HİDROLOJİ UYGULAMALARI - Mehmetçik BAYAZIT
ÖNSÖZ
Hidroloji uygulamaları su kaynaklarının geliştirilmesi ile ilgili bütün mühendislik çalışmalarında çok önemli bir yer alır. Su yapımlarının planlama, proje, inşaat ve işletme çalışmaları için gerekli olan, suyun miktarı ve özellikleri ile ilgili çeşitli bilgiler hidroloji biliminin uygulamaları ile elde edilir. Su kaynaklarını kullanma oranının hızla artışı sonunda hidrolojik çalışmaların önemi daha iyi anlaşılmaya başlanmış, bu konudaki çalışmalar ülkemizde de son yıllarda yoğunlaşmıştır.
Uygulamalı bir bilim olan hidrolojinin yöntemlerini iyi anlayıp doğru kullanabilmek için bu yöntemlerin uygulanışını gösteren örneklerin incelenmesinde yarar vardır. Hidroloji doğadaki olayları konu alan bir bilim olduğundan kullanılan yöntemler çeşit bakımından çok sayıdadır, bilimin bugünkü durumunda genellemeler yapmak güç olmaktadır. Bu da çeşitli yöntemlerin her birinin özelliklerini ve kullanılma yerlerini iyi bilmeyi gerektirir. Bu kitap hidroloji uygulamalarında örnekler vererek bu yöntemlerin doğru bir şekilde kullanılmasında yardımcı olmak amacıyla hazırlanmıştır.
Kitabın düzeni yine İ.T.Ü. tarafından yayınlanmış olan “Hidroloji” kitabınkine paraleldir. Orada olduğu gibi hidrolojik çevrimin çeşitli parçaları ayrı ayrı ele alınmış ve her birinin incelenmesinde kullanılan başlıca yöntemlerin esasları kısaca anlatılmış olmakla birlikte kitaptan en iyi şekilde yararlanabilmek için yukarıda sözü edilen -"Hidroloji” kitabı ile birlikte kullanılması gerekir. Terimlerin ve sembollerin her iki kitapta birbirine uygun olmasına çaba harcanmıştır.
Kitapta çözümleri verilen örnek problemler çeşitli kaynaklardan yararlanarak hazırlanmıştır. Bu kaynakların listesi kitabın sonunda verilmiştir. Uygulamaların seçiminde elden geldiği kadar pratiğe yakın olmaları göz önüne alınmıştır. Hidrolojik çevrimin çeşitli kısımlarının incelenmesinde kullanılan ampirik, yarı teorik ve teorik esaslara dayanan yöntemler arasında bir denge kurulmaya çalışılmıştır. Ancak, bu kitap ilk planda İnşaat Mühendisliği öğrencileri için bir yardımcı kitap olarak düşünüldüğünden büyüklüğünün sınırlı tutulması gerekmiş ve sadece klasik yöntemler ele alınabilmiştir. Yine de kitabın pratikte çalışan mühendislere birçok hidroloji uygulamalarında yardımcı olacağı söylenebilir. Kitabın son bölümünü oluşturan İstatistik Yöntemler konusu özellikle geniş tutulmuş ve hidrolojik verilerin frekans analizi, korelasyon ve regresyon analizi, zaman serilerinin simülasyonu gibi uygulamalara çeşitli örnekler verilmiştir.
Kitabın daha önceki baskılarında gözden kaçan bazı hatalar düzeltilmiş ve yapılan küçük değişikliklerle daha kolay kullanılabilir hale getirilmesine çalışılmıştır.
Türkçede hidroloji uygulamaları konusunda duyulan kitap eksikliğini azaltmakta bu kitabın yardımcı olacağını ve böylelikle gerek İnşaat Mühendisliği öğrencilerine, gerekse hidrolojik uygulamalarda çalışan mühendislere yararlı olacağını umarım.
Prof. Dr. Mehmetçik BAYAZIT
İstanbul, Mart 1997
5. BASKININ ÖNSÖZÜ
Gerek İnşaat Mühendisliği öğrencileri, gerekse su kaynaklan ile ilgili konularda çalışan İnşaat Mühendisleri için hidroloji uygulamalarında yardımcı olmak üzere hazırlanan bu kitabın 1997 yılında yapılan düzeltilmiş 4. baskısı tükendiğinden yeni baskısı Birsen Yayınevi tarafından yapılmıştır. Kitabı baskıya hazırlayan Birsen Yayınevi personeline ve özellikle Cengiz ve Bahadır Algın’a teşekkür ederiz.
