yapay bloklu kiyi tahkİmati denge ve dalga aûma ... · dalga koulları her biri ayrı ayrı 1000...

YAPAY BLOKLU KIYI TAHKİMATI DENGE VE DALGA AŞMA

DURUMLARININ ARAŞTIRILMASI ÜZERİNE BİR FİZİKSEL MODEL ÇALIŞMASI

Cüneyt Baykal*, Gülizar Özyurt Tarakcıoğlu, Emrecan Işık, Mehmet Sedat Gözlet ve Hasan Gökhan Güler

Orta Doğu Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Deniz Mühendisliği Araştırma Merkezi, Dumlupınar Blv., 06800, Çankaya,

Ankara, Türkiye, E-posta: [email protected]

ÖZET Bu çalışmada Türkiye kıyılarında yapımı planlanan bir dolgu alanı kıyı koruma tahkimatı projesi kapsamında ODTÜ, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Deniz Mühendisliği Araştırma Merkezi Laboratuvarı’nda gerçekleştirilen 2-boyutlu yapı denge ve dalga aşması fiziksel model deneyleri ve sonuçları sunulmaktadır. Deneylerde belirlenen tasarım dalga koşulları altında tahkimat kesitlerinin birikimli toplam hasar seviyeleri; i) kesitte hareket eden (rocking) ve ii) yerinden çıkan yapay blok sayıları, iii) topukta ve iv) kretteki hasar oranları ile belirlenmiş, ve dalga aşması debi miktarları ölçülmüştür. Deneylerde yapay blokların belirlenen denge ölçütlerini yerine getirdiği ve kesitlerin dengede olduğu, herhangi bir yapay blok ünitesinin yerinden çıkmadığı görülmüştür. Deneylerde ölçülen dalga aşması debi miktarları ilgili güncel kaynaklar ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalara göre, deneylerde beklendiği üzere kret genişliğinin artırılmasının olumlu katkısı görülmüştür. Deneylerde ayrıca geri sahada yapı üzerinden aşan dalgaların sebep olduğu oyulmalar da incelenmiştir. Son olarak deneyler sonucunda belirlenen nihai tasarım kesitinde gözlemlenen aşma miktarları ve literatürdeki güncel yayınlar dikkate alınarak geri sahanın güvenliği yayalar, araçlar ve hafif yapılar özelinde değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Yapay bloklar, fiziksel model, dalgakıran, dalga aşması

A PHYSICAL MODELLING STUDY ON THE STABILITY AND

OVERTOPPING PERFORMANCE OF AN ARTIFICIAL BLOCK

REVETMENT

ABSTRACT In this study, the results of physical modelling study on the stabilty and wave overtopping performance of a coastal revetment structure protecting a landfill area at the Black Sea coast of Turkey, which were carried out METU Department of Civil Engineering, Coastal and Ocean Engineering Laboratory, are presented. In

9. Kıyı Mühendisliği Sempozyumu

740

the experiments, cumulative total damage levels of the revetment sections under

the design wave conditions were determined by; i) counting the number of artificial units rocking and ii) the dislodged units in the cross section, iii) and the number of rocks dislocated at the toe and iv) at the crest, and also, in the experiments, the mean overtopping discharge rates were measured. In the study, it was seen that the artificial blocks fulfilled the required equilibrium criteria and the sections were stable and that no artificial block unit was removed. The measured wave overtopping discharge rates in the experiments were compared with the literature. According to these comparisons, it was seen that increasing the crest width as expected in the experiments showed a positive contribution in decreasing the overtopping. In the experiments, the scour at the land side of the revetment caused by the waves overtopping the crest were also investigated. Finally, the safety of pedestrians, vehicles and lightweight structures were evaluated by taking into account the overtopping discharges observed in the final

design section as a result of the experiments and the present literature. Keywords: Artificial blocks, physical model, breakwater, wave overtopping

