Simetrik akarsu kavşaklarında yan kol ve ana kanal genişliğinin akım üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the influence of tributary and main channel widths on flow field in symmetrical river confluences
Yazar: BÜŞRA ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. GÖKÇEN BOMBAR
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Akarsu kavşakları iki veya daha fazla akarsuyun birleşerek tek bir kanal halinde akmasıyla oluşur. Akarsu kavşaklarında yan kol bağlantısı ana kanala simetrik olabileceği gibi asimetrik yapıda da olabilir. Kavşak içindeki hidrodinamik ve morfolojik yapı incelenirken genel olarak yan kolun ana kanala bağlanma açısı, debi ve momentum oranı, yan kol ve ana kanal genişliklerinin birbirine olan oranı, taban malzemesi boyutu, uniformluğu ve Froude sayıları gibi önemli parametreler ele alınmaktadır. Bugüne kadar yapılmış çalışmalarda simetrik akarsu kavşaklarında yan kol genişliğinin akım parametreleri üzerine etkisini inceleyen bir çalışmaya rastlanmamış olup bu tez çalışması ile literatürdeki bu boşluk giderilmeye çalışılacaktır. 
Bu tez çalışması deneysel ve sayısal olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. İzmir Kâtip Çelebi Üniversitesi Hidrolik Laboratuvarı'nda inşa edilmiş olan deney düzeneği, 2 m genişliğinde ve 15 m uzunluğunda ana kanal ve bu kanala birbirleriyle 90⁰ açı ile bağlanan her biri 1 m genişliğinde ve 4 m uzunluğunda iki simetrik yan koldan oluşmaktadır. Düzenek üzerinde yapılan deneyde Vectrino ile hız ölçümleri gerçekleştirilmiş, simetrik akarsu kavşağı içinde hız dağılımı ve türbülans özellikleri elde edilmiş, eşzamanlı olarak kurulmuş ve çözümü yapılmış sayısal model ile de karşılaştırılmıştır. Sayısal model üzerinde oluşturulmuş diğer senaryolarda yan kol ve ana kanal genişlikleri değiştirilerek çözüm elde edilmiştir.
Böylece bu çalışma kapsamında, simetrik akarsu kavşaklarında, yan kol ve ana kanal genişliğinin akım üzerine etkisine açıklık getirilmiştir. Deneyler ile model sonuçlarının uyumlu olduğu görülmüştür. Simetrik ve asimetrik akım koşullarında; ana kanal ve yan kollardaki hız profilleri, ortalama kesitsel hızlar ile uyumlu olduğu ve birim genişlik debisinin ana kanaldaki birim genişlik debisine oranı arttıkça akımın arttığı görülmüştür.

Abstract:
River confluences are formed by the merging of two or more tributaries and form a single stream and are fundamental elements of natural drainage networks and constitute habitats of high ecological value and have a complex structure. Confluences can be symmetrical or asymmetrical and there is a continuous interplay between the two concepts namely hydrodynamics and morphology which explores the flow and bottom topography of the river, respectively. 
In the examination of the hydrodynamic and morphological structure of confluences the junction angle, the discharge ratio, the momentum ratio, the ratio of the widths of the tributary and main river, the size of the sediment, its uniformity and the Froude numbers are important parameters. In the studies carried out to date, there is a lack of knowledge on the effect of the width of the tributaries on the flow parameters at symmetrical confluences. Therefore, it is aimed to fill this gap in this thesis which is based on experimental and numerical studies.
The experimental study was conducted on the setup built in İzmir Katip Çelebi University Hydraulics Laboratory consists of a 2 m wide and 15 m long main channel and two symmetrical tributaries, each 1 m wide and 4 m long, connected to each other with a 90⁰ angle forming a main channel, which can also be defined as post-confluence channel. In the experiment, velocity measurements were performed with Vectrino, and velocity distribution and turbulence properties within the symmetrical confluence were obtained. These findings were used to verify the Flow-3D numerical model. More scenarios were established and simulated on the numerical model, where both the discharge ratio and the with ratio were selected as the independent parameter. 
Thus, within the scope of this study, the effect of the widths of the tributary and main channel on flow structure at symmetrical river confluences was clarified. It was observed that the model results are compatible with the experiments. In symmetrical and asymmetrical flow conditions. It was also observed that the velocity profiles in the main channel and tributaries are compatible with the average cross-sectional velocities, and as the ratio of unit width discharges of the tributary and the main channel, as well.