Türkçe metni rahat izleyebilmeniz için, "browser" ýnýzýn "document encoding" ini "Turkish" olarak deðiþtirdiniz mi ? ...

Alanya Deniz Deþarjý Projesi...

ÖNEMLÝ NOT : Bu proje, "Ýller Bankasý"nýn isteði doðrultusunda, 1981 yýlýnda, "Ege Üniversitesi Ýnþaat Fakültesi Çevre ve Ýnþaat Mühendisliði Bölümleri" (eski) tarafýndan hazýrlanan bir uygulama projesidir. Proje hazýrlanmýþ ancak, Alanya'nýn turistik önemi nedeni ile uygulamaya konmamýþtýr. Alanya'nýn bu özelliði gereðince, geçtiðimiz yýllarda biyolojik atýksu arýtma tesisi inþa edilmiþtir. Bu tesis N ve P giderimi de yapabilmektedir. Bu örnek kullanýcýlara ve tasarýmcýlara yardýmcý olmak amacý ile özet halinde verilmiþtir...
Hidrodinamik Etkiler...
Genel...
Deniz tabanýna yerleþtirilen deþarj borularýna dalgalar ve akýntýlar nedeni ile hidrodinamik kuvvetler etkir. Ancak akýntýlarýn yarattýðý kuvvetler, normal koþullarda dalgalarýn oluþturduðu kuvvetler yanýnda ihmal edilebilecek mertebede kalmaktadýr ve ölçülen akýntý hýzlarý dikkate alýndýðýnda, bu hususun Alanya'da da geçerli olduðu söylenebilir. Bu durumda yapýlan tasarýmýn doðru ve tutarlý olabilmesi için, seçilen bir tasarým dalgasý tarafýndan oluþturulacak olumsuz etkilerin belirlenmesi ve bu koþullar altýnda borunun kararlýlýðý ile dayanýmýný saðlayan önlemlerin önerilmesi gerekir.
Tasarým Dalgasýnýn Seçimi...
Alanya beldesinde dalga ölçümleri yapýlmadýðýndan, Alanya Meteoroloji Ýstasyonu'nda 1965 - 1979 döneminde hergün saat 14:00'te gözlenen rüzgar özelliklerinden yararlanarak ve "SMB" yöntemi kullanýlarak tasarým dalgasý özelliklerinin saptanmasý yoluna gidilmiþtir. Tasarým dalgasýnýn özellikleri aþaðýdaki çizelgede sunulmuþtur.



Yukarýdaki tasarým dalgasý özellikleri, belirli bir zaman aralýðýnda görülen dalgalarýn en yüksek 1 / 3'ünün ortalamasý olarak tanýmlanan "belirgin dalga yüksekliklerini" ve 10 ila 15 adet fark edilir yükseklikteki ardýþýk dalganýn ortalama periyodu þeklinde tanýmlanan "belirgin dalga periyotlarýný" göstermektedir.
Kýrýlma Bölgesinin Saptanmasý...
Yapýlan araþtýrmalar kýrýlma olayýnýn, H dalga yükseklði ile d su derinliði arasýnda ;

H = 0.78 x d

þeklinde bir iliþki bulunduðu anda baþladýðýný göstermiþtir. Derin su koþullarýndaki dalga yüksekliði H_O ile gösterildiðinde, herhangi bir d derinliðindeki dalga yüksekliði H₁ ;

H₁ = ( K_S ) ( K_R ) ( H_O )

baðýntýsý ile hesaplanabilir. Burada ; K_S sýðlaþma faktörü, K_R ise dönme faktörü olup boyutsuzlardýr. Sýðlaþma faktörü ;

K_S = { 1 / [ tanh ( 2 x pi x d / L ) ( 1 + ( 4 x pi x ( d / L ) ) / sinh ( 4 x pi x ( d / L ) ) ] }^0.5

eþitliðinden saptanabilir. Burada, L, su derinliðinin d olduðu kesimdeki dalga boyunu göstermektedir. T, dalga periyodu olmak üzere ;

L = [ ( g x T² ) / ( 2 x pi ) ] { tanh [ ( 2 x pi x d ) / ( L ) ] }

denkleminden bulunabilir. Dalgalarýn göreli derinliðe göre sýnýflandýrýlmasý aþaðýdaki çizelgede verilmiþtir.



Periyodu T olan bir dalganýn derin su koþullarýndaki L_O dalga boyunun ( bundan sonra derin su koþullarýnda geçerli büyüklükler için 0 indisi kullanýlacaktýr )

L_O = ( g x T² ) / ( 2 x pi )

denklemi ile tanýmlanabileceði söylenebilir ve L eþitliði ;

L = ( L_O ) { tanh [ ( 2 x pi x d ) / ( L ) ] }

þeklinde yazýlabilir. Herhangi bir d su derinliðindeki dalga ilerleme hýzýný veren ;

C = ( L / T ) = [ ( g x T ) / ( 2 x pi ) ] { tanh [ ( 2 x pi x d ) / ( L ) ] }

baðýntýsý incelenirse, C'nin su derinliði ile birlikte azaldýðý ve bunun sonucunda, dalga sýrtlarý ile eþ derinlik eðrileri arasýndaki açýnýn giderek küçüldüðü görülür. "Snell" yasasý aþaðýdaki denklem ile tanýmlanmaktadýr :

C_O / sin ( ALFA_O ) = C / sin ( ALFA )