1. GİRİŞ Dalgakıran ve kıyı tahkimatı gibi taş dolgu kıyı yapılarında su derinliği, dalga koşulları ve mevcut taş ocaklarının durumlarına göre taş yerine beton yapay bloklar tercih edilebilmektedir. Bu bloklar çalışma mekanizmalarına göre çok farklı biçimlerde olabilmektedir. Öne çıkanlar tetrapod, küp, antifer olarak verilebilir. Yapay blokların kullanımı ve de dalgalar altındaki performansları ile ilgili öne çıkan çok sayıda çalışma mevcuttur. Bunlardan bazıları Allsop ve Herbert (1991), Burcharth and Liu (1993), Breteler ve Bezuijen (1991), McConnell (1998), Pilarczyk (1998), Van Gent vd. (2002), Van der Meer (1988a) d’Angremond vd (1999), Van Gent vd (2000 ve 2002) olarak verilebilir. Mevcut çalışmada deneylerde kullanılan yapay bloklarla ilgili yapısal denge konulu çalışmalara örnek olarak Muttray vd. (2012) tarafından düşük kret kotlu ve batık dalgakıranlarda yapı dengesi fiziksel model çalışmaları örnek olarak verilebilir. Rover vd. (2014) Baltik denizinde zorlu kış şartlarında düşük sıcaklık ve buz koşullarında çalışma konusu yapay blokların inşaatı ile ilgili olarak geliştirilen yöntemleri anlatmaktadır. Mevcut çalışmada kullanılan yapay bloklar ile ilgili

çıkan dalga aşması çalışmalarının başında Bruce vd. (2009)’nin çalışması gelmektedir. Bu çalışmada basit bir eğime sahip geçirgen yüzeylerdeki dalga aşması taş ve çeşitli yapay bloklar kullanılarak çalışılmış, yüzey pürüzlülüğü katsayıları belirlenmiştir. Bu çalışmada Türkiye kıyılarında yapımı planlanan bir dolgu alanı projesi kapsamında yapay beton blokların (XBloc®, Delta Marine Consultants, Hollanda) kullanıldığı kıyı koruma tahkimatı için ODTÜ, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Deniz Mühendisliği Araştırma Merkezi Laboratuvarı’nda denge ve aşma deneyleri yapılmış, elde edilen sonuçlar literatür ile karşılaştırmalı bir biçimde sunulmuştur. Çalışmanın birinci aşamasında; deney dalga koşullarının


741

oluşturulması için gerekli dalga serileri sadece taban eğiminin bulunduğu ve

herhangi bir tahkimat kesitinin bulunmadığı kanal içinde yapılan boş kanal dalga ölçümleme deneyleri ile belirlenmiştir. Dalga ölçümleme deneylerini takiben kanala tahkimat kesitleri ölçekli olarak yerleştirilmiş ve 2 boyutlu yapısal denge ve dalga aşması fiziksel model deneyleri gerçekleştirilmiştir.

2. FİZİKSEL MODEL ÇALIŞMALARI

2.1. Model Kurulumu Kıyı mühendisliği hidrodinamik fiziksel model çalışmalarında ve özelikle yerçekimi ve eylemsizlik kuvvetlerinin etkin olduğu deniz dalgalarının hareketlerinin ve etkilerinin izlendiği dalgakıran denge ve dalga aşması gibi fiziksel model çalışmalarında, model ölçeğinin belirlenmesinde Froude kuramı kullanılmaktadır. Fiziksel model deneylerinde kullanılacak ağırlık ölçeği (λW)

belirlenirken dinamik benzerlik durumunun sağlanması adına Hudson vd. (1979) tarafından önerilen yaklaşım kullanılmıştır. Deneylerde çekirdek tabakasında kullanılan taşların boyutlarının belirlenmesinde viskoziteden kaynaklı ölçek etkilerinin asgariye indirilmesi için Burcharth vd. (1999) tarafından verilen yaklaşım kullanılmıştır. Yapay blokların üreticisi firma ile yapılan görüşmeler neticesinde fiziksel model deneylerinde mevcut model ünitelerinin adet ve ağırlıklarından dolayı λL = 1:54.783 uzunluk ölçeği kullanılmasına karar verilmiştir. Model ölçeği belirlenirken betonun prototip yoğunluğu 2400 kg/m3, deniz suyunun yoğunluğu 1025 kg/m3, prototipte filtre ve çekirdek tabakalarından kullanılacak olan taşların yoğunluğu 2700 kg/m3, laboratuvarda kullanılacak olan tatlı suyun yoğunluğu 1000 kg/m3 olarak kabul edilmiştir. Deneylerde topuk, filtre ve çekirdek tabakalarından kullanılacak olan taşların özgül ağırlığı ise yaklaşık 2650 kg/m3 ‘tür. Fiziksel model deneyleri Orta Doğu Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Kıyı ve Deniz Mühendisliği laboratuvarında bulunan 29.0 m uzunluğunda, 6.0 m genişliğinde, 1.0 m derinliğindeki düzensiz dalga kanalı içine inşa edilmiş 1.5 m genişliğindeki iç kanalda gerçekleştirilmiştir. Kesit ve dalgaölçerlerin yerleşimi Şekil 1’de verilmiştir.

