2-dimensional flood control simulations for Wami and Düden rivers

Abstract

Bu tez çalışmasında, Wami ve Düden Nehirlerinin taşkın senaryoları, iki farklı köprü bölgesi için iki boyutlu modellenerek incelenmiştir. Taşkın simülasyonları için HEC-RAS 2D yazılımı kullanılmıştır. Bölgelerde beklenen tehlikeli sel baskınlarına karşı koruma sağlamak için iki köprü yeri araştırılmıştır. Wami Köprüsü için ise üç farklı senaryo incelenmiştir; mevcut durum (sadece mevcut işletmedeki köprü), tasarım durumu (mevcut ve tasarlanan köprü) ve değiştirilmiş tasarım durumu (iki köprü ile birlikte kanal modifikasyonu). Düden Köprüsü için mevcut durum (yetersiz kapasiteli tarihi köprü) ve değiştirilmiş durum (taşkın debisini paylaşan paralel bypass kanalı) modellenmiştir. Analizlerde, 1B modelleme yerine, bölgelerin düz topografik özellikleri, belirgin nehir yatağının bulunmaması ve farklı akış rejimlerindeki parallel kanalların bulunması nedeniyle 2B modelleme tercih edilmiştir. Wami Köprüsü için, 15-m genişliğinde ve 2-m derinliğinde kanal modifikasyonu yapılarak, dizayn edilen köprünün, deşarj kapasitesi 100.74 m3/s'ye, mevcut köprünün deşarj kapasitesi ise 20.40 m3/s'den 100.63 m3/s'ye yükseltilmiştir. Düden Köprüsü için, dikdörtgen bir by-pass kanalı mevcut nehir yatağına pararlel olarak dizayn edilerek, tarihi köprüdeki taşkın su yüksekliği 3.40 m'ye düşürülmüştür. Taşkının Qbypass=141.19 m3/s'lik kısmı by-pass kanalı ile taşınmış ve köprüdeki taşkın geçişi QDüden=110.69 m3/s'ye indirilmiştir. Simulasyonlar sonucunda, hidrolik olarak uygun taşkın kontrol çözümleri belirlenmiştir.

In this study, flood scenarios of bridge sections of Wami and Düden Rivers are examined with 2D flood modelling. HEC-RAS 2D software is used for the flood simulations. The bridge locations are investigated to protect against hazardous floods expected in the regions. For Wami Bridge, three scenarios are examined; existing case (where only the operated bridge is modelled), design case (where the newly designed bridge is added) and modified design case (where channel modification is introduced with both bridges). For Düden Bridge, existing case (where the historical bridge with insufficient openings) and modified case (where an adjoint bypass channel sharing the flood discharge) are simulated. In the analyzes, instead of 1D modelling, 2D modelling is preferred because of the flat topographic characteristics of the regions, absence of defined riverbed and parallel channels with different slope profiles. For Wami Bridge, using trapezoidal channelization with 15-m width and 2-m depth, the water height at the designed bridge is lowered to 1.45 m and the discharge capacity is increased to 100.74 m3/s while the discharge capacity of the existing bridge is increased from 20.40 m3/s to 100.63 m3/s. For Düden Bridge, using a rectangular by-pass channel, the water height at the historical bridge is lowered to 3.40 m, at which the historical bridge will enable the passage of QDüden = 110.69 m3/s and the bypass channel will carry the rest of the flood, that is, Qbypass = 141.19 m3/s. As a result, the flood control alternatives with hydraulically appropriate solutions were identified for both cases.