Theses supervised by Prof. Dr. Recep Yurtal
12 theses · Çukurova University
Kıyı akiferlerinde tuzlu su girişiminin üç boyutlu simülasyonu: Göksu deltası örneği
Nüfusun yoğunlaştığı, çoğu zaman verimli arazilere sahip olan ve sulu tarım yapılan kıyı akiferlerinden plansızca aşırı olarak kullanılan su, kıyı akiferlerine deniz suyu girişimine sebep olabilir. Bu çalışmada deniz suyu girişiminin kontrolü/önlenmesine yönelik Silifke?Göksu deltası örneği ile model geliştirilmesi amaçlanmıştır. Akdeniz bölgesi kıyı şeridinde bulunan Göksu Deltasındaki deniz suyu girişim mekanizmasını tanımlayabilmek için üç boyutlu değişken yoğunluklu yeraltı suyu akımının simülasyonunu yapan SEAWAT programı kullanılmıştır. Geliştirilen deniz suyu girişim modelinin kalibrasyon çalışmalarında arazi verileri olarak önceki çalışmalardaki veriler ve 2008 su yılına ait 23 gözlem noktasında ölçülmüş statik yeraltı su seviyesi, elektriksel iletkenlik, toplam çözünmüş madde ve klorür değerleri kullanılmıştır. Deniz suyu girişimi modelinin Göksu deltasına uygulanmasının başlıca amaçları: (1) akiferin hidrolik ve hidrojeolojik parametrelerinin belirlenmesi, (2) akiferdeki tuz konsantrasyonunun uzaysal dağılımını tahmin etmek, (3) yeraltı suyu çekiminin artış ve azalışının akifere etkilerini araştırmak ve (4) iklim değişikliğinin kıyı akiferlerindeki yeraltı su kaynaklarına etkilerini değerlendirmektir. İklim değişikliğinin etkilerinin önlenmesi ya da en aza indirilmesi bakımından gelecekteki olması muhtemel üç senaryo için simülasyonlar yapılmış ve Göksu deltası akiferinin özellikle pompaj miktarındaki artışa duyarlı olduğu görülmüştür.
L-momentlere dayalı gösterge-sel metodu ile bölgesel taşkın frekans analizi
Hidrolik yapıların tasarlanması ve projelendirilmesi belirli bir dönüş aralığı için gözlemlenmesi beklenen bir tasarım değerini gerektirir. İstatistiksel bir metod olan bölgesel taşkın frekans analizi bu amaçla kullanılır. Bölgesel frekans analizi, sadece su yapılarının tasarımı sırasında etkili tahmin yapılmasında değil, aynı zamanda hidrolojik bilgi olmayan veya kısa süreli veriye sahip bölgelerde de tasarım parametrelerinin belirlenmesinde kullanılabilmektedir.Bu çalışmada dağılım parametrelerini tahmin etmek için L-momentler tekniği kullanılarak Türkiye'de bulunan 26 havzadaki 455 istasyona ait su yılı maksimum akım değerlerine bölgesel taşkın frekans analizi uygulanmıştır. Homojen bölgeleri tanımlamak için, L-momentlere dayalı gösterge-sel metodu (Index Flood Method) kullanılmıştır. Elde edilen homojen bölgelere Genelleştirilmiş Normal, Genelleştirilmiş Ekstrem Değer, Genelleştirilmiş Lojistik, Genelleştirilmiş Pareto, Pearson Tip 3 ve Wakeby dağılımları uygulanarak tekerrür değerleri elde edilmiştir. Tahmin edilen tekerrür değerlerinin doğruluğu Monte Carlo Simülasyonu kullanılarak bölgesel L-moment algoritması ile elde edilmiştir. Sonuç olarak, Türkiye havzalarına genellikle Genelleştirilmiş Lojistik (GLO) dağılımının uyduğu belirlenmiştir.
