SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  26
AÇIK KANAL AKIMI EĞĠTĠM
NOTLARI
ÖZGÜR SEVER
27.07.2015
Genel Bilgi
Açık kanal akım, akım yüzeyinin serbest olması (yani atmosferik basınç etkisinde) durumudur.
Akışı sağlayan faktör yerçekimi etkisidir. (Cazibeli Akım)
Geometrik Bilgiler
Kanal kesiti: Akım yönüne dik alınan kesittir.
Düşey kanal kesiti: Kanalın düşey kesitidir.
Geometrik Bilgiler
Derinlik (y)
Yüzey Genişliği (T)
Islak Alan (A)
Islak Çevre (P)
Hidrolik Yarıçap (R): R=A/P
Hidrolik Derinlik (D): D=A/T
Kesit Faktörü (Z): A*(D)0.5
PRİZMATİK KANAL:
Taban eğimi ve kesiti değişmeyen kanallara «prizmatik kanal» denir.
B
1
z1
1
z2
y
F2
F1
Geometrik Bilgiler
Hız Dağılımı
Açık kanal akımındaki serbest yüzey ve kanal yüzeylerindeki sürtünmeden dolayı, akımın hız
dağılımı düzenli değildir.
Kesitteki en yüksek hız genellikle yüzeyin %5~%25 derinindedir.
Coriolis Katsayısı
Açık kanallardaki düzensiz hız dağılımı nedeniyle, akım hız yükü genellikle ortalama hız ile
hesaplanandan fazladır.
α*V2/2g – α: Coriolis katsayısı
Coriolis katsayısı küçük kanallarda daha yüksektir.
Düzenli bir kesite ve güzergaha sahip kanallarda düzensiz hız dağılımının etkisi özellikle diğer
belirsizliklerle karşılaştırıldığında çok azdır. Bu sebeple genelde «1» kabul edilir.
Akım Tipleri
Su seviyesinin zamana göre değişmemesi durumunda akım «Zamandan Bağımsız Akım
(Steady Flow)» olarak tanımlanır.
Zamana Bağlı Akım:
𝜕𝑦
𝜕𝑡
≠ 0
Zamandan Bağımsız Akım:
𝜕𝑦
𝜕𝑡
= 0
Su seviyesinin konuma göre değişmemesi durumunda akım «Düzenli Akım (Uniform
Flow)» olarak tanımlanır.
Düzenli Akım :
𝜕𝑦
𝜕𝑥
= 0
Düzensiz Akım :
𝜕𝑦
𝜕𝑥
≠ 0
Toplam Yük
Bir kesitteki toplam yük:
𝐻 = 𝑧 +
𝑃
𝛾
+
𝑉2
2𝑔
 Bernoulli Denklemi
H : Toplam yük (m)
z : Taban kotu (m)
P/γ = y : Su yüksekliği (m)
V2/2g : Hız yükü (m)
Spesifik Enerji
Bernoulli Denklemi’de bulunan taban kotu «0» kabul edilirse, o kesitteki spesifik enerji
hesaplanmış olur.
𝐸 = 𝑦 +
𝑉2
2𝑔
Kritik Akım
Kritik akım durumunda
En düşük spesifik enerji
En yüksek debi
Froud sayısı «1»e eşittir
𝑄2 𝑇𝑐
𝑔𝐴 𝑐
3 = 1
Dikdörtgen kanallarda  𝑦𝑐 =
𝑞2
𝑔
1
3
Diğer kanallarda 
𝐷 𝑐
2
=
𝑉𝑐
2
2𝑔
