tanmnn ounu rettiini ve kat madde

boaltmnn yamur veriminide yansttn ifade etmilerdir.

Lin ve ark. (2000) almalarnda, 5 farkl liman modelinde, hz dalmlarn

ve konsantrasyonlarn belirlemek iin su hareketlerini deerlendirmilerdir. Liman

giriinin boyutlar ve su derinliinin, dar-girili limanlara hzl su ak srecini

nemli oranda etkilediini belirlemilerdir. Limanlarda, kirlilik konsantrasyonlarn

azaltmak ve tara(kla)ma ihtiyac gerekli olduundan yksek oranda hzl su akn

salamak iin liman aznn geni tutulmas gerektiini ortaya koymulardr.

Alan ve Xing (2002) skoyann bat kylarndaki kat madde tanmn

etkileyen srelerle ilgili yaptklar bir almada, boyutlu bir model

gelitirmilerdir. Buna gre kat madde tanmn etkileyen sreleri gelgit, kaya

tabakas boyunca akm, rzgr dalgalar ve rzgr olarak belirlemiler ve

almalarn bunlar zerine younlatrmlardr. alma alan iin uygun kat

madde trleri ve gelgitsel birletirme kullanlarak yaptklar hesaplamalarda, yalnzca

tropik gelgitin kendi bana tabandaki kat maddeyi askya alamayacan

gstermilerdir. Bununla birlikte bir kaya tabakas boyunca bir aknt eklenirse biraz

kat maddenin askya alnacan belirlemilerdir. Yzeyde daha zayf bir kaya st

tanm ile birlikte, alt tabakadaki kaya tabakas a net kat madde tanm

olduunu belirlemilerdir. Alan ve Xing (2002) almalarnda yaptklar gzlemler,


7

taban snr katmannda zayf bir kaya a akntsn ortaya karm ve rzgar

dalgalarnn varl veya kat madde kelme hznda bir azalmann kat madde

tanmn arttrdn gstermilerdir.

Zhang ve Wen (2004) almalarnda 1950lerden 1990lara kadarki dnem

boyunca, Yukar Yangtze nehrinin iki byk kolunu oluturan nehirlerden Jialingde

kat madde tanmnda bir azalma ve Jinsha nehri de ise bir artma gibi farkl

deiiklikler gsterirken, Yukar Yangtze nehrinde (Yichan) kat madde tanmnda

bir deiim olmadn belirlemilerdir. Sz edilen dnem boyunca Yukar Yangtze

nehrinin kat madde tanmndaki bariz azalma eiliminin bu dnem boyunca 2

byk rmak kolundaki kat madde tanm deiikliklerinin dengelenmesinden

dolay olabileceini ifade etmilerdir. Jialing nehri kat madde tanmndaki mevcut

azalma eiliminin yeniden bitki rts oluturma, toprak korumas ve su muhafaza

abalarnn ak etkilerinin sonucu olduunu, arazi bozulmas, makineleme ve kanal

aktivitelerinin ise Jinsha nehrinin kat madde tanmndaki eilim artndan sorumlu

olduunu ifade etmilerdir.

Wheatcroft ve Sommerfield (2004) almalarnda, Kuzey Kaliforniya Eel

snrnn son dnem STRATAFORM almalarndan elde edilen bilgilerin

genelliini test etmek iin, nehir kat madde kaynaklar ve ktasal kaya tabakas

havzalar iin incelemilerdir. almalarnda Amerika Birleik Devletleri Jeolojik

Aratrmalar tarafndan elde edilmi nehir boalm ve kat madde younluk

verilerini, 17 nehir iin uzun vadeli yllk aslt kat madde miktarn gncelletirmek

iin kullanmlardr. Eel, Klamath /Trinity, Mad, Rogue, Umpqua ve Russian

nehirleri iin Kat Madde Birikme Oranlarn (KMBO) aratrmlardr. KMBO larn

nehir akm tahminlerinden ok daha az deitiini bulmular ve KMBO larn

genellikle 1.56 mm/yl olduunu ifade etmilerdir.

Tamene ve ark. (2005) yapm olduu alma, Kuzey Etiyopyann dalk

kurak blgesinde kat madde tanmna etki eden faktrlerin nedenlerini

aratrlmasdr. almalarnda uydu grntlerini ve arazi aratrmalarn ieren

farkl kaynaklardan elde ettikleri kat madde tanm ve rezervuar zellikleri


8

arasndaki ilikiyi analiz etmilerdir. Kat madde tanm deikenliini belirleyen

balca sebepleri belirlemek iin Pearsonun korelasyon, ilke unsurlar ve oklu

regresyon gibi farkl istatiksel analizler uygulamlardr. Elde ettikleri sonular, sel

erozyonu, yzey litoloji ve kara rts rezervuarlar arasnda kat madde tanm

deikenliinin byk ksmn aklamtr.

Damia ve Ramon (2005) almalarnda, ak dzenlenmi olan Aa Ebro

kat madde tanm bir l program ile tahmin etmilerdir. almada Ebro

nehrinin Maquinenza ve Riba Roja rezaruvarlarnda kat madde miktarn lerek,

barajlardan ak ynnde %60 ask maddesi ve %40 orannda da srnt madde

hareketi olduunu belirlemilerdir.

Juan ve ark. (2005) Gney Amerikada Magdalena Nehri ile ilgili yaptklar

almalarnda, Magdelena drenaj havzasnn kat madde miktarn ve ona etki eden

faktrleri 32 noktada ok yll veri seti temelinde incelemiler. almalarnda, kat

madde tanmndaki deikenliini anlamak ve tahmin etmek iin eitli hidrolojik

ve iklimsel deikenler hesap etmilerdir. alma sonucunda rezervuar blgesinin

%68 lik ksmnda nemli kat madde tanm art olduunu, % 31 lik ksmn kat

madde tanm ve veriminde den bir eilim olduunu belirlemilerdir. Arazi

kullanm analizleri ve artan kat madde miktar trendi, son 1020 ylda rezervuar

blgesinde toprak erozyonunun arttn ifade etmilerdir.

Mio ve ark. (2005) yaptklar bir almada Yeni Zelandann orman tahribi

sonucunda toprak kaymalar ve sel oluu kompleksleri ile vadi tabanlarna dalan

kat madde eklini ve miktarn deitirdiini belirlemilerdir. 1988 de yzylda bir

olan bir olayn (Bola Siklonu) saysz s toprak kaymalarna neden olarak kanal

dzeninin eklini ve miktarn deitirdiini ifade etmilerdir.

Joris ve Jean (2005) almalarnda, ilk i olarak havza alan, baskn erozyon

sreleri ve kat madde tanm arasndaki ilikiyi Akdeniz blgesindeki farkl kat

madde tanm kombinasyonu ile tanmlamlardr. ncelikle bir skalada llm

toprak erozyonu miktarnn baka bir skala seviyesindeki kat madde tanm iin


9

rnek alnamayacan belirtmilerdir. kinci olarak, havza skalasnda erozyon ve

kat madde tanm iin gelitirilmi nemli yar-nicel modeller gelitirmilerdir. Bu

modellerin ounda, erozyona ve kat madde tanmna olan hassaslna dayanarak

evresel faktrleri bir drenaj havzasn tanmlamak iin kullanmlardr.

Lee ve Shing (2005) almalarnda tanktan oluan bir tank modelini yzey

ak ve kat madde tanm tahminleri iin gelitirmilerdir. Her tankn kat madde

tanm, toplam kat madde tanm, kat madde tanm katsaysyla arplarak

hesaplanm tanm, her bir tankn yzey ak miktar ve tanktaki kat madde

younluu tarafndan elde edilmitir. Birinci tankn kat madde younluu, kendi

deposundan ve kat madde younluk dalmndan hesaplanm (KMYD); bir sonraki

aa tankn kat madde younluu kendi deposu ve st tankn kat madde

infiltrasyonundan hesaplanm. Artml kaynak yzey akndan (veya etkili yatan)

kaynaklanan KMYD, ani birim kat madde grafik teorisi (ABKMG) ve bir kat

madde ynlendirme fonksiyonu tarafndan elde edilmitir. KMYD yi kullanarak kat

madde tamas ABKMG modelindekiyle karlatrlm. Yaptklar almann

sonucunda gelitirdikleri Mississipi dalk blge boaltm havzasnda dorulandn

ortaya karmlardr.


