Baraj yıkılma analizi ve uygulaması
Dam break analysis and application
Yazar: NAZLI PALAMUT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MÜSTEYDE BADUNA KOÇYİĞİT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Baraj yıkılması sonucu oluşacak taşkının hareketinin belirlenmesi, baraj mansabında herhangi bir yerleşim yeri olması durumunda, tehlikenin saptanması açısından önemli ve gerekli bir çalışmadır. Bu tez çalışmasında; İzmir'in Ödemiş İlçesinde yapım çalışmalarına devam edilen ve mansabında 3 adet köy bulunan Rahmanlar Barajı'nın tek boyutlu ve üç boyutlu yıkılma analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ana amacı, barajın yıkılması sonucu oluşan taşkının mansapta yer alan köylere ulaşıp ulaşamayacağının belirlenmesidir. Çalışmada tek boyutlu analizler için Amerika Birleşik Devletlerinin Milli Hava Servisinde (National Weather Service) geliştirilmiş olan HEC-RAS programı (Hydrologic Engineering Centers River Analysis System) ile üç boyutlu sayısal çözümler için Flow Science tarafından geliştirilmiş olan FLOW-3D hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı kullanılmıştır. Tek boyutlu HEC-RAS modelinde farklı senaryolar altında gerçekleştirilen yıkılma analiz sonuçları mansapta bazı bölgelerin olumsuz etkilenebileceğine işaret etmektedir. Fakat bir boyutlu dinamik analizlerde akımın doğrusal bir şekilde ilerlediği varsayıldığından, arazinin ve akımın fiziksel özelliklerinin daha doğru tanımlanabildiği üç boyutlu analizlere ihtiyaç duyulmuştur. Bu sebeple FLOW-3D yazılımında en kritik yıkılma senaryosu için taşkın sonuçları elde edilmiştir. Her iki modelde analiz sonucunda oluşan taşkın haritalanarak, yerleşim yerlerindeki kesitlerde maksimum su seviyeleri ve bu seviyelerin oluşma zamanları belirlenmiştir.

Abstract:
Dam Break Analysis is an important and essential study in determining flood behavior and defining risks on residential, commercial or agricultural areas located in dam's downstream regions. In the scope of this thesis, Dam Break Analysis of Rahmanlar Dam, which is under construction in Ödemiş, İzmir with 3 villages in the downstream area, has been carried out with one and three dimensional numerical models. The main purpose of these simulations was to define whether or not the flood wave after dam break reaches to the villages. For one dimensional analysis, the HEC-RAS (Hydrologic Engineering Centers River Analysis System) software developed by US Army Corps of Engineers National Weather Service and for three dimensional analyses, the FLOW-3D Computational Fluid Dynamics software developed by Flow Science has been used. The results of one dimensional dam break analysis obtained from HEC-RAS model set up under different scenarios have shown that some residential areas in the downstream region of the Rahmanlar Dam could be under water due to flooding arising from the dam failure. However, since the flow is assumed to proceed straightly from one section to another section along flood path in one dimensional dynamic analysis, three dimensional modeling enables improved representation of physical properties/characteristics of topography and boundaries, thus describing the flood flow in detail and more realistically. Due to increased computational effort, only the most critical dam break scenario according to one dimensional simulation results has been analyzed with FLOW-3D. Flooded areas have been mapped according to the results of both analysis obtained by one and three dimensional simulations and the residential areas, the maximum water surface elevations and the time of occurrence of peak discharges have thus been determined. It can be concluded that one dimensional models can safely be used in an emergency case of dam break to determine the areas that could be under treat while three-dimensional models can be applied when sufficient time and resources are available for more detailed investigations and risks.