Hidroloji Nedir, Coğrafya

Hidroloji Nedir Coğrafya Hidrografların saptadıkları sıvı yüzeyi yükseklikleri, ya çekilme düzeyleri ya da sıfırları çok zayıf debileri gösteren ölçekler gibi karşılaştırma düzeylerinin üstünde hesaplanır.

Su Yüksekliği ve Debiler

Su yükseklikleri, belli bir istasyonda taşkınlar konusunda karşılaştırmalı bilgiler verir; fakat rejimin başlıca öğeleri debilerde belirtilir.

Taşkın yükseklikleri, kullanılabilecek devindirici güç ve sulama olanakları bu sayılara bağlıdır; akarsu hidrolojisinin yasaları, yağışlarla rejimlerin çeşitli nitelikleri arasındaki bağıntılar ve debilerle bağlantılıdır. Debiler derecelenmiş ölçekle ya da doğrudan ölçümlerle elde edilir.

Bu yöntemlerden en sık kullanılanları, ıslak’kesl-tin bir noktasından diğerine değişebilen akıntı hızlarının belirlenmesidir.

Olabildiğince çok sayıdaki ortalama yerel hızlar Vm, bu akıntıların uygulandıkları kısmi ıslak kesitlerle çarpılır; çarpımların toplamı, tüm enine kesit için Q debisini verir; S toplam ıslak kesit alanını gösterirse, bütünün ortalama hızı Vm =Q/S olur.

Derecelenmiş ölçekler yönteminin sonuçlarına bağlı olarak düzenlenmiş olan akım anahtar eğrileri üzerinde, ölçeğin her düzeyinin karşılığı olan her debi okunur.

Anlamlı Debiler

Akarsu rejimleri bazı anlamlı debilerle tanımlanır: yıllık ya da aylık ortalama debiler, en yüksek ve en düşük debiler ortalaması, bilinen ya da ela-naklı görülen uç değerler, bir yılda ya da uzun bir dönem içinde farklı sıklıktaki debiler.

Debiler, sanayide metreküp biriminde gösterilen ham debiler, ya da beslenme alanı yüzeyinin kilometre karesi başına saniyede litre olarak hesaplanır.

Akarsu rejimlerine ilişkin değerlendirmeler çok sayıda yıllık gözleme dayandırıldıkları ölçüde değer taşır.

Olağanüstü taşkın ve çekilmeler için elli ya da yüz yılla yetinen gözlemler ağır yanılgılara yol açabilir.

Fakat eldeki verilere dayalı olasılıklar hesabı, değerli ipuçları verebilir.

Bağıl Akım yada Özgül Akım

Kilometre kare başına litre/saniye olarak hesaplanır, uzun yılları kapsayan bir dönem için bu sayının 31.,557 ile çarpımı, tüm beslenme alanı İçin yağışın, akışa dönüşen bölümünü milimetre biriminde verir.

Yıllık yağışlar ve debiler bilançosu

Akış açığı. P’ akış miktarını P yağış miktarıyla karşılaştıralım: P’/P oranı, yıllık akış katsayısını ya da bölümünü gösterir.

Bu oran buharlaşma, terleme ve sızmayı etkileyen çeşitli şartlara bağlı olarak karalar üzerinde % O’a yakın değerlerle % 95’i aşan değerler arasında değişir. (Orta Avrupa’ da yılda 400-500 mm yağış alan yerlerde % 20, 700-800 mm yağış alan yerlerde % 40, daha yağışlı dağlık kesimlerde °/o 58-67, Fransa’da °/o 12-85, Türkiye’de Susurluk havzasında °/o 25 dolayında.) Büyük bir bölgede yıllık akış açığı (D) ya da P yağışı ile P’ akışı arasındaki farklar daha küçüktür.

Belli bir yılda D, göller ya da karlarla yeraltına depolama nedenleriyle, izleyen yıi lehine artar.

