ISLAK ÇEVRE YÖNTEMİ İLE OPTİMUM ÇEVRESEL
AKIŞ (CAN SUYU) MİKTARININ BELİRLENMESİ
Islak Çevre yönteminin uygulanmasında önem taşıyan iki husus mansaptaki
balık türlerinin minimum su derinliği ve akım hızı gereksinimleri ile yöntemin
uygulanmasında kullanılan akarsu en kesitinin temsil ediciliğidir. Sunulan örnek
uygulamada saha gözlemleri, literatür bilgileri dikkate alınarak yüksek akım
döneminde incelenen kesite çıkabilecek balık türlerinin minimum su derinliği 0.15 m,
minimum akım hızı gereksinimleri 0.20 m/s olarak belirlenmiştir (Çizelge 1).
Çizelge 1: İncelenen akarsu yatağında belirlenen balık türünün minimum su derinliği,
akım hızı gereksinimleri.
Balık Türü
Luciobarbus kosswigi
Petroleuciscus kurui
Minimum Derinlik (m)
0.15
0.15
Minimum Akıntı (m/s)
0.20
0.20
Aylık bazdaki optimum çevresel akış değerlerinin hesaplanmasında kullanılan
Islak Çevre hidrolik model hesaplamaları aşağıda belirtilen Manning (1891) eşitliğine
dayanmaktadır.
2
Q=
1
1
• A • R 3 •S 2
n
(1)
Burada,
Q debiyi (m3/s), n Manning pürüzlülük katsayısını (boyutsuz), A akıma dik akarsu en
kesit alanını (m2), R hidrolik yarıçapı (m) ve S su yüzeyi eğimini (boyutsuz)
göstermektedir.
Hidrolik yarıçap (R)
R=
A
P
(2)
şeklinde tanımlanmakta olup, P akıma dik akarsu yatak (en kesit) taban uzunluğunu
(= Islak Çevre, m) göstermektedir.
Akarsularda, debinin, yatak uzanım şeklinin ve seçilen kesiytteki yatak
geometrisinin değişmesine bağlı olarak A, n, R ve S değerleri değişmektedir. Söz
konusu değişkenlerden A ve R ilgili akarsu yatağı en kesitine, n yatak malzemesinin
tane boyu dağılımı ve bitki vb kaynaklı engellere, S ise akarsu yatağı boy kesitine
bağlı olarak değişmektedir. Seçilen akarsu kesiti için kurulacak hidrolik modelin
kalibrasyonu saha da gözlenen ortalama akım hızı ve debi ile yatak koşullarından
hareketle tahmin edilen n değerinden hareketle gerçekleştirilmektedir.
Şekil 2: Hidrolik model hesaplamalarında kullanılan akarsu kesit geometrisi.
1
Şekil 3: Islak Çevre hidrolik model hesaplamaları sonucunda seviye-debi ilişkisi.
Çizelge 2: Örnek hidrolik model sonuçları.