Manning Denklemi
𝑄 =
1
𝑛
𝐴𝑅
2
3 𝑆𝑓
n : Manning katsayısı
A : Islak alan
R : Hidrolik Yarıçap (A/P)
P : Islak Çevre
Sf : Enerji eğimi
Eşdeğer Manning Katsayısı
Kesit içerisinde farklı pürüzlülük değerine sahip bölgeler varsa, kesitte Manning Denklemi’ni
uygulayabilmek için «Eşdeğer Manning Katsayısı» hesaplanması gerekmektedir.
𝑛 𝑒 =
𝑃 𝑖 𝑛 𝑖
3
2
𝑃 𝑖
2
3
Pi = Her bir bölümün ıslak çevresi
ni = Her bir bölümün Manning Katsayısı
ne = Eşdeğer Manning Katsayısı
En Verimli Hidrolik Kesit
En verimli hidrolik kesit, düzenli akım hesabı için belirlenen kesit faktörünün (AR2/3) en
yüksek değeri aldığı kesittir.
𝑄 =
1
𝑛
𝐴𝑅
2
3 𝑆𝑓
En verimli kesit, teorik olarak en fazla debiyi geçirme kapasitesine sahip kesittir.
Bu kesit her zaman en ekonomik kesit değildir.
En ekonomik kesitin bulunabilmesi için diğer maliyet kalemlerinin de değerlendirilmesi
gerekmektedir.
En Verimli Dikdörtgen Hidrolik Kesit
𝐴 = 𝐵𝑦
𝑃 = 𝐵 + 2𝑦
𝑃 =
𝐴
𝑦
+ 2𝑦
𝑑𝑃
𝑑𝑦
=
−𝐴
𝑦2 + 2
𝐴
𝑦2 = 2
𝐵𝑦
𝑦2 = 2
𝑦 =
1
2
𝐵
En Verimli Trapez Hidrolik Kesit
𝐴 = 𝐵0 + 2 1 + 𝑠2 𝑦
𝑃 = (𝐵 + 𝑠𝑦) 𝑦
𝑃 =
𝐴
𝑦
+ 𝑦 2 1 + 𝑠2 − 𝑠
𝜕𝑃
𝜕𝑠
= 0  𝑠 =
1
3
θ = 60º
Hava Payı
Hava payı, kanaldaki su seviyesinden kanalın en üst noktasına kadar olan düşey uzaklıktır.
Direct Step Method
Basamak yöntemleri, su yüzü profilinin belirlenebilmesi için yapılan sistematik bir hesaplama
yöntemidir.
Her basamakta hesaplanan akım ölçütleri, bir önceki basamak dikkate alınarak yapılır.
Hesaplamanın yapılabilmesi için başlangıç değerlerine ihtiyaç duyulmaktadır.
Hesaplamanın başlayacağı nokta ile ilgili belli kabuller yapılarak ilk kesitteki akım ölçütleri
belirlenir ve sırayla diğer kesitlerdeki ölçütler bir öncekine göre hesaplanır.
Bu yöntemde, kesitlerde istenen su seviyeleri önceden belirlenip, bu seviyelerin bir önceki
kesite uzaklığı hesaplanır.
Direct Step Method
1. kesitteki su yüksekliğinin bilindiği kabulü ile 2.
kesitteki su seviyesinin oluşabilmesi için ara mesafenin
hesaplanması gerekmektedir.
𝑧2 = 𝑧1 − 𝑆0 𝑥2 − 𝑥1
𝐸1 = 𝑦1 +
𝑉1
2
2𝑔
𝐸2 = 𝑦2 +
𝑉2
2
2𝑔
Direct Step Method
Su derinliği kanal boyunca değiştiği için akımın enerji eğimi de (Sf) kanal boyunca
değişmektedir.
