Meskun bölgelerde yağmur suyu giriş yerlerinin incelenmesi: İTÜ Ayazağa yerleşkesi örneği
Investigation stormwater inlets in urban areas : Example of ITU Ayazaga campus
Yazar: VEYSEL ONUR İÇKALE
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALİ UYUMAZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada genel olarak Amerika Birleşik Devletleri gibi gelişmiş ülkelerde insanların yaşam yeri olarak seçtiği yerleşim alanları olan meskun bölgelerde kullanılan yağışlardan sonra meydana gelen  fazla suları uzaklaştırmaya yarayan yağmursuyu giriş yerleri hakkında bilgi verilmiştir. Gelişmiş ülkelerde yaşam alanları, o bölgede yaşayan insanların hayatlarını rahatlıkla devam ettirebilmeleri için bir çok olumsuz dış etki engellenecek veya etkisi en aza düşürülecek şekilde tasarlanmıştır. Bu yaşam alanları olan meskun alanlarda, yağışların neden olduğu suların insan yaşamını olumsuz etkilememesi için yağmursuyu drenaj sistemleri kurulmuştur. Yağmursuyu giriş yerleri, yağmursuyu drenaj sisteminin bir parçasıdır. Yağmursuyu drenajı, yağış sonrası akışa geçen suların yollardaki trafik tıkanmalarını, yolların hasar görmesini, erozyon ve heyelanları, araçların ve konutların taşkınlardan zarar görmesini vb. engeller.
Yollarda etkili drenaj için yol hizmet seviyesinin bakımı, yolun korunması ve trafik güvenliğinin sağlanması için gereklidir.Yoldaki su, trafikte kesintiye neden olabilir, kayma direncini düşürebilir, ıslak zeminde hareket kabiliyetini azaltabilir, sıçrama ve püskürtme  yüzünden görünürlüğü sınırlayabilir ve ön tekerlek havuzlarına girdiğinde bir aracın yönlendirilmesinde zorluğa neden olabilir.
Meskun bölgelerdeki yağmursuyu drenajının önemi anlatılarak, bordür taşında bırakılan giriş yerleri, cadde arkında bırakılan ızgaralı giriş yerleri, ark ve bordür girişinin birlikte çalıştığı  giriş yerleri (Kombine girişler) ve cadde boyunca yerleştirilmiş ızgaralı girişler olmak üzere dört ana tipe sahip olan yağmursuyu giriş yerlerinin ekonomik, yapısal ve hidrolik açıdan sağlaması gereken özelliklerden, fiziksel özelliklerinden, sahip oldukları avantaj ve dezavantajlardan, yayalar ve araçlar için sağladığı özelliklerden, ark üzerindeki konumlarından ve verimliliklerinden bahsedilmiştir.
Yolllarda yağmur suyu drenajı,   yüzey drenajının, ark akışının ve yağmursuyu giriş yeri kapasitelerinin önemini gerektirir. Bu elemanların tasarımı yağmur frekansına ve yağmur  suyunun yol yüzeyinde izin verilen yayılmasına bağlıdır. FHWA(ABD Federal Otoyol Müdürlüğü) tarafından önerilen minimum tasarım frekanslarını ve otoyol türüne ve trafik hızına dayalı olarak arktaki suyun yayılma miktarları belirtilmiştir.
Yağmursuyu giriş yerlerinin projelendirilmesinde dikkat edilmesi gereken kıstaslar, trafiğin bordüre yakın olduğu durum, trafiğin bordüre yakın olmadığı durum ve caddenin eğim durumları gözönüne alınarak bilgi verilmiştir. Ayrıca yağmursuyu giriş yerlerinin caddelere ve kavşaklara yerleştirilmesi ekonomik, ideallik ve önemliliğine göre incelenmiştir. Ayrıca araç, yaya ve bisiklet güvenliği ve yağmursuyu giri yerlerindeki tıkanmalar projelendirmede gözönüne alınmıştır.
Yol yüzeyine düşen yağmur sularının debisi, şiddete bağlı bir yağış tahmin yöntemi olan rasyonel metod hakkında bilgiler bilgiler verilmiştir.  
FHWA'nın (ABD Federal Otoyol Müdürlüğü) minimum tasarım frekansı ile Karayolları Tasarım El Kitabı'nda yer alan minimum tasarım frekansı çizelgeleri karşılaştırıldığında FHWA'nın  daha detaylı bir çizelgeye sahip olduğu görülmektedir.
Cadde arklarında yaygın olarak kullanılan dört tip enkesitli ark olan üniform enkesitli ark, kompozit enkesitli ark, V-enkesitli ark ve dairesel enkesitli arklarda akış incelenerek Manning formülü ile ark kapasiteleri formülüze edimiştir.