Şekil 1: Dalga ölçerlerin konumları ve kesitlerin yerleşimi.


742

Deney dalga koşulları sırasıyla i) en kritik yönden yılda 10 saat aşılma olasılığına

sahip dalga koşulları, ii) 100 yıl yineleme dönemine sahip dalga yüksekliğinin %80‘i, iii) 100 yıl yineleme dönemine sahip dalga koşulları ve iv) son olarak yükleme testi için belirlenen 100 yıl yineleme dönemine sahip dalga yüksekliğinin %120’sinden oluşmaktadır.

Tablo 1: Deney dalga koşulları prototip özellikleri.

Dalga

Koşulu

Aşılma/Oluşma

Olasılığı

Yapı önü belirgin dalga

yüksekliği, Hm0,topuk (m)

Yapı önü belirgin dalga

periyodu, Ts (s)

D1 10 saat/yıl aşılma 3.08 7.62

D2 100 yılda 1 kez (%80) 6.05 10.06

D3 100 yılda 1 kez 7.56 11.24

D4 100 yılda 1 kez (%120) 9.07 12.31

Fiziksel model deneylerinde her bir kesit için; Tablo 1’de verilen D1, D2 ve D4 dalga koşulları her biri ayrı ayrı 1000 dalga, D3 dalga koşulu ise bu dalga koşuluna ait Düşük Su Seviyesi (DSS), Sakin Su Seviyesi (SSS) ve Yüksek Su Seviyesi (YSS) olmak üzere 3 farklı su seviyesi için 1000’er dalga olarak toplamda 3000 dalga olarak verilmiştir. Dalga serilerinin üretilmesinde JONSWAP spektrumunun yakın kıyı (sığ su) için verilen biçimi olan Texel-Marsen-Arsloe (TMA) spektrumu kullanılmıştır. Deneylerde kesitlerin önündeki taban eğimi 1:18’dir. Dalga aşması ölçümleri Tablo 1’de verilen dalga koşulları için her 1000 dalgada bir ölçülmüştür. Dalga aşması ucu yapı kretinin en geri noktasına yerleştirilmiş 25 cm genişliğinde bir oluk ve bu oluğun gerisine yerleştirilmiş toplama haznesi kullanılarak ölçülmüştür. Her bir düzensiz dalga serisi sonrasında oluk ile toplanan su miktarının tartılması ile birim uzunluktaki ortalama aşma miktarı (m3/s/m) belirlenmiştir. Belirlenen aşma miktarı daha sonra prototip ölçeğine çevrilmiştir.

2.1. Model Kesitleri Deneylerde toplamda 8 farklı tahkimat kesiti çalışılmıştır. Bu kesitler 4’erli gruplar halinde farklı yapı önü su derinliklerine sahip 2 temel tahkimat kesitine dayanmaktadır. Tüm kesitlerde ortak olarak; i) koruma tabakasında 4H:3V eğiminde tek sıra 14m3 hacmindeki yapay bloklar kullanılmış, ii) topuk üst kotu SSS’ne göre -15.0m olarak belirlenmiş, iii) kret yüksekliği SSS’ne göre Rc = +9.1 m olarak uygulanmış, iv) filtre tabakası olarak 4-6 ton taş sınıfı, v) ikinci filter tabakası olarak 0.4-2 ton ve vi) çekirdek tabakası olarak da 0-0.25 ton kırma taş malzeme kullanılmıştır (Şekil 2). Tüm kesitlerdeki bu ortak özellikler dışında kesitlerin farklılaşan özellikleri Tablo 2’de verilmiştir.


743

Tablo 2: Fiziksel model kesit özellikleri.