10

2.2. lkemizdeki almalar

Aksu ve ark. (1997) almalarnda, zmir Krfezinde deniz kirliliinin

boyutlarn yzey kat maddelerinde inorganik ve organik jeokimyasal verilerle

deerlendirmilerdir. 84 rnek zerinde belirlenen 42 elementin younluklar, zmir

Krfezi yzey kat maddelerinin toplam organik karbon ve slfr ile balantl olarak

gelien Ag, As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, P, Pb, Sb, Sn, V, ve Zn gibi ar metallerce

belirgin bir zenginleme gsterdiini saptamlardr. zmir i Krfezinde 14 rnek

zerinde gerekletirilen organik jeokimyasal veriler ise bu kat maddelerin ayn

zamanda poliklorlu dibenzo-p-dioksinler, poliklorlu dibenzofflour ve polisiklik

aromatik hidrokarbonlarca da ok zengin olduunu belgelemitir. Bu inorganik ve

organik veriler zmir i Krfezinin ar derecede kirli olduunu ve denizsel evrede

yaayan canllara byk lde risk oluturabileceini belirtmilerdir. Birka kk

blge dnda zmir Orta ve D Krfezi dk oranlarda ar metal zenginlemesi

gstermektedir. Hekim ve Ciek Adalarnn dou kesimlerinde grlen ve Ag, Cd,

Hg, Mo, Sb ve Sn younluklarnda gzlenen zenginlemelerin 1976dan 1990

yllarna kadar sren, zmir i Krfezinin en kirli kat maddelerinin tarama ve

dkm ilemleri sonucunda olutuunu dnmlerdir. Gediz Nehrinin bugnk

aznn gney kesimlerinde grlen ve Cd, Cr, Cu, Hg, Pb ve Zn gibi agr metallerle

belirlenen zenginleme ise Gediz Nehrinin drenaj alanndaki byk sanayilemeyi

yanstmakta ve bu nehrinin Orta Krfezinin nemli antropojenik kaynaklarndan biri

olduunu belirtmilerdir.

ztrk ve ark. (2003) almalarnda, Bilecik ili Pazaryeri ilesi Kkelmal,

Gde ve Bahesultan kyleri arazisi ierisinde bulunan Kurukavak deresi su toplama

havzasnda 1994-1996 yllar verileri ile yrtlen aratrmada yzey ak ve kat

madde miktarn uyguladklar model yardmyla tahmin etmeye almlardr. Bu

amala havzaya ait; topografya bitki rts, toprak, arazi kullanm ve iklim verileri

toplanm, daha sonra bu veriler corafi bilgi sistemi ortamna aktarlarak model iin

gerekli analizler yaplmtr. Elde edilen harita, tablo ve bireysel verilerle yaplan

yzey ak tahminlerini llen deerlerle karlatrmlardr. alma alanndaki

19941996 yllar arasndaki 15 farkl ya olayndan seilen 8 olaya gre; model


11

deerlerinin gzlem deerleri zerine etkinlii % 25, belirtme katsays 0.43 olarak

bulunmutur. Kolmogorov-Smirnov testine gre; 0.83 olarak bulunduundan gzlem

ve model deerlerinin homojen olduu baka bir deyimle ayn poplsyona ait olup

model deerlerinin gzlem deerlerini temsil edebilecei kansna varmlardr.

Son yllarda, inaat mhendisliindeki bilgisayarl hesaplamalarda yapay zeka

uygulamalar ilk sray almtr. Bu uygulamalar genellikle uzman sistemleri

iermektedir. Frat ve Gngr (2004) almalarnda yapay sinir alarna deinmi ve

bir uygulama yapmlardr. Sonulara ok ksa zamanda yaklamadaki etkinlii

nedeniyle yapay zek uygulamalarnn dier yaklam metotlarna gre tercih

edilmesine neden olmutur. lkemizde eitli nedenlerle meydana gelen erozyon

olay sonucu, kat madde tanmnn, toprak ve su kaynaklarnn gelitirilmesine

olan olumsuz etkilerinin byk boyutlara ulat bilinen bir geektir. Frat ve

Gngr (2004)n almalarnda, akarsular tarafndan tanan ask maddesi miktar

ileri beslemeli yapay sinir alar ile tespit edilmi. problemin eitim ve test setinde

EE (Elektrik leri Ett daresi) tarafndan yaplan ask maddesi lmleri

kullanmtr.

Duman ve ark. (2004) almalarnda dou Ege denizindeki zmir krfezinin

ince taneli bir kat madde alan olduunu belirlemilerdir. Yzeysel kat maddeler,

tane boyutlarna bal olarak yedi alt ksma ayrlabilir. D krfezin dou kesimi silt

ve amurla kaplanmken, d krfezin bat kesimi siltli ve amurlu kumla kapl

olduunu belirlemilerdir. Krfez merkezinin byk blm %50 kadar karbonat

ieren kumlu silt ile kapldr ve merkezle i krfezin arasndaki alan siltle

denmitir. Yzey kat maddelerin toplam organik karbon konsantrasyonlar %3.12

ila %40 arasnda deitiini ve silt hacmi orannda oaldn gzlemlemilerdir.

krfezin organik madde birikmesinin muhtemelen ham pis su boalma azlarnda

ieri ak tarafndan retildiini gzlemlemilerdir. Tane bykl trendleri,

hidrodinamik, mineraloji ve jeokimya bilgisi ile balantl olarak, kat madde hareket

modelini karmak iin analiz edilmitir. Bu analizler iin hazrlanan model, ana

tortu alanlar ve zmir krfezi evresinde kirletici madde dalma modelleri kat

madde tama ynleri ile ilgili bir n fikir vermek maksadyla hazrlanmtr.


12

Su kaynaklarnda yapay sinir a (YSA) uygulamalarnn ounluu ileri

besleme geri yaylm metodu (BGY) almasn ierir. igizolu ve Alp in 2005

ylnda yaptklar almada dier bir YSA algoritmas, genelletirilmi regresyon

sinir a, (GRSA), nehir aslt kat madde tahmininde kullanlmlardr. Sinirsel alar,

gnlk nehir akm Amerikadaki Juniata havzasnn aslt kat madde verileri

kullanlarak dzenlenmitir. almalarnda, iki YSA algoritmas tarafndan

salanm aslt kat madde tahminleri, konvansiyonel kat madde deerleme erisi

ve oklu lineer regresyon metodu sonular ile karlatrlmtr. Ortalama aplanm

hata ve katsay belirleme kriteri karlatrma olarak kullanlmtr. Ayrca tahmin

edilmi ve gzlenmi toplamlar, nceki bahsedilmi iki yntemin kriterine ek olarak

gzden geirmilerdir. alma, sonu olarak YSA tahminlerinin nemli bir ekilde

konvansiyonel metod sonularndan daha stn olduu sonucunu ortaya koymutur.

