HidrolojiNİn tanimi



Yüklə 312,37 Kb.
Pdf görüntüsü
səhifə11/11
tarix04.02.2018
ölçüsü312,37 Kb.
#23459
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

 

 

5. YER ALTI SUYU 

Yer küresindeki tatlı suyun büyük bir kısmı yeraltında bulunur. Yeraltındaki su, 

yeryüzünde akarsularda bulunan suyun 7500 katı kadardır. Akarsulardaki toplam akımın 

yaklaşık %30’u yeraltından beslenir. Kuyularla yeraltındaki hazneden çıkarılan su insanlar 

tarafından geniş ölçüde kullanılmaktadır. Yeraltından elde edilen suyun iyi bir özelliği de tabii 

bir  şekilde  Filtrelenmiş  olduğundan genellikle bakterilerden, organik maddelerden, koku ve 

tatlardan arınmış, kimyasal bileşimi, ve sıcaklık derecesi fazla değişmeyen, iyi kalitede 

olmasıdır.Kurak mevsimlerde insanlar su ihtiyacını kuyularla yeraltında sağlayabilirler. 

Bugün yeryüzünde kullanılan suyun %40’ı kadarı yeraltından sağlanmaktadır. Hidrolojinin 

yer altı suyu hidrolojisi (Jeohidroloji) denen kolu yeraltındaki suyun bulunuş  şekillerini, 

özelliklerini ve hareketini inceler. 



5.1 Yeraltındaki Suyun Bölgeleri 

Yağışlardan sonra yeryüzünden sızan su önce doymamış bölgeye gelir.Bu bölgede 

zeminin boşluklarında hava ve su birlikte bulunur.Sonra aşağıya doğru hareketine devam eden 

su doymuş bölgeye (yer altı suyu) erişir.yer altı suyu alt taraftan suyu geçirmeyen bir tabaka 

ile sınırlanmıştır.Boşluklarda suyun hava ile birlikte bulunduğu doymamış bölgedeki suya 

vadoz (askıda) su denir. 

 

Şekil 5.1 Yeraltı Suyunun Bulunduğu Çeşitli Bölgeler 

Doymamış Bölge : 

Bu bölgenin derinliği çeşitli değerler alabilir. Bataklıklarda yer altı su 

yüzeyi zemin yüzeyine kadar çıkar, doymamış bölge bulunmaz.çok kurak bölgelerde ise 

doymamış bölgenin derinliği 300 metreye kadar çıkabilir. Doymamış bölgede bulunan su 

zemin tanelerinin çevresinde moleküler ve kapiler gerilmelerle tutulmaktadır. Suyun 

moleküler adezyon kuvvetleriyle taneye yapışan ve yerçekimi etkisiyle taneden ayrılmayan 

kısmına  Peliküler su denir. Tanelerin çapı küçüldükçe yüzey alanlarının oranı arttığından 

peliküler suyun oranı da büyür. Zemindeki su miktarının ölçülmesi oldukça güçtür. 

Laboratuarda zemin numunesinin tartılması ve sonra etüvde kurutulup tekrar tartılarak aradaki 

farkın bulunmasıyla zemin nemi belirlenebilir. 

 

31



 

 

 



Şekil 5.2 Yer Altı Suyu Kademeleri 

Doymuş Bölge : 

Boşlukları tamamıyla yer altı suyu ile dolmuş olan, bu suyu bir noktadan 

diğerine iletebilen ve böylece boşluklarındaki suyun dışarıya çıkarılabilmesine imkan veren 

formasyonlara akifer (su taşıyan tabaka) denir.Bir jeolojik formasyonun akifer niteliğinde 

olabilmesi için porozitesinin yeter derecede yüksek olması ve zemindeki boşlukların da 

oldukça büyük olması gerekir. 

 

Şekil 5.3 Akifer Görünüşü 

Akiferleri İki Sınıfa Ayırabiliriz: 

1.Serbest yüzeyli (sınırlanmamış) akiferler: Bu gibi akiferlerde yer altı suyunun üst 

sınırı yer altı su yüzeyidir, bu yüzey boyunca doymuş bölge, doymamış bölge ile temas 

etmektedir.Doymamış bölgenin boşluklarında hava da bulunduğuna göre yer altı su yüzeyi 

boyunca atmosfer basıncı mevcuttur.Serbest yüzeyli akiferdeki akım bir açık kanaldaki 

serbest yüzeyli akıma benzer.Genellikle bu yüzey arazinin topografyasını takip eder, tepelerin 

altında yükselir, çukur bölgelerde alçalır. 