SSS'ne göre Yapı

Önü Su Derinliği, hd (m)

Topuk Malzemesi

(ton)

Topuk Palye Genişliği, Gb

(m)

Kret Genişliği, B

(m)

Kret Özel Uygulama

Kesit 1A 21.6 6-8 10 12.8 -

Kesit 1B 21.6 8-10 10 18.3 -

Kesit 1C 21.6 8-10 10 19.3 Düşü Havuzu

Kesit 1D 21.6 8-10 10 18.3 Kret Gerisi

Duvar (1.1m)

Kesit 2A 25.1 10-12 10 18.3 -

Kesit 2B 25.1 10-12 15 18.3 -

Kesit 2C 25.1 10-12 15 20 -

Kesit 2D 25.1 10-12 15 21 -

Şekil 2: Model deneylerinde test edilen tahkimat kesiti.

Tablo 2’den görüleceği üzere kesitte en temel değişiklik kret genişliğinde yapılmıştır. Deneylerde kesitlerin geri plan kullanımına ilişkin proje kaynaklı kısıtlayıcı durumlar sebebiyle kret kotu sabit tutulmuş, bunun yerine sadece kret genişliği ve topukta farklı çözümler üzerinde durulmuştur.

3. FİZİKSEL MODEL SONUÇLARI 3.1. Yapı Denge Sonuçları


744

Fiziksel model deneylerinde belirlenen tasarım dalga koşulları altında kesitlerin

birikimli toplam hasar seviyeleri ve denge durumları; i) kesitte hareket eden (rocking) ve ii) yerinden çıkan yapay blok sayıları, iii) topukta ve iv) kretteki hasar oranları ile değerlendirilmiştir. Yapay blok üreticisi firma tarafından verilen denge ölçütleri 10m3’ten büyük yapay bloklar için operasyonel ve tasarım dalga koşullarında yerleştirilmiş blokların en fazla %1’inin hareket etmesi, yükleme dalga koşullarında ise en fazla %2’sinin hareket etmesinin kabul edilebilir olmasıdır. Yapay blokları için topuk stabilitesi büyük önem taşımaktadır. Yapay blok üreticisi tarafından tasarım dalga koşulları altında topukta oluşacak hasar için üst limit Nod_topuk < 0.5 olarak verilmektedir. Burada Nod_topuk boyutsuz yer değiştiren taş parametresidir ve aşağıdaki şekilde hesaplanmaktadır:

(1)

Yukarıda verilen formülde Nod_topuk boyutsuz yer değiştiren taş parametresi, Ns_topuk D1-D4 dalgalarının ardından yer değiştiren toplam topuk taşı sayısı, B modelin kesit genişliği ve Dn50_topuk deneylerde kullanılan topuk taşlarının ortalama tane çaplarıdır (Yukarıdaki denklemde verilen uzunluklar model ölçeğindedir.). Fiziksel model deneylerinde;

i) Tasarım dalga koşulları (D3) altında hareket eden (rocking) yapay blok oranı ortalama %0.5 (en fazla %1.12),

ii) yükleme dalga koşulları (D4) altında ise aynı oran en fazla %1.88 olarak gözlenmiştir. Bu değerler üretici tarafında verilen güvenlik limitlerinin içinde kalmıştır.

iii) Deneyler süresince yerinden çıkan bir yapay blok ünitesine rastlanmamıştır.

iv) Topukta oluşan hasar seviyeleri başlangıç hasar seviyesine yakın ancak verilen limitlerin (Nod < 0.5) altında gözlenmiştir.

3.2. Dalga Aşması Sonuçları Fiziksel model deneylerinde her bir kesit için ölçülmüş dalga aşması değerleri D2 (SSS), D3 (YSS) ve D4 (YSS) dalga koşulları için Tablo 3’te verilmiştir. Tablo 3’te

verilen değerler birden fazla şekilde tekrar edilmiş ölçüm sonuçlarının ortalamasıdır. Tekrar sayısı her dalga koşulu en az 3’tür. D1 dalga koşulu için ölçülebilen bir aşma gözlemlenmemiştir. Tablo 3’ten de görüleceği üzere kret genişliğinin artması ile dalga aşmasında belirgin bir azalma görülmektedir. Yeterli sayıda deney sonucuna sahip olmamakla birlikte deneylerde topuk palye genişliğinin değiştirilmesinin belirgin bir etkisi görülmemiştir. EurOtop (2016) tarafından taş dolgu basit eğimli yapılar için ortalama dalga aşması aşağıda Denklem 2 ile verilmektedir.


