Kıyı ve körfez akıntılarının matematik modellenmesi ve İzmir Körfezi için bir uygulama

Abstract

Bu çalışmada deniz ortamında karışım ve taşınım süreçlerini ifade eden momentum, süreklilik ve kütle dengesi denklemleri verilmiş ve bu denklemlerin çözüm yöntemleri ile bu alanda yapılmış* çalışmalar özetlendikten sonra implicit, sonlu farklar yöntemiyle kurulan matematik model tanıtılmış ve çeşitli sınır koşulları altında denklemlerin kurulması ve çözümü için bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Model uygulamalarında, model çeşitli etkiler altında çalıştırılmış, grid noktalarındaki hızlar ve su seviyeleri bulunmuştur. Bu bölümde ^modelin dengelenme süresi ile kütle dengesi incelenmiş ve farklı hesap adımları, pürüzlülük değerleri, Courant sayıları için sonuçların değişi mi tartışılmış, sonuçlar ana program çıktılarını kullanan çizim programlarıyla grafik olarak verilmiştir. Daha sonra model İzmir Körfezine uygulanmış gel-git ve rüzgar etkileriyle oluşan akıntı paternleri elde edilmiş, sonuçlar mevcut ölçümlerle karşılaştırılmıştır. Hesapla nan su seviyesi değişimleri ve akıntı hızları elde bulunan az sayıdaki ölçüm verileriyle uyuşmaktadır. Geliştirilen model deşarj noktalarının ve kirlilik yüklerinin sağlıklı bir şekilde belirlenmesiyle konservatif kirleticilerin, reaksiyon teriminin belirlenmesiyle de konservatif olmayan kirleticilerin deniz ortamında yayılmasına kolaylıkla uygulanabilecektir. Ancak, bu konuda mevcut ölçümlerin yeterli olmaması yüzünden, kirlilik dağılımı ile ilgili uygulamaya girilmemiştir.

In this study, momentum, continuity and mass balance equa tions which represent mixing and transport processes in marine environment are given. After methods of solution related studies previously done in this area are summarized, the mathematical model 'formed by the use of ı implicit finite differences method is presented and a computer model is developed to solve these equations under various boundary conditions. In model applications, the computer model is run under various effects and velocities and water levels at, grid donations are calculated. In this part of the study,' the balancing period and the mass balance of the model is examined. For various calcutation steps, friction values, and for various Courant numbers the alteration of the results are discussed. The results are given as graphs to present the outputs of the main program. The described model is applied to İzmir Çay and current patterns formed by tide and wind effects', are obtained. The results are then compared to the existing measurements, It is observed that the, calculated water level variations and current velocities are in agreement with the limited number of measured data. / The model developed in this study can easily be applied to the dispersion of conservative pollutants in marine environment provided that the pollution loads are determined correctly. It can also be applied to the dispersion of nonconservative pollutants if the reaction term is determined accurately. However in this study due to the inefficiency of available data present for İzmir bay, it was not possible to pollu tion dispersion for the selected case study.