 

32




 

 

2.Basınçlı (artezyen, sınırlanmış) akiferler: Bu tipten akiferler üst taraftan da bir 



geçirimsiz tabaka ile sınırlanmışlardır, atmosfer basıncı ile temasta olan bir serbest yüzeyleri 

yoktur.Bu bakımdan basınçlı akiferlerdeki akım borulardaki basınçlı akıma benzer.Bir 

basınçlı akifere giren kuyular, borulara takılan piyezometrelere benzetilerek bu kuyulardaki 

statik su yüzeyine piyezometre yüzeyi denir. Akım basınçlı olduğundan piyezometre yüzeyi

akiferin yukarısındadır. 

Artezyen akifere giren bir kuyuda su akiferin üst sınırının yukarısına kadar 

yükseldiğine göre zemin yüzeyinin yeter derecede alçak olduğu bazı hallerde zeminden 

yukarıya da fışkırabilir.Bir akiferde bulunan su yüzdesi akiferin porozitesine eşittir. Porozite 

boşlukların hacminin toplam hacme oranı olarak tanımların porozitenin büyük oluşu her 

zaman yeraltından fazla miktarda su elde edilebileceğini göstermez. 



Yer Altı Suyunun Beslenmesi Ve Kayıpları 

•  Yağışlardan sonra yeryüzünden sızan suyun doymamış bölge arazi kapasitesine 

eriştikten sonra daha derine sızması ile, 

•  Yer altı su yüzeyinden yukarda olan besleyen akarsulardan ve göllerden sızma ile, 

•  Sulama kanallarındaki suyun sızması ile, 

•  Yerin derinliklerinden faylarla yukarıya çıkan su ile, 

•  Havadaki su buharının zemin üzerinde yoğunlaşması ile, 

5.2 Yer Altı Suyu Akımı 

Akiferin taneleri arasındaki küçük, düzensiz,birbirleriyle ilişkili boşluklarda yeraltı 

suyu yer çekimi etkisiyle hareket eder.Yer altı suyu akımı suyun enerjisinin yüksek olduğu 

yerlere doğrudur.      



KI

V

f

=

A



Q

V

f

/

=



( )

p

V

A

p

A

Q

V

f

g

g

/

.



/

=

 



 

=

=



 

L

h

I

L

/

=



 

Deney kanununda hız ile eğim arasındaki K orantı katsayısına  Hidrolik  İletkenlik 

denir.  Buna bazen geçirimlilik (Permeabilite) katsayısı da denilmektedir.Birim genişlikte bir 

akifer kesitinden birim eğim altında birim zamanda geçen su miktarına zeminin iletim 

kapasitesi denir.Buna göre T iletim kapasitesi için şu ifade yazılabilir. 

I

B.

Q

T

=

 



 

 

33




 

 

6. AKIM ÖLÇÜMLERİ VE VERİLERİN ANALİZİ 

Yüzeysel akış miktarının belirlenmesi hidrolojide en çok karşılaşılan 

problemlerdendir.Örneğin;taşkınların kontrolü ile ilgili çalışmalarda maksimum debiyi, su 

kuvveti tesislerinin projelendirilmesinde yılda belli bir süre mevcut olan debiyi bilmek 

gerekir. 

Hidrolojinin akım ölçmeleri ile ilgilenen koluna Hidrometri denir.Akım ölçmelerinin 

amacı akarsuyun bir kesitindeki su seviyesini ve kesitten geçen debiyi (birim zamanda geçen 

su hacmini ) zamana bağlı olarak belirlemektir. Ancak, bu gibi ölçmeleri sürekli yapmak çok 

zor ve masraflı olacağından pratikte bir istasyonun Debi-Seviye bağıntısı (Anahtar Eğrisi) bir 

kere belirlendikten sonra sadece su seviyesini ölçmek ile yetinilir, bu seviyeye karşı gelen 

debi anahtar eğrisinden okunur. 

 

Şekil 6.1 Anahtar Eğrisi Yardımıyla Seviyeden Debiye Geçilmesi 

 6.1 Seviye Ve Su Yüzü Eğimi Ölçümleri 

Herhangi bir karşılaştırma düzlemine göre ölçülen su yüzeyi kotuna kısaca seviye 

denir.Karşılaştırma düzlemi olarak genellikle ortalama deniz yüzeyi seçilir.Seviye ölçmekte 

yazıcı ölçekler (Limnigraf) ve yazıcı olmayan ölçekler (Limnimetre) kullanılabilir. 

