Kıyı çizgisi değişiminin bir nümerik modelle incelenmesi

Abstract

Rüzgar akıntıları, kıyı akıntıları, dalga, gelgit gibi olaylar nedeni ile oluşan katı madde taşınımı kıyı çizgisini her geçen süre değişime uğratmaktadır. Kırılan dalgalar ile oluşan kıyı boyu akıntısı ve kıyı boyunca dalga enerjisinin bileşkesi kıyıya paralel katı madde taşınımını meydana getirmektedir. Kıyıya dik katı madde taşınımı ise (H/L) ile ifade edilen dalga dikliğine, dane çapına ve kıyı eğimine bağlı olarak değişmektedir. Kıyı çizgisi gelişiminin hesaplanmasında kullanılan nümerik modellerden olan "tek çizgi modeli", son yıllarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada; kıyı çizgisi değişimini explicit ve implicit sonlu fark nümerik modeli ile hesaplayan Hanson ve Kraus (1986) 'un Fortran 77 programlama dili ile yazılmış bilgisayar programından yararlanılmıştır. Bilgisayar programında farklı dalga yükseklikleri, dalga periyodları ve kırılma açılan için denenmiştir. Ayrıca eğri şeklinde kıyı çizgisine sahip plajlar için farklı yarıçaplarda oluşan değişimler incelenmiştir. Nümerik model, Balıkesir iline bağlı Altınova beldesi kıyılarına uygulanmıştır. Bu bölgedeki rüzgar verilerinden hakim rüzgar yönünün SW olduğu görülmüş, belirgin dalga yüksekliği ise H=1 m olarak hesaplanmıştır. Nümerik modelde deniz duvarı ve setin varlığı gözönüne alınarak 84 ve 180 saatlik kıyı çizgisi değişimi belirlenmiştir. Katı maddenin sadece kıyı boyunca taşındığı ve katı madde taşınımının sadece dalgalar ile meydana geldiği kabul edilmiştir. Surf bölgesindeki fayı boyunca katı madde taşınım Q, CERC formülü ile hesaplanmıştır. Kıyı çizgisi için kullanılan denklem, plaj katı maddesi için süreklilik denklemidir. Denklemin çözümü için explicit ve implicit sonlu fark çözüm yöntemi kullanılmıştır. Sınır şartları olarak bir dalgakıran veya mahmuz gibi geçirimsiz bir engel için Q=0 ve sabit kıyı çizgisi konumuna sahip bir plajda ∂Q/∂x=0 değerleri kullanılmıştır.

Longshore sediment transport, caused by the effects such as wind flows, shore currents, waves, tides, etc., change the shoreline by the time. Longshore current formed by the refracted waves and the components of wave energy along with the shore generate sediment transport parallel to the shore. On the other hand, cross shore sediment transport varies with respect to the wave steepness expressed by H/L, grain size and beach slope. 'One Line Model' one of the numerical models used to determine the shoreline development, is widely in use in the recent years. In this study, a computer program (written by computer language FORTRAN 77) of Hanson and Kraus (1986), which determines the shoreline change by explicit and implicit finite difference numerical model, has been utilized. Variable wave heights, wave periods and refraction angles have been tested. Furthermore, variations with different radiuses have been investigated for the curve shaped beaches. Numerical model has been applied to the shores of Altinova Town in Balıkesir. In view of the wind data of this region, dominant wind direction has been observed as SW and definite wave height has been computed as H=1 m Taking into account the existence of seawall and jetty, a shoreline variation of 84 and 180 hours has been determined. It has been assumed that sediments are transported along the shore as well as are only formed by the sea waves. In the surf zone, longshore sediment transport (Q) has been calculated by CERC formula. The equation used for the shoreline is the equation of continuity for the beach sediment. Explicit and implicit finite different solution method has been used to solve the equation. Values of Q=0 for an impervious barrier such as a breakwater or a groin and ∂Q/∂x=0 for a beach with constant shoreline have been used.