Enerji eğimi için US Army Corps of Engineers tarafından belirlenen yaklaşım kullanılabilir.
Ortalama enerji eğimi  𝑆 𝑓 =
1
2
𝑆𝑓1 − 𝑆𝑓2
Geometrik ortalama enerji eğimi  𝑆 𝑓 =
1
2
𝑆𝑓1 − 𝑆𝑓2
Harmonik ortalama enerji eğimi  𝑆 𝑓 =
2𝑆 𝑓1 𝑆 𝑓2
𝑆 𝑓1+𝑆 𝑓2
Direct Step Method
Kesitler arasındaki uzaklık çok fazla değilse ve su derinlikleri arasında çok farklılık yoksa
«Ortalama Enerji Eğimi» yaklaşımı uygun sonuçlar vermektedir. Bu sebeple bu yaklaşımın
kullanılması önerilmektedir.
ℎ 𝑓 =
1
2
𝑆𝑓1 + 𝑆𝑓2 𝑥2 − 𝑥1
𝑧1 + 𝐸1 = 𝑧2 + 𝐸2 +
1
2
𝑆𝑓1 + 𝑆𝑓2 𝑥2 − 𝑥1
𝑧2 = 𝑧1 − 𝑆0 𝑥2 − 𝑥1
𝐸1 − 𝐸2 = 𝑆0 𝑥2 − 𝑥1 −
1
2
𝑆𝑓1 + 𝑆𝑓2 𝑥2 − 𝑥1
𝑥2 = 𝑥1 +
𝐸2−𝐸1
𝑆0−
1
2
𝑆 𝑓1+𝑆 𝑓2
Direct Step Method
Bu sayede 2. kesitin konumu belirlenmiştir.
Bu yöntem ile sırasıyla farklı kesitlerdeki su seviyeleri belirlenerek, istenen uzunluk için su
profili oluşturulabilir.
Bu yöntemin iki önemli dezavantajı bulunmaktadır.
Su derinliği belli kesitlere göre hesaplanmamaktadır. Bu sebeple ara noktalardaki su
derinliği enterpolasyon ile bulunabilir.
Prismatik olmayan kanallarda uygulanması sıkıntılıdır.
Standard Step Method
Bu yöntem, prismatik olmayan kanallarda ya da belli kesitlerdeki su derinliğinin
hesaplanmasının istendiği durumlarda kullanılabilir.
U. S. Army Corps of Engineers tarafından geliştirilmiş olan «HEC-RAS» isimli yazılım bu
yöntemi kullanmaktadır.
1. kesitteki su yüksekliğinin bilindiği kabulü ile 2. kesitteki su seviyesinin hesaplanması
gerekmektedir.
𝐻1 = 𝑧1 + 𝑦1 +
𝑉1
2
2𝑔
𝐻2 = 𝐻1 − ℎ 𝑓
𝐻2 = 𝐻1 −
1
2
𝑆 𝑓1 + 𝑆 𝑓2 𝑥2 − 𝑥1
𝑦2 +
𝑄2
2𝑔𝐴2
2 +
1
2
𝑆𝑓2 𝑥2 − 𝑥1 +𝑧2 − 𝐻1 +
1
2
𝑆𝑓1 𝑥2 − 𝑥1 = 0
Standard Step Method
HEC-RAS (River Analysis System) yazılımı US Army Corps of Engineers tarafından
geliştirilmiştir.
Bu yazılım ile tek boyutlu zamandan bağımsız akım, zamana bağlı akım, sediment taşınımı,
hareketli akarsu yatağı hesaplamaları ve su sıcaklığı modellemeleri yapılabilmektedir.
Bu yazılım dört adet tek boyutlu akarsu analiz bileşenini içermektedir.
Zamandan bağımsız akım su yüzü profili hesaplamaları
Zamana bağlı akım simulasyonu
Hareketli nehir yatağı sediment taşınımı hesaplamaları
Su kalitesi analizi
HEC-RAS
Açık Kanal Eğitim Notları