Bir havzada erozyon sonucu meydana gelen toprak kaybnn ve tanan kat

madde miktarlarnn bilinmesi, toprak ve su kaynaklarnn gelitirilmesine ynelik

havza almalar iin nemli bir kriterdir. Trkiye akarsularnda kat madde gzlem

istasyonlarnn ve gzlemlerinin yetersiz oluu nedeniyle tanan kat madde

miktarlar ampirik denklemler ile tahmin edilmeye allmaktadr. Son yllarda

Corafi Bilgi Sistemi (CBS) kullanlarak deneye dayal denklemlerin gelitirilmesi

ve kullanm hz kazanmtr. rvem ve Tlc (2005) almalarnda, CBS

kullanlarak niversal Toprak Kayb Denklemini (USLE) temel alan erozyonla

toprak kayb ve kat madde verimi tahmin modeli (EST) gelitirmilerdir. Gelitirilen

modelde, arazi kullanm, bitki rts, arazi eimi ve kat madde iletim oran

parametrelerini kullanm ve model; Seyhan Havzasnda bulunan Krkn alt

havzasna uygulamlardr. Uygulamada ILWIS (CBS) paket programn

kullanmlardr. Uygulama sonucunda toprak kayb ve kat madde verimi tahmini

yaplm, tahmin edilen kat madde verimi gzlenen deerlerle kyaslanarak yaplan

deerlendirme sonucunda modelin tahmin kabiliyetinin dk olmasna ramen

tahmin edilen ve gzlenen deerlerin ortalamalar arasnda istatistiksel olarak nemli

bir fark olmad, baz yllarda hatal gzlemlerin yaplm olabilecei, bu yllar

dikkate alnmadnda modelin tahmin kabiliyeti istenen dzeye geldii tespit


13

etmilerdir. Modelde, kat madde iletim orannn tahmin sonucunda en etkili

parametre olduu, bu orann geni havzalarda belirlenmesi iin ayr bir almann

yaplmas gerektii belirlenmitir.

3. MATERYAL ve YNTEM Mehmet MUTLU

14

3. MATERYAL ve YNTEM

3.1. Materyal

3.1.1. alma alan ve zellikleri

Bu tez kapsamnda yaplan almada, alma alan olarak Frat havzas

seilmitir. Frat havzas, yurdumuzun en byk akarsuyu olan Frat nehrini

kapsamaktadr. Frat nehri, gney Erzurum dalarnda doar ve gney batya doru

akarken nehir havzasnn st ksmn oluturan dalk alandan su toplar.

Dou Anadoluda Erzurum ve Ardan kaynaklanan Murat ve Karasu

nehirleri birleerek Frat nehrini olutururlar. Frat ile birleen dier nehirler,

Malatyada Tohma, Adyamanda Khta, Ziyaret ve Gksu, anlurfada Karada

ynnden gelen Hachdr ve Hacikamil, Gaziantepte Karasu ve Niziptir. Frat

snr getikten sonra Suriye ve Irak dzlklerine ular. Frat havzas, Suriye

snrnn kuzeyinde 102 876 km2lik bir alan kapsamakta olup, bunun 22 000 km2si

blge snrlar iinde, Karakaya baraj ile Suriye snr arasndadr. Frat nehrinin

ortalama yllk debisi ise 31.6x109 m3tr ( Akakoca. 1997 ).

Nehir debisindeki mevsimlik deimeler de dikkat ekicidir. Ortalama bir ylda

en yksek ak miktar Nisan aynda en dk ak miktar ise Eyll aynda gzlenir.

Ortalama bir ylda aylk ak miktar, yllk ortalamann %275 ile %33 kat arasnda

deiir ( Akakoca. 1997 ).

lkemizin en byk ve kapsaml projelerinden olan GAP bu nehir ve Dicle

nehri zerinde ina edilmektedir. GAP su toplama ve datma sistemleri havzalar ve

sulama kontrol alanlarn kapsayan 74 000 km2lik bir toplam potansiyel alan

kapsamaktadr. Frat havza sisteminde planlanan toplam aktif su depolamas 43.9x


15

109 m

3 ve Dicle havza sistemi 15.9x10

9 m

3tr. Planlanan sulama alanlar srasyla

1.08x106 ha. ve 0.67x10

6 hadr. GAP alan dahilinde bu 60 km3 aktif su depolamaya

dnerek ve en az 17 500 km2lik bir alan sulanacaktr. Aa Frat'ta 53, Bat ve

Orta Dicle'de 15, dolaysyla toplam 68, ayrca Dou Dicle'de 22 baraj sulama

ve/veya enerji retimi iin gerekli dzenleme haznelerini oluturacaktr (zi ve

ark. 2000).

Gneydou Anadolu Projesi tamamlandnda; lkemiz snrlar iinde ylda 53

milyar m3ten fazla su aktan Frat ve Dicle nehirleri zerindeki tesislerle Trkiye

toplam su potansiyelinin %29u kontrol altna alnm olacaktr (GAP. 2006).

3.1.2. almada kullanlan veriler

Frat havzas kendi ierisinde Aa Frat, Orta Frat ve Yukar Frat olarak e

ayrlmtr (ekil 3.1).

Frat Havzasnda EE tarafndan iletilmekte olan ve verisi bulunan istasyon

says toplam 83 tane olup bunlarn 56 s kapaldr. Frat Havzas 127 304 km2lik

yzlm, 1009.87 m ortalama ykseklii ile Trkiyenin en byk su havzasdr.

Frat Havzasna den ortalama ya 540,1 mm/yl ve ortalama yllk ak ise 31.61

km3 tr (EE. 2000).

Kat madde hareketinde kullanlmak zere, akm gzlem istasyonlar ve

bunlara ait gzlem deerleri incelenerek aadaki temel kstaslar salayan

istasyonlar kullanlmtr.


16

ekil 3.1. alma alann gsterir havza haritas (Frat Havzas) (Gm. 2006)


17

Bu tez kapsamnda yaplan almada EE nin gzlem istasyonlarndan

faydalanlmtr. Bu akm gzlem istasyonlar aadaki gibidir ( izelge 3.1).

izelge 3.1. Frat Havzasnda bulunan Akm Gzlem istasyonlar ve zellikleri (EE,2006) AG NO

SU VE STASYON ADI A.TAR. KAP.TAR. ALAN

(Km2)