Öte yandan, dönme olayýnýn dalga yükseklikleri üzerindeki etkisini belirleyebilmek amacý ile, dalga sýrtlarýnýn dik olarak geçirilen ve "ortogonal" olarak tanýmlanan eðriler ele alýnýr ve komþu iki "ortogonal" arasýndaki enerjinin sabit kaldýðý varsayýlarak dönme faktörü için ;

K_R = [ ( b_O ) / ( b ) ]^0.50

baðýntýsý elde edilir. Öte yandan derinliðin doðrusal olarak deðiþtiði kabulünün yapýlabileceði hallerde, K_R için geometrik iliþkilerden yararlanarak ;

K_R = [ ( b_O ) / ( b ) ]^0.50 = [ cos ( ALFA_O ) / cos ( ALFA ) ]^0.50

yazýlabilir ve yalnýzca "Snell" yasasýndan yararlanarak hem dalga ilerleme yönünün, hem de dönme faktörü deðerlerinin derinlik boyunca deðiþiminin bulunabilmesi mümkün olur. Öngörülen tasarým dalgasýnýn kýrýldýðý derinliðin saptanmasý amacý ile yapýlan varsayýmlar ( H_B = 6.50 m, T_B = 10.3 sn ve K_R = 1 ) altýnda yapýlan hesaplarýn sonuçlarý aþaðýdaki çizelge ve þekilde sunulmuþtur.




Deþarj Borusuna Etkiyen Dalga Kuvvetleri...
Deniz tabanýna yerleþtirilen deþarj borularýna dalga hareketleri nedeni ile yatay ve düþey kuvvetler etkir. Boru ekseninin dalga ilerleme yönüne dik, diðer bir ifade ile dalga sýrtlarýna paralel olmasý halinde etkiyen F yatay kuvveti "Morison" denklemi uyarýnca ;

F = F_D + F_I

baðýntýsýndan elde edilebilir. Burada, F_D sürükleme kuvvetidir. C_D : sürükleme katsayýsý, ro : akýþkanýn yoðunluðu, A : borunun dalgaya dik yöndeki alaný ve U : boru ekseni seviyesinde akýþkan parçacýklarýnýn yatay yöndeki hýzlarý olmak üzere ;

F_D = ( C_D ) ( ro / 2 ) ( A ) ( U ) ( IUI )

denkleminden bulunur. Diðer taraftan F_I atalet kuvveti, C_I atalet katsayýsý, V boru hacmi ve U boru ekseni seviyesinde akýþkan parçacýklarýnýn yatay yöndeki ivmesi cinsinden ;

F_I = ( C_I ) ( ro ) ( V ) ( U )

eþitliði ile hesaplanýr. Deþarj borusuna etkiyen F_L kaldýrma kuvveti için, C_L kaldýrma katsayýsý olmak üzere ;

F_L = ( C_L ) ( ro / 2 ) ( A ) ( U² )

denklemi verilmiþtir. x ekseninin dalgalanmamýþ su yüzeyinde ve dalga ilerleme yönünde, z ekseninin ise yukarý yönlü düþey olacak þekilde seçilmesi halinde ( bknz. aþaðýdaki þekil ), akýþkan parçacýklarýnýn hýzlarý ve ivmeleri, küçük genlikli dalga teorisi uyarýnca yazýlan ;

u = ( H / 2 ) [ ( g x T ) / ( L ) ] { { cosh [ ( 2 x pi ) ( z + d ) / ( L ) ] } / { cosh [ ( 2 x pi x d ) / ( L ) ] } } { cos [ ( 2 x pi x x ) / ( L ) - ( 2 x pi x t ) / ( T ) ] }

u^' = [ ( pi x g x H ) / ( L ) ] { { cosh [ ( 2 x pi ) ( z + d ) / ( L ) ] } / { cosh [ ( 2 x pi x d ) / ( L ) ] } } { sin [ ( 2 x pi x x ) / ( L ) - ( 2 x pi x t ) / ( T ) ] }

baðýntýlarýndan hesaplanabilir. Bu baðýntýlar incelenirse, F_D ve F_L ile F_I arasýnda bir faz farký olacaðý görülür. Bu durumda, tasarým açýsýndan özellikle önemli olan en büyük bileþke kuvvet ise ;

THETA = [ ( 2 x pi x x ) / ( L ) ] - [ ( 2 x pi x t ) / ( T ) ]

faz açýsýndan çeþitli deðerleri için hesaplanan F_D, F_L ve F_I kuvvetlerinin vektörel toplamý ile belirlenebilir.



Boru ekseninin dalga sýrtlarýna paralel ve dolayýsý ile dalga ilerleme yönünü gösteren ortogonallere dik olmasý halinde, birim boydaki deþarj borusuna gelen en büyük yatay ve düþey kuvvetler aþaðýdaki denklemler ile tanýmlanmaktadýr :

F_MAX = ( C_MAX ) ( ro / 2 ) ( D_d ) ( U_MAX² )

P_MAX = ( K_MAX ) ( ro / 2 ) ( D_d ) ( U_MAX² )

F_MAX^' ve P_MAX^' deðerlerine göre, en büyük hidrodinamik kuvvetler SSE yönünden gelen dalgalar tarafýndan yaratýlmaktadýr. En büyük dalgalarýn SSW ve WSW yönlerinden gelmelerine karþýlýk, en büyük F_MAX^' ve P_MAX^' deðerlerinin SSE yönünden gelen dalgalar tarafýndan oluþturulmasý THETA açýsýnýn rolünü göstermesi bakýmýndan ilginçtir ve deþarj borusu geçgisi için öngörülen doðrultunun, hidrodinamik etkilerin indirgenmesi açýsýndan uygun olduðunu kanýtlamaktadýr.