Contenu connexe

Tendances

0 open channel intro 5
0 open channel   intro 50 open channel   intro 5
0 open channel intro 5Refee Lubong
 
Chapter 8:Hydraulic Jump and its characterstics
Chapter 8:Hydraulic Jump and its charactersticsChapter 8:Hydraulic Jump and its characterstics
Chapter 8:Hydraulic Jump and its charactersticsBinu Khadka
 
Diseño hidraulico de acueductos
Diseño hidraulico de acueductosDiseño hidraulico de acueductos
Diseño hidraulico de acueductosGiovene Pérez
 
manual-de-drenaje-para-caminos-rurales
manual-de-drenaje-para-caminos-ruralesmanual-de-drenaje-para-caminos-rurales
manual-de-drenaje-para-caminos-ruralesJesus Martinez
 
Energy and momentum principles in open channel flow
Energy and momentum principles in open channel flowEnergy and momentum principles in open channel flow
Energy and momentum principles in open channel flowBinu Khadka
 
Real time decision support system in reserrvoir and flood management system f...
Real time decision support system in reserrvoir and flood management system f...Real time decision support system in reserrvoir and flood management system f...
Real time decision support system in reserrvoir and flood management system f...HydrologyWebsite
 
Baraj Hazneleri Onur Serkan Kaya
Baraj Hazneleri Onur Serkan KayaBaraj Hazneleri Onur Serkan Kaya
Baraj Hazneleri Onur Serkan KayaOnur Serkan KAYA
 
Basınçlı Akım Eğitim Notları
Basınçlı Akım Eğitim NotlarıBasınçlı Akım Eğitim Notları
Basınçlı Akım Eğitim NotlarıÖzgür Sever
 
Open channel hydraulics
Open channel hydraulicsOpen channel hydraulics
Open channel hydraulicsLalit Thakare
 
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 1
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 1Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 1
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 1Özgür Sever
 
Practica domiciliaria. mecanica de fluidos hardy croos
Practica domiciliaria. mecanica de fluidos hardy croos Practica domiciliaria. mecanica de fluidos hardy croos
Practica domiciliaria. mecanica de fluidos hardy croos HUGOJESUSESCALANTEOL
 

Tendances (20)

0 open channel intro 5
0 open channel   intro 50 open channel   intro 5
0 open channel intro 5
 
Chapter 8:Hydraulic Jump and its characterstics
Chapter 8:Hydraulic Jump and its charactersticsChapter 8:Hydraulic Jump and its characterstics
Chapter 8:Hydraulic Jump and its characterstics
 
Open Channel Flow
Open Channel FlowOpen Channel Flow
Open Channel Flow
 
Dam design
Dam designDam design
Dam design
 
Diseño hidraulico de acueductos
Diseño hidraulico de acueductosDiseño hidraulico de acueductos
Diseño hidraulico de acueductos
 
manual-de-drenaje-para-caminos-rurales
manual-de-drenaje-para-caminos-ruralesmanual-de-drenaje-para-caminos-rurales
manual-de-drenaje-para-caminos-rurales
 
Energy and momentum principles in open channel flow
Energy and momentum principles in open channel flowEnergy and momentum principles in open channel flow
Energy and momentum principles in open channel flow
 
Unit3 hbn
Unit3 hbnUnit3 hbn
Unit3 hbn
 
Real time decision support system in reserrvoir and flood management system f...
Real time decision support system in reserrvoir and flood management system f...Real time decision support system in reserrvoir and flood management system f...
Real time decision support system in reserrvoir and flood management system f...
 
Open channelhydraulics2
Open channelhydraulics2Open channelhydraulics2
Open channelhydraulics2
 
River engineering
River engineeringRiver engineering
River engineering
 
Formulas socavacion
Formulas socavacionFormulas socavacion
Formulas socavacion
 
Energia Especifica
Energia EspecificaEnergia Especifica
Energia Especifica
 
Baraj Hazneleri Onur Serkan Kaya
Baraj Hazneleri Onur Serkan KayaBaraj Hazneleri Onur Serkan Kaya
Baraj Hazneleri Onur Serkan Kaya
 
Basınçlı Akım Eğitim Notları
Basınçlı Akım Eğitim NotlarıBasınçlı Akım Eğitim Notları
Basınçlı Akım Eğitim Notları
 
Open channel hydraulics
Open channel hydraulicsOpen channel hydraulics
Open channel hydraulics
 
Practica 1
Practica 1Practica 1
Practica 1
 
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 1
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 1Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 1
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 1
 