KOT

(m) CO. KOORDNAT

2101 FIRAT N.-KADIKY 26.07.1936 11.07.1945 77453.6 625 38 41 25D-38 25 15K

2102 MURAT S.-PALU 26.07.1936 25515.6 859 39 56 22D-38 41 49K

2103 FIRAT N.-KEBAN 03.08.1936 63873.6 698 38 43 54D-38 48 07K

2104 FIRAT N.-BAKIRHAN 08.10.1936 30.11.1938 78118.0 600 38 51 37D-38 24 00K

2105 FIRAT N.-KARAKAYA

(KARAKLSE) 13.10.1936 01.01.1983 80421.2 540 39 10 49D-38 11 47K

2106 FIRAT N.-SARSAP 16.10.1936 30.11.1938 81898.4 500 39 10 44D-38 01 50K

2107 MURAT N.-ARDEN 30.10.1936 21.05.1943 21252.4 1300 41 03 20D-38 47 44K

2108 MURAT N.-PERTEK 07.11.1936 30.04.1941 31922.8 740 39 15 30D-38 51 31K

2109 FIRAT N.-KEMALYE 11.11.1936 15.03.1975 20687.6 810 38 30 04D-39 15 54K

2110 FIRAT N.-KMRHAN 10.12.1938 16.01.1971 78461.6 628 38 49 03D-38 26 33K

2111 DERME S.-PINARBAI 11.02.1943 22.12.1950 0.0 1225 38 15 21D-38 17 28K

2112 GKPINAR-YELKENKY 04.11.1945 21.07.1953 137 1450 37 18 30D-38 39 38K

2113 GRLEVK D.-KALECK 22.07.1947 01.09.1953 26.0 1463 39 44 14D-39 34 23K

2114 FIRAT N.-BRECK 23.12.1947 16.01.1998 100915.6 337 37 58 27D-37 01 39K

2115 GKSU-MALPINAR 15.02.1953 3998.8 397 38 09 26D-37 29 36K

2116 MUNZUR S.-KALENDER 31.07.1953 23.07.1957 3895.2 810 39 36 22D-38 53 15K

2117 FIRAT N.-MEZRA 17.08.1953 24.03.1963 81878.0 525 39 11 55D-38 03 31K

2118 TOHMA S.-KIRKGZ 23.08.1953 01.10.1967 9340.4 653 38 21 00D-38 29 40K

2119 FIRAT N.-KEMAH

BOAZI 04.09.1953 10356.0 1123 39 23 36D-39 41 00K

2120 FIRAT N.-KTR KP. 05.09.1953 31.01.1972 5137.2 1375 40 15 12D-39 43 55K

2121 FIRAT N.-SANSA BOAZI 05.09.1953 01.08.1967 8505.6 1205 39 52 52D-39 35 22K

2122 MURAT-TUTAK 09.09.1953 5882.4 1552 42 46 49D-39 32 19K

2123 A A S.-INARKY (A A S.-NUSAYBN)

27.11.1953 31.01.1994 863.6 560 41 18 14D-37 11 38K

2124 TOHMA S.-YAZIKY 01.09.1954 1256,1 1180 37 26 33D-38 40 21K

2125 SULTANSUYU-SUATI 01.09.1954 30.09.1976 450.0 995 37 59 21D-38 11 49K

2126 TOHMA S.-AYVALI 04.09.1954 01.02.1962 3478.9 1125 37 40 06D-38 42 24K

2127 TOHMA S.-SAMAH 05.09.1954 30.06.1962 6174.4 825 37 50 21D-38 30 39K

2128 CMN D.-CMN 03.06.1955 10.12.1965 31.2 1467 39 42 20D-39 42 45K

2129 SAKALTUTAN S.-ERKENEK

20.08.1955 24.12.1965 45.2 1220 37 53 44D-37 55 24K

2130 PLR .-SAKALIKESK 09.08.1956 31.10.1968 290.8 1050 41 05 51D-39 50 39K

2131 BEY D.-KILAYIK 07.09.1956 277.6 925 38 12 36D-38 19 21K

2132 CULAP S.-NCRL 10.09.1956 31.10.2001 464,5 470 39 02 02D-37 09 37K

2133 MUNZUR S.-

MELEKBAHE 31.07.1953 3284.8 875 39 31 35D-39 02 39K

2134 ABDULHARAP G.AYAI-EREFHAN

10.07.1959 01.10.1967 106.0 1371 38 16 23D-38 03 42K

2135 BULAM .-FATOPAA 28.09.1957 166.4 1240 38 44 49D-37 59 26K

2136 PLK .-KOMAAT 06.10.1958 12.12.1965 85.6 1900 39 42 42D-39 53 20K

2138 BYKAY-GLEBAD 28.10.1959 01.10.1971 138.0 1760 39 50 54D-39 52 06K

2139 MERCAN D.-

ARKLARBAI 11.03.1961 31.10.1968 108.0 1385 39 36 18D-39 34 25K

2140 FIRAT N.-DUTLUCA 21.04.1961 31.01.2002 92654.0 386 38 18 37D-37 28 30K

2141 PER SUYU-KORUDB 20.11.1961 12.09.1997 3604.4 1035 40 06 28D-39 09 13K

2142 MURAT N.-GLKR KP.

06.05.1962 01.09.1968 26139.6 817 39 42 57D-38 38 32K

2143 MUNZUR S.-LAZVAN 09.05.1962 01.09.1968 3496.8 890 39 30 17D-38 58 13K

2144 PER S.-SEYTL 15.05.1962 01.11.1968 5492.0 838 39 47 03D-38 51 40K

2145 TOHMA SUYU-

HSARCIK 30.06.1962 5822.0 935 37 41 08D-38 28 32K


18

izelge 3.2 (Devam). Frat Havzasnda bulunan Akm Gzlem istasyonlar ve zellikleri (EE.2006)

2146 MURAT N.-AVAN KP. 09.11.1962 01.10.1968 40720.0 710 38 53 53D-38 52 34K

2147 MUNZUR S.-

DEDKUAI 07.11.1962 01.10.1997 875.0 1195 39 17 53D-39 20 40K

2148 PLMR .-PAH KP. 18.01.1963 30.09.1974 1238.4 905 39 36 38D-39 06 23K

2149 MUNZUR S.-MSKSA 17.01.1963 1669.0 900 39 32 35D-39 06 29K

2150 ALTI S.-ALTI 28.09.1963 30.08.1968 4606.0 845 38 20 26D-39 22 21K

2151 FIRAT N.-DEMRKAPI D.D.Y.

(SANSA BOAZI) 13.06.1963 8185.6 1355 40 10 05D-39 34 41K

2152 MURAT N.-MU 01.10.1967 30.09.1983 17773.6 1241 41 30 00D-38 52 03K

2153 FIRAT N.-FIRAT D.D.Y. KP.

08.11.1967 01.08.1986 77740.4 640 38 49 05D-38 26 26K

2154 KARASU-AAI KADAR

01.10.1968 2886.0 1675 40 45 33D-39 56 16K

2155 TUZLA D.-TERCAN KP. 01.03.1969 31.08.1990 2144.0 1415 40 22 41D-39 46 31K

2156 FIRAT N.-BAITA 01.10.1968 15562.0 865 38 26 55D-39 25 57K

2157 KARASU-KARAKPR 15.11.1968 2098.4 1250 41 29 43D-38 47 02K

2158 BNGL .-ABDURAHMANPAA K.

19.11.1968 1577.6 1310 41 29 14D-39 06 30K

2159 AM D.-HACIKAML KP.

17.12.1968 04.02.1993 1036.0 525 39 04 57D-37 39 21K

2160 NZP .-DANAOLU 16.12.1968 25.04.1989 1020.0 365 37 56 38D-36 57 18K

2161 HABUR .-CEYLANPINAR

01.07.1969 25.10.1972 2998.0 345 40 01 25D-36 50 03K

2162 FIRAT N.-ER 09.07.2003 995 38 57 08D-39 35 06K

2163 KAHTA .-KAHTA 01.10.1969 01.10.1974 1687.2 480 38 39 33D-37 47 11K

2164 GYNK .-AYAZI 07.11.1968 2232.0 998 40 33 32D-38 48 06K

2165 ZERKAN .-HOCAKY 23.11.1968 30.11.1998 490.0 445 40 30 30D-37 08 32K

2166 PER S.-LOMAR 01.11.1968 5385.8 847 39 48 50D-38 51 31K

2167 ALTI S.-DAZLAK 21.10.1967 07.04.1997 4288.0 890 38 15 33D-39 20 52K

2168 DUMLU .-YELDERE 01.10.1972 03.06.1997 52.0 2000 41 24 36D-40 08 17K

2169 FIRAT N.-TLLA KP. 25.10.1972 14.02.1975 84044.8 430 38 53 43D-37 45 05K

2170 FIRAT N.-BELKISKY 01.07.1973 01.10.1999 100702.4 340 37 52 09D-37 03 44K

2171 ULUDERE-

HASANELEB 01.05.1976 13.04.1993 411.2 1188 37 52 56D-38 55 38K

2172 PLMR .-BATMAN KP.

14.11.1977 1374.0 890 39 33 55D-39 06 20K

2173 SULTAN S.-DEDEKY 01.06.1976 14.01.1993 486.0 943 37 59 39D-38 14 22K

2174 MURAT N.-AKKONAK 01.10.1979 17435.1 1285 41 31 11D-39 02 29K

2175 FIRAT N.-HNDBABA 24.10.1982 12.11.1990 80486.0 523 39 11 21D-38 12 22K

2176 TACK D.-MUTUBOAZI 01.03.1983 94.4 1225 39 52 19D-39 35 24K

2177 HINIS .-ADIVAR 28.05.1985 2995.3 1452 42 10 06D-39 13 10K

2178 GYNK .-DEVECK KP.

01.07.1986 04.11.1992 437.5 1579 40 51 45D-39 04 43K

2179 KOP SUYU-PIRNAKAPAN 04.10.1996 9.0 1780 40 33 44D-39 59 15K

2180 DUMLU .-YELDERE 03.06.1997 52.3 1935 41 24 31D-40 08 19K

2181 ARABALI D.-TUTAK 17.06.1997 117.3 1615 42 49 35D-39 31 31K

2182 ULUAY - KURTDERE 12.12.1998 31.10.2001 43.5 875 39 18 03D-38 47 05K

2183 PAMUKAYI - KOCAL 18.12.1998 68.0 1028 38 16 46D-37 56 06K

2184 KAPIKAYA D. - KAPIKAYA

20.02.1999 31.10.2001 13,3 805 38 33 59D-38 21 55K

TOPLAM 1 AG SAYISI: KAPALI AG SAYISI:

AIK AG SAYISI:

83 56 27


19

1. Veri saysnn istatistik anlamda nicelik bakmndan yeterli rnek olmas

2. Tm havza alann temsil etmesi bakmndan havza alannda homojen

dalm olmas

3. Gzlem yllarnda kesiklik ve dzensizlik olmamas,

4. Gncel kat madde deerlerini bulmak bakmndan gnmze yakn

verileri bulunan istasyonlar zellikle seildi.

