Uzun dalgaların tırmanma yüksekliğinin deneysel incelenmesi

Abstract

Tsunamiler depremlerle tetiklenebilen zemin hareketleri, heyelanlar, kayma, göçme, çökme gibi olaylar ile oluşabilmektedir. Bu dalgalar kıyı batimetrisindeki değişimle birlikte iç kısımlara doğru ilerleyerek büyük hasarlara neden olurlar. Tsunamiler özellikle kıyı çizgisinde tırmanma bölgesinde daha etkili olduğu için tırmanma yüksekliğinin önceden tahmin edilebilmesi kıyı yapılarının boyutlandınlması açısından önemli olacaktır. Tırmanma yüksekliği ile ilgili yapılan literatür araştırmalarında tsunami dalgasının solitary dalgaya benzetilerek Goring (1978) tarafından önerilen düşey bir levhanın yatay yönde hareket ettirilmesiyle üretildiği belirtilmiştir. Bu çalışmada ise deniz tabanındaki ani hareketi simule etmek için yatay bir levhaya bağlı piston düşey yönde hareket ettirilerek tsunami dalga üretim sistemi geliştirilmiş, deneylerde üretilen dalgaların kırılmadığı görülmüştür. Hesapla bulunan ve üretilen dalgaların su yüzü profileri ve hız değerleri karşılaştmlmıştır. Tsunami dalgalarının geçirimsiz, kaplamasız ve kaplamalı eğimler üzerinde tırmanma yükseklikleri deneysel olarak incelenmiş, geçirimsiz eğimler için elde edilen deney sonuçlan tırmanma kanunu ile karşılaştırılmış ve uyum içinde olduğu görülmüştür. Tırmanma yüksekliğine etki eden parametreler dalga yüksekliği, şev eğimi, su derinliği, eğimi oluşturan malzeme özellikleri belirlenerek kaplamasız ve kaplamalı eğimler için ampirik ifadeler önerilmiştir. Bu deneylerin sonucunda kaplama malzemesinin tırmanma yüksekliğini % 50 oranında azalttığı görülmüştür. Ayrıca, bu çalışmada kaplamasız ve kısmi kaplamalı yüzeylerde tsunamilerin oluşturduğu profil değişimleri de incelenmiş, kısmi kaplamanın erozyon alanını azalttığı görülmüştür. Erozyon alanına etki eden dalga yüksekliği, eğim, su derinliği ve eğimi oluşturan malzeme karakteristikleri belirlenerek kaplamasız durum için boyutsuz erozyon alam parametresini veren ampirik bir ifade önerilmiştir. Boyutsuz tırmanma yüksekliği parametresi ile erozyon alanı parametresi arasındaki ilişki bir bağıntı ile ifade edilmiştir.ANAHTAR SÖZCÜKLER: uzun dalga / tsunami / solitary dalga / tırmanma yüksekliği / erozyon alanı / deney sistemi

Tsunamis may be generated by earthquake triggered movement of the sea bottom, landslides and collapses. With the change of nearshore bathymetry these waves progress towards inland and causes large damage. Prediction of runup height will play an important role in dimensioning coastal structure as tsunamis are more effective in the runup area at the shoreline. In the literature research on runup height, tsunami wave is liken to solitary wave and produced by horizontal movement of a vertical plate which is a proposed by Goring (1978). In this study, for the simulation of sudden motion of the ocean bottom, tsunami wave generation system is developed by piston atteched to an horizontal plate. The piston moves vertically. In the experiments it is observed that the waves are not broken. Water surface profiles and velocity values of the waves calculated and generated are compared. Runup height of tsunami waves on impermeable, without armour units and armour units slopes are analysed and the experimental results, for impermeable slopes are compared with the runup law and it is seen that they are in consistency. Empirical equation are proposed for without armour unit and armour units slopes by defining parameters effecting runup height, wave height, slope, water depth, and the characteristics of the material at the slopes. As a result of this experiments it is concluded that armour units decreases runup height about 50%. Furthermore, in this study the profile changes caused by tsunamis on without armour unit and semi-armour units surface are evaluated and it is found that semi- armour units minimizes the erosion area. The parameters effecting the erosion area such as wave height, slope, water depth and charactersitics of the material forming slope are determined and for without armour units case an empirical equation giving dimensionless erosion area parameter is suggested. The relationship between the parameters of dimensionless runup height and erosion area is stated with a correlation.KEY WORDS: long wave / tsunami / solitary wave / runup height / erosion area / experimental system 111