Kohezyonlu malzeme tabanlı akarsulara yerleştirilen yan savak etrafındaki oyulma derinliğinin deneysel incelenmesi
Experimental analysis of the scour depth around the side-weirs located on stream beds with cohesive soil
Yazar: YILMAZ DİLEK
Danışman: PROF. DR. HAYRULLAH AĞAÇCIOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yan savaklar, herhangi bir kanaldan ihtiyaç duyulan debinin temin edilmesi veya fazla suyun uzaklaştırılması için taşkın, sulama, arazi drenajı, birleşik sistem kanalizasyon tesislerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kararlı kesitli doğrusal veya kıvrımlı kanallara yerleştirilen yan savaklarla ilgili çok sayıda çalışma bulunmaktadır. Literatür incelendiğinde bu çalışmaların çoğunun yan savak debi katsayısı ve yan savak akım yapısının tayini ile ilgili olduğu görülür. Tabanda meydana gelen oyulma ile ilgili çalışmaların bir çoğu kohezyonsuz zeminlerde yapılmıştır.Kohezyonlu malzeme yataklı akarsular üzerine yerleştirilen yan savakların etrafında meydana gelen taban topografyasındaki değişim ve oyulma problemi ile ilgili literatürde sınırlı sayıda çalışma bulunması sebebiyle tam bir kuramsal temel oluşmamıştır. Bu çalışmada, kohezyonlu malzeme tabanlı doğrusal bir kanalda, dikdörtgen kesitli bir yan savak civarındaki oyulma derinliği deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında, birinci aşamada kanal taban malzemesi özellikleri belirlenmiş ve daha sonra model deneyleri yapılarak ana kanal tabanında meydana gelen oyulma üzerinde taban malzemesi özelliklerinin etkileri incelenmiştir. Çalışma süresince doğrusal bir kanala yerleştirilen, dikdörtgen kesitli yan savak civarındaki oyulma derinliklerinin tespiti için yaklaşık 30 deney yapılmıştır. Boyut analizi sonucunda, rölatif denge oyulma derinliği Hde/h1'nin; 1/Fr2, L/b, C, Wc ve ?s'e bağlı olduğu bulunmuştur.Ayrıca yan savak civarındaki oyulma derinliği Hd'nin zamana ve Fr sayısına bağlı olarak lineer arttığı ve belli bir süre sonra asimptota yaklaşarak denge konumuna ulaştığı belirlenmiştir. Ek olarak daha düşük yan savak kret yüksekliğine sahip doğrusal kanallarda rölatif oyulma derinliğinin yaklaşık %60-70`i, boyutsuz olan t / te'nin 0.2-0.8 aralığında meydana geldiği görülürken, yan savak kret yüksekliği arttıkça rölatif oyulma derinliğinin, t / te'nin 0.3-0.55 aralığında oluştuğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Side-weir, also known as lateral weir, are widely used in flood, irrigation, land drainage and combined urban sewer systems for flow diversion or intake structures. There is considerable research on the side weirs located on a straight fixed channels or in curved channels. When the literature is investigated, it can be seen that most of the research is about the specification of the side-weir flow quotient and side-weir stream structure. Also, most of the research about the scour in the base is made on the bottom without cohesive material.There is not an exact theoretical basis due to the fact that there is just limited research information about the change and the scour problem of the bottom topography which is around the side weirs located on stream beds with cohesive soil. In this research, in a straight channel that has a ground with cohesive soil, the depth of the scour around a rectangular side-weir is experimentally studied. In the process of this research, as a first step, the characteristic of materials were determined and then the effects of the bed materials? features on the main channel bottom were analysed by conducting model experiments. During the research process, a total of 30 experiments were conducted in order to determine the scour depth around the rectangular side-weir located in a straight channel. As a result of dimensional analysis, it is found that relative equilibrium scour depth (Hd/p) depends on the parameter of 1/Fr2, L/b, C, Wc and ?s.Furthermore, it is determined that the scour depth Hd around the side-weir lineeryl increases depending on time and Fr number and after a while it comes near to the asimptote and reaches the equilibrium status. While it can be seen that in straight channels which have less side-weir crest height, approximately 60% - 70% of the relative scour depth occurs in between 0.2-0.8 of dimensionless t / te, it is also ascertained that when the side-weir crest height increases, the relative scour depth occurs in between 0.3-0.55 of t / te.