Bu erevede deerlendirilen istasyonlardan, kriterlere uygun olarak kabul

edilen 5 istasyon seilmitir. Gemie dayal uzun yllk veri ieren 2102 nolu Murat

Nehri Palu istasyonu, 2115 nolu Gksu Nehri Malpnar istasyonu, 2119 nolu Frat

Nehri Kemahboaz stasyonu, 2133 nolu Munzur Suyu Melekbahe stasyonu ve

2145nolu Tohma Suyu Hisarck stasyonlar seilmitir.

Bu istasyondaki verilerden, 2102 nolu istasyonda 1962 ile 2005 yllar arasnda

aylk olarak 474 adet veri bulunmaktadr, 2115 nolu istasyonda 1977 ile 2005 yllar

arasnda aylk olarak 378 adet veri, 2119 nolu istasyonda 1965 ile 2005 yllar

arasnda aylk olarak 463 adet veri, 2133 nolu istasyonda 1962 ile 2005 yllar

arsnda 344 adet veri ve 2145 nolu istasyonda ise 1990 ile 2005 arasnda aylk olarak

193 veri bulunmaktadr. Aylk olarak alnan bu verilerin tamam gnlk verilere

evrilerek ilem yaplmtr.


20

3.2. Yntem

3.2.1. Akarsularda kat maddeler ile ilgili tanmlar

Akarsu yatann her noktasnda ayn byklkteki tanelerin srklenmeye

kar ayn direnci gsterdii kabul edilirse, tanelerin harekete balad andaki su

derinliine ait srklenme gerilmesi kritik kayma gerilmesi adn alr (Denklem 3.1).

JRJh krkrkr **1000**1000 (3.1)

Burada;

kr = Kritik kayma gerilmesi,

hkr = Kat madde hareketinin balad su derinlii,

Rkr = Kat madde hareketinin balad hidrolik yarap

J = Hidrolik eim

Kritik kayma gerilmesinin tane zelliklerine baml olduu bilinmektedir.

Schocklitsch kritik kayma gerilmesi tane apna ( d ) baml olarak;

006.0d m iin dskr *)(76.0 (3.2)

olarak belirlenmitir. Burada;

s = Kat madde zgl arl,

= Suyun zgl arl,

d = Dane apdr.

2/12/1

2/1

**.. JRgjhgVx (3.3)

fadesi ise kayma hzdr. Kritik kayma hz Vkr olup.


21

2/1

*

2/1*** jhgJRgV krkrxkr (3.4)

eitliinden hesaplanr.

Shields tarafndan dz

kr

* ifadesi kayma Reynolds saysnn ( Rex )

fonksiyonu olarak tanmlanm olup deney sonularna bal eriler karlmtr.

Kayma Reynold says xexVd

R*

eitliinden hesaplanr.

Genel kat madde tanm denklemi fonksiyonel olarak bu ekildedir.

),,,,,,,,,( , TidGdbjhvfg bgsfseg

Burada;

gs = Birim zamanda madde ak miktar,

b = Ak genilii,

h = Derinlik,

de = Karmn etkili tane ap,

dg = Partikl ap geometrik ortalamas,

Gsf = Partikl ekil faktr,

b = Partikl yzdesi

J = Enerji izgisi eimi,

= Suyun younluu,

v = Ortalama ak hz,

T = Suyun scakl

s = Kat madde younluu

Bu veriler gruplandrlacak olursa ( v, h, g, b ) hidrolik parametreler, ( de, gs,

Gsf ) kat madde partikl parametrelerini, ( dg, ib ) kat madde parametrelerini ( , T )

akkan zelliklerini gstermektedir (Berkn. 2005).

3.2.2. Kat madde hareketi

Akarsularda kat madde hareketi iki farkl ekilde meydana geldii

bilinmektedir. Bunlar,


22

1. Srnt madde hareketi

2. Ask madde hareketi

Akarsu tabannda hareket eden maddelere srnt maddesi yzerek hareket

eden maddelere ise ask maddesi birim zaman ierisinde bir kesitten geen kat

madde miktarna srnt maddesi debisi ask madde miktarna ask madde

debisi denir. Bu durumda toplam kat madde debisi denklem 3.5te verilmitir.

2ssiT (3.5)

Burada,

T = Toplam kat madde debisi,

si = Srnt maddesi debisi,

2s = Ask maddesi debisidir.

T sabit deildir zamana gre deiir. tfT dr. Ayrca toplam kat madde

miktar seneden seneye deiim gsterir.

Genelde yatak maddesi zerinde maddelerin tanelerden olutuu bilinmektedir

ve kohezyonun mevcut olmad kabul edilir. Gerekte kohezyonun olmad bir

durum sz konusu deildir. Fakat kohezyon etkisi ihmal edilebilir. Kanal ierisinde

hareket eden srnt maddesi kanal tabanna ok deiik ekiller verir.

Tanelerden oluan bir yatak zerinde su ok kk bir hz ile akt zaman

nce tane hareketi olmaz. Hz artarak srklenme gerilmesinin snr deeri ald

zaman tabandaki taneler hareket etmeye balar. Eer yatak malzemesi kum gibi ince

malzemeden oluuyorsa ilk nce dalgaclar eklinde malzeme birikimi oluur.(ripple)

Bu buruukluklar kumlu sahillerde grmek mmkndr

Daha yksek hzlarda periyodik dzensizlikler grlr. Bunlara tepecik (dunes)

denir. Buruukluklarla beraber grnrler. Daha byk hzlarda buruukluklar


23

tamamen ortadan kalkar ve yalnz tepecikler ortada kalr. Tepecikler buruukluklara

nazaran daha yuvarlak ve geni balkl olurlar. Fakat tepe noktalar kesit boyunca

uzanmaz. Her ikisi de zamanla yava ekilde aaya doru hareket ederler ve n

taraftan srklenen malzeme aaya doru itilir. Tepecikler ve buruukluklar

arasnda kesin bir hat izmek mmkn deildir. Ancak iri kumlarda buruukluklara

rastlanmaz. Hzlar daha fazlalarsa dz yataklar meydana gelir. Daha da arttrlrsa

kum dalgalar oluur ve yzeyde dalgalanmalar belirir. Froude saysnn birden

byk olduu zaman yani akm sel rejiminde olduu zaman su yzeyindeki dalgalar

ok dikleerek memba tarafna doru krlr ve tabandaki dalgalar memba tarafna

doru hareket ederler. Bunlara kar tepecikler ad verilir. Bunlara rzgrn tesiri ile

hareket eden ksmlarda rastlamak mmkndr.

Yksek debilerde srnt maddesi miktar artar. Buna bal olarak tabanda

dalgacklar ve ters basamaklar oluabilir. Taknlarda, kat madde konsantrasyonu

byk olduu iin, takn sresince gelen kat madde miktarnn kat madde

miktarna oran, takn suyu hacminin, akarsuyun bir senedeki su hacmine oranndan

daha byk olmaktadr. Dier bir deyile, kat madde miktar debisindeki sapmalar,

akarsuyun maksimum debisinin ortalama debisine olan sapmalardan ok daha byk

olmaktadr.

Akarsu ierisindeki kat maddeler, trblansn iddetine gre su ierisinde

askdaki madde olarak hareket ederler. Trblans iddetlendike daha iri taneler

askdaki madde haline geerler. Kat madde konsantrasyonun en byk olduu yer

tabann tam zerindedir. Tabandan itibaren yaklak 0.05h yksekliinde en byk

ask maddesi konsantrasyonu ( ca ) bulunaca kabul edilecektir.