Developing a computer program to pre-design of mini hydroelectric power plants
Small-scale hydropower is widely used recent years because of their cost-effective and reliable energy technologies, short construction period and providing clean electricity generation. Hydropower design requires both hydrologic and hydraulic studies to estimate the design discharge of a project, and determine the dimensions of hydropower elements.A computer software is developed to help engineers for hydrologic and hydraulic design of mini hydropower plants in this study. Hydrologic design section can estimate the unit hydrograph by Rational, Snyder and Synthetic unit hydrograph methods. Hydraulic design section can compute the dimensions of ground intake, weir, stilling basin, headrace, settling basin, forebay and penstock. Developed software having independent sections can be used for the users to design some other hydraulic structures for hydrologic and hydraulic purposes besides hydropower plants.
Yer altı suyu-yer üstü suyu etkileşim modeli: Silifke-Göksu deltası örneği
Yer altı suyu ile yer üstü suyu arasındaki etkileşim oldukça karmaşıktır ve bu etkileşimi özellikle de eş zamanlı olarak simüle etmek zorlu bir süreçtir. Bu nedenle yakın zamana kadar iki sistem birbirinden ayrı olarak çalışılmış ve hidrolojik modeller genelde yer üstü veya yer altı su kaynaklarından sadece birine odaklanarak geliştirilmiştir. Bu çalışmada içerisinde nehir, drenaj kanalları, sulak alan ve lagün gibi çeşitli yer üstü suları bulunan Göksu Deltasında yer altı suyu ile yer üstü suyu arasındaki etkileşim araştırılmıştır. Bunun için yer altı ile yer üstü sularını eş zamanlı olarak modelleyebilen GSFLOW (Ground-water Surface-water Flow) birleşik akım modeli kullanılmıştır. GSFLOW, Yağış-Akış Modelleme Sistemi PRMS (Precipitation-Runoff Modeling System) ile Modüler Yer Altı Suyu Akım Modeli MODLFOW-2005'in (Modular Ground-Water Flow Model) birleştirilmesiyle ortaya çıkmıştır. Entegrasyon öncesinde PRMS ile MODFLOW-2005 modelleri kurulmuş ve kalibrasyonları yapılmış, daha sonra GSFLOW kalibre edilmiştir. MODFLOW-2005'in kalibrasyonu kararlı akım şartlarında, modellenen ve ölçülen yer altı su seviyelerinin karşılaştırılmasıyla yapılmıştır. Bunun için arazide belirlenen 18 adet kuyuda bir yıl boyunca statik su seviyeleri ölçülmüştür. Modelleme sonucunda araştırma alanında yer altı ile yer üstü suları arasında sürekli ve dinamik bir etkileşim olduğu sonucuna varılmıştır. Alanı daha iyi temsil edecek şekilde ve daha fazla sayıda kuyuda ölçüm yapılması, arazinin jeolojik enkesitinin belirlenmesi, ayrıntılı topoğrafya haritalarının oluşturulması ve Deltada henüz faaliyete geçmiş olan yeni sulama projesinin de dahil edilerek çalışmanın geliştirilmesi önerilmiştir.
Modeling of seawater intrusion in the coastal aquifer: A case study of Bosaso Plain in Somalia
Seawater intrusion is process that damage groundwater quality in the coastal regions. Groundwater overexploitation in the Bosaso Plain has resulted in seawater intrusion problem. Groundwater modelling were considered to study the effects of possible seawater intrusion into the Bosaso Plain. In this study, we present a three-dimensional variable–density numerical model developed with the SEAWAT code, which is aimed to predict the extent of seawater intrusion by different groundwater pumping scenarios. Results revealed the higher concentration of electrical conductivity (EC), total dissolved solids (TDS), chloride, sodium, calcium and magnesium along the coastal area which indicated the presence of seawater intrusion in the study area. The SEAWAT model was calibrated using both the average value of heads and TDS concentration for the 2013 field data. Four scenarios were simulated to understand the effects of pumping and climate change to the extent of seawater intrusion for a period of 27 years. The model results show that seawater intrusion significantly affects the groundwater concentrations near the coastline and demonstrated high levels of TDS. The predicted results reveal that increasing pump rate seawater intrusion interface will move about 6.2 km inland by 2040. Results also revealed that a 50% reduction in the pump rate will bring relief to the aquifer by protecting fresh groundwater and preventing any further seawater intrusion. Key Words: Groundwater modeling, seawater intrusion; coastal aquifer, SEAWAT Bosaso Plain, Somalia.