745

1:2 ile 1:4/3 eğimler için (2)

Bu denklemde q birim uzunluktaki ortalama dalga aşması debisini, Hm0 yapı önü belirgin dalga yüksekliğini, Rc kret yüksekliğini, γf ve γβ ise sırasıyla pürüzlülük ve dalga açısallığı katsayılarıdır. Dalgaların deneylerde yapıya dik geldiği göz önünde bulundurularak γβ=1.0 kabul edilebilir. Yüzey pürüzlülüğü katsayısı deneylerde kullanılan yapay bloklar için EurOtop (2016) tarafından γf=0.44 olarak verilmektedir.

Tablo 3: Dalga aşması sonuçları.

SSS'ne göre Yapı Önü Su Derinliği, hd

(m)

Topuk Palye Genişliği, Gb

(m)

Kret Genişliği,

B (m)

Kret Özel Uygulama

Ortalama Dalga Aşma Debisi, q (lt/s/m)

D2 (SSS)

D3 (YSS)

D4 (YSS)

Kesit 1A 21.6 10 12.8 - 2.5 20.4 105.2

Kesit 1B 21.6 10 18.3 - 2.1 16.0 87.7

Kesit 1C 21.6 10 19.3 Düşü Havuzu - 13.0 -

Kesit 1D 21.6 10 18.3 Kret Gerisi

Duvar (1.1m) - 8.6 -

Kesit 2A 25.1 10 18.3 - 0.7 16.7 110.1

Kesit 2B 25.1 15 18.3 - - 16.4 -

Kesit 2C 25.1 15 20 - - 11.2 -

Kesit 2D 25.1 15 21 - - 8.4 -

Kret genişliğinin dalga aşmasına etkisi ile ilgili olarak EurOtop (2016) aşağıdaki Cr katsayısını tanımlamaktadır. max(Cr) = 1 (3)

Yukarıda verilen denklemde B kret genişliğini ifade etmektedir. Kret genişliği 3 adet koruma tabakası bloğunun ya da taşının nominal çapından ya da yapı önü dalga yüksekliğinin %75’inden daha az olan kret genişliklerinin dalga aşmasına olan etkileri en az düzeydedir. Ancak kret genişliği arttıkça dalga aşmasında belirgin bir azalma gözlenmektedir. Deneylerde ölçülen ve de EurOtop (2016) tarafından verilen denklemler kullanılarak hesaplanmış dalga aşması değerleri Şekil 3’te karşılaştırmalı olarak verilmiştir.


746

Şekil 3: Dalga aşması deney sonuçları karşılaştırması. Hesaplanan ve ölçülen aşma değerleri karşılaştırıldığında deneylerde beklendiği üzere kret genişliğinin artırılmasının olumlu katkısı görülmekle birlikte, hesaplanan aşma değerlerinden daha büyük aşmaların gerçekleştiği görülmektedir.

3.4. Dalga Aşmasına Bağlı Geri Saha Güvenlik Değerlendirmeleri Deneylerde gözlemlenen dalga aşması değerlerine göre ayrıca geri saha kullanımına ilişkin güvenlik değerlendirmeleri de yapılmıştır. Bu değerlendirmelerde EurOtop (2007; 2016) tarafından verilen ölçütler kullanılmıştır. EurOtop (2016) kıyı tahkimatları tarafından korunan dolgu alanlarından yapı arkası geri sahanın yayalar ve araçlar açısından güvenlik

durumunu fırtına süresince birim metrede aşabilecek en yüksek su hacmi (Vmax, lt/m) ve ortalama dalga aşma debisi (q, lt/s/m) cinsinden değerlendirmektedir. Buna göre yayalar için 600 lt/m ve araçlar için 2000 lt/m sınır değerler olarak verilmiştir. Bu değerlerin üzerindeki su hacimleri yayalar ve araçlar için güvensiz olarak belirtilmektedir. Bu sınır değerleri EurOtop’da (2007) eğitimli ve uygun ekipman/kıyafete sahip personel için 500 lt/m, eğitimli olmayan ama dalga aşması ile ilgili uyarılmış yayalar için sınır değeri 20-50 lt/m olarak verilmiştir. Aynı şekilde EurOtop’da (2007) düşük hızda seyahat eden araçlar için 100-1000 lt/m, orta/yüksek hızda seyahat eden araçlar için 5-50 lt/m olarak verilmektedir. Geri saha güvenlik değerlendirmelerinde öncelikli olarak 1 m aralıklarla 0 ile 9 m arasında dalga yüksekliği aralığı belirlenmiş ve çalışma alanı için en kritik

