Açık kanallarda batık kanatlarla akım yönetimi
Flow management with submerged vanes in open channels
Yazar: ERCAN GEMİCİ
Danışman: PROF. DR. MEHMET ARDIÇLIOĞLU ; PROF. DR. FİKRET KOCABAŞ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Şev ve yatak erozyonunu önlemek için bazı kısımlarında nehir düzenleme çalışmaları yapılır. Bunun için baraj, sedde, mahmuz gibi nehre paralel veya dik su yapıları inşa edilir. Tüm yapılar için kullanılan temel proje kriteri debi veya dolaylı olarak hızdır. Hidrolik mühendisliği çalışmalarına giren şev koruması, taban koruması, sediment taşınımı, suyun iletimi ve nehirden su alımı gibi araştırmalarda hız dağılımının veya akım kesitindeki noktalarda hız büyüklüğünün bilinmesi gereklidir. Nehir düzenleme çalışmalarında kullanılan su yapıları pahalıdır. Yerel noktalarda düzenleme yapılmak istendiğinde kullanılan seçeneklerden biri de çok daha ucuz ve inşası kolay olan batık kanatlardır. Kanatlar sediment taşınımını ve hız dağılımını değiştirerek şev ve yatak erozyonunu azaltır.
Bu çalışmada, farklı kanal genişliği/kanal derinliği, batıklık/kanat yüksekliği oranları, Froude sayıları, kanat dizilişleri, kanat uzunluğu/kanat yüksekliği ve yaklaşım açısı kombinezonlarının yan kanal açık veya kapalı iken memba ve mansapta, akış hızı üzerindeki etkileri incelenmiştir.
Çalışma sonunda, kanat üzerindeki batıklık azaldığında (ya da su yüksekliği azaldığında) kanat tip veya yaklaşım açısı ne olursa olsun kanatların akış hızına etkisinin arttığı, aynı yaklaşım açıları için kanat genişliğinin kanat yüksekliğinden daha fazla akış hızlarına tesir ettiği, diziliş sayısı artmasının kanatların akış hızına etkisini artırdığı ve aynı kesitli kanatlar için yüksek yaklaşım açısının akışa etkisinin her zaman daha fazla olduğu sonuçları elde edilmiştir.

Abstract:
River training works are implemented to prevent erosion at channel bed and banks. For this aim, water structures, such as dams, embankments and groynes are built. The main criteria considered for all water structures are discharge and velocity. In many hydraulic engineering studies of bank or bed protection, sediment transport, water conveyance and water intakes, the velocity distribution, namely magnitude of velocity at each point of flow section are required to be known very well. Since structures utilized for river training works are not cost-effective, another alternative for river training works at local points is submerged vanes because they are easier to build and cheaper than the other methods. These vanes reduce bed and bank erosion by changing the sediment transportation and the velocity distribution.
In this study, the effects of the ratio of channel width to channel depth and submergence to the height of channel ratio, Froude number, vane arrangements, vane length to vane height ratio and angle of approach on the flow velocity are investigated at upstream and downstream locations for the cases of diversion channel being either open or close.
As a result of the study, the following conclusions are obtained; when the submergence (or the height of water above the vane) decreases, the effect of the type of vane or angle of approach on the flow velocity increase no matter which value they have; for the same angle of approach the width of vane is much more effective on flow velocity than the height of vane; the effect of vane on the flow velocity increases when the number of vane rows increases; the effect of high angle of approach on flow is always higher for the vanes with the same dimension.