Çok amaçlı ardışık baraj haznelerinin işletmesinin hec-ressım ile simülasyonu
Bu çalışmada, Ceyhan Havzası'nda ardışık olarak inşa edilmiş Aslantaş Barajı, Berke Barajı ve Sır Barajı çoklu rezervuar sistem yaklaşımı ile işletilerek üretilen yıllık toplam enerjiyi eniyilemek amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda sistemin davranışını incelemeye olanak sağlayan simülasyon yöntemi tercih edilmiş ve genelleştirilmiş simülasyon programı HEC-ResSim kullanılmıştır. Barajların, mevcut durumda üretebilecekleri maksimum enerji için işletme kuralları belirlenmiştir. Belirlenen kurallar doğrultusunda gerçekleştirilen simülasyonun sonucunda üretilen yıllık toplam enerji miktarları dikkate alınarak sistemin davranışı incelenmiştir. Çalışma sonucunda üç barajlı sistemin yıllık toplam enerjisi eniyilenmiştir.
Regional flood frequency analysis of the Firat and Dicle basins in Turkey using l-moments approach and plotting-position method for maximum flow values
For the design of hydraulic structures such as dams, bridges, waterways, the maximum flood flow over the life of the project should be estimated. This peak value is estimated based on the values of the observed annual instantaneous maximum flow series. Several methods are used to estimate the maximum flow value, such as the L-moment and plotting position methods. Regional flood frequency analysis was performed in this study to the annual maximum flow series recorded previously in the Euphrates and Tigris basins in Turkey by using the L-moments method to estimate probability distribution parameters. The homogenous region was identified by using the L-moments method, and in different regions the Generalized Extreme Value, Generalized Normal, Generalized Pareto, Pearson Type 3, Generalized Logistic, and Wakeby distributions have been applied by using the Xtest software. The accuracy of the estimated quantiles is assessed through the regional L-moment algorithm. The extreme value distribution is found to be appropriate in the Fırat basin and normal distribution for Dicle basin in Turkey. Key Words: Regional flood frequency analysis, L-moments, plotting-position , Fırat basin, Dicle basin.
Farklı meteorolojik kuraklık analizi yöntemlerinin karşılaştırılması: Ceyhan havzası örneği
Bu çalışmada, farklı yöntemlerle Ceyhan havzasının farklı zaman ölçeklerinde kuraklık analizlerinin yapılması; yöntemlerin sonuçlarının kıyaslanması, kuraklığa eğilimli alanların ortaya konulması ve bu alanların kuraklık kategorilerine göre gözlenen kuraklık frekanslarının haritalanması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda Ceyhan havzasında yer alan 8 meteorolojik gözlem istasyonu için Meteorological Drought Monitor (MDM) ve SPI-SL-6.EXE programları kullanılarak Normalin Yüzdesi İndeksi (NYİ), Ondalıklar Kuraklık İndeksi (OKİ) ve Standardize Yağış İndeksi (SYİ) için kuraklık analizi yapılmıştır. Yapılan analiz sonuçları grafıklendirilmiş, kurak ve nemli dönemler tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Yöntemlerin yıllık sonuçları karşılaştırıldığında büyük oranda benzer sonuçlar olduğu görülmüştür. NYİ ve OKİ yötemlerinin mevsimler için sonuçlar karşılaştırıldığında benzer sonuç vermediği görülmüştür.