Akarsudaki ask maddelerinin c konsantrasyonu tabandan olan uzaklkla

deiir. Tabana paralel olarak alnan bir birim alanda trblans nedeniyle yukarya

doru tanan kat madde miktar c

z

d

dile orantldr.

( )csz

d

d deerinde s orant

says Denklem 3.6da verilmitir (Erkek ve Arolu. 1993).


24

0csz

dcw

d (3.6)

Askdaki maddelerin byklkleri 2-3 mm den 0.002 mm ye kadar olan

kolloid paralar arasnda deiir. Ask maddesi konsantrasyonu akarsuyun

karakteristiklerine baldr. Akarsulardaki bu kat maddeler su kuvvetleri tesislerinde

ve su artma tesislerinde eitli zararlara sebep olur. zellikle byk dlerde su

ierisindeki ask maddesi daha da tehlikeli olur. 1000 m lik dlerde 0.1 mm den

daha byk tanelerin kelerek suda ayrlmas gerekir. Burada ask maddesinin

cinsinin bilinmesi alnacak nlemlerin eidinin tespiti asndan nem tar.

Vahi dere yataklar kaya ve taneli malzemeden olumaktadr. Belirli aptaki

bir taneyi sabit halden hareketli hale getirmek iin gerekli kuvvet yuvarlanmaya

baladktan sonra taneyi harekette tutmak iin gerekli kuvvetten ok byktr.

Yuvarlanma esnasndaki srtnmeler ok kktr. Su seviyesi zamanla

alaldndan iri taneler harekete devam edemez ve durunca evresinde evrintiler

oluur. ri taneler arasndaki kk apl taneler devaml ykand iin bir zaman

sonra tane taban iri talarla kaplanr. Bunlarn altnda kalan kumlar ve akllar

srklenmeye kar korunmu olur. Bu gibi vahi derelerde, byk bir taknn

balangcnda eitli ynlerdeki akmn etkisi ile belirli bir srklenme gerilmesinin

zerine ulanca, araya skm olan kk talar yerinden frlayarak ayrlrlar.

Bunun sonucunda iri tanelere olan etki giderek artar. Bunlarn srklenmeye

balamas ile srnt madde miktarnn bir darbe eklinde birden ok byk bir

hacme ular.

3.2.2.1. Tek bir tanenin dengesi

Kohezyonsuz bir malzeme ile kapl ok geni bir yataktaki, bir kat madde

tanesi zerine etkiyen kuvvetler bu tanenin su altndaki arl, kaldrma kuvveti ve

srklenme ( kayma ) kuvvetidir. Kaldrma kuvvetini balayan parametreler ile

srtnme kuvvetini hesap etmek iin kullanlanlar benzer olduu iin kaldrma


25

kuvveti hesaplarda aka grnmez. (ekil 3.2) Laminer ve trblansl akm halinde

tek bir taneye etkiyen F1 kaldrma kuvveti, Fd srklenme kuvveti ve suya batm

tanenin Fg arl gsterilmitir. Ayrca kat maddenin ( ) ev as ve tabann ( )

as da gsterilmitir ve yine c arlk merkezi ve G dayanak noktas da belirtilmitir

( ekil 3.3).

31( )g s sF c d (3.7)

Burada;

c1 = ekil katsays

ds = Tanenin karakteristik apdr.

Tanenin hacmi c1ds3 tr. Tane kresel ise 1

6c olur

Srklenme kuvvetleri ise iki ayr ekilde hesaplanabilir.

ekil 3.2. Tanenin srkleme gerilmesi

3.2.2.1.1. Laminer akm hali

Bu halde viskoziteden oluan kuvvetler ar basacandan su ipcikleri taneyi

sarar ve etrafndan dolar. Bunlarn bilekesi c arlk merkezinden geer ( ekil

3.3).


26

ekil 3.3. Laminer akm hali iin F1, Fd ve Fg kuvvetleri (Berkn. 2005)

3.2.2.1.2. Trblansl akm hali

Bu halde atalet en nemli etken olacandan bileke c den geer. Laminer

akm halinde bir tek tanenin dengesi incelenerek kritik kayma gerilmesi iin bulunan

forml;

0.18 tankr s sd (3.8)

eklindedir ( White. 1940).

naat mhendislii alanna giren hemen hemen btn problemlerde akm

trblansldr. Bu takdirde srklenme kuvveti Denklem 3.9da ki gibi yazlabilir.

3

0 2d sF c d (3.9)

Burada;

0 = Tabandaki kayma gerilmesi

ds = Tanenin kayma gerilmesinin etkidii efektif alan

c2 = Efektif alan tarif eden katsay

ekil 3.3de Laminer akm halinde taneye etkiyen kuvvetlerin G dayanma

noktasna gre momenti;


27

3 21 1 2 1sin coss s o sc d a c d a (3.10)

eklinde yazlabilir.

0 k iin bant

3 2

1 1 2 2sin coss s kr sc d a c d a (3.11)

olur. kr kesme gerilmesidir. Buradan kritik kayma gerilmesi;

1 1

2 2

cos tan tankr s sc a

dc a

(3.12)

olur. Tabanda eimin 0 olmas halinde bu denklem;

1 1

2 2

tankr s sc a

dc a

(3.13)

haline gelir.( nin deeri cos =1 etkilediini salayacak deerdedir.) Bu

durumda;

1 1

2 2

c a

c a=0.18 (3.14)

olmaktadr. Bu deer, Laminer akm iin deneysel almalar ile bulunmutur. Tam

olumu trblansl bir akmla a1=a2 dir. Buna gre;

tankr s sk d (3.15)

1

2

ck

c kar. Buradan;


28

tankr

s s

kd

(3.16)

bulunur. kr

s sd Parametresi yer ekimi kuvvetinin srklenme kuvvetine

orandr ve bu ifade bir eit Froude saysnn gsterir. Bu Froude saysna, tane ap

ile ilgili olmas dolaysyla dolaysyla tane Froude says ismi verilir.

ekil 3.4. Trblansl akm hali iin F1, Fd ve Fg kuvvetleri (Berkn. 2005)

3.2.2.1.3. Kaldrma kuvvetinin gz nne alnmas halinde tek bir kat madde tanesinin dengesinin incelenmesi

Kat madde hareketinin balamas ile ilgili kayma gerilmesi dikkate alnm

olup, mevcut olduu halde kat madde zerindeki kaldrma kuvvetinin etkisi dikkate

alnmamtr. zerinde bir sv hareketinin yer ald bir yzey zerinde bir tek kat

taneye etkiyen kaldrma kuvveti iddetini unlar belirler;

1. Trblansl akmn hz ve hz salnmlar

2. Tanenin yzeyi boyunca iddeti deien ve trblans dolaysyla salnmlar

yapan hidrostatik basn.

Genel olarak kaldrma kuvveti Denklem 3.17deki gibi ifade edilir.


29

2

2l l l

vF c A (3.17)

Burada;

cl= Kaldrma katsays,

Al= Tanenin sv hareketi dorultusuna dik bir yzey zerindeki iz dm aln

U = Ortalama hzdr.

cl katsays deneysel almalar sonucunda bulunur. rnein zel koullar altnda

yaplan deneysel 0.178 olarak verilmitir. Yaplan deneylerde 2700


30

Kesitte su derinlii belirli bir h0 deerini getii zaman yatakta srklenme hareketi

balar ve oluan gerilmeye snr srklenme gerilmesi denir h0 derinliine snr

derinlik denir.

