Baraj yıkılması durumunda bitki örtüsünden kaynaklı pürüzlülüğün taşkın dalgası yayılımı üzerine etkisinin deneysel ve sayısal olarak araştırılarak sonuçlarının akıllı kent acil eylem planında kullanılabilirliğinin değerlendirilmesi
Assessment of usability of the results obtained from experimental and numerical investigation of roughness caused by vegetation on the flood wave propagation due to dam break in smart city urgent action plan
Yazar: SEMİRE OĞUZHAN GÜVEN
Danışman: DOÇ. DR. AYŞEGÜL ÖZGENÇ AKSOY
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik–Hidroloji ve Su Kaynakları Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Baraj yıkılması = Dam break ; Dalga yayılması = Wave propagation ; Fiziksel model deneyi = Physical model test ; Ürkmez barajı = Ürkmez dam

Özet:
Bu çalışmada, Ürkmez Barajı'nın çarpıtılmış fiziksel modeli kullanılarak, barajın yıkılması durumunda bitki örtüsünün taşkın dalgası yayılımına etkisi deneysel ve sayısal olarak araştırılmıştır. Çarpıtılmış fiziksel modelin yatay ve düşey ölçekleri sırasıyla 1/150 ve 1/30'dur. Baraj fiziksel modelinde Ürkmez barajının göl, gövde ve bitki örtüsünü de içeren mansap bölgesi yer almaktadır.
Taşkın dalgası yayılımına bitki örtüsü etkisini görmek amacıyla deneyler gerçekleştirilmiştir. Baraj yıkılma senaryosu ani yıkılma ve kısmi yıkılma şeklinde gerçekleştirilmiştir. Deneyler esnasında zamana bağlı su derinlikleri ve hız ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler bitki örtüsüz olarak yapılmış deneylerle karşılaştırılmış olup bitki örtüsünün mevcudiyetinin yerleşim yerlerini taşkın dalgasının olası zararlarından koruduğu belirlenmiştir.
Deneysel olarak gerçekleştirilen baraj yıkılması senaryoları sayısal olarak da modellenmiştir. Baraj gölü, baraj gövdesi ve mansap bölgesi Flow 3D programına aktarılmıştır. Deneylerden elde edilen çıkış hidrografı ve baraj gölü su yükseklikleri bu programda sınır şartı olarak kullanılmıştır. Farklı türbülans modelleri kullanılarak elde edilen sonuçlar, deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır.
Baraj yıkılması, can ve mal kaybına neden olan yıkıcı afetlere sebep olabilir. Bu tez kapsamında elde edilen deneysel ve sayısal veriler bir acil eylem planının oluşturulması için gereken verilerdir. Taşkın dalgasının yüksekliği ve hızı bölgelerin tehlike sınıflarının belirlenmesinde kullanılmıştır. Aynı zamanda taşkın dalgası yükseklikleri kullanılarak taşkın haritaları elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, the effect of vegetation on the flood wave propagation in case of dam failure was investigated experimentally and numerically by using the distorted physical model of the Ürkmez Dam. The horizontal and vertical scales of the distorted physical model are 1/150 and 1/30, respectively. The vegetation configuration was incorporated into the downstream part of the Ürkmez dam physical model.
Experiments were carried out to see the effect of vegetation on flood wave propagation. The scenario of dam failure was realized as sudden failure and partial collapse. During the experiments, time-dependent water depths and velocity measurements were carried out. The data obtained were compared with the experiments conducted without vegetation, and it was determined that the presence of vegetation protected the settlements from the possible damages of the flood wave.
Experimental dam failure scenarios were also investigated numerically by using Flow 3D software. The outflow hydrograph and dam lake water depths obtained from the experiments were used as boundary conditions. The results obtained using different turbulence models were compared with those obtained experimentally.
Dam failure is a devastating disaster that causes loss of life and property. Experimental and numerical data obtained within the scope of this thesis can be used in the preparation of an emergency action plan. The depth and velocity of the flood wave were used to determine the hazard classes of the regions. At the same time, flood maps were obtained by using flood wave depths.