Çok sayıdaki yılların ortalamasında bu bozucu durum önemini yitirir ve toplam açık hemen hemen tümüyle, esas nedeni olan bitkisel terleme ve buharlaşmaya karışmış olur.

Uzun yıllar dizisi için toplam akış açığı yerkürede yaklaşık 1 400 mm gibi bir maksimuma erişir.

Sibirya’nın büyük nehirleri için bu akış açığı 175-200 mm düzeyini aşmaz.

Fiziki coğrafyada akarsu akış açığı önemli bir veridir.

Bu değer başlangıçta yıllık yağışa bağlı olarak yükselir, sonra da öncelikle hava sıcaklığıyla düzenlenen bölgesel tavan değerlerine ulaşır: Sibirya’ nın, Rusya’nın ve Finlandiya’nın kuzeyinde bu açık 100 mm’nin altına kadar düşebilir.

Eşdeğer yıllık yağış ve sıcaklık ortalamaları İçin yağış açığı, yazların sıcak ve yağışlı olduğu ölçüde yüksektir.

Dağlık havzalarda ise bu açık, düşük sıcaklıklar nedeniyle azdır.

Kireçtaşı arazilerinde suyun, büyük derinliklere kadar hızla süzülmesi bitkisel terleme ve buharlaşmayı, bunun sonucu olarak da yıllık akış açığını önemli ölçüde (%20’den belki de en çok %30’a) hafifletir.

Bataklıklarda durgunluk, hatta geçirimsiz düz arazi üzerindeki akış yavaşlığı akış kaybını artırır.

Akış açığı Bunun dışında havadaki nemle ters orantılı bir biçimde değişim gösterir: kuru rüzgârlar açığı artırır.

Akış açığı, bitki örtüsünün zenginliğiyle orantılı biçimde genellikle kuvvetlenir.

Yeryüzünde özgül akımlar. Özgül akımların bölgelere göre çeşitliliği ortalama yağışta ve akış açığında görülen büyük çeşitlilikle açıklanır.

Fransa’da Sen nehri, ağız kesiminde km2 başına 5,75 litre/saniye su akıtır; Loire nehri 7’den fazla, Garonne 11, Rhöne ise km2’ye 18,5 litre/saniye özgül akım değeri gösterir. Türkiye1 de bu değer Sakarya için 3, Yeşilırmak için 4,58, Dicle için 12,74, Fırat için 8,79, Ceyhan için 11,18, Seyhan için 8,77 litre/saniyedir.

Fakat, Alp ve Pirene tipi bazı ufak ırmaklar İçin kilometre kareye 65 litre/sa-niye’ye kadar varan değerler saptanmıştır; aynı büyüklükteki yüzeyler için Şili’nin güneyinde ya da Yeni-Zelanda Alpleri’nin K.-B. yamaçlarında bu değerler km2’ye 250 l/sn’ye kadar ulaşır.

Türkiye’de de dağlık kesimlerde ve terstik kaynaklarla beslenen akarsu havzalarında özgül akım daha yüksek değerler gösterir (D. Karadeniz’de Fırtına deresi için 51,89 , karstik Manavgat suyu için 58,50 litre/saniye).

Buna karşılık, hiç değilse yazın sıcak ve az yağışlı olan bölgelerde, özgül akım 1,5’i geçmez (Missourl, Tuzgölü çevresindeki akarsular).

ABD’nln büyük ovalarının batısındaki bazı ırmaklar için, yine Kuzey Afrika’nın çok sayıdaki geçici deresi için bu değer 0,5’e erişmez, Nil nehri için 1’den az, Avustralya’daki Murray nehrinin 1 milyon km2’lik beslenme alanı için yalnızca

0,4, Çin’deki Huang Hı ile Kızıl nehir için ise en fazla 2’dir.

Sibirya’nın iki büyük nehri, yıllık ortalama yağışların düşük (400 mm’den az) olmasına karşın, akış açığının düşük olması sonucu göreli olarak iyi beslenmişlerdir: Yenisey için 7,6, Lena için 6,4.