Flow nets
Flow netsFlow nets
Flow nets
 
Practica domiciliaria. mecanica de fluidos hardy croos
Practica domiciliaria. mecanica de fluidos hardy croos Practica domiciliaria. mecanica de fluidos hardy croos
Practica domiciliaria. mecanica de fluidos hardy croos
 

En vedette

Elektromekanik Ekipman Eğitim Notları
Elektromekanik Ekipman Eğitim NotlarıElektromekanik Ekipman Eğitim Notları
Elektromekanik Ekipman Eğitim NotlarıÖzgür Sever
 
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 2
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 2Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 2
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 2Özgür Sever
 
Su Darbesi Eğitim Notları
Su Darbesi Eğitim NotlarıSu Darbesi Eğitim Notları
Su Darbesi Eğitim NotlarıÖzgür Sever
 
Balık Geçidi Eğitim Notları
Balık Geçidi Eğitim NotlarıBalık Geçidi Eğitim Notları
Balık Geçidi Eğitim NotlarıÖzgür Sever
 
Yükleme Havuzu Eğitim Notları
Yükleme Havuzu Eğitim NotlarıYükleme Havuzu Eğitim Notları
Yükleme Havuzu Eğitim NotlarıÖzgür Sever
 
Hidroelektrik Projelerde Uzun Cebri Boru, Reaksiyon Tipi Türbinler ve PRV Uyg...
Hidroelektrik Projelerde Uzun Cebri Boru, Reaksiyon Tipi Türbinler ve PRV Uyg...Hidroelektrik Projelerde Uzun Cebri Boru, Reaksiyon Tipi Türbinler ve PRV Uyg...
Hidroelektrik Projelerde Uzun Cebri Boru, Reaksiyon Tipi Türbinler ve PRV Uyg...Özgür Sever
 
Gölet Projelendirme Esasları
Gölet Projelendirme EsaslarıGölet Projelendirme Esasları
Gölet Projelendirme EsaslarıYusuf Yıldız
 
l1intro to hydroelectric power
  l1intro to hydroelectric power  l1intro to hydroelectric power
l1intro to hydroelectric powerGhassan Hadi
 
How to Make Awesome SlideShares: Tips & Tricks
How to Make Awesome SlideShares: Tips & TricksHow to Make Awesome SlideShares: Tips & Tricks
How to Make Awesome SlideShares: Tips & TricksSlideShare
 
Getting Started With SlideShare
Getting Started With SlideShareGetting Started With SlideShare
Getting Started With SlideShareSlideShare
 

En vedette (11)

Elektromekanik Ekipman Eğitim Notları
Elektromekanik Ekipman Eğitim NotlarıElektromekanik Ekipman Eğitim Notları
Elektromekanik Ekipman Eğitim Notları
 
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 2
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 2Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 2
Dolusavak ve Enerji Kırıcı Havuz Eğitim Notları - 2
 
Su Darbesi Eğitim Notları
Su Darbesi Eğitim NotlarıSu Darbesi Eğitim Notları
Su Darbesi Eğitim Notları
 
Balık Geçidi Eğitim Notları
Balık Geçidi Eğitim NotlarıBalık Geçidi Eğitim Notları
Balık Geçidi Eğitim Notları
 
Yükleme Havuzu Eğitim Notları
Yükleme Havuzu Eğitim NotlarıYükleme Havuzu Eğitim Notları
Yükleme Havuzu Eğitim Notları
 
Hidroelektrik Projelerde Uzun Cebri Boru, Reaksiyon Tipi Türbinler ve PRV Uyg...
Hidroelektrik Projelerde Uzun Cebri Boru, Reaksiyon Tipi Türbinler ve PRV Uyg...Hidroelektrik Projelerde Uzun Cebri Boru, Reaksiyon Tipi Türbinler ve PRV Uyg...
Hidroelektrik Projelerde Uzun Cebri Boru, Reaksiyon Tipi Türbinler ve PRV Uyg...
 