Derinlik
Alan
Islak
Çevre
Genişlik
R
(m)
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.10
0.11
0.12
0.13
0.14
0.15
0.16
0.17
0.18
0.19
0.20
0.21
0.22
0.23
0.24
0.25
0.26
0.27
0.28
0.29
(m2)
0.00
0.00
0.01
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.09
0.11
0.13
0.15
0.17
0.19
0.22
0.24
0.27
0.30
0.33
0.36
0.39
0.43
0.46
0.50
0.53
0.57
0.61
(m)
0.15
0.30
0.45
0.61
0.76
0.91
1.06
1.21
1.36
1.51
1.67
1.82
1.97
2.12
2.27
2.42
2.58
2.73
2.88
3.03
3.13
3.23
3.34
3.44
3.54
3.64
3.74
3.85
3.95
(m)
0.150
0.300
0.450
0.600
0.750
0.900
1.050
1.200
1.350
1.500
1.650
1.800
1.950
2.100
2.250
2.400
2.550
2.700
2.850
3.000
3.100
3.200
3.300
3.400
3.500
3.600
3.700
3.800
3.900
(m)
0.000
0.010
0.010
0.020
0.020
0.030
0.030
0.040
0.040
0.050
0.050
0.060
0.060
0.070
0.070
0.080
0.080
0.090
0.090
0.100
0.110
0.110
0.120
0.120
0.130
0.140
0.140
0.150
0.150
n
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
Ortalama
Akım
Hızı
(m/s)
0.06
0.10
0.12
0.15
0.18
0.20
0.22
0.24
0.26
0.28
0.30
0.31
0.33
0.35
0.36
0.38
0.40
0.41
0.43
0.44
0.46
0.48
0.50
0.51
0.53
0.55
0.56
0.58
0.59
Debi
(m3/s)
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.02
0.02
0.03
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.09
0.10
0.12
0.13
0.15
0.17
0.20
0.22
0.25
0.27
0.30
0.33
0.36
Daha sonra hidrolik modelce üretilen, farklı akım derinliklerine karşılık gelen
Islak Çevre (P) ve Debi (Q) değerleri belirlenen en büyük Islak Çevre ve debi
değerlerine bölünerek boyutsuz Islak Çevre (Pb= P/Pmax) ve boyutsuz debi (Qb=
2
Q/Qmax) değerlerine dönüştürülerek Pb-Qb grafiği çizilir. Grafikteki eğrinin kırılma
noktasına karşılık gelen Qb değeri minimum çevresel akış (can suyu) değeri olarak
kabul edilmektedir. Eğrinin kırılma noktası altındaki küçük debi değişimleri Islak
Çevre üzerinde çok etkili iken, kırılma noktası üzerinde Islak Çevrenin değişimi için
büyük debi değişimleri gerektirmektedir.
Şekil 5: Örnek Pb (IÇ/IÇmax)-Qb (Q/Qmax) ilişkisi.
Pb-Qb eğrisi kırılma noktasının belirlenmesinde esas olarak iki yaklaşım
uygulanmaktadır. İlk yaklaşımda, hassas türlerin tolere edebilecekleri Pb değerinin
biyolojik gözlemler temelinde sübjektif olarak belirlenmesidir. Objektif olan ikinci
yaklaşımda ise Pb-Qb eğrisine uyan fonksiyonun birinci türevinin 1 değerini aldığı
noktaya karşılık gelen Pb değeri kullanılmaktadır. P-Q eğrileri üçgen biçime
yakınsayan yataklarda üstel, dikdörtgen biçime yakınsayan yataklarda ise logaritmik
tipteki fonksiyonlara uyum göstermektedirler. Bu fonksiyonlar, a ve b ilgili katsayıları
göstermek üzere aşağıdaki gibidir.
P = Qb
(3)
P = a • ln(Q) + 1
(4)
Yukarıdaki fonksiyonların birinci derece türevlerini veren eşitlikler ise sırasıyla,
dy
= b • Q b −1
dx
(5)
ve
dy a
=
dx Q
(6)
şeklindedir.
Uygulanması önerilen aylık bazdaki çevresel akış değerleri Qb-Pb eğrisinin
birinci türevinin bir değerini aldığı noktaya karşılık gelen Qb değeri ile her aya ait
uzun süreli aylık ortalama akım (Qort) değerinin çarpılması sonucunda (Q= Qb *
Qort) belirlenmektedir.
Yürülükteki mevzuat gereğince aylık çevresel akış debilerinin projeye esas son
10 yıllık ortalama akım değerinin %10’undan (YOA%10_SOY) ya da uzun süreli
yıllık ortalama akım değerinin %10’undan (YOA%10) küçük olmaması
gerekmektedir. Uygulamada söz konusu değerlerden büyük olanı kullanılmaktadır.
3
Islak Çevre hesaplamaları ile belirlenen aylık bazdaki çevresel akış debileri söz
konusu değerden küçük ise hesaplanan değer yerine YOA%10_SOY ya da YOA%10
(hangisi büyükse) değeri önerilmektedir.