1. Yazıcı olmayan ölçekler (limnimetre): 

Bunların en basiti ve en çok kullanılanı santimetre bölmeli ahşap veya metal bir 

çubuktur (Eşel). Eşel köprü ayağına, akarsuyun şevindeki bir duvara, ya da başka bir yapıma 

tutturulabilir.Belli aralarla eşelde suyun yükseldiği seviye okunur. Su seviyesindeki 

değişmeler büyük ise çeşitli değişme bölgeleri için birden fazla eşel kullanılabilir. Daha 

prezisyonlu ölçümler için  bazen eşel eğik olarak da yerleştirilebilir. Eşelin sıfırı seviye 

okumaları daima pozitif değer olacak şekilde belirlenmelidir.  

 

Şekil 6.2 Su yüksekliğini Manuel Olarak  Ölçen Alet 

 

34



 

 

2. Yazıcı ölçekler (limnigraf): 

Akarsuyla bir boru vasıtasıyla bağıntılı olan bir sakinleştirme kuyusundaki suyun 

yüzeyindeki bir şamandıranın hareketi şamandıranın bağlı olduğu telin üzerinden geçtiği bir 

makarayı döndürür.Makaranın dönmesiyle bir yazıcı uç, sürekli olarak dönmekte olan bir 

kağıt şerit üzerinde hareket eder ve seviyenin zamanla değişmesi otomatik olarak kaydedilmiş 

olur.Sakinleştirme kuyusu yüzgeci dış etkilerden koruyacağı gibi akarsu yüzeyindeki 

salınımları  kısmen sönümlendirmeye de yarar.Kuyuyu akarsuya birleştiren borunun girişine 

yüzen cisimlerin girmemesini sağlamak ve salınımları söndürmek için ızgara koymak uygun 

olur.Sonuçları telsiz, telefon ve telgraf vasıtasıyla uzağa iletmek, otomatik olarak bir kağıt 

şeride veya kartlara delerek yada manyetik teybe kaydederek bilgisayara vermek de mümkün 

olabilmektedir.Limnigraflarda su seviyesi 3 mm civarında bir hassaslıkta kaydedilebilir. 

 

Şekil 6.3 Sakinleştirme Kuyusu ve Limnigraf 

6.2 Hız Ölçümleri 

Bir akarsudaki akımın bir noktasındaki hızı ölçmek için en çok kullanılan alete Muline 

adı verilir. Mulinede yatay veya düşey bir eksen etrafında akımın etkisiyle dönebilen bir 

pervane, mulineyi akım doğrultusunda yönelten bir kuyruk parçası ve mulinenin akım 

tarafından sürüklenmesini önlemek için bir ağırlık bulunur.Pervanenin dönme hızı akımın 

hızıyla bağıntılıdır.Dakikada dönme sayısı olan n ile V akım hızı arasında doğrusal bir bağıntı 

vardır. 

V= a + b.n         n

1

2

 



 Bu  bağıntıdaki a ve b katsayıları dönme sayısının çeşitli bölgeleri için mulinenin 

yapımcısı tarafından verilir.Hata %0.5’den azdır.Türkiye de daha çok Ott ve Gurley tipi yatay 

eksenli mulineler kullanılır. 

6.3 Kesit Ölçümleri 

Akarsuyun seçilen bir noktadaki derinliği sığ sularda bölmeli bir sırıkla ölçülür.Daha 

derin sularda ölçme yapmak için bir çelik şeridin ucuna 2-6 kilogramlık bir ağırlık takılır ve 

ağırlık tabana indirilir.Ancak ağırlığın tabana batmamasına dikkat edilmelidir.Ayrıca hızlı 

akımlarda ağırlığın sürüklenmesi ile şerit düşey durumdan ayrılacağından ölçmelerde hatalar 

olur, bunların düzeltilmesi için özel tablolar kullanılır.Çok derin akarsularda derinliği ölçmek 

 

35



 

 

için ses dalgalarının tabana çarpıp yansıması esasına göre çalışan aletler kullanılabilir.Derinlik 



ölçüldüğü sırada ölçüm yapılan düşeylerin arasındaki uzaklıklarda çelik şeritle ölçülerek 

akarsuyun kesiti belirlenmiş olur. 



6.4. Debi Ölçümleri 

Bir akarsuyun debisini ölçmek için en çok kullanılan metot akarsu kesitini dilimlere 

ayırmak, bu dilimlerin her birindeki V

i

 ortalama hızını A



i

 kesit alanını ölçmek ve sonra debiyi 

Q=

ΣV

i



.A

i

  şeklinde hesaplamaktır. 



