14 HAFTA BRM HDROGRAF TEORS BRM HDROGRAF ELDE

14. HAFTA BİRİM HİDROGRAF TEORİSİ, BİRİM HİDROGRAF ELDE EDİLMESİ, DEĞİŞİK SÜRELI BİRİM HİDROGRAFLAR , SENTETIK BİRİM HİDROGRAFLAR , TAŞKINLAR Dr. Öğr. Üyesi Aslı ÜLKE KESKİN Hidroloji ders notları, Ercan Kahya Hidroloji, Mehmetcik Bayazıt, xxx Yayınevi, 200 x, İstanbul Hidroloji Ders Notları, Kasım Yenigün & Veysel Gümüş, Harran Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Müh. Böl. Hidroloji Ders Notları, KTÜ, MF, İnşaat Müh. Böl.

14. 1. BİRİM HİDROGRAF ■ En yaygın olarak kullanılan havza modelidir. ■ Havza modellerinin kurulmasında karşılan en büyük güçlük: ‘Yağış ile akış arasındaki ilişkinin lineer olmayışıdır. ’ ■ Yani, havzadaki i 1 yağışının → akım Q 1 ve i 2 yağışının → akım Q 2 ise, (i 1 + i 2) yağışının → akım her zaman (Q 1 + Q 2) olmaz. ■ Superpozisyon prensibinin uymadığı bu gibi sistemlere: nonlineer sistem ■ Ancak, bazı kabuller yapılıp yağış ve akış değerleri bazı değişikliklere maruz bırakılarak sistem şöyle lineer hale getirilebilir: Toplam Yağış - Kayıplar = Artık (Net) Yağış (Kayıplar: tutma, yüzey birikintileri ve sızmalar) Toplam Akış - Taban Akışı = Dolaysız Akış

BİRİM HİDROGRAF Su toplama havzasını, artık yağışı dolaysız akışa dönüştüren lineer bir sistem olarak kabul eden havza modeline "birim hidrograf modeli" adı verilir. Havzaya belirli bir süre boyunca sabit şiddette düşen birim yükseklikteki (1 cm) artık yağışın meydana getireceği dolaysız akışın hidrografıdır.

14. 2. BİRİM HİDROGRAF TEORİSİNDE YAPILAN KABULLER Artık yağış havzaya üniform olarak dağılmıştır. Artık yağışın şiddeti sabittir. Belirli bir süre devam eden artık yağışın oluşturduğu dolaysız akışın süresi (hidrografın taban genişliği) yağış şiddetine bağlı olmayan sabit bir değerdir. Aynı süre boyunca devam eden çeşitli yağışlara ait dolaysız akışların hidrograflarının ordinatları, herbirinin artık yağış yüksekliği ile orantılıdır. Bir havzada belirli süre devam eden sabit şiddette bir yağışın hidrografı havzanın bütün fiziksel karakteristiklerini yansıtır (havzanın özellikleri zamanla değişmez).

1 cm = artık yağış yüksekliği to Debi Qp tp zaman

n 14. 3. KABULLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ ■ Yapılan bu kabuller her zaman gerçekleşmezse de, birim hidrografla elde edilen değerler, pratikte yeterince doğru sonuçlar verir. ■ Ancak birim hidrograf, ● yağış süresinin havzanın geçiş süresinden büyük olduğu küçük havzalarda (5 km 2’den) ● yağışın homojen olarak dağılmadığı çok büyük (>500010000 km 2'den) havzalarda ● kar erimesi durumunda uygulanmamalıdır.

14. 4. Birim Hidrografın Elde Edilmesi Birim hidrografı (BH) elde etmek için, ● tüm havzaya üniform olarak yayılmış, ● şiddeti fazla değişmeyen, ● kısa süreli ● diğer yağışlardan yeterince ayrılmış bir yağışın hiyetografından ve bir istasyondaki akım debilerinden yararlanılır. BH şu adımlarla elde edilir: a. Yağış analizi: Kaydedilen yağışın hiyetografı çizilir. b. Taban akışının çıkarılması: Gözlenen hidrograftan, taban akışı ayrılır. Hidrografın ordinatlarından taban akışı değerleri çıkarılarak dolaysız akış hidrografı elde edilir.

c. Dolaysız akış yüksekliğinin bulunması: Dolaysız akış hidrografının altındaki alan ölçülerek (hacım boyutundadır) → toplam akış hacmi (V) - Bu değer, havza alanına bölünerek dolaysız akış yüksekliği (Rd, cm) bulunur (Rd=V/A). d. BH'nın ordinatlarının hesaplanması: Artık yağışın tamamı dolaysız akışa geçtiğinden → artık yağış yüksekliği = dolaysız akış yüksekliği - Dolaysız akış hidrografının ordinatları dolaysız akış yüksekliğine (cm) tek bölünerek BH'ın U ordinatları belirlenir (U= Qd/Rd). e. BH'nın artık yağış süresinin (to) belirlenmesi: Hiyetograf üzerinde öyle bir yatay çizgi çizilir ki, çizginin üstünde kalan = artık yağış yüksekliği (dolaysız akış yüksekliğine, Rd) ● Bu çizginin hiyetografla kesişme noktaları arasındaki zaman aralığı (farkı), artık yağış süresini (BH'ın süresini) verir (Yatay çizginin ordinatı = Φ indisi)

Q to Qp Debi Dolaysız Akış Taban akışı t tp zaman BİRİM HİDROGRAFI

14. 5. Değişik Süreli BH'ların Elde Edilmesi Bir havzaya ait to (örneğin 2 saat) süreli bir BH yukarıdaki şekilde belirlenir. Ancak, artık yağış süresi farklı (örneğin 5 saat) olan bir BH gerekli olabilir. Bunun hesabında iki ayrı durumla karşılabilir: a. İstenen t 1 süresi, verilen (hesaplanan) to süresinin tam katı ise (örneğin 2 saatlik BH veriliyor ve 6 saatlik BH isteniyorsa), ●to süreli BH, Δt adımlarla ve (t 1 -to)/Δt defa ötelenir ve toplanır. Burada; Δt, BH apsisleri arasındaki zaman aralığıdır. ● Toplam değerleri to/t 1 ile çarpılarak t 1 süreli BH elde edilir.

b. İstenen t 1 süresi, to'nin tam katı değilse (örneğin; 2 saatlik BH veriliyor ve 5 saatlik BH isteniyorsa) veya ondan küçükse (örneğin 4 saatlik BH veriliyor ve 2 saatlik BH isteniyorsa), ● S hidrografından yararlanılır. ● Sabit bir i şiddetindeki sonsuz süreli bir yağışın meydana getireceği hidrografa "S hidrografı" denir. ● S hidrografını elde etmek için, to süreli BH’lar to zaman aralıklarıyla ötelenir ve toplanır. ● S hidrografı, t 1 kadar ötelenir ● İki hidrografın ordinatları farkı to/t 1 ile çarpılarak t 1 süreli BH elde edilir.

14. 6. S Hidrografı zaman S hidrografı zaman