Borulu drenaj sistemlerinde farklı zarf malzemelerinin akış ve sediment performanslarının laboratuvar koşullarında belirlenmesi
Determination of flow and sediment performances of different envelope materials in pipe drainage systems under laboratory conditions
Yazar: ÜMİT ALKAN
Danışman: PROF. DR. ŞERAFETTİN AŞIK ; DOÇ. DR. CENK KÜÇÜKYUMUK
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Drenaj = Drainage ; Jeotekstil = Geotextile ; Kum = Sand ; Zarf = Envelope ; Çakıl = Gravel

Özet:
Bu çalışma, ülkemizde kullanılan geleneksel zarf malzemeleri ile yeni nesil zarf malzemelerinin performanslarını karşılaştırmak amacıyla 2018–2020 yılları arasında Menemen Uluslararası Tarımsal Araştırma ve Eğitim Merkezi'nde yürütülmüştür. Çalışmada, biri kontrol (zarfsız) olmak üzere dört farklı (kırılmış agrega, kum-çakıl, hidroluis ve jeotekstil) zarf malzemesinin dren performansları iki ayrı toprak bünyesinde (kumlu tın ve tın) laboratuvar koşullarında iki farklı model tankında araştırılmıştır. Dren performansları "basit ölçüm" ve "debiye bağlı ölçüm" yöntemlerine göre belirlenmiştir.  
Kumlu tın bünyeli toprakla dolu tankta, "basit ölçüm" yöntemine göre elde edilen en düşük giriş direnci 0.32 m gün-1 ile Hidroluis zarf malzemesinde, en yüksek giriş direnci ise 0.45 m gün-1 ile kontrol konusunda gerçekleşmiştir. "Debiye bağlı ölçüm" yöntemine göre ise en düşük giriş direnci 0.99 ile Hidroluis zarf malzemesinde, en yüksek giriş direnci ise 8.05 m gün-1 ile kontrol konusunda gerçekleşmiştir. Her iki yönteme göre, hidroluis ve jeotekstil zarf malzemelerinin giriş direnci sınıfı "yüksek", dren performansı ise "orta-zayıf" olarak belirlenmiştir. En yüksek sediment miktarı 125.5 g ile Hidroluis zarf malzemesinden elde edilirken, en düşük sediment miktarı 12.25 g ile jeotekstil zarf malzemesinden elde edilmiştir. Tın bünyeli toprakla dolu tankta "basit ölçüm" yöntemine göre elde edilen en düşük giriş direnci 0.38 m gün-1ile jeotekstil zarf malzemesinden olurken, bunu sırasıyla 0.39 m gün-1 ile kırılmış agrega, 0.44 m gün-1 ile kum-çakıl, 0.49 m gün-1 ile Hidroluis zarf malzemesi takip etmiştir. Bu ölçüm yöntemine göre tüm zarf malzemelerinin giriş direnci sınıfı "yüksek" ve dren performansı ise "orta-zayıf" olarak belirlenmiştir."Debiye bağlı ölçüm" yöntemine göre en düşük giriş direnci 0.23 ile jeotekstil zarf malzemesinde görülürken bunu 0.28 ile Hidroluis, 0.52 ile kırılmış agrega ve 0.61 ile kum-çakıl zarf malzemesi takip etmiştir. Bu ölçüm yöntemine göre sadece hidroluis ve jeotekstil zarf malzemelerinin giriş direnci sınıfları "normal" ve dren performansları ise "iyi" olarak belirlenmiştir. En yüksek sediment miktarı 78.25 g ile Hidroluis zarf malzemesinden elde edilirken, en düşük sediment miktarı 9.5 g ile jeotekstil zarf malzemesinden elde edilmiştir. 
Sonuç olarak, laboratuvar koşullarında, giriş direnci yönünden kumlu tın bünyeli topraklarda Hidroluis zarf malzemesi, tın bünyeli topraklarda ise jeotekstil zarf malzemesi iyi sonuçlar vermiştir. Sedimentasyon yönünden en iyi sonuçlar jeotekstil zarf malzemesi ile sağlanmıştır.

Abstract:
This study was carried out at Menemen International Agricultural Research and Training Center between 2018 and 2020 in order to compare the performances of traditional envelope materials and new generation envelope materials used in Türkiye. In the study, the drain performances of four different envelope materials, one of which is the control (no envelope) group, were investigated in two different model tanks under laboratory conditions in two different soils (sandy loam and loam) In order to determine drain performances, two methods, namely; "simple measurement" and "flow dependent measurement", were used.In the tank filled with sandy loam textured soil, the lowest entrance resistance obtained according to the "simple measurement" method was in the Hidroluis envelope material with 0.32 m day-1, and the highest entrance resistance was in the control with 0.45 m day-1. According to the "flow dependent measurement" method, the lowest entrance resistance was found in Hidroluis envelope material with 0.99, and the highest entrance resistance was in control group with 8.05. According to both methods, the entrance resistance classification of all envelope materials was determined as "high" and the drain  performance was determined as "medium-poor". While the highest amount of sediment was obtained from Hidroluis envelope material with 125.5 g, the lowest amount of sediment was 12.25 g for geotextile envelope material. In the tank filled with loamy soil, the lowest entrance resistance obtained according to the "simple measurement" method was from the geotextile envelope material with 0.38 m day-1, followed by crushed aggregate with 0.39 m day-1, sand-gravel with 0.44 m day-1, and Hidroluis envelope material with 0.49 m day-1. According to this measurement method, the entrance resistance classification were determined as "high" and the drain performance was determined as "medium-poor" for both hidroluis and geotextile. According to the "flow dependent measurement" method, the lowest entrance resistance was observed in the geotextile envelope material with 0.23, followed by Hidroluis with 0.28 and 0.52 crushed aggregate and sand-gravel envelope material with 0.61. According to this measurement method, the entrance resistance classification of only hidroluis and geotextile materials was determined as "normal" and the drain performance was determined as "good". While the highest sediment amount was obtained from Hidroluis envelope material with 78.25 g, the lowest sediment amount was 9.5 g for geotextile envelope material. 
As a result, in laboratory conditions, Hidroluis envelope material gave the best results in terms of entrance resistance in sandy loam textured soils, while geotextile envelope material gave the best results with regard to entrance resistance and sedimentation in loam textured soils.