Brüt verim. Yıllık ortalama debiye karşılık olan brüt verim, beslenme alanı yüzeyinin özgül akımla çarpımıdır.

Aşağıda buna ilişkin olarak bazı örnek değerler verilmiştir: Amazon için 180 000-200 000 m3/sn, Zaire için 42 000, Yangzi Ciang için 35 000, Mississippi için 18 000, Yenisey için 19 800, Orinoco ve olasılıkla Brahmaputra İçin 15 000, Ganj için 16 000, Nijer için yalnızca 7 000, Nil için 2 500.

Avrupa’da brüt verim Volgograd’da Volga için yalnızca 8 000 m3/sn, Tuna için 6 300, Ren İçin 2 200, Rhöne için 1 800, Wisla için 1 450, Duero için 630, Garonne için 630, Oder için 600, Sen ve Tajo nehirleri için ise 450’dir.

Türkiye akarsularından Sakarya’nın brüt verimi 169 m3/sn, Seyhan’ ın 181 m3/sn, Ceyhan’ın 237 m3/sn’dir.

Eğer dereler, ya da nehirlerin ağızlarından uzak kesimleri incelenecek olursa, Madeira için 16 000-18 000 m3, rio Neg-ro için 10 000-11 000, Kasay için 10 000, Ohio için 7 000, Missouri için 2 000, Viyana ve Belgrad’da Tuna için 1 900, Lyon’ da Rhöne için 600, Dordogne için 375, isère için 350, Yonne ve Marne için 95 m3 değerleri bulunur.

Taşkınlar

Taşkınların Nedenleri

Çok önemli taşkınların nedeni, debileri çok yüksek olmadığı sıralarda bile ırmak sularının, engellerin gerisinde birikmesi olabilir: bunlar dağlarda heyelan setleridir.

Ovalarda ise bazı akarsuları (Doğu Avrupa’da ve Kanada’da) kış boyunca, diğer bazılarını (Tuna ve Ren gibi) ise az ya da çok düzenli bir biçimde örten buzlar, buzların çözülerek sürüklenmeye başladıkları sırada daralmış yerlerde birikerek yıkıcı taşkınlara (buz birikimlerine) neden olabilir (1784 yılı şubat-mart aylarında Ren’in Koblenz ve Köln’deki taşkınları, 1838 martında Tuna’ nın Budapeşte’deki taşkını).

Doğal ve yapay yüksek barajların yıkılması, debileri, akıntılarının karşı durulmaz şiddetleri ve gelişleri ile çok daha vahim olan buz taşkınlarına yol açar.

İndus’un 1841 haziranında ve ağustosunda yol açmış olduğu felaketler (Karakurum’da Şyok akarsuyu üzerindeki bir buzul setinin yıkılması); 1912 yılı eylül ayında Romanche vadisinde ve Grenoble’de görülen (sel birikintilerinin oluşturduğu setin yıkılıp Oisans havzası geçici gölü sularının ani boşalımı) de bu tür olaylardır,

Aşırı miktarlarda su gellminin neden olduğu taşkınlara çok daha sık rastlanır: kalın kar katmanlarının hızla erimesi ya da aşırı şiddetteki sağanaklar gibi.

Kış taşkınları ya da yüksek dağlardan gelen ırmakların yaz kabarmaları, yanlışlıkla ya da abartmayla öncelikle ve yalnızca bu etkenlerin birincisine bağlanır.

Her yıl rus ovalarına, Kanada ovalarına ya da Alp eteklerine gelen kar rejimi taşkınları gerçekte birçok karasal bölgeyi tehdit eden yağmur kökenli büyük taşkınlarla kıyaslanamaz.

Rusya’da ve Sibirya’da yüzbinler-ce ve hatta kimi kez milyonlarca kilometre karelik alanı kapsayan nehir taşkınları, dünyada hemen hemen benzersiz olaylardır.

