Sızdırma Hendeğinin Hidrolojik Performansının Deneysel ve Sayısal Modeller ile Değerlendirilmesi

Günümüzde yaygınlaşan geçirimsiz alanların hızla artması, yağışın yeraltı suyunu beslemesini engellemekte, yağış sonucu oluşan yüzeysel akışı ve nehirlerdeki pik debiyi artırarak taşkınlara sebebiyet vermektedir. Kentleşmenin getirdiği bu olumsuz etkileri azaltabilmek için son zamanlarda “Düşük Etkili Kentleşme (DEK)” olarak adlandırılan mühendislik uygulamaları geliştirilerek sahada uygulanmaya başlanmıştır. DEK uygulamalarının temel prensibi, geçirimsiz alanların bulunduğu bölgelerde doğal geçirimli yüzeyler oluşturarak yağmur ve kar sularının toprağa sızmasını sağlamak, yüzeysel akışı azaltmak ve aynı zamanda doğal arıtım ortamı oluşturarak yağmur suyunun kalitesini artırmaktır. Bu sayede kentsel bölgelerde doğal ekolojik denge yeniden sağlanacak ve yeşil çevreler kazandırılarak kentleşmenin getirdiği olumsuz etkiler azaltılmış olacaktır. DEK uygulamaları çeşitlerinden bazıları sızdırma hendeği, biyotutma, geçirgen asfalt, yağmur hendeği ve yağmur tanklarıdır. Bu tez projesi kapsamında DEK uygulamalarından biri olan sızdırma hendekleri araştırılmıştır. Sızdırma hendekleri yağış sonucunda oluşan akışın pik debisini düşürmek ve ötelenme süresini artırmak için tasarlanmış, aynı zamanda yeraltı suyunu besleyen ve su kalitesini artıran, içi çakılla dolu dikdörtgen prizma şeklinde bir DEK uygulamasıdır. Bu çalışmada öncelikle İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa İnşaat Mühendisliği Bölümü’nde mevcut olan “Yağış-Havza-Biyotutma (YHB)” deney düzeneğine bir sızdırma hendeği entegre edilmiş ve sızdırma hendeğinin hidrolojik performansı oluşturulan “Yağış-Havza-Sızdırma Hendeği (YHS)” deney düzeneğinde yapılan deneylerle incelenmiştir. Daha sonra deney sonuçları kullanılarak sızdırma hendeğinin hidrolojik davranışını açıklayan matematiksel modeller ortaya konmuştur. Sızdırma hendeği üzerinde oluşan aşma debisinin haznede öteleme yöntemi ile hesaplanabileceği gösterilmiştir. Ayrıca, sızdırma hendeğinden doğal zemine doğru ulaşan sızmanın hesaplanabilmesi için literatürde kullanılmakta olan Green-Ampt yöntemi test edilmiş, ancak istenilen performans elde edilememiştir. Bunun yerine, sızma için lineer artış ve lineer azalış davranışı sergileyen deney sonuçlarıyla uyumlu olacak şekilde ampirik bir formül geliştirilmiştir. Son olarak DEK’lerin modellenmesinde literatürde sık olarak rastlanan ABD Çevre Koruma Kuruluşu’nun geliştirdiği Yağmur Suyu Yönetim Modeli (YSYM) (EPA SWMM) kullanılarak sızdırma hendeği modellenmiş ve model sonuçları hem deney verileriyle hem de bu tez kapsamında geliştirilen matematiksel model ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak EPA SWMM’nin sızdırma hendeğini yeterli ölçüde temsil edilebildiği görülmüştür.

Anahtar kelimeler: Sızdırma Hendeği, Sızma, Düşük Etkili Kentleşme, EPA SWMM, Hidrolojik Model