Snr srklenme gerilmesinin alt deerine inildii zaman maddelerin hareketi

ok yavalar veya tamamen durur. stne kld zaman ise hareketsiz maddeler

harekete geer.

izelge 3.3. eitli maddeler iin snr srklenme gerilmesi aadaki tabloda verilmitir

Taban Cinsi (N/m2)

Normal Kuvars Kumu (0.20-0.40 mm) 1.8-2.0

Normal Kuvars Kumu (0.40-1.00 mm) 2.5-3.0

Normal Kuvars Kumu (2.0 mm kadar) 4.0

Kumlu Killi Zemin 10.00-12.00

Yuvarlak Kuvars akll (5-15 mm ) 12.5

ri Kuvars akll (40-50 mm 48.0

3.3. Kat Madde Miktarnn Bulunmasnda Kullanlan Bantlar

Kat madde tanm fonksiyonlarnn ou kararl hidrolik ve yatak materyali

koullar altnda madde tanm miktarnn tahminini salar. Baz tanm

denklemleri sadece yatak yknn veya ask madde yknn bulunmas iin

gelitirilmitir. Bazlar ise, toplam madde yknn hesaplanmasn salar. Bu ayrm

zelikle kum yatakl akarsularda nemlidir. Bu eit akarsularda askdaki madde

miktar yatak maddeleri yknden defalarca fazla olabilir. Kat madde tanm

fonksiyonlarnn dier nemli farkll madde boyutu ile ilgilidir. Kat madde

tanm fonksiyonlarnn ou tek bir madde boyutu iin gelitirilmitir. Bunlar

dengeli bir tanm olaynn kabul durumunda uygundurlar. Takn olaylar vb.

deikenler hidrolik ve madde koullarnda tanm olaylarnn incelenmesi, farkl

malzeme boyutlar iin gelitirilmi eitliklerin kullanlmas gerekir. Akarsularn

tadklar maddelerin miktarnn bulunmas iin literatrlerde eitli formller

verilmitir. Bu literatr almalarnda bazlar; Du Boys (1879), Meyer-Peter Mller

(1948), Schocklitsch (1935), Shields (1936), Einstein-Brown (1950), Einstein bed


31

load function (1950), Laursen (1958), Blench (1966), Colby (1964), Engelund-

Hansen (1966), Inglis (1968), Toffeleti (1969) olarak sralanabilir. Bu almamzda

Du Boys, Meyer-Peter Mler, Schocklitsch, Shields, Garde Albertson formllerini

kullanlmtr.

3.3.1. Du Boys bants

Bu forml, yatak kesme gerilmesinin mevcut olduunu ve srnt maddelerin

tabalar halinde hareket ettiini ileri srmtr. Du Boys un en nemli yaklam,

kat madde tanmnn hidrolik kesme kuvveti ile yatak malzemesinin kritik kesme

kuvveti fark sonucu olduunu ve ortalama kesitin hidrolik parametreler kullanlarak

hesaplanabileceini gstermitir. Kayma gerilmesinin hareket eden tabaka

kalnlnca aa doru dorusal olarak azaldn kabul eder (Denklem 3.20).

krdsg 0 (3.20)

Denklem 3.20de bulunan gs, birim genilikten geen srnt maddesi arl,

:0 akarsu yatandaki srkleme gerilmesi, :kr kritik srkleme gerilmesi ve

:d srnt maddesi dane apna bal faktrleri belirtmektedir (Berkn. 2005).

kr hesaplanrken d ann belirlenmesi iin ekil 3.4deki granulomeri

erisinden faydalanlmtr.


32

ekil 3.5. Dane ap D mm (Gronometri erisi) (Erkek ve Arolu. 1993)

Du Boys bants yatak yk tipinde olup, normalde askda madde tayan

kum yatakl akarsularda kullanmnn uygun olmad dnlebilir. Ancak bu

formldeki d ve kr deerlerinin tanm deneylerinde askda madde ve srnt

maddeleriyle birlikte kullanlmas, bu formlden askda madde ieren akarsularda iyi

sonu verilmesine sebep olmaktadr (ekil 3.5).

ekil 3.6. Du Boys denklemindeki kr ile D arasndaki bant (zbek ve zcan. 2001)


33

3.3.2. Schocklitsch bants

Schocklitsch tarafndan kat maddelerin homojen apl tanelerden olutuu

varsaylarak, (3.21) eitlii aadaki gibi oluturulmutur.

0

2/12/1 ***7000 qqjdg s (3.21)

3.21 eitliinde; :sg birim genilikten geen srnt maddesi arl, :d tane ap,

:q yatan birim geniliinden geen debi ve :0q yatan birim geniliinden geen

kritik debi miktarlarn belirtmektedir.

3.21 eitliinin farkl tane aplarndan oluan srnt maddesine uygulanmas

durumunda, her grup iin srnt maddesi miktar bulunarak, yzde miktarna gre

arlkl olarak hesaplanmas gerekir. Q deerinin hesab iin 3.22 eitliindeki

Manning bants kullanlabilir.

2/13/2 *** jRkV (3.22)

Geni akarsularda h = R alnabilecei kabul ile 3.22 eitlii yeniden

dzenlenince 3.23 eitlii elde edilir;

2/13/5

0 *** jRkhVq (3.23)

3.23 eitlii, 6/1

40

19

dk kabul yaplarak yeniden dzenlenince 3.24 eitlii elde

edilir;

2/13/5

6/1

40

0 **19

jRd

q (3.24)

3.24 eitliinde :40d etkili tane apn belirmektedir (Berkn. 2005).


34

3.3.3. Shields bants

Shields forml, 40 80 cm geniliinde ak koullar altnda ve zgl

ktleleri 1.06 4.2 arasnda deien be kat madde kullanlarak yaplmtr. En hafif

kat madde kehribar partikl olup, medyan boyutu 1.56 mm dir. Dier kat

maddelerin medyan boyutlar 1.7 2.5 mm olacak ekilde ayarlanmtr. Deney

esnasnda buruukluklar olmutur. Ancak bunlarn hibiri dik ve yksek ekilli

olmamtr. Deneyde kullanlan kat madde malzemesi iri ve kesme gerilmeleri dk

olduu iin, kat madde hareketi srnt madde yk eklinde olmutur. Bunlar

nda oluturulan Shields forml;

50

2

0

1

**10

d

jqg

s

krs (3.25)

eklindedir. 3.25 eitliinde :sg birim genilikten gelen srnt maddesi arl,

:q birim genilikten geen su debisi, :0 srkleme gerilmesi, :kr 50d kat madde

bykl iin kritik srkleme gerilmesi deeri, :j ak eimi, :s srnt maddesi

zgl arl, :suyun zgl arl, :50d kat madde medyan bykl ve

:sid elekten geen ksmn ortalama apn belirtmektedir. Peter Meyer ve Mler

tarafndan verilmi olan eski forml ise;

5

3/23/2 *5.42*250 djqgs (3.26)

eklindedir. 3.26 eitliinde; :q birim geniliinden geen su debisi, :50d yatan

medyan kat madde apn belirtmektedir.

Bu formllerdeki sabitler iyi ayrlm ve medyan aplar 6.281.3 mm

arasnda deien nehir kat maddelerinden elde edilen deerlere uydurulan

eitliklerden elde edilmitir. Bu forml sadece aka kar yatak formasyonunun


35

direncinin toplam dirence oranla az olduu iin nispeten kaba taneli yataklar iin

kullanlr. (Erkek ve Araliolu. 1993)

3.3.4. Meyer-Peter Mller bants

Deneyler genilii 15 cm 2 m arasnda, eimi 0.0004 0.02 arasnda ve su

derinlii 1 cm 120 cm arasnda deien koullar altnda yaplmtr. Deneylerde

kullanlan kat maddenin zgl ktlesi 1.25 4 arasnda deitirilmitir. Kat

maddelerin ortalama bykl ve etkili dene ap 0.4 30 mm arasndadr. Bu

formln daha nce Meyer_Peter ad ile verilmi olan eski formlden avantaj

derecelendirilmi kat maddeler iin ve tepecekler ve dier yatak formlar oluturan

ak koullarnda kullanlabilmesidir. Formln dayand veriler ok az veya hi

askda madde olmayan durumlara karlk dt iin (1.8) eitliinde verilen bu

forml askda madde miktar fazla olan ak koullar iin uygun deildir.

3/2 1/3

2/3 2/3* * * 0.047 0.25 *9

sss s m s

r s

kq R j d g

k (3.27)

3.27 eitliinde; :sg birim genilikten geen srnt madde arl, :j srtnme

eimi, :sk Stricler przllk katsays, :26

6/1

90dk r tane przllk katsays,

:R hidrolik yarap, md :efektif tane ap: sii dP * , iP : elekten geen % miktarn

belirtmektedir (zbek ve zcan, 2001).