Gerçekte pek aşırı olmayan kar ve buz erimeleri taşkınlar sırasında debiyi dörtte bir, üçte bir ve hatta kimi kez de yarı yarıya artırabilir.

Bu durum, tek başına özel bir tehlike oluşturmayacak akarsu kabarmalarını faciaya dönüştürmeye yeterli olabilir; nitekim 1936 yılı mart ayında Yeni ingiltere ırmakları için durum böyle olmuştur.

Yağmurlar ve Taşkınlar

Birçok bölgede ufak ve orta büyüklükte havzalar için en şiddetli ve yıkıcı olabilen tek taşkın türü aşırı yağmurdan kaynaklanmış olanıdır.

Fakat bunlar için bölgelere, havzalara ve mevsimlere göre, doğabilecek tehlikeli olayların çeşitliliği hızlı betimlemelerle kavranamaz.

Sen havzasının Paris’ten yukarı kesimine iki ya da üç günde (1910 yılı ocak ayında) düşen toplam 72 mm’lik bir yağmur kayda değer niteliktedir; buna karşılık 2 230 km2’lik Ardèche havzasında aynı dönem içerisindeki 250 mm’lik yağışlar sıradan bir olaydır.

Orta Texas’ta (9 ve 10 eylül 1921’de) görülen ve “Thrall” olarak adlandırılan korkunç sağanak, on sekiz saat içerisinde 25 900 km2 üzerine 250 mm’lik yağmur boşaltmıştır.

Bazı gözlem yerlerinde tek bir gün içerisinde (örn. ekim 1827’de Ardèche’teki Joyeuse’de) 792 mm’ye kadar, Réunion adalarının bazı kesimlerinde 1 000 ve 1 500 mm’den fazla, ekim 1951’de Calabria’nın bir yerleşim merkezinde 1 495 mm’lik yağışlar gözlenmiştir.

En yüksek taşkınlar düşük şiddetli, fakat uzun süreli ve hatta günlerce süren ve birbiri ardından yinelenen (Sen, Rhône havzasının tümü), kimi kez de haftalarca süren (Mississippi) yağışlardan kaynaklanır.

Engebeli bölgelerdeki ufak havzalar için en büyük debiler bazı bağıntılar aracılığıyla, birkaç saatlik yağmur yoğunluklarına bağlıdır.

Her tarafta bu tür olayların ana öğelerinden biri taşkın katsayısıdır (ya da akış oranı).

Bu, taşkın süresince düşen yağmur suyu miktarının, bu taşkına neden olan yağmur ya da kar erimesi suyu miktarına oranı demektir Kış aylarında, tümüyle sıvı haldeki çok büyük yağışlar için bu katsayı % 80’e ulaşır ya da bu değeri geçer.

Yaz aylarında ise buharlaşma ve süzülme, büyük miktarlardaki suyun etkisini yok eder; dolayısıyla bu dönem içerisinde taşkın katsayısı ancak son derece olağandışı sağanaklardan sonra çok yüksek sayılara erişebilir.

Çoğu kez yaz mevsimindeki taşkınların akış katsayıları, çok yıkıcı olanlar için bile % 40-50’yi geçmez; bu katsayı sonbaharın ilk taşkınları sırasında çoğunlukla orta düzeydedir.

Zeminin, daha önceki doygunluk derecesinin dışında, yağış şiddeti, yağmurun süresi ve toplam miktarı kesin rol oynayan etkenlerdir; belli toplam yağış miktarlarının ötesinde süzülme büyük oranda azalmaya uğrar ya da tümüyle durur, buharlaşma ise artış göstermez.

Taşkınların Yayılması ve Artışı

Taşkın debileri, suların yatakların dışına taşmadığı zamanki akış hızlarına yakın hızlarla akış aşağı yayılırlar, fakat yaygın su basmaları durumunda hız büyük ölçüde azalır.

Büyük eğimli dağ ırmaklarında su aktarımı, saatte 12-15 km hızla gelişir; hatta taşma-lı olmayan bazı çok büyük taşkınlarda aktarım hızı saatte 15-20 km’ye erişir (Caus-ses’taki Tarn ırmağı, eylül 1900).