1.0E-05

1.0E-04

1.0E-03

1.0E-02

1.0E-01

0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

Dalg

a A

şm

a D

ebis

i, q

/(g

Hm

03)0

.5

Kret Yüksekliği, Rc/Hm0

Kesit 1A, B = 12.8m

Kesit 1B, B = 18.3m

Kesit 2A ve 2B, B = 18.3m

Kesit 2C, B = 20m

Kesit 2D, B = 21m

EurOtop (2016), gf = 0.44, B = 21.0m

EurOtop (2016), gf = 0.44, B = 12.8m

EurOtop (2016), gf = 0.44, B = 3∙Dn


747

yönden bu dalga yüksekliklerini oluşturacak olan rüzgar hızları Hasselman

(KYPTTE, 2016) ve S-M-B yöntemleri (OCDI, 2009) kullanılarak tahmin edilmiştir. Belirgin dalga dikliği değeri Hs/Ls = 0.040 alınmıştır. Deneylerde kret genişliği B=21.0m olan Kesit 2D için ölçülen aşma değerlerinin EurOtop (2016) tarafından verilen Denklem 2 (Xbloc®, γf = 0.44 ve B = 12.8m) ile uyumlu olduğu kabulü ile yayalar, araçlar ve hafif yapılar için güvenlik durumu değerlendirmesinde deney sonuçları ve EurOtop’da (2016) verilen yaklaşımlar (Denk. 2 ve 3, B = 21.0m) birlikte değerlendirilerek koruma yapısı kreti gerisinde aşma ve güvenlik analizi sonuçları Tablo 4’te verilmiştir. Değerlendirme sonucunda:

Yayalar için yapı önü dalga yüksekliği Hs < 5 m için güvenli, 5 < Hs < 7 m riskli ve sadece eğitimli ve uygun ekipman/kıyafete sahip personelin acil durumlarda yaya olarak bulunmasına izin verilmeli, ve Hs > 7 m üzeri

dalga koşullarında eğitimli personel ya da herhangi bir yaya için tehlikeli olarak belirtilmelidir.

Araçlar için yapı önü dalga yüksekliği Hs < 5 m için her hızda güvenli, 5 < Hs < 8 m koşullarından riskli ve sadece düşük hızlarda ve gerekli hallerde taşkın sularına uygun araçlarla trafiğe açık, ve Hs > 8 m üzeri dalga koşullarında her türlü araç trafiğine kapalı olmalıdır.

Hafif Yapılar (ör. prefabrik güvenlik yapıları, çit, aydınlatma üniteleri, vb.) için Hs > 7 m üzeri dalga koşullarında bu yapıların kalıcı hasar alması beklenebilir ve bu yapıların onarımı/kullanımı için personel ve ekip gönderilmesi tehlikelidir.

4. SONUÇLAR Deneylerde yapay blokların belirlenen denge ölçütlerini yerine getirdiği ve kesitlerin dengede olduğu, herhangi bir yapay blok ünitesinin yerinden çıkmadığı görülmüştür. Deneylerde ölçülen dalga aşması debi miktarları ilgili güncel kaynaklar (EurOtop, 2016) ile karşılaştırılmıştır. Hesaplanan ve ölçülen aşma değerleri karşılaştırıldığında deneylerde beklendiği üzere kret genişliğinin artırılmasının olumlu katkısı görülmekle birlikte, hesaplanan aşma değerlerinden

daha büyük aşmaların gerçekleştiği görülmüştür. Deneylerde ayrıca geri sahada yapı üzerinden aşan dalgaların sebep olduğu oyulmalar da incelenmiştir. Son olarak deneyler sonucunda belirlenen nihai tasarım kesitinde gözlemlenen aşma miktarları ve literatürdeki güncel yayınlar dikkate alınarak geri sahanın güvenliği yayalar, araçlar ve hafif yapılar özelinde değerlendirilmiştir.


748

Tablo 4: Geri saha Dalga güvenlik değerlendirmesi sonuçları.