Anahtar Eğrisi 

Bir akarsu kesitinde debi ile seviye arasındaki bağıntıyı gösteren eğriye anahtar eğrisi 

denir.Anahtar eğrisini belirlemek için farklı akım koşullarında seviye ve debi ölçümleri 

yapılır.Bu ölçümler sonunda elde edilen ardışık noktaların seviyeleri arasındaki farkın 

akarsudaki en büyük seviye değişiminin %10’undan fazla olmaması istenir. 

ANAHTAR EĞRİSİ

0

1



2

3

4



5

6

0



200

400


600

800


1000

1200


1400

1600


1800

2000


Q Debi (m3/s)

h Seviye (m)

Grafik 6.1 Debi-Seviye Anahtar Eğirisi 

 

 



 

 

 



 

 

 



36


 

 

 



7. YÜZEYSEL AKIŞ 

 

 

Bir akarsu kesitinde belirli bir zaman dilimi içerisinde geçen su parçacıklarının hareket 



doğrultusunda birçok kesitten geçerek, yol alarak ilerlemesi ve bir noktaya ulaşması süresince 

gerçekleşen olaya Akış adı verilir. Akış izlediği yol doğrultusunda sınıflandırılır. Burada 

akışın gerçekleştiği havza karakteristiklerini bilmek gerekir. akışın başlangıç noktası yağıştır. 

Fakat yağış ve akış arasıdaki periyodu yağış tipi belirlemektedir. Yağmur  şeklinde düşen 

yağış ile kar şeklinde düşen ağış arasında önemli farklar vardır.  

7.1 Akarsu Havzalarının Özellikleri 

 Hidrolojide 

kullanılan coğrafi birim olan akarsu havzası (Su Toplama Havzası, Drenaj 

Havzası) akışını bir yüzeysel su yolu (Akarsu) üzerinden alınan bir çıkış noktasına gönderen 

yüzey olarak tanımlanır.Bu  şekilde tanımlanan akarsu havzasına üzerine düşen yağışı  çıkış 

noktasındaki akış haline dönüştüren bir sistem gözüyle bakılabilir.Bir havzayı komşu 

havzalardan ayıran su ayrım çizgisinin topografik ayrım çizgileriyle çakıştığı, yani çıkış 

noktasından başlayarak arazideki en yüksek noktalardan geçtiği kabul edilebilir. 

 

Şekil 7.1 Yüzeysel Akış Havzası ile Yeraltı Akış Havzası 

 

 



Havza karakteristiklerinin en önemlileri şunlardır.  

•  Zemin cinsi ve jeolojik yapı, 

•  Bitki örtüsü, 

•  Havzanın büyüklüğü, 

•  Havzanın biçimi, 

•  Havzanın eğimi, 

•  Havzanın ortalama kotu, 

•  Havza alanının çıkış noktasından olan uzaklığa göre dağılım. 

 

 

Akarsu ağı şu özellikleriyle belirlenebilir



•  Akarsu yoğunluğu, 

•  Drenaj yoğunluğu, 

•  Akarsu profili, 

•  Akarsu ağının şekli, 

•  Akarsuyun mertebesi 

•  Akarsuyun en kesiti  

 

37



 

 

 



7.2 Akışın Kısımlara Ayrılması 

 Havzaya 

düşen yağıştan daha önceki bölümlerde sözü edilen kayıplar çıktıktan sonra 

geriye kalan yağış fazlası yüzeysel akış haline geçer, yerçekimi etkisi ile arazinin eğimine 

uyarak havzanın yüksek noktalarından alçak noktalarına doğru hareket eder.Diğer taraftan 

zemine sızan suyun bir kısmı zeminin üst tabakalarında (doymamış bölgede) ilerleyerek 

geçirimsiz bir tabakaya rastlayınca yüzeye çıkabilir, buna yüzey altı akışı denir.Zemine sızan 

suyun bir kısmı ise daha derinlere inerek yer altı suyuna karışır ve sonunda yer altı akışı 

şeklinde bir akarsuyu besleyebilir. 

 

 



Şekil 7.2 Akışın Kısımlara Ayrılması 

 

 



Dolaysız Akış:Yüzeysel akışla yüzey altı akışının gecikmesiz (zemine sızdıktan kısa 

bir zaman sonra akarsuya ulaşan) kısmından meydana gelir.Genellikle yüzey altı akışının 

büyük bir kesimi dolaysız akış içinde düşünülür. 

 

 



Taban akışı:Yer altı akışı ile yüzey altı akışının gecikmeli (akarsuya uzun bir zaman 

sonra ulaşan) kısmından meydana gelir. 

