Akarsu Morfolojisi

Burhan NALBozok niversitesi naat Mhendislii Blm

Akarsu HavzasAkarsuyun sularn toplayan alana akarsu havzas (drenaj alan, su toplama havzas, ya alan) denir. ki komu havzay ayran izgi havza snr veya su ayrm izgisi olarak adlandrlr.Az (k noktas)

Havza snr, su ayrm izgisi

k noktas:Bir havza blmnden gelen yzeysel sularn toplanarak havzay terkettii akarsu kesitine k noktas denilir.

Az

Akarsuyun; deniz, gl veya hazne ile birletii yerdir.

Denize ulaan akarsularn havza alanlar d drenaj alan, denize ulamayan akarsularn havza alanlar ise i drenaj alan veya kapal havza olarak isimlendirilir.Orta Anadolu Havzas

Ceyhan Havzas

Havza Snr

k noktas

DenizLejandNehir Havza Snr Mnhani

Mil

GL

k

Akarsu A Bir akarsu kolu ile yan kollarn tmnn meydana getirdii ebekeye akarsu a, drenaj a veya kanal a denilir.Akarsu Kava ki veya daha fazla akarsuyun birletii yere akarsu kava ad verilir. Kaynak Deresi Bir akarsuyun kt yerden ilk dere ile birletii yere kadar olan ksmdr. Balang deresi de denilir.

Kaynak deresi Akarsu kava

Akarsu a, drenaj a, kanal a

aa

paralel

radyal

halka

kafes

dikdrtgen

ok havzalkuru

arpk

MenderesBirinde saat ibresi ynnde, dierinde aksi ynde akmn olutuu birbirini takip eden iki veya daha fazla kvrmlardr.

Yksek Ky Takn Yata

Ky

Akarsu yata

TalvegAkarsu yatann en dk kotlu taban noktasdr.

h

Talveg

sa sahilmemba sol sahil

mansap

mansap memba

Yatak EkseniBir akarsuyun birbirini takip eden kesitlerinde suyznn orta noktalarn birletiren izgiye yatak

ekseni ad verilir.

Talveg izgisiEn dk kotlu taban noktalarn biletirerek elde edilen izgidir.

Talveg

Erilik OranBir akarsuyun iki noktas arasndaki talveg uzunluunun ku uuu mesafeye oranna erilik oran veya dolanma oran denilir.

L d= l

l

Talveg

L

Yatak YrngesiAkn en hzl olduu noktalar birletirerek elde edilen izgidir. Aknt Yrngesi de denilir.

Akarsularn SnflandrlmasToporafik Morfolojik zelliklere gre Da Akarsular Plato Akarsular Ova Akarsular Akarsu boyunca akmn deiimine gre Sulak Akarsular Bozkr Akarsular Karstik Akarsular

Akarsularn SnflandrlmasAkmn srekliliine gre Srekli akl Periyodik akl Sel vadileri Akm rejimine gre Yamur rejimli Kar rejimli Buzul rejimli Karma rejimli

Akarsularn SnflandrlmasByklklerine gre Dere ay Nehir

AKARSUYUN VE HAVZANIN ZELLKLERAkarsu Havzasnn Bykl Akarsuyun potansiyeli, takn debileri ve havza alan ile ifade edilen havza byklne baldr. lm istasyonu bulunmayan akarsularda yllk ortalama su verimi: ?????? = ?????????????????? ??????

Q (m/s) : yllk ortalama su verimi,

P (m)A (m) a

: uzun yllara ait ortalama yllk ya ykseklii,: k noktasndaki havza alandr. : ya-ak oran

t

: zaman

Havzasnn Biimi Takn pik debilerini ve dier hidrografik deerleri, zellikle havzadaki aklarn ayarlanmasn etkileyen nemli bir parametredir. A havza alan, L ana akarsu kolu uzunluu ve B havzann en byk genilii olmak zere aadaki tanmlamalar Eagleson (1970) tarafndan yaplmtr. Havza biim faktr: ?????? = ?????? ????????????

Havza grnm oran:?????? = Yukardaki eitliklerden, ?????? ?????? indisi yazlabilir.