Az eğimli ova ırmaklarında, su altında kalmayan yüksek yamaçlar arasında sel akıntıları saatte 5 km’den az yol alırlar. Saône ve Mississippi gibi çok büyük taşkınların görüldüğü durumlarda ise suyun hızı saatte 2 km’nin altına düşer.

Belli bir bölgede taşkınların çeşitli gelişme türlerini akış hızı, akarsuyun uzunluğu ve yağmurun süresi belirler; suların yükselmesi fırtına sırasında bazı sellerde çeyrek saatte sona ererken, Cévennes ırmaklarının üst yataklarında birkaç saatte, aşağı Ardèche’te 8-12 saatte, isère ırmağının Grenoble yöresinde ise 24-36 saatte sona erebilir.

Taşkın, Rhône nehrinin Lyon yöresinde 2-3 günde, Saône nehrinin yine Lyon yöresinde ve Sen nehrinin Paris yöresinde 9-10 günde, aşağı Missis-sippi’de ve aşağı Yangzi Ciang’da birkaç haftada meydana gelir.

Taşkın yüksek debili kolların getirdikleriyle çok hızlanabilir (Cévennes bölgesindeki kabarmalar sırasında Rhône’un Ardèche ile birleştiği yerdeki durum budur).

Son olarak, “patlamalı” sel sağanaklarınca başlatılmış taşkınlar sırasında, bazı ufak ırmaklarda, suların, özellikle başlangıçtaki yükselmesi yıldırım hızıyla gerçekleşebilir ve buzul çözülmesi dalgalarının alınlarını anımsatan gerçek bir “su duvarları” baskınını içerirler.

Taşkınların en Büyük Gücü

Belli bir taşkın sırasındaki en büyük debiler, giderek artan beslenme yüzeyine hemen hemen üslü bir biçimde bağımlı olarak azalırlar.

Fransa’da en büyük taşkın debisi değerleri, her bir km2 yüzey için 10 m3/sn’yi geçmek durumundadır; 500 km2 beslenme yüzeyli Vivarais ve Cevennes yörelerinde bu değer 6 m3/sn/km2 olarak bulunmuştur.

10 000 km2’lik bir beslenme yüzeyi için Garonne nehri 23 haziran 1875’te, Toulouse kenti yöresinde en azından 0,7 m3/sn/km2’lik bir en büyük debiye ulaşmıştır.

100 000-150 000 km2 arası bir beslenme yüzeyi olan Duero, Rhöne ve Tu-na’nın en büyük kabarma debileri 120-150 l/sn/ km2 dolayındadır.

Sen nehrinin 1910 yılı ocak ayında Paris’teki en büyük taşkın debisi saniyede, kilometre kare başına 50 l’yi pek geçmemiştir.

Başka ülkelerin akarsular göz önüne alınacak olursa, Yeni Meksika’da 9 100 km2’lik beslenme yüzeyli rio Pecos için haziran 1954’te, 2,5 m3/ sn/km2’den büyük ve 325 bin km2’lik beslenme yüzeyli Perles ırmağı için 1915’te 200 l/sn/km2’lik değerler örnek olarak gösterilecektir.

Eğer brüt en büyük taşkın debileri göz önüne alınacak olursa: Fırat için Birecik yakınlarında 1974 yılı mart ayında 5 374 m3; Ceyhan nehri için Misis’te 1980 yılı nisan ayında 2 481 m3; Kızılırmak için Bafra’da 1968 yılı mart ayında 1 673 m3; Büyük Menderes nehri için Güney’de 1980 yılı ocak ayında 1 272 m3; Po ırmağı için Piacenza’da 1951 yılı kasım ayında 12 800 m3; Ren için Hollanda-Almanya sınırında 12 500 m3; Volga için 1926’da Kuybişev’ de 61 000 m3 değerleri dikkate değer niceliktedir.

