Transcript HİDROLOJİ Ders Notları 2

SIZMA
Recep YURTAL
SIZMA

Yağışın bir kısmının
 yerçekimi,
 çkapilarite
(kılcallık) ve
 moleküler gerilmeler

etkisi ile zemine süzülmesi sızma
(infiltrasyon) olarak adlandırılır
SIZMA KAPASİTESİ

Birim zamanda zemine sızabilecek maksimum su
miktarı Sızma Kapasitesi olarak adlandırılır.
dane büyüklüğü ve geçirimliliği ↑ → (artırır)
 Başlangıç nemi → (azaltır)
 Bitki Örtüsü → (artırır)
 Zemin yüzeyinin durumu (çok ince taneler; sodyum
karbonat ve kalsiyum karbonat → azaltır)
 Zeminde hava birikintileri bulunması sızmayı zorlaştırır.
 Toprağın işlenme şekli de sızmayı etkiler.
ek
 Zemin
SIZMA KAPASİTESİ
ek
■ Bu gibi etkenler nedeniyle çıplak arazide sızma kapasitesi
0.25-25 mm/saat arasında değişen değerler alabilir, bitki
örtüsünün varlığı bu değerleri 3-7 katına çıkarır.
Çeşitli zemin türleri için sızma kapasitesi değerleri
Sızmanın Ölçülmesi
Arazide sızma kapasitesinin ölçülmesi için halka
infiltrometre kullanılır. Çapı 30 cm olan içi boş bir
boru toprağa 60cm çakılır ve içi su ile doldurulur.
Sızmanın Ölçülmesi
Sızmanın Ölçülmesi
Standart Sızma Eğrisi

Yağış sırasında sızma kapasitesinin zamanla değişimi
ek
→ standart sızma eğrisi

Şiddetli bir yağış sırasında ölçülen yağışlardan akışlar çıkartılarak
elde edilir.
Yağış devam ettikçe, zemin neminin ↑ kil taneciklerinin zemin
boşluklarını tıkaması vb. sebeplerle sızma kapasitesi ↓
Yağış şiddeti ve sızma
kapasitesi (mm/sa)

Hiyetograf
Sızma
kapasitesi eğrisi
Sızma
Zaman
Yağış şiddeti ve sızma kapasitesi (mm/sa)
Horton Denklemi
f  f c  ( f o  f c )e
 kt
Hiyetograf
Sızma
kapasitesi eğrisi
fo
Sızma
fc
Zaman
Horton Denklemi
f  f c  ( f o  f c )e






ek
 kt
f: yağışın başlamasından sonra t anındaki sızma
kapasitesi,
fo: yağışın başlangıcındaki sızma kapasitesi,
fc: yağışın sonunda ulaşılacak sızma kapasitesi.
fo, fc ve k değerleri zemin cinsine ve bitki örtüsüne göre
değişir.
fc → zemin arazi kapasitesi ulaşır (perkolasyon hızı)
F → toplam sızma yüksekliğidir. Yağışın başlangıcından
t süre sonraki toplam sızma yüksekliği yukarıdaki
denklemin 0’dan t’ye kadar integrali alınarak bulunur
Denklem (4.9)
Sızma Hızı

Bir yağış esnasında birim zamanda zemine
gerçekten giren su miktarıdır.

Yağış şiddeti > Sızma Kapasitesi
 ise

Sızma Hızı = Sızma Kapasitesi

Yağış şiddeti < Sızma Kapasitesi
 ise

Sızma Hızı = Yağış Şiddeti
Sızma Kapasitesi > Yağış Şiddeti
Başlangıçta zemine daha az su sızacağı için zemin nemindeki artış
standart sızma eğrisini izleyen yağışa göre daha az olur.
Yağış Şiddeti > Sızma Kapasitesi
Sızma hızı standart sızma eğrisinden okunandan daha büyük olur.
t < ts → sızma hızı = yağış şiddeti
t ≥ ts → sızma hızı kaydırılmış sızma eğrisine uyar
f
Standart sızma eğrisi
i(ts) = f(to)
Kaydırılmış standart
sızma eğrisi
i
to
ts
t
SIZMA İNDİSLERİ

Sızma eğrileri küçük alana sahip homojen bölgeler için
geçerlidir.

Bölgede yağış şiddeti ve sızma kapasitesi yerel olarak
değişiyorsa standart sızma eğrisini belirlemek zor olur.

Bu nedenle, yağış sırasında ortalama sızma miktarını
gösteren sızma indisleri kullanılır.

Kısa süreli ve şiddetli yağışların başlangıçta ıslak zeminli
durumlarda daha iyi sonuç verir.
 İndisi
 W İndisi

SIZMA İNDİSLERİ

İndisi
Hiyetograf üzerinde çizilen yatay doğrunun üzerinde kalan alan toplam
akış yüksekliğine eşit olmalıdır.
 Çizilen yatay doğrunun ordinatı  dir.
 Yağış şiddeti  değerinden büyük olunca; aradaki fark → yüzeysel akış
Yağış şiddeti
(mm/sa)


Zaman
SIZMA İNDİSLERİ

W İndisi
W 
PRS
tp




P = yağış yüksekliği
R = akış yüksekliği
S = yüzeysel biriktirme yüksekliği
tp = yağış yüksekliğinin sızma kapasitesinden büyük olduğu süre





Yüzeysel biriktirmeyi de içerdiğinden  indisinin değeri W indisinden büyük.
Yağış şiddetli ve uzun süreli → iki indis birbirine eşit.
S yüzeysel biriktirme yüksekliğinin belirlenmesi pratikte zor.
Sızma indislerinin hesabında tutma, yüzeysel biriktirme gibi kayıplar baştan
hesaplanıp yağış yükseklğinden çıkarılırsa sonuç daha sağlıklı olur.
İndisler gerçek sızma miktarını değil potansiyel sızma miktarını gösterir.