Baraj Yıkılması Sonrasında Taşkın Yayılımının Sayısal Modeli

[ve Fiziksel Model Kıyaslaması] Ürkmez Barajı

Dr. İsmail HALTAŞ

Zirve Üniversitesi, Gaziantep

Dr. Gökmen TAYFUR Dr. Şebnem ELÇİ,

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

3. Ulusal Taşkın Sempozyumu, 29-30 Nisan 2013 Haliç Kongre Merkezi, İSTANBUL

Dr. Şükrü GÜNEY Dokuz Eylül Üniversitesi

Dr. Gökçen BOMBAR Ege Üniversitesi

2

Giriş

Çalışma Alanı

Sayısal Modelleme Yaklaşımı ve Parametreler

Taşkın Tehlike Haritaları

Hassasiyet Analizleri

Fiziksel Model

Sayısal ve Fiziksel Model Kıyaslaması

Sonuçlar ve Değerlendirmeler

İçerik

3

Giriş

TÜBİTAK 1001 Araştırma Projeleri Destekleme Programı kapsamında

yürütülen:

“Baraj Yıkılması Sonucu Oluşan Taşkının Deneysel ve Nümerik

Metotlar ile Araştırılması - Gerçek Barajlara CBS Ortamında

Uygulanması”

Üç Gerçek Barajın Durumu İncelenecek:

Ürkmez (toprak dolgu) Barajı İzmir,

Porsuk (beton) Barajı Eskişehir,

Alibey (toprak dolgu) Barajı İstanbul.

Sadece Ürkmez Barajı için, Fiziksel ve Sayısal Modelleme çalışması

yapılacaktır

4

Çalışma Alanı–Ürkmez Barajı’nın Havadan Görünüşü

5

Çalışma Alanı–Ürkmez İlçesi

Nüfus:

5,000 Kış Sezonunda

25,000 Yaz Sezonunda

6

Çalışma Alanı–Ürkmez Bölgesi’nin Topoğrafyası

Eğim

0.009

7

Ürkmez Barajı –Genel Veriler

Parametreler Değerler

Tipi Toprak Dolgu

Kret kotu 48.88 metre

İnvert kotu 17 metre

Gövde yüksekliği 28 metre

Gövde uzunluğu (üst) 500 metre

Gövde uzunluğu (taban) 440 metre Kret genişliği 8 metre

8

Sayısal Modelleme Yaklaşımı

9

HEC-RAS Baraj Yıkılma Parametreleri

Parametreler Değerler

Yıkılma Anı Su Seviyesi 44.68 metre Savak Katsayısı 2,6

Nihai Alt Seviye 18 metre

Nihai Alt Genişlik 200 metre

Tam Oluşum Süresi 30 dakika

Yıkılma Başlangıç Nedeni Borulanma

İlk Sızma Yüksekliği 20 metre

Başlangıç Zamanı 12:05(gece)

10

HEC-RAS Baraj Yıkılma ve 1B Öteleme Modeli

11

HEC-RAS Baraj Yıkılma Hidrografı

-

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,0001

1:5

5

12:0

0

12:0

5

12:1

0

12:1

5

12:2

0

12:2

5

12:3

0

12:3

5

12:4

0

12:4

5

12:5

0

De

bi (m

3/s

)

Zaman (saat:dakika)

Baraj Yıkılma Hidrografı (EK 144)

12

2B Sayısal Model Parametreleri

Parametreler Değerler

Izgara Eleman Boyutu 25 metre

Pürüzlülük 0.04

Alan Azaltma Faktörü değişken

Simülasyon Süresi 5 saat

Menzil Sınır Şartı Sabit Su Kotu

13

FLO-2D Alan Azaltma Faktörü (ARF)

14

Taşkın Haritaları –Maksimum Akım Derinliği

Su altında kalan toplam alan: 3.4 km2

Su altında kalan yerleşim alanı: 1 km2

15

Taşkın Haritaları –Maksimum Akım Hızı

16

Taşkın Haritaları –Maksimum Derinliğe Ulaşma Zamanı

17

Maksimum Akım Derinliğinin ARF Hassasiyeti

18

Maksimum Akım Hızının ARF Hassasiyeti

19

Maksimum Akım Derinliğine Ulaşma Zamanının ARF Hassasiyeti

20

Fiziksel Model

Mansap

Baraj Gölü

Yatay Ölçek 1:150 Düşey Ölçek 1:30 Zaman 1:27 Hız 1:5.56 Debi 1:25,000

Fiziksel Model Baraj Yıkılma Debisi

22

Sayısal – Fiziksel Model Ölçüm Noktaları Eşleştirme Haritası

23

Sayısal Model Senaryoları

24

Sayısal Model - Fiziksel Model Kıyaslaması

Yaklaşık ✔

25

Sayısal Model - Fiziksel Model Kıyaslaması

Yaklaşık ✔

26

Sayısal Model - Fiziksel Model Kıyaslaması

Yaklaşık ✔

27

Sayısal Model - Fiziksel Model Kıyaslaması

Farklı !

28

Sayısal Model - Fiziksel Model Kıyaslaması

Farklı !

29

Sonuçlar ve Değerlendirmeler 1

Belirtilen Baraj Yıkım Senaryosuna Dayanarak:

Ürkmez İlçesinin önemli bir bölümü yıkılmanın başlangıcından 30 dakika sonra sular altında kalabilir.

Akış derinliği yerleşim bölgelerinde 4 metreye, akış hızı 2 ila 4 metre/saniye değerlerine ulaşabilir.

Literatürde, 0.5 m/s akış hızı ve yüksek su derinliğinin yaralanmalara ve ölümlere neden olabileceği ileri sürülmektedir!

Bu nedenle, hesaplanan su derinlikleri ve hızları yerleşim alanlarını tahrip etme potansiyeline sahiptir.

30

Sonuçlar ve Değerlendirmeler 2

Sayısal - Fiziksel Model kıyaslaması göstermektedir ki;

Sayısal ve Fiziksel Model sonuçları bir çok derinlik ölçüm noktasında yaklaşık değerler vermiştir.

Fiziksel modelin topografyayı yeterli çözünürlükte modelleyemediği dolayısı ile fiziksel modelde oluşturulan topografyanın sayısal modelde kullanılması ile daha doğru bir sayısal-fiziksel model kıyaslamanın yapılabileceği değerlendirilmektedir.

31

Sorular ?

Teşekkürler !