Doğu Akdeniz iklim haritalarının jeoistatistiksel yöntemle oluşturulması ve hidroklimatolojik eğilim değerlendirmesi
Çalışmada, Doğu Akdeniz Bölgesi'ne ait iklim haritalarının oluşturulması, yağış yüksekliği bağlamında ekstrem olayların tespit edilmesi ve iklim eğilimlerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Materyal olarak, çalışma alanındaki 48 adet meteoroloji gözlem istasyonuna ait zaman serileri kullanılmıştır. İklim sınıflarının bulunmasında Erinç İklim Sınıflandırması, haritalarının oluşturulmasında Sıradan Kriging enterpolasyon tekniği, ekstrem olayların tespitinde Standartlaştırılmış Yağış İndeksi, iklim eğilimlerinin bulunmasında Mann–Kendall Eğilim Testi, Sen'in Eğim Yöntemi ve Yenilikçi Eğilim Simülasyonu kullanılmıştır. Bulgulara göre, uzun yıllar ortalamalar için Erinç İklim Sınıflandırması ile Aydeniz İklim Sınıflandırması benzer sonuçlar vermektedir. Nisan ve ekim aylarındaki yağış etkinlikleri, yıllık bazdakine sayısal olarak yakındır. Sıradağların iklim sınıflarına olan etkisi büyüktür. Çalışma alanındaki istasyonlar yıllık bazda nemli, yarı nemli, yarı kuru ve kuruya yakın iklim sınıflarına sahiptir. Alansal açıdan en geniş aşırı kuraklık 1972, 1973 ve 1974 yıllarında; en geniş aşırı nemlilik 1968 ve 1969 yıllarında görülmüştür. Birçok istasyonda en uzun kurak dönemin süresi ile ikinci en uzun kurak dönemin süresi arasında kayda değer bir farkın olduğu görülmüştür. 2070 senesinde yıllık toplam yağış, mevcut ortalamaya göre %14-32 daha az olacaktır. 2070 senesinde yıllık ortalama sıcaklık, mevcut ortalamaya göre 0,4-2,8 °C daha fazla olacaktır.
İklim değişikliği uyum sürecinde sulama açısından havza yönetimi: Yukarı Kızılırmak Havzası örneği
İklim değişikliğine bağlı olarak, Türkiye'nin küresel ısınmanın etkileri açısından riskli ülkeler arasında yer alması ve zamanla su kaynaklarının azalması, kuraklık ve çölleşme gibi sorunlarla karşı karşıya kalacağı, yağış rejiminin değişeceği, kuraklık ve taşkın gibi doğal afetlerin sıklığının ve şiddetinin artacağı göz önüne alındığında, optimum havza yönetiminin önemi daha da artmaktadır. Bu çalışmada, Türkiye'deki Kızılırmak Havzası'nın alt havzası olan Yukarı Kızılırmak Alt Havzası'nın iklim değişikliğine bağlı olarak sulama açısından havza yönetimi, WEAP (Water Evaluation and Planning System) yazılımı ile farklı senaryolarla simülasyon modelleri oluşturularak mevcut duruma, iyimser ve kötümser durumlara göre su bütçesinin değişimi incelenmiştir. Farklı 4 senaryo çalışması sonucunda; içme ve kullanma suyu ihtiyacının arttığı, en olumsuz senaryoda akımların %20 azaldığı, sulamada herhangi bir iyileştirme yapılmadığı ve içme suyu kayıp kaçak oranının %20 ye düşürülememesi durumunda 2050 yılında karşılanamayan su miktarının 14,60 hm3 olacağı, mevcut durumda 1.691,82 hm3 olan potansiyel su miktarının, açık sulama sistemlerinin kapalı basınçlı sistemlere dönüştürülmesi, Sivas içme suyundaki kayıp kaçak miktarının %20'ye düşürülmesi halinde 1.776,62 hm3 olacağı; eğer bu değerlerde bir iyileştirme yapılmazsa ve iklim değişikliğine bağlı olarak akımlarda %20 oranında bir azalma meydana gelirse bu değerin 1.385,11 hm3'e düşeceği hesaplanmıştır.