Yapı önü belirgin dalga yüksekliği, Hs (m) < 1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9

Ortalama Fırtına Hızı, U (m/s) (Hasselman Yöntemi, KYPTTE, 2016)

6.58 10.96 13.35 13.85 15.70 16.91 18.38 19.66 20.12

Ortalama Fırtına Hızı, U (m/s) (S-M-B Yöntemi, OCDI,

2009) 4.30 8.06 11.04 13.71 16.22 19.00 21.84 24.71 27.61

Belirgin Dalga Periyodu, Ts (s) (= [Hs x 2π / g / 0.040]1/2)

2.83 4.90 6.33 7.49 8.49 9.39 10.21 10.96 11.67

Ortalama Dalga Periyodu, Tm (s) (= Tp / 1.2) 2.55 4.41 5.70 6.74 7.64 8.45 9.19 9.87 10.50

Pik Dalga Periyodu, Tp (s) (= 1.08 x Ts) 3.06 5.30 6.84 8.09 9.17 10.14 11.02 11.84 12.60

Spektral Ortalama Dalga Periyodu, Tm-1,0 (s) (= Tp / 1.1) 2.78 4.81 6.21 7.35 8.34 9.22 10.02 10.76 11.46

Dalga Tırmanma Yüksekliği, Ru%2 (EurOtop 2016, Denk. 6.2)

1.35 4.06 6.76 9.47 12.17 14.88 17.59 20.29 23.00

Birim Dalga Aşması Debisi, q (lt/s/m) (EurOtop 2016, Denk. 6.6 ve 6.8, B = 21.0m)

0 0 0 4.5E-6 0.001 0.05 0.58 3.43 13.31

En büyük dalga aşma miktarı, Vmax (lt/m) (EurOtop

2016, Denk. 5.55-5.57, 6.3, 6.16-6.18, Denk. 6.6 ve 6.8, B = 21.0m)

0 0 0 3.5E-3 0.501 12.4 117.7 627.7 2296.7

Birim Dalga Aşması Debisi, q (lt/s/m) (EurOtop 2016, Denk. 6.5 ve 6.8, B = 12.8m)

0 0 0 2.2E-5 0.01 0.15 1.51 7.96 28.10

En büyük dalga aşma miktarı, Vmax (lt/m) (EurOtop 2016, Denk. 5.55-5.57, 6.3, 6.16-6.18, EurOtop 2016, Denk. 6.5 ve 6.8, B = 12.8m)

0 0 0 1.7E-2 1.9 37.6 307.1 1455.8 4848.8

Yayalar Güvenli Riskli Tehlikeli

Araçlar Güvenli Riskli Tehlike

li

Hafif Yapılar (ör. prefabrik güvenlik yapıları, çit, aydınlatma üniteleri, vb.)

Güvenli Riskli Tehlikeli

Not-1: Hesaplamalarda, yapı önü belirgin dalga dikliği değeri Hs/Ls = 0.040 olarak alınmıştır. Kret yüksekliği YSS su seviyesine (+1.14 m) göre belirlenmiştir (Rc = 7.76). En büyük birim metreye düşen dalga aşma miktarlarının belirlenmesinde

fırtına süresi 12 saat olarak alınmıştır.

Teşekkür Bu çalışma bir ODTÜ Döner Sermaye İşletmesi Müdürlüğü projesi (Proje No: 2017-03-03-2-02-06) olarak Yüksel Proje Uluslararası A.Ş. tarafından desteklenmiştir. Yazarlar çalışma süresince gösterilen destek ve işbirliği için başta Dr. Hülya Karakuş Cihan, Engin Bilyay ve Duygu Karakuş olmak üzere Yüksel Proje Uluslararası A.Ş. çalışanlarına, başta Liman Etüt Proje Dairesi Başkanı Mehmet Sağ ve Araştırma Dairesi Başkanı Ürfi Yerli olmak üzere T.C. Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı, Altyapı Yatırımları Genel

Müdürlüğü, Liman Etüt Proje ve Araştırma Daireleri birimi çalışanlarına, ve Delta Marine Consultants şirketinden Pieter Bakker, John Rae Calizo Manaois ve Hendrik Bergmann’a teşekkür eder. Yazarlar son olarak Prof. Dr. Ahmet Cevdet Yalçıner’e, teknisyen Yusuf Korkut’a, idari asistan Nuray Çimen'e ve ODTÜ Döner Sermaye İşletmesi Müdürlüğü çalışanlarına teşekkür eder.

Kaynaklar Allsop, N W H and Herbert, D M (1991). Single armour units for breakwaters. HR

Wallingford report SR 259, March 1991.