Gölet Projelendirme Esasları
Gölet Projelendirme EsaslarıGölet Projelendirme Esasları
Gölet Projelendirme Esasları
 
l1intro to hydroelectric power
  l1intro to hydroelectric power  l1intro to hydroelectric power
l1intro to hydroelectric power
 
Dam PPT
Dam PPTDam PPT
Dam PPT
 
How to Make Awesome SlideShares: Tips & Tricks
How to Make Awesome SlideShares: Tips & TricksHow to Make Awesome SlideShares: Tips & Tricks
How to Make Awesome SlideShares: Tips & Tricks
 
Getting Started With SlideShare
Getting Started With SlideShareGetting Started With SlideShare
Getting Started With SlideShare
 

Açık Kanal Eğitim Notları

  • 1. AÇIK KANAL AKIMI EĞĠTĠM NOTLARI ÖZGÜR SEVER 27.07.2015
  • 2. Genel Bilgi Açık kanal akım, akım yüzeyinin serbest olması (yani atmosferik basınç etkisinde) durumudur. Akışı sağlayan faktör yerçekimi etkisidir. (Cazibeli Akım)
  • 3. Geometrik Bilgiler Kanal kesiti: Akım yönüne dik alınan kesittir. Düşey kanal kesiti: Kanalın düşey kesitidir.
  • 4. Geometrik Bilgiler Derinlik (y) Yüzey Genişliği (T) Islak Alan (A) Islak Çevre (P) Hidrolik Yarıçap (R): R=A/P Hidrolik Derinlik (D): D=A/T Kesit Faktörü (Z): A*(D)0.5 PRİZMATİK KANAL: Taban eğimi ve kesiti değişmeyen kanallara «prizmatik kanal» denir. B 1 z1 1 z2 y F2 F1
  • 6. Hız Dağılımı Açık kanal akımındaki serbest yüzey ve kanal yüzeylerindeki sürtünmeden dolayı, akımın hız dağılımı düzenli değildir. Kesitteki en yüksek hız genellikle yüzeyin %5~%25 derinindedir.
  • 7. Coriolis Katsayısı Açık kanallardaki düzensiz hız dağılımı nedeniyle, akım hız yükü genellikle ortalama hız ile hesaplanandan fazladır. α*V2/2g – α: Coriolis katsayısı Coriolis katsayısı küçük kanallarda daha yüksektir. Düzenli bir kesite ve güzergaha sahip kanallarda düzensiz hız dağılımının etkisi özellikle diğer belirsizliklerle karşılaştırıldığında çok azdır. Bu sebeple genelde «1» kabul edilir.
  • 8. Akım Tipleri Su seviyesinin zamana göre değişmemesi durumunda akım «Zamandan Bağımsız Akım (Steady Flow)» olarak tanımlanır. Zamana Bağlı Akım: 𝜕𝑦 𝜕𝑡 ≠ 0 Zamandan Bağımsız Akım: 𝜕𝑦 𝜕𝑡 = 0 Su seviyesinin konuma göre değişmemesi durumunda akım «Düzenli Akım (Uniform Flow)» olarak tanımlanır. Düzenli Akım : 𝜕𝑦 𝜕𝑥 = 0 Düzensiz Akım : 𝜕𝑦 𝜕𝑥 ≠ 0
  • 9. Toplam Yük Bir kesitteki toplam yük: 𝐻 = 𝑧 + 𝑃 𝛾 + 𝑉2 2𝑔  Bernoulli Denklemi H : Toplam yük (m) z : Taban kotu (m) P/γ = y : Su yüksekliği (m) V2/2g : Hız yükü (m)