Prof. Dr. Mehmetçik BAYAZIT
İstanbul, Şubat 2001
İÇİNDEKİLER
Hidrolojik Çevrimde Su Dengesi ve Enerji Dengesi
Bir gölde su dengesi
Bir baraj haznesinde su dengesi (I)
Bir baraj haznesinde su dengesi (II)
Bir adada su dengesi
Baraj yapımının hidrolojik çevrime etkisi
Hazne işletmesi
Hazne işletmesi etkisinin giderilmesi
Atmosferde enerji dengesi
Yeryüzünün enerji dengesi
Yağış Kayıtlarının Analizi
Toplam yağış eğrisi ve hiyetograf
Yağış kayıtlarının homojen hale getirilmesi
Eksik yağış verilerinin tamamlanması
Ortalama yağış yüksekliğinin bulunması
Yağış yüksekliği –süre bağıntısı
Yağış şiddeti - süre - frekans bağıntısı
Yağış yüksekliği - alan - süre bağıntısı
Buharlaşma
Su dengesi metodu ile gölden buharlaşmanın hesabı
Enerji dengesi metodu ile gölden buharlaşmanın hesabı
Meyer formülü ile aylık buharlaşma yüksekliğinin hesabı
Buharlaşma leğeni ile buharlaşmanın ölçülmesi
Penman formülü ile günlük buharlaşmanın hesabı
Blaney - Criddle formülü ile evapotranspirasyon hesabı
Gerçek evapotranspirasyonun hesabı
Su yüzeyinden buharlaşmanın grafikle hesabı (I)
Su yüzeyinden buharlaşmanın grafikle hesabı (II)
Tutma kayıplarının hesabı
Sızma
Halka iufiltrometre ile Standard sızma eğrisinin belirlenmesi
Sunİ yağmur deneyi ile Standard sızma eğrisinin belirlenmesi
Sızma yüksekliğinin hesabı (I)
Sızma yüksekliğinin hesabı (II)
Sızma indisinin hesabı
Hoitan metodu ile sızma yüksekliğinin hesabı
Yeraltı Suyu
Doymamış bölgede su miktarının değişimi
Sabit yüklü permeametre
Değişken yüklü permeametre'
İzleyici ile hidrolik iletkenlik ölçümü
Serbest yüzeyli akiferde kuyu
Basınçlı akiferde kuyu
Theis metodu (I)
Theis metodu (II)
Jacob metodu
Akım Ölçümleri
Muline yardımıyla debi ölçümü
Yüzgeç yardımıyla debi ölçümü
Taşlan debisinin hesabı
Anİ enjeksiyon metoduyla debi ölçümü Sürekli enjeksiyon metoduyla debi ölçümü
Kontrol kesiti niteliğinde olmayan kesitlerde debi - seviye - eğim bağıntısı
Anahtar eğrisinin uzatılması
Akış Kayıtlarının Analizi
Debi süreklilik çizgisi
Toplam debi çizgisi yardımıyla hazne hacminin hesabı (I)
Toplam debi çizgisi yardımıyla hazne hacminin hesabi (II)
Yağış-Akış Bağıntıları
Basit yağış - akış bağıntısı
Geçmiş yağış indisli yağış - akış bağıntısı
Rasyonel metod
Hava alanı drenaj şebekesi debilerinin rasyonel metodla hesabı
Yağmur suyu şebekesi debilerinin rasyonel metodla hesabı
Sar Erimesi
Günlük kar erimesinin hesabı
Derece - gün faktörü metoduyla kar erimesinin hesabı (I)
Derece - gün faktörü metoduyla kar erimesinin hesabı (II)
Kar erimesi hidrografının belirlenmesi
Isı dengesi metodu ile kar erimesinin hesabı
Birim Hidrograf
Hidrografın çekilme eğrisinin bileşenlerine ayrılması
Hidrografta taban akışı ile dolaysız akışın ayrılması
Birim hidrografın elde edilmesi (I)
Birim hidrografın elde edümesi (II)
Birim hidrografın elde edilmesi (III)
Bileşik bir hidrograftan birim hidrografın elde edilmesi
Birim hidrografla yağıştan akışa, geçilmesi (I) -
Birim hidrografla yağıştan akışa geçilmesi (II)
Birim hidrografın elde edilmesi ye yağıştan akışa geçmede kullanılması
Bir birim hidrograftan başka süreli bir birim hidrografa geçilmesi
S hidrografının elde edilmesi ve kullanılması (İ)
S hidrografının elde edilmesi ve kullanılması (II)
Snyder metodu İle sentetik birim hidrograf elde edilmesi
Bölgesel analizle birim hidrograf elde edilmesi
SCS metodu ile küçük bir barajın dolu savak proje hidrografının belirlenmesi
Hidrografın Ötelenmesi
Muskingum metodunda katsayıların belirlenmesi
Muskingum metoduyla hidrografın ötelenmesi
Muskingum metodunda katsayıların belirlenmesi, ve hidrografin ötelenmesi
Muskingum metodunda değişken katsayılar kullanılması
Taşkın dalgasının haznede ötelenmesi (T)
Taşkın dalgasının haznede ötelenmesi (Tl)
Taşkın dalgasının önceden tahmini
İstatistik
Yöntemler
Frekans analizi
Parametrelerin hesabı
Normal dağılımın özellikleri
Yıllık ortalama yağışların ihtimal dağılımı
Taşkın debilerinin frekans analizi
Gumbel dağılımının özellikleri
Taşkın debilerinin ihtimal dağılımı
Taşkın debilerinin ihtimal dağılımı
Yıllık maksimum yağışların ihtimal dağılımı
Binom dağılımı
Poisaon dağılımı
İki ölçekteki yağışların ortak ihtimal dağılımı
İki akarsudaki akışların ortak ihtimal dağılımı
Yağış şiddeti ile yağış süresi arasında reGresyon analizi
İki akarsudaki akışlar arasında korelasyon ve regresyon analizi
İki akarsudaki akışlar arasında korelasyon ve regresyon analizi
Seviye ile debi arasında korelasyon ve regresyon analizi
Zaman serilerinin analizi
Yıllık akışların modellenmesi
Aylık akışların modellenmesi
Mevsimlik akışların modellenmesi