Örnek uygulamada Pb-Qb eğrisi birinci türevinin 1 değerini aldığı kırılma
noktasında Pb= 0.748, Qb= 0.135 değerini almaktadır. Diğer bir deyişle, herhangi bir
dönemdeki doğal akışın % 13.5’inde o dönemdeki doğal ıslak çevre büyüklüğünün %
74.8’i elde edilebilmektedir.
Tipik akarsu kesiti için belirlenen Qb değerinin aylık ortalama akımlara
uygulanması ile aylık bazdaki çevresel akış debileri hesaplanmış, mevzuat hükümleri
de dikkate alınarak belirlenen önerilen çevresel akış debileri aşağıdaki çizelgede
gösterilmiştir.
Çizelge 6: Önerilen çevresel akış debileri (İstatistikler ve debiler m3/s birimindedir.
Gölgeli alan Yüksek akış dönemini göstermektedir.)
Değişken
EKİM
KASIM
ARALIK
OCAK
ŞUBAT
MART
NİSAN
MAYIS
HAZİRAN
TEMMUZ
AĞUSTOS
EYLÜL
YILLIK
ORT
Uzun
Ortalama
Akış
Süreli
(son 10
Dönemi
Yıllık
yıl)
Ortalama
1.84
2.96
2.44
2.36
2.97
8.51
24.84
28.75
13.89
3.99
1.65
1.42
1.17
2.15
2.02
2.56
3.67
10.88
21.79
25.49
9.90
2.92
1.46
1.23
7.97
7.10
Düşük
Düşük
Düşük
Düşük
Düşük
Yüksek
Yüksek
Yüksek
Yüksek
Düşük
Düşük
Düşük
Sucul
Q_Can
Q_Can
Dönem (hesaplanan) (önerilen)
Büyüme
Kışlama
Kışlama
Kışlama
Kışlama
Kışlama
Üreme
Üreme
Üreme
Büyüme
Büyüme
Büyüme
Q_Can/
YOA
(%)
Q_Can/
YOA_SOY
(%)
0.25
0.40
0.33
0.32
0.40
1.15
3.35
3.88
1.88
0.54
0.22
0.19
0.80
0.80
0.80
0.80
0.80
1.15
3.35
3.88
1.88
0.80
0.80
0.80
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
0.14
0.42
0.49
0.24
0.10
0.10
0.10
0.11
0.11
0.11
0.11
0.11
0.16
0.47
0.55
0.26
0.11
0.11
0.11
1.08
1.39
0.17
0.20
Minimum çevresel akış debisini oluşturan YOA%10 (=0.80 m3/s) düzeyindeki
akışta sucul habitat minimum su derinliği ve akım hızı kısıtlarının fazlası ile
karşılanacağı anlaşılmaktadır.
Çizelge 5: Hidrolik Model sonuçlarına göre sucul habitat minimum su derinliği
kısıtına karşılık gelen değerler.
(m)
0.15
Ortalama
Akım
Hızı
(m/s)
0.20
0.15
0.36
Derinlik
Sucul habitat minimum gereksinimi
Hidrolik Model’e göre minimum sucul
habitat su derinliği gereksinimini
karşılayan değerler.
Debi
Alan
Genişlik
Islak
Çevre
(m3/s)
(m2)
(m)
(m)
0.06
0.17
2.25
2.27
4
Örnek Sorular:
Çevresel akış (can suyu) nedir?
Hangi amaçla uygulanır?
Mevcut mevzuata göre nasıl belirlenir?
Islak Çevre hidrolik modeli nasıl kurulur?
Islak çevre hidrolik model sonuçlarından hareketle çevresel akış hesabında
kullanılacak boyutsuz debi nasıl belirlenir?
Aylık bazda önerilen çevresel akış debileri nasıl hesaplanır?
5
Download

ıslak çevre yöntemi ile optimum çevresel akış (can suyu)