Brüt en büyük taşkın debileri için rekor değerler 120 bin m3 ile Yenl-sey’e, 110 000 m3 ile Lena’ya ve özellikle belki de 300 000 m3 ile Amazon’a aittir.

Belli bir debi için taşkın düzeyleri genişliklere, derinliklere ve hızlara bağımlı olarak değişir.

Yangzi Ciang’ın Yiçang’dan daha yukarıdaki boğazlarında bazı taşkınlar alçak su düzeylerinin üzerinde 60-70 m yüksekliğe erişir.

Aşağı Duero’da aralık 1909’da yer yer, çekilme düzeyinin 24-34 m üzerine kadar kabarmalar ölçülmüştür.

Ohio nehrinin rekor değeri, Cai-ro’da 1937 şubatında saptanmış olan 18 m’yi aşkın taşkına ilişkindir.

Türkiye’de, sıfır ölçek düzeyi üzerinde saptanmış bulunan en yüksek taşkın değerleri: Ceyhan için Misis’te 6 m; Fırat için Birecik’te 5 m; Büyük Menderes için Güney’de 4,5 m.

Gömük vadide aktığından Fırat’ın taşkın suları büyük yatağı aşmaz; oysa Ceyhan Çukurova’nın, Asi nehri Amik ovasının, Büyük Menderes ise Söke yakınlarında ovanın büyük kesimini sular altında bırakır.

Mississippi nehri 1882 yılında, Cairo’ dan daha aşağı kesimde, Belçika ve Hollanda’nın toplam yüzölçümlerini aşan 90 000 km2 gibi geniş bir alanı su altında bırakmıştı.

Yangzi Ciang nehrinin 1931 ve 1954 yıllarındaki taşkınları da yaklaşık bu büyüklükteki bir arazi üzerine yayılmıştır.

Bu iki taşkın olayında Yangzi Ciang, 20 milyon insanın barınağını yıkmış, 1931 taşkını Bunun dışında yüz binlerce insanın ölümüne neden olmuştur. Bugün rejimi düzenleme aşamasında olan Huang Hı nehri, daha da büyük can kayıplarına yol açmıştır.

Büyük su taşkınları bu denli büyük bir genliğe erişmedikleri zaman bile çoğu kez ulusal çapta yıkım olmuşlardır. Kansas’taki nehirlerin temmuz 1951’deki taşkınları bir milyar dolarlık zarara yol açmıştır.

Nüfus yoğunluğu çok yüksek olan Japonya’da ani ve şiddetli taşkınlar, yıkımları çoğaltmaktadır.

Tüm doğal sularda erimiş halde madensel maddeler ve gazlar bulunur.

Bu sular sıcaklıklarına göre soğuk (20 “C’tan aşağı), ılık (21 ila 30 °C), sıcak (45 °C’tan yukarı) olarak sınıflandırılır.

Suların ana kimyasal özelliklerine göre başka bir sınıflandırma da yapılabilir:

1. kükürtlü tedavinin en etkin öğesi olan kükürdü, alkali kükürt ya da kükürtlü hidrojen şeklinde içeren kükürtlü sular (bu sular sodalı kükürtlü, kireçli sülfatlı ya da klo-rürlü kükürtlü olabilir).

2. sodyum klorür oranlarına göre kuvvetli, orta ya da zayıf olan sodyum klorürlü sular (bazı sularda klorürlerle birlikte sülfürler, bikarbonatlar ya da sülfatlar bulunabilir).

3. soğuk ya da sıcak olabilen ve daha çok sodyum ya da kireç içeren bikarbonatlı sular.

4. sodyum ve magnezyum ya da kalsiyum içeren sülfatlı sular.

5. soğuk, ılık ya da sıcak olabilen az mineralli sular; 6. Bunun dışında her birinin ayrı bir kullanım alanı olan demirli, mag-nezli, bakirli, lityumlu, radyoaktif ve karbon gazlı bazı sular.