?????? = ???????????? ??????2

Havza Biimi

Hidrograf

Havza Alan Akarsu Kolu Havza alan (A) ile ana akarsu kolu (L) arasndaki iliki:

?????? = 1.73 ??????0.5

Eagleson (1970)

?????? = 1.27 ??????0.6

Horton (1936)

Drenaj Younluu ve Dere Frekans 1 km ye den ortalama akarsu uzunluu drenaj younluu drenaj younluu olarak tanmlanr ve havza ierisindeki su tayan tm kollarn toplam uzunluunun havza alanna blnmesi ile elde edilir.?????? ??????=1 ???????????? ??????=1 ??????????????????

?????? =Lij= i dereceli j. kolun uzunluu

????????????

Dere frekans ise yl boyunca kurumayan toplam dere saysnn havza alanna blnmesi ile bulunur.

Yksek Drenaj younluu

Dk drenaj younluu

atallama Oran

Dereceleme : HORTON (1936) havzadaki akarsularnderecelendirilerek snflandrlabileceini nermitir.

Birinci (1) dereceli akarsu kinci (2) dereceli akarsu nc (3) dereceli akarsu Drdnc (4) dereceli akarsu nehirler (anakollar) dr.

: Hibir yan kolu olmayan kaynak dereleri : Birinci dereceli akarsularn birletii aylar : Birinci ve ikinci dereceli akarsularn birletii nehirler : Birinci, ikinci ve nc dereceli akarsularn birletii

1 1

1 1

1 1

havzak noktas

2 3

2 2

4

32

31

21

I =4havza snr

11

rb = atallama oran Ni = havzadaki I dereceli akarsularn says ???????????? ???????????? = ????????????+1

i = 1, 2, 3, ..., I-1

atallanma Oran

Dereceleme 1 2 3 4

Adedi 10 5 3 1

ri 10/5=2.00 5/3=1.67 3/1=3.00

Havza Eimi effaf bir kat zerine karelerden oluan oluan bir a izilir ve havza

zerine yerletirilir. Her a iin eim hesaplanr. Havza eimi hesaplanan erilerin ortalamasdr.

Akarsu Eimi

Ana dere eiminin belirlenmesinde Benson'un gelitirdii yntemkullanlr ve Benson eimi olarak da adlandrlr. Yntemde: k noktasndan itibaren kaynaa doru toplam ana dere uzunluu

bulunur. Ana dere uzunluunun %10 u ile % 85 i harita zerinde iaretlenir.

Elde edilen iki noktay birletiren dorunun eimi ana dere eimi

olarak alnr.

B

A B a DH

A0

DL =0,75 L

0.10 L

0.85 L

L

?????? tan ?????? = ??????

Akarsu Eimi

Nehir boy kesiti

Hidrograf

Havzann Ortalama Ykseklii Ortalama ykseklik akarsudaki taknlar ve akarsular dolayl ve

dolaysz olarak etkiler. Kk bir havzann deniz seviyesinden ortalama ykseklii, Hp k

noktasndaki ykseklik(kot), Ho havza snr zerindeki en byk kot olmak zere:??????0 ???????????? ???????????? = 0.435 log ??????0 log ????????????

eitlii ile bulunabilir.

Havzada Depolama Havzann doal ve yapay su depolama zellii akarsu rejimini etkiler. Havzadaki gl ve rezervuarlarn yzey alanlar toplamnn havza

alanna oran depolama indisi olarak tanmlanr. ndis %1 den bykse depolamann etkisi gz nne alnr.

AKARSU YATAININ OLUUMUPlan DurumuYzeysel sular yerekimi etkisi ile ilerlerken yoluna kan engeller sonucu en byk eim ynnden

sapma gsterirler. Bu da kvrm, kar kvrmeklinde vadi boyunca uzanr.

Kvrmn uzunluu, (/2)*D deerinden daha bykse menderes olarak adlandrlr. Burada D menderes boyudur.

Plan Durumu - Menderes

Menderes Genilii

yargn

Menderes boyu (D)

Plan Durumu - MenderesKvrml bir akarsuda akan su, merkezka kuvvetin etkisiyle d kyda srekli olarak ky anmas ve taban oyulmasna, i kyda ise birikme ve ylmalara neden olur.c a

ba b

c

Enkesit Durumu Akarsularda grlen vadi

ekilleri: Kuvvetler Etkisiyle Byk kvrmlar kntler (tektonik vadiler) Katlanmalar

Suyun Andrm Erozyon

taban erozyonu

ky erozyonu

ile olumutur.

Enkesit Durumu Zemin katmanlar ayn zellikte ise

ilk aamada yamalarn kaznmas

Vadi Taban Anmas V-Vadi

ve tabann anmas sonucu (V)ekilli vadiler oluur. Aaya doru anma sert kaya

tabakalar ile engellenirse, akan su tm gc ile yamalar andrr ve (U) ekilli vadiler oluur.birikme

VadiYama Anmas

U-Vadi

Boykesit DurumuAkarsu yata boyunca karakteristik blm gzlenir:

Byk eimli, dar vadili dalk blgedeki akarsu

kesimi (memba ksm)

Akarsuyun engebeli arazide akt ve yatann

denge profiline ulat orta blge (orta ksm)

Akarsuyun eiminin azald geni vadili dz

arazideki akarsu blm (mansap ksm)

Boykesit Durumu

YlmaBOYKEST memba Orta ksm mansap delta

Menderes PLAN

Deniz

Ylma BOYKEST memba Orta ksm mansap

delta

Menderes PLAN

Deniz

Akarsu Kanal EimiEim: Akarsularda belli bir karlatrma noktasndan itibaren aa doru inildike eim azalmaktadr.Herhangi bir x mesafesindeki Jx eimi,

???????????? = ??????0 . ?????? ????????????A B x

AKARSU YATAININ DENGESDenge Prensiplerieitli doal ve suni etkenlerin akarsu yatanda meydana getirecei deiikliklerin bilinmesi, dengeyi bozan zararl etkileri nlemek asndan nemlidir:

Akarsuyun doal artlar Akarsudaki su ve kat madde hareketi Akarsu yatanda gelecekte planlanan dzenlemeler ve ngrlecek tesisiler Elde edilen bilgilerin, hareketli tabanl akarsularn jeolojisine, geotekniine,

hidroloji ve hidroliine uygulanmas.

Akarsu Yatann DengesihaQ B a Q, QT B/h a QT d a J, 1/QT akarsu yatandaki su derinlii debisi ile doru orantldr akarsu yatann genilii, debi ve kat madde debisi ile doru orantldr akarsu yatann biim faktr, kat madde debisi ile doru orantldr akarsuyun dolanma oran (plandaki erilik) vadi eimi ile doru, kat madde debisi ile ters orantldr. J a 1/Q, QT, D50 akarsu yatann taban eimi, debi ile ters, kat madde debisi ve dane bykl ile doru orantldr. QT a (t.v).B.c / D50 kat madde debisi, akarsuyun srkleme gc (.v).B ve ince danelerin konsantrasyonu c ile doru, malzemenin medyan ap D50 ile ters orantldr Q.J a QT. D50 yukardaki bantdan elde edilen bu bant, akarsu zerine yaplacak tesislerden sonra akarsu dengesinin belirlenmesinde kullanlabilecek nemli bir bantdr

Akarsu Yatann Dengesi rnek: Akarsu yata zerine yaplan bir barajdan sonra, kat maddeler baraj glnde tutulacak ve barajdan daha temiz su braklaca iin mansaptaki akarsu yatanda kat madde miktar azalacaktr. Q.J a QT. D50 bantsnda, slerde deimeyecekler (0), artacaklar (+) ve azalacaklar ise (-) ile gsterilirse;

0 ???????????? . ??????50 ?????? 0 . ?????? Bu durumda, baraj mansabndaki akarsu kesiminde eimin azalmas gerekmektedir. ekilde AC ile gsterilen kesim AC ye decektir.

Bir barajn memba ve mansap ksmndaki akarsu yatandaki deimeler

Ylma

C h C A

Oyulma

Akarsu Yatann DengesiDenge Bozucu Etkenler

A. Doal Etkenler:Byk Taknlar Heyelanlar

Doal EtkenlerBuz Ylmalar Tektonik Faaliyetler

Tarihte birok nehrin aknn deprem ve tektonik faaliyetler gibi doal etkenlerle deitii bilinmektedir.

B. Yapay Etkenler:Su Miktarndaki Deimeler Akarsudan su alnmas ve kuyruk suyunun tekrar verilmesi Su miktarnn dengelenmesi Kat madde tanmndaki deimeler Kat maddelerin geri tutulmas Akarsu boyunun ksalmas Yapay Etkenler Su seviyesindeki deimeler

Daraltma yaplar

Planda yn deistirme

Akm ynndeki deimeler

Kesitte yn deitirme

Mekanda yn deitirme

Denge bozucu etkiler ek nlemler ile kabul edilebilir bir seviyeye drlr.

Akarsu Yatandaki Dengeyi Bozucu Yapay Etkenlere rnekler 1. Akarsulardan Su Alma ve Kuyruk Suyunu Tekrar Verme:letim Kanal Santral

Qa

Q

Q- Qa

Qoyulma

ylma

2. Su Miktarnn Dengelenmesi:akarsu

baraj

baraj gl

ylma

oyulma

3. Kat Maddelerin Geri Tutulmas:

Akarsuda her yapay kesit bymesi yataktaki hzlarn klmesine ve akarsuyun tad kat maddelerin azalmasna sebep olur. Kat maddelerin geri tutulmas sonucu akarsu anda morfolojik deiimler meydana gelir.

4. Akarsu Boyunun Ksalmas: L1 ve L2: srasyla yargdan nceki ve sonraki akarsuyun boyu- A ve B noktaIarndaki su yzeyleri arasndaki kot fark h, olmak zere su yzeyi eimi h/L1 deerinden h/L2 deerine ykselir.

A B de oyulma

5. Akarsu Yatan Daraltma Yaplar: Akarsu yatann enine veya boyuna yaplarla darlatrlmas sonucunda su seviyesinde h kadar bir ykselme olacandan akm artlar deiir.

6. Akm Ynnn Deimesi: Prensip olarak bu gibi akm ynnn ve su derinliinin deimesine neden olan tesislerin akarsu taban ve ev yzeylerinde de deimelere neden olabilir.

rneklerrnek 1) Bir akarsuyun belirli bir kesitindeki taban eimi0.0018 dir. Bu akarsu iin a katsays 6.5x10-6 olduuna gre:

a) Akarsu eimi 200 km aada ne kadardr? b) Akarsu eimi ka km aada verilen deerin yarsna der?

zm)a)

???????????? = ??????0 . ?????? ????????????(6.5106 )(200103 )

??????200 = 0.0018??????

= 0.00049

zm)b)

???????????? = 0.50 ??????0

???????????? = ?????? ???????????? ??????0

0.50 = ??????

6.5106 .??????

ln(0.50) = 6.5 106 . ?????? ln(0.50) 0.693 ?????? = = = 106.7 ???????????? 6.5 106 6.5 106

rnek:ekilde verilen havzann;

atallama orann, ortalama kotunu, ana-kol uzunluunu, drenaj younluunu, dere frekansn ve akarsu eimini

hesaplaynz.

1 1 1,1 1 1,6 1,2

2,8

2,9 1 2,4

1 2,7 1 3 1,2 1,8 1 2 1,1 1 1,7 1 1,6

21,1%85 L deki kot = 265

2

0,91,8 4

3

%10 L deki kot = 135

4,2

4

Havza alan =4179 km2 k noktas kotu =124 Havza snr zerindeki maksimum kot = 337

Derece 1

Says 9

Uzunluu(km) 18,2

23 4

32 1

3,82,1 6,0

atallama Oran:???????????? ???????????? = ????????????+1 ??????1 9 ??????1 = = =3 ??????2 3 ??????2 3 ??????2 = = = 1.5 ??????3 2 ??????3 2 ??????3 = = =2 ??????4 1

Ortalama Kot:??????0 ???????????? ???????????? = 0.435 log ??????0 log ????????????

337 124 ???????????? = 0.435 = 213.39 ?????? log 337 log 124

Ana Kol Uzunluu

Eaglasona gre:

?????? = 1.73 ??????0.5

?????? = 1.73 41790.5 = 111.83 ????????????

Hortona gre:

?????? = 1.27 ??????0.6

?????? = 1.27 41790.6 = 188.99 ????????????

Akarsu Eimi:?????? 265 135 130 tan ?????? = = = = 0.0015 ?????? 0.85 0.10 0.75 111.83 1000

Drenaj Younluu:?????? ??????=1 ???????????? ??????=1 ??????????????????

?????? =

????????????

18.2 + 3.8 + 2.1 + 6.0 = = 0.0072 ???????????? ????????????2 4179

Dere Frekans:?????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????? ???????????????????????????????????? 9 = == 0.002 ???????????????????????? ????????????2 ???????????????????????? ?????????????????????????????? 4179

???????????????????????? ???????????????????????????????????????????????? =