  • 10. Spesifik Enerji Bernoulli Denklemi’de bulunan taban kotu «0» kabul edilirse, o kesitteki spesifik enerji hesaplanmış olur. 𝐸 = 𝑦 + 𝑉2 2𝑔
  • 11. Kritik Akım Kritik akım durumunda En düşük spesifik enerji En yüksek debi Froud sayısı «1»e eşittir 𝑄2 𝑇𝑐 𝑔𝐴 𝑐 3 = 1 Dikdörtgen kanallarda  𝑦𝑐 = 𝑞2 𝑔 1 3 Diğer kanallarda  𝐷 𝑐 2 = 𝑉𝑐 2 2𝑔
  • 12. Manning Denklemi 𝑄 = 1 𝑛 𝐴𝑅 2 3 𝑆𝑓 n : Manning katsayısı A : Islak alan R : Hidrolik Yarıçap (A/P) P : Islak Çevre Sf : Enerji eğimi
  • 13. Eşdeğer Manning Katsayısı Kesit içerisinde farklı pürüzlülük değerine sahip bölgeler varsa, kesitte Manning Denklemi’ni uygulayabilmek için «Eşdeğer Manning Katsayısı» hesaplanması gerekmektedir. 𝑛 𝑒 = 𝑃 𝑖 𝑛 𝑖 3 2 𝑃 𝑖 2 3 Pi = Her bir bölümün ıslak çevresi ni = Her bir bölümün Manning Katsayısı ne = Eşdeğer Manning Katsayısı
  • 14. En Verimli Hidrolik Kesit En verimli hidrolik kesit, düzenli akım hesabı için belirlenen kesit faktörünün (AR2/3) en yüksek değeri aldığı kesittir. 𝑄 = 1 𝑛 𝐴𝑅 2 3 𝑆𝑓 En verimli kesit, teorik olarak en fazla debiyi geçirme kapasitesine sahip kesittir. Bu kesit her zaman en ekonomik kesit değildir. En ekonomik kesitin bulunabilmesi için diğer maliyet kalemlerinin de değerlendirilmesi gerekmektedir.
  • 15. En Verimli Dikdörtgen Hidrolik Kesit 𝐴 = 𝐵𝑦 𝑃 = 𝐵 + 2𝑦 𝑃 = 𝐴 𝑦 + 2𝑦 𝑑𝑃 𝑑𝑦 = −𝐴 𝑦2 + 2 𝐴 𝑦2 = 2 𝐵𝑦 𝑦2 = 2 𝑦 = 1 2 𝐵
  • 16. En Verimli Trapez Hidrolik Kesit 𝐴 = 𝐵0 + 2 1 + 𝑠2 𝑦 𝑃 = (𝐵 + 𝑠𝑦) 𝑦 𝑃 = 𝐴 𝑦 + 𝑦 2 1 + 𝑠2 − 𝑠 𝜕𝑃 𝜕𝑠 = 0  𝑠 = 1 3 θ = 60º
  • 17. Hava Payı Hava payı, kanaldaki su seviyesinden kanalın en üst noktasına kadar olan düşey uzaklıktır.
  • 18. Direct Step Method Basamak yöntemleri, su yüzü profilinin belirlenebilmesi için yapılan sistematik bir hesaplama yöntemidir. Her basamakta hesaplanan akım ölçütleri, bir önceki basamak dikkate alınarak yapılır. Hesaplamanın yapılabilmesi için başlangıç değerlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Hesaplamanın başlayacağı nokta ile ilgili belli kabuller yapılarak ilk kesitteki akım ölçütleri belirlenir ve sırayla diğer kesitlerdeki ölçütler bir öncekine göre hesaplanır. Bu yöntemde, kesitlerde istenen su seviyeleri önceden belirlenip, bu seviyelerin bir önceki kesite uzaklığı hesaplanır.
  • 19. Direct Step Method 1. kesitteki su yüksekliğinin bilindiği kabulü ile 2. kesitteki su seviyesinin oluşabilmesi için ara mesafenin hesaplanması gerekmektedir. 𝑧2 = 𝑧1 − 𝑆0 𝑥2 − 𝑥1 𝐸1 = 𝑦1 + 𝑉1 2 2𝑔 𝐸2 = 𝑦2 + 𝑉2 2 2𝑔
