Giriş

Burhan ÜNAL

Bozok Üniversitesi

İnşaat Mühendisliği Bölümü

Su Yapıları I

Su Yapıları I

Kitaplar Su Kaynakları Mühendisliği (C. Erkek N. Ağıralioğlu)

Su Kaynakları Mühendisliği Uygulamaları (C. Erkek N. Ağıralioğlu)

Applied Water Resources Engineering (A. Melih Yanmaz)

Water Resources Engineering (R. K. Linsley, J. B. Freyberg, G. Tchobanoglous)

Internet Siteleri www.eie.gov.tr (Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü)

www.dsi.gov.tr (DSİ Genel Müdürlüğü)

Su Yapıları I (Müfredat)

Açık Kanalların Bazı Temel Özellikleri

Akarsu Morfolojisi

Akarsularda Katı Madde Hareketi

Akarsu Düzenlemesi

Taşkın Kontrolü

Akarsu Geçişleri

Bağlamalar

Su Yapıları

Su’dan

Yararlanma

Korunma

Koruma

Açık Kanal Akımlarının Bazı Temel Özellikleri

AÇIK KANALAKIMLARI

Laminer

Re < 500

Türbülanslı

Re > 2000

V = Ortalama akım hızı

R = Hidrolik yarıçap

n = Kinematik viskozite katsayısı

A = Enkesit alanı

P = Islak çevre

Re =𝑉𝑅

𝜈

𝑅 =𝐴

𝑃

Akımların Sınıflandırılması

AÇIK KANAL AKIMLARI

Düzenli

(Zamandan bağımsız)

Üniform Üniform Olmayan

Hızlı değişen Yavaş değişen

Değişken

(Zamana bağımlı)

y

Derinlik sabit

Uniform Akım

y

Derinlik değişken

Uniform olmayan Akım

kapakHDA YDA HDA YDA HDA YDA HDA

hidrolik sıçrama

Taşkın dalgası (GVF) Kıyı dalgası (RVF)

Değişken Akım

Doğal nehirlerdeki akımlar genellikle kararsız akımlardır

Akımların Sınıflandırılması

AÇIK KANAL AKIMLARI

KritiküstüSel rejimi

Fr > 1

KritikaltıNehir rejimi

Fr < 1

Q : Debi

B : Suyüzü genişliği

a : Corriolis katsayısı

V : Ortalama hız

d : Su derinliği

Fr =𝛼𝑄2𝐵

𝑔𝐴3

Fr =𝑉

𝑔𝑑

Kritik Üstü Akım (Sel Rejimi)

Akım Hızı > Dalga Yayılma Hızı

Kritik Altı Akım (Nehir Rejimi)

Akım Hızı < Dalga Yayılma Hızı

Kritik Akım

Akım Hızı = Dalga Yayılma Hızı

Doğal ve Yapma Kanallara Ait Temel Hidrolik Özellikler

y1

y2

z1

z2Referans Çizgisi

g

V

2

2

11a

2,12,1LSh ef

g

V

2

2

22a

A

P

Bazı temel denklemler

Üniform akım için:

𝑆0 = 𝑆𝑤 = 𝑆𝑒 = 𝑆𝑓

S0 : kanal taban eğimi

Se : enerji gradyanı (enerji çizgisi eğimi)

Sf : sürtünme eğimi

Bazı temel denklemler

Ortalama kayma gerilmesi:

t0 : Ortalama kayma gerilmesi

u* : Kayma hızı

R : Hidrolik yarıçap

𝜏0 = 𝜌𝑔𝑅𝑆0𝑢∗2

= 𝜌𝑢∗2

𝜏0 = 𝛾𝑅𝑆0

𝑅 =𝐴

𝑃

Bazı temel denklemler

Chézy Denklemi:

V = C RS0C =

8g

λ

V =8g

λRS0 =

8

λgRS0

u∗

=8

λu∗

V =8

λu∗ ⇒ u∗ =

λ

8V l= Darcy-Weisbach denklemindeki sürtünme katsayısı

d

Kayma gerilmesi dağılımları:

τ0 = 0.75λgdS0

τ0 = 0.90λgdS0

Hidrolik yarıçap (R), kesit alanının ıslak çepere oranıdır.

Manning Denklemi

𝑉 =1

𝑛𝑅2/3𝑠0

1/2 V : Ortalama hız (m/s)

R : Hidrolik yarıçap

S : Enerji çizgisi eğimi

n : Pürüzlülük katsayısı

𝐵

𝑑> 30 ⟹ 𝑅 ≅ 𝑑

60 m

1 m 𝑅 =𝐴

𝑃=

60 × 1

60 + 2 × 1= 0.97 𝑚

𝐵

𝑑=60

1= 60 > 30

R= 0.97 ≅ 1

Manning Pürüzlülük katsayısı (n)

Kanal Yüzeyi n

Cam yüzey 0.009–0.010

Düzgün sıvalı yüzey 0.011–0.013

Düzgün ahşap yüzey 0011–0.013

Beton yüzey 0.012–0.017

Asfalt yüzey 0.013–0.016

Kaya yüzey 0.025–0.045

Toprak yüzey 0.020–0.040

Çakıl yüzey 0.040–0.070

n = 0.038 × D1/6

D = Yatak malzemesinin medyan çapı

n = 0.016 n = 0.024 n = 0.026 n = 0.032 n = 0.036

n = 0.045 n = 0.055 n = 0.060 n = 0.065 n = 0.075

Manning Pürüzlülük katsayısı (n)