3.3.5. Garde Albertson bants

Garde Albertson tarafndan gelitirilen forml aadaki gibidir;

duq st *4

*16 (3.28)

eklinde olup * ile u* ilikisi aadaki gibi verilmitir (zbek ve zcan. 2001).


36

dfs

0

* (3.29)

jR **0 (3.30)

gjhu* (3.31)

3.4. Gzlem Deerlendirmede zlenen Yol

Bu almada, alma blgesini kapsayan istasyonlara ait veriler dikkate

alnmtr. Daha sonra da bir nceki blmde anlatlan bantlar kullanlarak kat

madde miktarlar ayr ayr gnlk olarak hesaplanmtr. Yaplan hesaplamalar Excel

tabannda oluturulan bir programla grafiklere dklmtr. Bu grafikler yardmyla

bant sonularyla EEnin gzlem sonular arasndaki iliki gz nne alnmtr.

Bu hesaplamalar neticesinde toplam olarak 9075 adet veri girii ve sonucu elde

edilmitir. Bu veriler ve sonular, boyut byklnden dolay tezde ak olarak

verilmemitir. Ancak bu sonularn grafiksel olarak gsterimle yetinilmitir.

Hesaplama yaplrken; her istasyon iin elde edilen kat madde miktarlar

alnm bunlara ait gzlenmi anahtar erisi 1. adm kabul edilmitir. Ardndan

seilmi olan 5 adet bant (Schocklits, Shields, Du Boys, Garde Albertson, Meyer-

Peter-Mller ) 2. adm olarak kabul edilmitir. Daha sonra 1. ve 2. adm deerleri

tablo ve grafik (gzlem ve hesapla elde edilen deerlerin logaritmalar alnmtr)

olarak karlatrlmal deerlendirilmi ve bunlar arasnda korelasyon deerleri en

yksek olanlar ve yaknsak grafik zellii gsterenler listelenmitir. Bylelikle Frat

havzas iin geerli en uygun bant belirlenmeye allmtr.

4. ARATIRMA BULGULARI ve TARTIMA Mehmet MUTLU

37

4. ARATIRMA BULGULARI ve TARTIMA

Bu tez kapsamnda yaplan almada Frat nehri zerindeki 5 istasyon

seilmitir. Bu istasyonlar; 2102nolu Murat Nehri Palu, 2115nolu Gksu Malpnar,

2119 nolu Frat Nehri Kemahboaz, 2133nolu Munzur Suyu Melekbahe ve

2145nolu Tohma Suyu Hisarck istasyonlardr. Daha sonra seilen bu istasyonlar

iin literatrde kat madde miktarnn hesab iin verilen Schocklits, Shields, Du

Boys, Garde Albertson ve Meyer Peter Mller bantlar kullanlarak, seilen

istasyonlar iin kat madde miktarlar hesaplanmtr. Bu hesaplamalar iin Excel

programnda her bant iin program yaplarak elde edilmi bulunan sonularn da

ayrca grafikleri karlmtr.

4.1. 2102 nolu stasyon in Elde Edilen Sonular

2102 nolu istasyonda elde edilen ve EE tarafndan lm yaplan akm

deerleri kullanlarak, yntemde verilen 5 formlle kat madde miktarlar

hesaplanm, ardndan bu deerlerin gzlenmi ( gerek ) kat madde miktar anahtar

erisi ile korelasyonlar gzlenmi ve izelge 4.1de verilmitir. Ayrca test

sonularnn grafiksel gsterimi verilmitir.

izelge 4.1. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile uygulanan bant sonularnn korelasyon deerleri

Bantlar Korelasyonlar

Schocklits Bants 0.9072

Shields Bants 0.8553

Du Boys Bants 0.9094

Garde Albertson Bants 0.9090

Meyer-Peter- Mller Bants 0.9096


38

y = 1.6209Ln(x) + 1.4675

R2 = 0.82311

10

1 10Gzlem Deeri (ton/gn)

Sch

ockli

ts (

ton

/g

n)

ekil 4.1. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Schocklits bants

sonularnn grafii

y = 2.3269Ln(x) + 1.9067

R2 = 0.73171

10

1 10

Gzlem Deeri (ton/gn)

Sh

ield

s (

ton

/g

n)

ekil 4.2. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Shields bants

sonularnn grafii


39

y = 1.8035Ln(x) + 2.0612

R2 = 0.82711

10

1 10Gzlem Deeri (ton/gn)

Du

Bo

ys (

ton

/g

n)

ekil 4.3. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Du Boys bants

sonularnn grafii

y = 4.3623Ln(x) - 2.0908

R2 = 0.82631

10

1 10


Gard

e A

lbert

so

n

(to

n/g

n

)

ekil 4.4. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Garde Albertson

bants sonularnn grafii


40

y = 1.3762Ln(x) + 0.2623

R2 = 0.8274

1

10

1 10


Me

ye

r- P

ete

r- M

lle

r (t

on

/g

n)

ekil 4.5. 2102 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Meyer-Peter-Mller


Elde edilen verilerden hareketle yukarda hazrlanm grafikler logaritmik

olarak izilmitir. Bu sonular EEnin gzlem sonular ile korelasyon katsaylar

hesaplanm ve bylelikle aralarnda nasl bir iliki olduu ortaya konmaya

allmtr.

Bu bulgular incelendiinde 2102 nolu istasyon verileri asndan, kat madde

verimini en iyi deerlendirme kabiliyetine sahip eitlik olarak Meyer-Peter-Mller

bants belirlenmitir.



deerleri kullanlarak, yntemde verilen 5 bantyla kat madde miktarlar





41






Gadre Albertson Bants 0.8959


y = 1.1177Ln(x) + 1.787

R2 = 0.79761

10

1 10


Sch

ockli

ts (

ton

/g

n)

ekil 4.6. 2115 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Schocklits bants

sonularnn grafii


42

y = 1.6687Ln(x) + 2.5253

R2 = 0.80251

10

1 10


Sh

ield

s (

ton

/g

n)


sonularnn grafii

y = 1.2612Ln(x) + 2.4304

R2 = 0.80241

10

1 10


Du

Bo

ys (

ton

/g

n)


sonularnn grafii


43

y = 3.0561Ln(x) - 0.3955

R2 = 0.80281

10

1 10


Gard

e A

lbert

so

n

(to

n/g

n

)



y = 0.9616Ln(x) + 0.4159

R2 = 0.8022

1

10

1 10


Me

ye

r- P

ete

r- M

lle

r (t

on

/g

n)

ekil 4.10. 2115 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Meyer-Peter-Mller



44




allmtr.


verimini en iyi deerlendirme kabiliyetine sahip eitlik olarak Garde Albertson


.












Gadre Albertson Bants 0.8888



45

y = 1.3Ln(x) + 1.6664

R2 = 0.78501

10

1 10


Sch

ockli

ts (

ton

/g

n)

ekil 4.11 2119 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Schocklits bants

sonularnn grafii

y = 1.93Ln(x) + 2.2494

R2 = 0.78981

10

1 10


Sh

ield

s (

ton

/g

n)


sonularnn grafii


46

y = 1.462Ln(x) + 2.2072

R2 = 0.78961

10

1 10


Du

Bo

ys (

ton

/g

n)


sonularnn grafii

y = 3.51Ln(x) - 1.2001

R2 = 0.7901

1

10

1 10


Gard

e A

lbert

so

n

(to

n/g

n

)




47

y = 1.1197Ln(x) + 0.4166

R2 = 0.7894

1

10

1 10


Meyer-

Pete

r- M

ll

er

(to

n/g

n

)

ekil 4.15. 2119 nolu istasyon iin EEnin gzlem sonular ile Meyer-Peter_Mller





allmtr.


verimini en iyi deerlendirme kabiliyetine sahip eitlik olarak Garde Albertson





hesaplanm, ardndan bu deerlerin gz

akarsu havzalarını katı madde miktarlarını belirlenmesi ve fırat havzası için bir uygulama...

Documents