Bordür taşında bırakılan giriş yerleri, cadde arkında bırakılan ızgaralı giriş yerleri, ark ve bordür girişinin birlikte çalıştığı  giriş yerleri (Kombine girişler) ve cadde boyunca yerleştirilmiş ızgaralı girişler olmak üzere dört ana tip olan yağmur suyu giriş yerlerinin sürekli eğim ve çukur yerlere göre debi kapasitelerinin hesaplamaları hakkında bilgi verilmiştir. Bu hesaplamalardan cadde arkında bırakılan ızgaralı giriş yerlerinin debi kapasiteleri için Federal Highway Administration (Amerikan Birleşik Devletleri Karayolları Genel Müdürlüğü)'nün tip ızgaralarının deneysel verileri gösterilmiştir.
Yağmursuyu giriş yerleri tıkanma etkilerine maruz kalır . Tıkanma faktörü, caddedeki birikinti ve atık durumunun ne durumda olduğuyla ilgilidir .  Yağmur olayı sırasında, yağmur suyu giriş yerleri genellikle ilk yıkama akışı hacmi tarafından pislik yüklenir. Cadde drenajı için yaygın bir uygulama olarak, tek bir ızgaralı yağmursuyu giriş tasarımı için % 50 tıkanma düşünülür ve bordür girişindeki yağmur suyu giriş yerlerinde % 10 tıkanma düşünülür.
İstanbul Teknik Üniversitesi'nin Maslak'ta bulunan Ayazağa Yerleşkesinin kampüs içi yollarında bulunan yağmursuyu giriş yerlerinin yollardaki mevcut yerleşimi,  suyun cadde üzerinde yayılma genişliği, uygun yerlere konulması vb. durumlar dikkate alınarak incelenmiş, inceleme sonucunda değiştirilmesi, yapılmasının gerekli görüldüğü öneriler sunulmuştur.

Abstract:
In this study, information was given about inlets which are generally used in urbans and chosen by people to live in developed countries like United States in order to remove surplus water after rain. In developed countries, public living areas are designed in a way that negative effects on the life of community are either prevented or reduced.  In order to inhibit the disturbing results of rainfall water on human life, stormwater drainage systems are installed at urban areas which is one of the mentioned public living areas. Inlets are parts of the stormwater drainage systems. Stormwater drainage is important for preventing damage to highways, traffic, erosion and landslide.
Effective drainage on the roads are important for road maintenance, conservation and traffic safety. Water on the road can cause traffic blockage, reduction in skid resistance, reduction in movement capability on wet floor, reduction in eyesight because of splash and harmful effects on driving ability.
By telling the importance of rainwater drainage in urbans, features that is needed economically, structurally and hydraulically, physical features, advantages and disadvantages, features provided for pedestrians and vehicles, their location information on gutters and produdictiveness of the four main types of inlets, namely curb-opening inlets, grate inlets, combination inlets and slotted inlets are mentioned.
Stormwater drainage on the road requires importance surface drainage, gutter runoff and inlet capacity. Design of these elements is dependent to rain frequency and permitted diffusion of rain water on the pavement. Minimum design frequencies and diffusion proportion according to highway type and traffic flow speed are suggested by FHWA (Federal Highway Administration).
There are criteria need to be considered when planning the rainwater inlet. These criteria are curbs close to the traffic, curbs that have distance to the traffic, and slope of the streets. Information is given due to these criteria. In addition, placed of the inlets on the streets and crossroads are examined by economically, suitability, and importance. Also, vehicle, pedestrian, bicycle safety and clogging of inlets are being considered while planning the project.
Flow rate of rainfall on the highway pavement, Information about the Rational Method which is a rainfall estimation method based on density is presented.
When minimum design frequencies are compared between FHWA and Turkish Federal Highway Administration; It is observed that FHWA has a more detailed table.
Gutter capacities are formulated by Manning Formula by using four types of gutters commonly used on street which are uniform section gutter, composite section gutter, circular gutter, and V-shape gutter.
Information has been provided on the capacity of discharges accordance with continuous slope and sag locations of four main types of inlets, namely curb-opening inlets, grate inlets, combination inlets, and slotted inlets. Experimental data of the Federal Highway Administration on tip ızgaraları are showed for grate inlet on street gutter.
Inlets are subject of clogging. Clogging factor depends on state of the debris and trush on the street. During the rainfall, inlets are usually loaded with debris by the first-flush runoff volume. As a popular application of street drainage; 50% clogging for the single grate inlet and %10 clogging for the inlets on the curb openning are considered for design.
Current placement of the inlets on inner roads of Ayazağa Campus located at Maslak in Istanbul Technical University are examined by considering spread of the water on the streets and putting inlets in the appropriate places. At the end of the review, things to change and suggestions are presented. Since there is not any research on capacity of grate inlets in Turkey so investigation of capacity calculation is not performed in example of Istanbul Technical University Ayazaga Campus. Also time of concentration calculation performed table from Turkish Federal Highway Administration Design Manual in example of Istanbul Technical University Ayazaga Campus.