Geçirimli yüzeylerde yağış akış ilişkisinin incelenmesi
Investigation of rainfall runoff relationship on permeable surfaces
Yazar: ENSAR KESİKBAŞ
Danışman: PROF. DR. HAYRULLAH AĞAÇCIOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Altıgen şekle sahip çim taşları ulaşım yolları, şehir içi parklar ve otoyol kenarları gibi pek çok alanda kullanılan bir "Sürdürülebilir Kentsel Drenaj Sistemleri (SKDS)" uygulamasıdır. Zemin ile bütünlük sağlayarak herhangi bir bordür gerektirmeden imal edilebilen bu yapılar estetik görünümünün yanı sıra ağırlığa dayanıklı yapısı, dolgu malzemesi olarak çim, çakıl gibi farklı türde malzemelerin kullanılmasına olanak vermesi ve yüksek miktarlarda suyun yer altına sızmasını sağlaması sebebiyle sıklıkla tercih edilmektedir. Bu çalışmada; farklı dolgu malzemeleri (çim ve kum) birlikte kullanılarak çim taşlarının yağış-akış yönünden performansları incelenmiştir. Deneylerde Yağış Simülatörü (YS) kullanılarak, sabit şiddetli 3, farklı şiddetli 3 olmak üzere 60 dakikalık zaman aralığına sahip çeşitli yağış hiyetografları oluşturulmuştur. Çimtaşı dolgu malzemesi, %20'si 0.2 mm dane çapına sahip kum ve %80'i 0.5 mm dane çapına sahip olan kum karışımı, %15'i 0.2 mm dane çapına sahip kum ve %85'i 0.5 mm dane çapına sahip olan kum karışımı ve bu dolgu malzemelerinin üstünü kaplayan hazır çim olmak üzere 4 farklı zemin kaplama tabakası oluşturulmuştur.  Seçilen ve bu hiyetograflardaki yağışlar 1.3x1.5x0.7m boyutlarındaki yağış simülatöründe simüle edilmiştir. Bu doğrultuda 48 adet laboratuvar deneyi yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda farklı kombinasyonlar için yüzeysel akış hidrografları, yüzeysel akış katsayıları, yüzeysel akış oranları belirlenmiştir. Ortalama akış katsayıları, yağış şiddeti ve dolgu malzemesi değişkenlerine bağlı olarak, çoklu regresyon analizi kullanılarak genel bir akış katsayısı denklemi oluşturulmuştur. Ayrıca her yağış şiddeti ve dolgu malzemesi için yüzeysel akış hidrografı denklemleri oluşturulmuştur. Ortalama akış katsayıları değerlendirildiğinde %20'lik kum karışımının diğer dolgu malzemelerine göre daha verimli olduğu gözlemlenmiştir ve ortalama akış katsayısı C=0.69'dur.  Sonuç olarak sabit ve farklı yağış hiyetografları ve farklı dolgu malzemeleri kullanılarak yapılan deneysel çalışmada genel bir yüzeysel akış katsayısı denklemi bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler: Sürdürülebilir Kentsel Drenaj Sistemleri, yağış-akış ilişkisi, akış katsayısı, sızma, çim taşı

Abstract:
Hexagonal grass stones are a Sustainable Urban Drainage Systems (SKDS) application used in many areas such as transportation roads, urban parks and highway sides. These structures, which can be manufactured without requiring any curbs by providing integrity with the ground, are frequently preferred due to their aesthetic appearance, as well as their weight-resistant structure, allowing the use of different types of materials such as grass and gravel as filling materials, and allowing high amounts of water to leak underground. In this study; The performance of grass stones in terms of precipitation and runoff was examined by using different filling materials (grass and sand) together. In the experiments, using the Precipitation Simulator (YS), various precipitation hyetographs with a time interval of 60 minutes, 3 with constant intensity and 3 with different intensity, were exquined. Grass stone filling material is a mixture of 20% sand with a grain diameter of 0.2 mm and 80% sand with a grain diameter of 0.5 mm, 15% sand with a grain diameter of 0.2 mm and 85% sand with a grain diameter of 0.5 mm. 4 different floor covering layers were created: mixture and ready-made grass covering these filling materials. were selected and the precipitation in these hyetographs was simulated in a precipitation simulator with dimensions of 1.3x1.5x0.7m. In this direction, 48 laboratory experiments were carried out. As a result of the experiments, surface flow hydrographs, surface flow coefficients and surface flow rates were determined for different combinations. Depending on the average runoff coefficients, rainfall intensity and fill material variables, a general runoff coefficient equation was created using multiple regression analysis. Additionally, surface flow hydrograph equations were created for each rainfall intensity and fill material. When the average flow coefficients were evaluated, it was observed that the 20% sand mixture was more efficient than other filling materials and the average flow coefficient was C = 0.69. As a result, the general flow coefficient equation was found in the experimental study using constant and different rainfall hyetographs and different filling materials.

Keywords: Sustainable Urban Drainage Systems, rainfall-runoff relationship, flow coefficient, infiltration, grass stone