749

AYGM, (2016). “Kıyı Yapıları Planlama ve Tasarım Teknik Esasları, T.C.

Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı, Altyapı Yatırımları Genel Müdürlüğü, 2016.

Bruce, T., Van der Meer, J.W., Franco, L. and Pearson, J.M. 2009. Overtopping performance of different armour units for rubble mound breakwaters. Special Issue of Journal of Coastal Engineering, 56, pp. 166-179.

Burcharth, H F and Liu, Z (1993). “Design of dolos armour units”. In: B L Edge (ed), Proc 23rd int conf coastal engg, Venice, 4–9 Sep 1992. ASCE, New York, vol 1, pp 1053–1066.

Burcharth, H.F., Liu, Z. , Troch, P., (1999). “Scaling of core material in rubble mound breakwater model tests”, Proc. of the International Conference on Coastal and Port Engineering in Developing Countries (COPEDEC), vol. Cape Town, South Africa.

d’Angremond, K, Berendsen, R, Bhageloe, G S, Van Gent, M R A, and Van der

Meer, J W (1999). Breakwaters with a single armour layer. In: Proc Copedec-V, Capetown, South Africa 19–23 Apr. Creda Communications, Cape Town.

EurOtop. (2016). Manual on wave overtopping of sea defences and related structures. An overtopping manual largely based on European research, but for worldwide application. Van der Meer, J.W., Allsop, N.W.H., Bruce, T., De Rouck, J., Kortenhaus, A., Pullen, T., Schüttrumpf, H., Troch, P. and Zanuttigh, B., www.overtopping-manual.com.

Goda, Y. and Y. Suzuki (1976), "Estimation of Incident and Reflected Waves in Random Wave Experiments", 15th Coastal Engineering Conference, Hawaii.

Hudson, R. Y., Hermann, F. A., Sager, R. A., Whalin, R. W., Keulegan, G. H., Chatham, C. E., and Hales, L. Z. (1979). “Coastal Hydraulic Models” Special Report No.5, US Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, Missisippi.

Klein Breteler, M and Bezuijen, A (1991). Simplified design method for block revetments. Thomas Telford, London.

Mansard, E.P.D. and E.R. Funke (1980), "The Measurement of Incident and Reflected Spectra Using a Least Squares Method", Hydraulics Laboratory Technical Report LTRHY-72, National Eesearch Council.

McConnell, K J (1998). Revetment systems against wave attack: A design manual.

Thomas Telford, London. ISBN 0-7277-2706-0. Muttray, M., ten Oever E., ve Reedijk, B. (2012) “Stability of Low Crested and

Submerged Breakwaters with Single Layer Armouring”, Journal of Shipping and Ocean Engineering 2, 140-152.

ODTÜ (2017) “Rize-Artvin Havalimanı Tahkimat Yapısı Rüzgar ve Dalga İklimi Çalışmaları - Sonuç raporu”, ODTÜ, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Deniz Mühendisliği Araştırma Merkezi, Ankara, Türkiye, Nisan, 2017.

Pilarczyk, K W (ed) (1998). Dikes and revetments: design, maintenance and safety assessment. AA Balkema, Rotterdam.


750

Richard de Rover, R. Reedijk, B., ve Bakker P., (2014) “Xbloc Innovatıons At

Swinoujscie Breakwater”, Proc 34th Int Conf of Coastal Engineering, South Korea.

Van der Meer, J W (1988a). “Stability of cubes, tetrapods and Accropode”. In: Design of breakwaters. Proc conf Breakwaters ’88, Eastbourne, 4–6 May. Thomas Telford, London, pp 71–80.

Van der Meer, J W (2000). “Design of concrete armour layers”. In: I J Losada (ed), Proc 3rd int conf. coastal structures, Santander, Spain, 7–10 June. 1999. ASCE, New York, USA, A A Balkema, Rotterdam, Vol 1, pp 213–221.

Van Gent, M R A, Spaan, G B H, Plate, S E, Berendsen, E, van der Meer, J W and d’Angremond, K (2000). “Single-layer rubble mound breakwaters”. In: I J Losada (ed), Proc 3rd int coastal structures conf, Santander, 7–10 Jun 1999. AA Balkema, Rotterdam, vol 1, pp 231–239.


751

yapay bloklu kiyi tahkİmati denge ve dalga aûma ... · dalga koulları her biri ayrı ayrı 1000...

Documents