Akarsu kavşaklarında akım derinliklerinin deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of flow depths at confluences
Yazar: CİHAN CANIBEK
Danışman: DOÇ. DR. GÖKÇEN BOMBAR
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
İki veya daha fazla akarsuyun birleşerek kavşak noktası oluşturmaları, açık kanal hidroliği alanında sık karşılaşılan bir durumdur. Kavşaklar, hidrolik açıdan önemli kontrol noktalarıdır. Kavşak içinde memba ve mansap derinliklerinin bilinmesi yüzey profilinin belirlenebilmesi açısından önem arz etmektedir.
İzmir Kâtip Çelebi Üniversitesi Hidrolik Laboratuvarı'nda gerçekleştirilmiş olan bu çalışmada, mansap derinliği ve yan kollardan gelen debiler değiştirilerek farklı koşullar oluşturulmuş ve kavşak içi ve yakınındaki akım derinlikleri ölçülmüştür. Birbirine simetrik 90° açıyla birleşen yan kolların ve ana kanalın genişliği sırasıyla 1 m ve 2 m'dir. Kavşak noktasında yan kollar ile ana kanalın taban kotları eşit olacak şekilde düzenlenmiştir. Çalışmada, ana kanalda ve yan kollarda Froude sayıları 1'den küçük olup tüm deneyler nehir rejiminde olmuştur. Reynolds sayısı 2000'den büyük olduğundan tüm deneyler türbülanslı akım koşulunda gerçekleşmiştir. Yan kol ve ana kanal debileri arasındaki oran ile akımın nehir rejiminde olmasına bağlı olarak akım derinlikleri incelenmiştir. 
Bu çalışma kapsamında yapılmış olan deneylerde ana kanalda taban eğimi 0 ve akım derinliği kritik akım derinliğinden büyük (h>hc) olup çalışmalar nehir rejiminde yapıldığından ana kanalda H2 profili gözlenmiştir. 
Yan kollarda ise ve taban eğimi 0,002, kanal taban eğimi kritik eğimden küçük (S0 h0>hc) olup M1 profili gözlenmiştir.
Momentum denklemi, birleşimde seçilen noktalarda uygulandığında bu noktalarda ölçülmüş olan deneysel değerlerle, momentum denkleminin uygulanmasıyla elde edilen veriler arasında uyumluluk olduğu tespit edilmiştir. Birleşimlerin membasında akım derinliklerinin eşit olduğu varsayımı doğrulanmıştır.

Abstract:
In the open channels it is common that the flows of two or more channels merge into a single downstream channel forming a confluence. In terms of hydraulics, confluences are important control points. In addition to this, it is very important to know upstream and downstream flow depth in a confluence in terms of determining water surface profile. 
In this study which is conducted in İzmir Katip Çelebi University Hydraulics Laboratory, with different downstream flow depths and tributary channel flow rates the flow depths are measured in the vicinity of confluence. Width of tributary channels and main channel are 1 m and 2 m respectively and the angle between the tributary channels is 90°. Bed elevation of main channel and tributary channels are equal, i.e. they are concordant. The Froude numbers are less then 1, so the flow regime is subcritical at all experiments. The Reynolds number is more than 2000 which means the flow is turbulent. Depending on discharge ratios between tributary channels and main channel the flow depths are investigated. 
In main channel bed slope is 0, flow depth is greater than critical flow depth (h>hc) and flow regime is subcritical so H2 profile was observed in the main channel. 
In tributary channels bed slope is 0,002, bed slope is less than critical slope (S0 h0>hc) 
so M1 profile was observed in lateral channels.  Flow depth in the confluence observed higher than downstream flow depth on each experiment set. 
When momentum equation applied in selected points in the confluence, experimental values and values obtained from momentum equation shows well conformality. Assumption of flow depth equality on upstream of confluences was confirmed.