Tsunami etkisiyle oluşan sediment taşınımı
Tsunami induced sediment transport
Yazar: AYSUN KÖROĞLU
Danışman: PROF. DR. MEHMET SEDAT KABDAŞLI ; DOÇ. DR. EMEL İRTEM
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Deniz Bilimleri = Marine Science ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Tsunami = Tsunami ; Çökelti taşınımı = Sediment transportation

Özet:
Deniz, okyanus tabanı ya da denize yakın bir yerde meydana gelen tektonik olaylarla ilişkiliolarak ortaya çıkan bir dizi yıkıcı dalgaya tsunami adı verilmektedir. Tsunamiler, enerjilerini;litosferdeki düşey yönlü hareketlerden, deniz altındaki büyük ölçekli kayma, çökme veoturmalardan, odak noktaları deniz ya da okyanus tabanında bulunan depremlerden ve denizaltı volkanizmalarından almaktadır.Son zamanlarda ardarda büyük ölçeklerde meydana gelen depremleri takiben oluşan tsunamivakaları sonrasında yapılan çalışmalar, dalgaların, büyük su kütlesi taşınımı etkisiyle karadaneden oldukları can ve mal kayıplarının yanı sıra, ayrıca deniz tabanından taşıdıkları oldukçabüyük miktarlardaki kum ile de zarara sebep olduklarını ortaya çıkarmıştır.Tsunami sonrası karada yapılan zarar tespit çalışmalarıyla eş zamanlı olarak okyanustayürütülen çalışmalar, karaya taşınan sediment, çöp, ağaç parçaları gibi malzemelerin dalganıngeri dönmesiyle beraberinde okyanusa doğru çekilerek askıda taşındığını ve okyanus dibindebirikime neden olduğunu göstermektedir. Askıda taşınan partiküler maddelerin mercanlarbaşta olmak üzere, deniz florası üzerinde birikmesi, oksijenle teması kesmesi ve bulanıklığıarttırarak su kalitesinin bozulması gibi olumsuz etkileri olduğu ifade edilmiştir.Tsunami etkisiyle biriken ve saklanan sediment oluşan tsunaminin jeolojik bir kaydını daoluşturmaktadır. Söz konusu alandaki doğal koşullar bozulmamışsa, bölgeye ait sedimentkayıtları incelendiğinde, bir jeolog bu tip birikimleri ve geçmişteki tsunamilerin tekrarlanmaperiyodunu tanımlama şansına sahiptir. Böylelikle jeolojistler bir alandaki geçmişte meydanagelen tsunamilerin tarihsel kayıtları hakkında bilgi sahibi olabilirler. Bilim adamlarının olacaktsunamileri henüz öngörememeleri nedeniyle, geçmişte meydana gelen tsunamiler hakkındabilgi sahibi olmak, gelecekteki tsunami kaynaklı risklerin değerlendirilmesine imkantanımaktadır.Bu çalışmada; tsunami gibi uzun periyotlu dalgaların kıyıda tırmanmalarını takiben, tabanmalzemesinin askıda taşınmasıyla birlikte dalga kaynağına ilerleyen katı madde miktarınındalga yüksekliğiyle olan ilişkisi, oluşturulan deneysel düzenek ile araştırılmıştır. Oluşturulandeneysel düzenekte, belirlenen noktalara yerleştirilen dalga propları ile dalga yükseklikleribelirlenmiş, ADV hız ölçer ile yatay ve düşey hızlar ile birlikte, optik çalışma prensibinedayalı OPCON ile askıda katı madde konsantrasyonunun zamanla değişimi kaydedilmiştir.Ek_A1Elde edilen sonuçlar gerekli veri eliminasyonu araçları ile elendikten sonra Buckingam Piteoremi ile boyutsuz parametreler elde edilmiştir. Doğrusal regresyon yönteminin kullanıldığıbu çalışmada, belirli sınır koşullar için geçerli amprik denklem grupları önerilmiştir.Literatürde yapılan araştırmalar sonucunda tsunami sonrası oluşan sedimentin taşınımına dairhidrodinamik etkilerin nümerik veya deneysel olarak araştırılmadığı gözlenmiş ve bu konudayapılacak bir araştırmanın çok önemli bir bilgi eksikliğini kapatacağı öngörülmüştür.Ayrıca, meydana gelen zararların sadece kıyılarda değil aynı zamanda deniz tabanında daçeşitli olumsuz etkilere neden olduğu düşünüldüğünde, tsunami etkisiyle kıyıdan açık denizedoğru taşınan kıyı malzemesinin taşınım mekanizmasının ortaya konmasının, oluşantsunaminin ölçeğinin değerlendirilmesi, meydana gelen zararın tespiti ve olası bir tsunamisonrası sediment taşınımına bağlı risklerin modellenmesi gibi çalışmalarda temel oluşturacağıdüşünülmektedir.

Abstract:
A serial number of destructive waves occurred following a tectonical event on sea or oceanfloor or adjacent to the sea, are called as tsunamis. Tsunamis may draw their energies fromthe vertical movements in lithosphere, sub-marine land-slides, collapses and settlements,earthquakes occurred in sea or ocean bottoms and sub-marine volcanoes. The researchesabout the tsunamis following the recent consecutively occurred earthquakes with a bigmagnitude showed that the effect of waves and a huge mass of water movement caused notonly life and property losses on coastal areas but also caused damages due to the huge mass ofsand movements originated from the sea floor. The loss adjustment surveys conducted oncoastal areas and in ocean, indicated that the sediment, dust and organical matters transportedto the land are deposited on ocean floor due to the tsunami wave backwash. The suspendedmatters in water accumulate not only on reefs but also marine flora. The acuumulation hasadverse effects on water quality due to the blockage of oxygen transfer and increasingturbidity.The tsunami sediment deposition and preserved sediment on ocean floor are the geologicalrecords of ancient tsunamis. A geologist has a chance to define the periods of the tsunamis onthat region by investigatings through the sediment depositions. Since the future comingtsunamis can not be predicted yet, the previous records of tsunamis are the only way toevaluate the future risks of the oncoming tsunamis.In this study, the relationship between the tsunami wave height and the amount of suspendedcoastal material transport towards the wave generator following the wave run-up is analyzedwith the experimental set-up. The system is not scaled form but indicating the principles ofhow tsunami type waves effects the sediment flows. The experimental set-up is establishedfor specific configurations to measure the tsunami wave heights, the horizontal and verticalvelocities which are measured by Acoustic Doppler Velocity meter, ADV, and suspendedsediment concentrations with time variation series, which are measured with OPCON opticalconcentration meter. The measurements are used for the necessary calculations indicating thevertical and horizontal sediment flows. The data are eliminated due to the appropriate dataEk_A2elimination processes, the non-dimensional parameters are generated using Buckingham Pitheory. Empirical equation groups for specified boundary conditions are proposed due to thelinear regression analyze.There has been no sign of researches on the tsunami induced sediment transport neither onexperimental research nor numerical studies, so that this study will be the first step on thisresearch area. Furthermore, this study will help the evaluation of the researches about themechanisms of the offshore sediment transport on seaward would supposed to be the keyelements on sediment transport related risk modeling and the evaluation of tsunami scale andthe actual loss on both land and ocean floor.