Meteorolojik kuraklık analizi yöntemlerinin karşılaştırılması: Asi havzası örneği
Bu çalışmada Türkiye'nin güneyinde yer alan ve Asi Havzası'nda bulunan 11 meteoroloji gözlem istasyonunun uzun yıllar yağış serileri kullanılarak aylık, mevsimlik ve yıllık bazda Standardize Yağış İndeksi (SYİ), Ondalıklar Kuraklık İndeksi (OKİ) ve Normalin Yüzdesi İndeksi (NYİ) yöntemleri ile havzada kuraklık değerlendirmesi yapılmıştır. Söz konusu yöntemlere göre; en uzun süre devam eden kurak periyot, kuraklık frekanslarının aylara, mevsimlere, aylara ve devam süresine göre dağılımı, aynı devam sürelerinde kuraklık görülme sayısı, kurak yıl oranı kıyaslanmıştır. Ayrıca en kurak yıllar ARCGIS programında haritalandırılmıştır. Aylık, mevsimlik ve yıllık sonuçlar grafiklendirilmiştir. Yöntemlerin aylık, mevsimlik, yıllık sonuçları arasında korelasyon katsayılarına bakılmıştır. İlkbahar, yaz, kış ve yıllık sonuçlar arasında en büyük korelasyon değerleri OKİ-NYİ yöntemleri arasında elde edilmiştir. Yöntemlerin temmuz ve ağustos haricindeki aylarda meydana gelen kuraklıkları tespit etmede benzer olduğu, mevsimlik kuraklıkları yıllık kuraklıklara göre tespit etmede daha yakın sonuçlar verdiği görülmüştür.
Zayıf kayaçlar üzerine oturan silindirle sıkıştırılmış beton barajların geçirimsizlik hattının analizi
Baraj temellerinde sızma kontrolü, hem güvenlik hem de işletme açısından kritik bir öneme sahiptir. Özellikle fliş serisi gibi zayıf sedimanter kayaların oluşturduğu heterojen temel koşullarında geçirimsizlik yapılarının tasarımı daha karmaşık bir hal almaktadır. Bu nedenle, baraj mühendisliğinde temel koşullara uygun ve güvenilir sızma analizleri ile geçirimsizlik sistemlerinin performansını değerlendirmek büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, fliş serisi sedimanter zayıf kaya üzerine oturan silindirle sıkıştırılmış beton barajlarda bulamaç hendeği yöntemiyle oluşturulacak geçirimsizlik hattı boylarının sonlu elemanlar analizleri aracılığıyla analizi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, sızma analizleri CAD tabanlı sonlu elemanlar yöntemine dayalı SEEP/W ve SLIDE paket programları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Farklı litolojik oranlar, tabaka kalınlıkları ve malzeme geçirimlilikleri dikkate alınarak geçirimsizlik perdesi boyu alternatifleri değerlendirilmiş; elde edilen sonuçlar her iki program özelinde karşılaştırılarak birbirine yakın sonuçlar elde edilmiştir. %10 silttaşı oranına sahip kesitlerde geçirimliliğin ve toplam sızma debisinin diğer oranlara göre daha yüksek, %50 ile %70 silttaşı oranına sahip kesitlerde ise hem teknik hem de ekonomik açıdan perdelerin büyük oranda yeterli olduğu ortaya konulmuştur. Anahtar Kelimeler: Fliş formasyonu, sızma analizi, silindirle sıkıştrılmış beton ağırlık baraj, bulamaç hendeği, plastik beton.