  • 20. Direct Step Method Su derinliği kanal boyunca değiştiği için akımın enerji eğimi de (Sf) kanal boyunca değişmektedir. Enerji eğimi için US Army Corps of Engineers tarafından belirlenen yaklaşım kullanılabilir. Ortalama enerji eğimi  𝑆 𝑓 = 1 2 𝑆𝑓1 − 𝑆𝑓2 Geometrik ortalama enerji eğimi  𝑆 𝑓 = 1 2 𝑆𝑓1 − 𝑆𝑓2 Harmonik ortalama enerji eğimi  𝑆 𝑓 = 2𝑆 𝑓1 𝑆 𝑓2 𝑆 𝑓1+𝑆 𝑓2
  • 21. Direct Step Method Kesitler arasındaki uzaklık çok fazla değilse ve su derinlikleri arasında çok farklılık yoksa «Ortalama Enerji Eğimi» yaklaşımı uygun sonuçlar vermektedir. Bu sebeple bu yaklaşımın kullanılması önerilmektedir. ℎ 𝑓 = 1 2 𝑆𝑓1 + 𝑆𝑓2 𝑥2 − 𝑥1 𝑧1 + 𝐸1 = 𝑧2 + 𝐸2 + 1 2 𝑆𝑓1 + 𝑆𝑓2 𝑥2 − 𝑥1 𝑧2 = 𝑧1 − 𝑆0 𝑥2 − 𝑥1 𝐸1 − 𝐸2 = 𝑆0 𝑥2 − 𝑥1 − 1 2 𝑆𝑓1 + 𝑆𝑓2 𝑥2 − 𝑥1 𝑥2 = 𝑥1 + 𝐸2−𝐸1 𝑆0− 1 2 𝑆 𝑓1+𝑆 𝑓2
  • 22. Direct Step Method Bu sayede 2. kesitin konumu belirlenmiştir. Bu yöntem ile sırasıyla farklı kesitlerdeki su seviyeleri belirlenerek, istenen uzunluk için su profili oluşturulabilir. Bu yöntemin iki önemli dezavantajı bulunmaktadır. Su derinliği belli kesitlere göre hesaplanmamaktadır. Bu sebeple ara noktalardaki su derinliği enterpolasyon ile bulunabilir. Prismatik olmayan kanallarda uygulanması sıkıntılıdır.
  • 23. Standard Step Method Bu yöntem, prismatik olmayan kanallarda ya da belli kesitlerdeki su derinliğinin hesaplanmasının istendiği durumlarda kullanılabilir. U. S. Army Corps of Engineers tarafından geliştirilmiş olan «HEC-RAS» isimli yazılım bu yöntemi kullanmaktadır.
  • 24. 1. kesitteki su yüksekliğinin bilindiği kabulü ile 2. kesitteki su seviyesinin hesaplanması gerekmektedir. 𝐻1 = 𝑧1 + 𝑦1 + 𝑉1 2 2𝑔 𝐻2 = 𝐻1 − ℎ 𝑓 𝐻2 = 𝐻1 − 1 2 𝑆 𝑓1 + 𝑆 𝑓2 𝑥2 − 𝑥1 𝑦2 + 𝑄2 2𝑔𝐴2 2 + 1 2 𝑆𝑓2 𝑥2 − 𝑥1 +𝑧2 − 𝐻1 + 1 2 𝑆𝑓1 𝑥2 − 𝑥1 = 0 Standard Step Method
  • 25. HEC-RAS (River Analysis System) yazılımı US Army Corps of Engineers tarafından geliştirilmiştir. Bu yazılım ile tek boyutlu zamandan bağımsız akım, zamana bağlı akım, sediment taşınımı, hareketli akarsu yatağı hesaplamaları ve su sıcaklığı modellemeleri yapılabilmektedir. Bu yazılım dört adet tek boyutlu akarsu analiz bileşenini içermektedir. Zamandan bağımsız akım su yüzü profili hesaplamaları Zamana bağlı akım simulasyonu Hareketli nehir yatağı sediment taşınımı hesaplamaları Su kalitesi analizi HEC-RAS