 

 

7.3 Rasyonel Metot 



 Akarsu 

yapılarının projelendirilmesi en çok karşılanılan problemlerden biri akarsudaki 

maksimum debinin belirlenmesidir.Söz konusu yapının cinsine ve havzanın büyüklüğüne göre 

bu iş için çeşitli metotlar kullanılabilir.Bu metotlar arasında en basit olan ve en çok 

kullanılanlarından biri rasyonel metot adı ile bilinir.Alanı A olan bir havzaya düşen i 

şiddetinde yağışın meydana getireceği maksimum Q debisi şu formülle hesaplanır. 



Q = C i A 

 

 

38




 

 

Tablo 7.1 Türkiye Havzalarının Akış Katsayıları 



Havzanın Adı Alanı (km

2

) Yıllık yağış  

Yıllık akış 

Akış katsayısı 

  

  

yüksekliği yüksekliği  

 

Meriç-Ergene 

14560 640  85,9 0,13 



Marmara 

24100 766 316,2 0,41 



Susurluk 

22399 730 238,8 0,33 



Kuzey Ege 

10003 730  220  0,30 



Gediz 

18000 639 100,6 0,16 



K. Menderes 

6907 740 162,2 0,22 



B. Menderes 

24976 656 118,1 0,18 



Batı Akdeniz 

20953 865 370,3 0,43 



Antalya 

19577 910 574,1 0,63 



Burdur (Göller) 

6374 436 48,6 0,11 



Akarçay 

7605 472 59,2 0,13 



Sakarya 

58160 534 103,7 0,19 



Batı Karadeniz 

29598 803 339,2 0,42 



Yeşilırmak 

36114 556 153,4 0,28 



Kızılırmak 

78180 459  80,6 0,18 



Konya (kapalı) 

53850 437  62,4 0,14 



Doğu Akdeniz 

22048 669 556,5 0,83 



Seyhan 

20450 629 345,2 0,55 



Asi 

7796 837 153,9 0,18 



Ceyhan 

21982 758  328  0,43 



Fırat 

127304 582  248,2 0,43 



Doğu Karadeniz 

24077 1291 581,2 0,43 



Çoruh 

19872 540 327,1 0,61 



Aras 

27548 462 201,1 0,44 



Van (kapalı) 

19405 507 133,5 0,26 



Dicle 

57614 814 437,4 0,54 



Ortalama 

  

653 



239,3 

0,37 


Örnek Problem 7)

 Alanı 0.01 km

2

 olan bir bölgenin yağmur suyu şebekesinin hesabında 



dönüş aralığı 5 yıl olan yağış esas alınacaktır, bölgenin geçiş süresi 20 dakika olarak 

hesaplanmıştır.Yağış  şiddeti-süre-frekans bağıntılarından t

p

=20 dakika ve T=5yıl için 



i=100mm/saat olarak belirlenmiştir. Bölgede yerleşme ayrık nizamda olup akış katsayısı 

C=0.30 alınacaktır. Buna göre yağmur suyu kanalı hesap debisini belirleyiniz.? 

 

Çözüm:

  Rasyonel formülü kullanarak : 

i=100 mm/saat = 0.1/3600 m/s 

A=0.01 km

= 0.01


×10

m





s

m

CiA

Q

/

083



.

0

10



01

.

0



3600

1

.



0

3

.



0

3

6



=

Χ

Χ



Χ

=

=



 

Yağmur suyu kanalı 0.083 m

3

/s debiye göre hesaplanacaktır. 



 

39



 

 

 



40

 

8. HİDROGRAF ANALİZİ 

 Taşkınların ve kurak devrelerin incelenmesinde ise akımın zaman içindeki değişimini 

gösteren hidrografı bilmek gerekir. 

 

Hidrografın Elemanları 

 

Hidrograf bir akarsu kesitindeki akış miktarının (debinin) zamanla değişimini gösteren 



grafiktir.Debi genellikle m

3

/s cinsinden ifade edilir, düşey eksende gösterilir. 



 1.Yükselme 

Eğrisi : AB eğrisi boyunca debi zmanla artmaktadır. 

 2.Tepe 

Noktası:Tepe noktası ile hiyetografın ağırlık merkezi arasındaki zaman 

aralığına gecikme zamanı denir. 

 

3.Çekilme (alçalma) Eğrisi: BD eğrisi Boyunca debi zamanla azalmaktadır. 



 

 

Grafik 8.1 Bir Hidrografın Elemanları 



Document Outline

  •  Grafik 2.2 Hiyetograf
    • Yer Altı Suyunun Beslenmesi Ve Kayıpları
      • Havzanın Adı
  • Akış katsayısı

Yüklə 312,37 Kb.

Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə