Hidroloji Bolum 4_SON HAFTA

7/27/2019 Hidroloji Bolum 4_SON HAFTA

1/20

02.04.2013

1

SIZMA Yeryzne den yan bir ksm

yerekimi, kapilarite (klcallk) ve molekler gerilmeler

etkisi ile zemine szlmesi szma (infiltrasyon) olarakadlandrlr.

Szan su nce zemin nemini arttrr ve yer alt aknmeydana getirir, geriye kalan da derinlere szarak,

, . Szma hem yzeysel ak miktarn bir kayp eklinde

etkilemesi, hem de zemin nemini meydana getirmesi ve yeralt suyunun en nemli kayna olmas bakmndan nemtar. Bu bakmdan zemine szacak su miktarnn belirlenmesigerekir.

2


2/20

02.04.2013

2

Szmann Mhendislikteki Rol

Ta knlarn abuk veya yava kabarmas, debilerinin miktar

Yer alt suyunun beslenmesi

Barajlarn depolama hacimlerinin hesaplanmas

Sulama suyu miktarnn tespiti

Yzeysel akn belirlenmesi

3

SIZMA KAPASTES

miktar Szma Kapasitesi olarak adlandrlr.

Zemin dane bykl ve geirimlilii (artrr) Balang nemi (azaltr)

Zemin yzeyinin durumu (ok ince taneler; sodyumkarbonat ve kalsiyum karbonat azaltr)

Zeminde hava birikintileri bulunmas szmayzorlatrr.

Topran ilenme ekli de szmayetkiler.

4


3/20

02.04.2013

3

Bu gibi etkenler nedeniyle plak arazide szma kapasitesi0.25-25 mm/saat arasnda deien deerler alabilir, bitkirtsnn varl bu deerleri 3-7 katna karr.

eitli zemin trleri iin szma kapasitesi deerleri

5

Szmann llmesiArazide szma kapasitesinin llmesi iin halkainfiltrometre kullanlr. ap 30 cm olan ii bo birboru topraa 60cm aklr ve ii su ile doldurulur.

6


4/20

02.04.2013

4

Szmann llmesi

7

Szmann llmesi

8


5/20

02.04.2013

5

Standart Szma Erisi Ya srasnda szma kapasitesinin zamanla deiimi ek

standart szma erisi iddetli bir ya srasnda llen yalardan aklar kartlarak

e e e r.

Ya devam ettike, zemin neminin kil taneciklerinin zemin

boluklarn tkamas vb. sebeplerle szma kapasitesi

ves

zma

m/sa)

Hiyetograf

Szmakapasitesi erisi

Zaman

Ya

idd

eti

kapasitesi

(m

Szma

9

Horton Denklemi

sa)

Hiyetograf

Szmas

zmakapasitesi(mm kt

coc effff )(

Szma

Zaman

Ya

iddetive

fo

fc

10


6/20

02.04.2013

6

Horton Denklemikt

coc effff )(

: ya n a amasn an sonra ann a szma apas es ,

fo: yan balangcndaki szma kapasitesi,

fc: yan sonunda ulalacak szma kapasitesi.

fo, fc ve k deerleri zemin cinsine ve bitki rtsne gredeiir.

fc zemin arazi ka asitesi ula r erkolas on hz

F toplam szma yksekliidir. Yan balangcndan tsre sonraki toplam szma ykseklii yukardaki denklemin0dan tye kadar integrali alnarak bulunur.

00

1t

ktcc

f fF f dt f t e

k

11

Szma Hz

Bir ya srasnda birim zamanda zemine giren su. .

Yaiddeti > Szma Kapasitesi (i>f)iseSzma Hz = Szma Kapasitesi (vf=f)

Yaiddeti


7/20

02.04.2013

7

(Hatrlatma ve Tartma)

STANDART SIZMA ERS NASIL ELDE EDLR ?

Standart szma erisini btn ya sresince ya

fStandart szma erisi

yalarn kaytlarndan elde etmek gerekir

t

i

?Topraktaki nem miktar ile szma erisi arasnda nasl bir etkileim vardr ? 13

Szma Kapasitesi > YaiddetiBalangta zemine daha az su szaca iin zemin nemindeki artstandart szma erisini izleyen yaa gre daha az olur.

Yaiddeti > Szma KapasitesiSzma hz standart szma erisinden okunandan daha byk olur.

s t ts szma hz kaydrlm szma erisine uyar

i(ts) = f(to)olana karar eri kaydrlr

(alanlarn eitlii)

f

Ka drlm standart

Standart szma erisi

to tst

(Sabit) iszma erisi

14


8/20

02.04.2013

8

Ya iddetinin ya balangcnda bir

sre iin szma kapasitesinden kk olup

daha sonra szma kapasitesinin stne

kmas halinde (ekil 4.4), ya iddetinin

szma kapasitesini at blgede (t>t0)

szma hznn belirlenmesi g olur. Yan

balangcnda szma hz szma

kapasitesinden kk olduundan zemineekil 4.4. Balangta ya iddeti szmakapasitesinden az olduunda szm a hznn

standart szma erisinin verdii deerden

daha az su szm olacaktr,

esa (ya et sa t, yc , esc e, 19 3 .

bu nedenle zemin nemindeki art da standart szma

erisini izleyen bir yatakine gre daha azdr. Bunun sonucu ya iddeti szma

kapasitesinin stne knca szma hz, standart szma erisinden okunacak

deerden daha fazla olur.15

Herhangi bir andaki szma kapasitesinin o

ana kadar olan toplam szma miktarna

bal olduu kabul edilerek bu blgedeki

szma hz u ekilde belirlenebilir. ts

anna

kadar henz zemin standart szma erisinin

izlenmesi halindeki kadar nemlenmi

olmadndan szma hz ya iddetine eit

olacak, ts anndan balayarak zaman ekseni boyunca( ) ( ) (4.12)

st t

sidt fdt i t f t

erisine uyacaktr. ts ve to u denklemleri salayacaktr:

0 0

*taral alanlarn eitlii

(4.12) denklemi szma kapasitesinin o ana kadar szan su miktarna bal olduu

kabulne dayanarak yazlmtr. Denklemin sol taraf ts, anna kadar zemine szan su

miktarn, sa taraf ise standart szma erisi boyunca t0 anna kadar szma

yksekliini gstermektedir. 16


9/20

02.04.2013

9

i ya iddetinin zamanla deikenolmas halinde de szma hz benzer

dncelerle belirlenebilir. ekil 4.5 de

. en em n n uygu anmas tara

alanlarn eitliini verir. Buna gre t0 ve ts

deerleri bu iki alan eit olacak ekilde

deneme ile bulunur.

ekil 4.5. Balangta ya iddeti szma kapasitesinden az

olduunda szma hznn hesab (ya iddeti deiken, Dyck,

Peschke,1983).

17

SIZMA NDSLER Szma erileri kk alana sahip homojen blgeler iin

.

Blgede yaiddeti ve szma kapasitesi yerel olarak

deiiyorsa standart s

zma erisini belirlemek zor olur. Bu nedenle, ya srasnda ortalama szma miktarn

gsteren szma indisleri kullanlr.

Ksa sreli ve iddetli yalarn balangta slak zeminliurum ar a a a y sonu ver r. n y e r urum a

szma kapasitesi fazla deimeyecektir.

ndisi

W ndisi18


10/20

02.04.2013

10

SIZMA NDSLER Hiyetograf zerinde izilen yatay dorunun zerinde kalan alan toplam ak

yksekliine eit olmaldr. izilen yatay dorunun ordinat dir. Yaiddeti deerinden byk olunca; aradaki fark yzeysel ak

eti

Zaman

Ya

id

(mm/sa)

Bu indislerin gerek szma miktarn (szma hzn) deil, potansiyel szma miktarn gsterdikleri unutulmamaldr.19

SIZMA NDSLER

W ndisi

P = ya ykseklii R = ak ykseklii S = yzeysel biriktirme ykseklii tp = ya yksekliinin szma kapasitesinden byk olduu sre

Yzeysel biriktirmeyi de ierdiinden indisinin deeri W indisinden byk.

ptW

Yaiddetli ve uzun sreli iki indis birbirine eit. S yzeysel biriktirme yksekliinin belirlenmesi pratikte zor. Szma indislerinin hesabnda tutma, yzeysel biriktirme gibi kayplar batan

hesaplanp ya yksekliinden karlrsa sonu daha salkl olur. ndisler gerek szma miktarn deil potansiyel szma miktarn gsterir.

Bu indislerin gerek szma miktarn (szma hzn) deil, potansiyel szma miktarn gsterdikleri unutulmamaldr.20


11/20

02.04.2013

11

DEV DEV 1Bir havzada 45 dakika sren bir yan iddetinin zamanla deiimi,

i=3/t^0.5 eklindedir (i=mm/saat, t=saat). (a) Toplam ya erisinindenklemini elde ederek, toplam ya yksekliini hesaplaynz. (b)

deitiini kabul ederek, fc=2 mm/saat, fo=4 mm/saat ve k=0.5alarak, ya boyunca szma yksekliini hesaplaynz. (c) Yatanmeydana gelen dolaysz ak yksekliini ve havzann szma indisinihesaplaynz.

DEV 2Toplam ykseklii zamana bal olarak P=4,167.t^0,6 eklinde deien

(P cm, t saat) yamur, 90 dakika sre ile, balangtan 12 dakikasonraki szma kapasitesi 6,117 cm/saat ve balangtan 48 dakika

sonraki szma kapasitesi 2,966 cm/saat ve k=1,58 olan bir zemineszmtr. (a) Yaiddetinin ve szma kapasitesinin zamanladeiiminin formllerini elde ediniz. (b) Ya boyunca 15er dakikaara ile yaiddeti ve szma kapasitesi deerlerini hesaplaypzamanla deiimlerini iziniz. (c) Ya sonunda toplam ya,toplam szma ve yzeysel ak yksekliklerini hesaplaynz.

21

DEV 3

Aadaki ekle gre szma hzn belirledikten sonra, ekil zerindeszma hzn iziniz. Yzeysel ak ve szmay hesaplayarak ekilzerinde gsteriniz.

3

5

Standart szma erisi

Hiyetograf

i, f (mm/saat)

1

1 2 3 6540t (saat)

22


12/20

02.04.2013

12

rnek Problem Bir ya srasnda zeminin

standart szma erisi fo=5,5

mm saa , c= , mm saa ,

k=0,42 olmak zere Horton

denklemine uymaktadr.

Yan hiyetograf ekil

4.7 de basamakl bir izgi

eklinde verilmitir.

Szma hznn zamanla

deiimini belirleyip toplam

szma yksekliini ve ak

yksekliini hesaplaynz.

ekil 4.7. Bir ya srasnda szmahznn zamanla deiiminin ve szmaindisinin hesab.

23

a) tf dir. Balangta zemin fazla

nemli hale gelmedii iin bir sre szma hz

ya iddetine eit olmakta devam eder. ts, ve

t0 sreleri (4.12) denklemlerinden deneme ile

belirlenir. t0=l saat ve ts=2,55 saat iin :

0 0

0

0.42 1

( ) ( ) (2.55) (1) (4.12)

' 1 ( ) ( )

st t

s

kt

o c c

idt fdt i t f t Deneme yanlma i f

Horton a gre t de szma hz f t f f f e

0

. . .

(4.9) min 1' .

t

cc

f fdenkle den t e kadar szma ykseklii F fdt f t

0.42 1

2.55

0

(1 )

5.5 1.21.2 1.0 (1 ) 4.7

0.42

2.55 (1 1) (1.5 1) (4 0.55) 4.7

2.55 det .

kt

s

ek

e mm

t s aa te k ad ar hiyeto gr af n altnda kalan alan idt mm

Buna gre t saat iin szma hz ya id ine eit olacaktr

24


13/20

02.04.2013

13

c) t>2.55 saat iin szma hzlar ts-t0=1.55 saat

telenmi standart szma erisine uyarak azalr.

d) t>6 saat iin hiyetograf telenmi standart szma

erisinin altnda kaldndan ( i


14/20

02.04.2013

14

Soru: Bir havzada szma kapasitesinin ya srasnda zamanla deiimiaadaki tablo 4.6 da gsterildii ekilde llmtr:

Zaman (Saat) 0 2 4 6 8 10 12

a) Standart szma erisini iziniz ve Horton denklemine gre bu havza iin kkatsaysnn deerini hesaplaynz.

b) Bu havzada bir ya srasnda llen yaiddetleri Tablo 4.7deverilmitir. Bu deerlere gre szma hznn deiimini hesaplaynz.

SzmaKapasitesi(mm/saat)

5,5 3,5 1,8 1,5 1,35 1,2 1,2

c) Ya ve akn zamanla deiimini gsteren erileri iziniz.

d) Toplam ya yksekliini hesaplaynz.

e) indisinin deerini hesaplaynz.

Zaman (Saat) 0 1 2 3 4 5 6

Yaiddeti(mm/saat)

2,0 2,5 4,0 6,0 5,0 2,5 1,5

27

zm: a ) Standart szma erisini iziniz ve Horton denklemine grebu havza iin k katsaysnn deerini hesaplaynz.

28


15/20

02.04.2013

15

29

30


16/20

02.04.2013

16

zm: c ) Ya ve akn zamanla deiimini gsteren erileri iziniz.

31

zm: d ) toplam ya yksekliinihesaplaynz.

32


17/20

02.04.2013

17

zm: e ) indisinin deerini hesaplaynz.

33

Soru:

34


18/20

02.04.2013

18

35

36


19/20

02.04.2013

19

Soru:

zm:

37

38


20/20

02.04.2013

Soru:

zm:

39

40

Hidroloji Bolum 4_SON HAFTA

Documents

Transcript of Hidroloji Bolum 4_SON HAFTA