Eğrekkaya baraj haznesi içerisindeki yoğunluk akımlarının üç-boyutlu matematik model ile incelenmesi

Abstract

Dünyada ortaya çıkan çevresel problemler ve hızlı büyüyen nüfus artışından dolayı, tatlı su kaynakları günden güne azalmakta ve kirlenmektedir. Bundan dolayı, hazne içerindeki akımların belirlenmesi, su kaynaklarının verimli kullanımı ve doğru şekilde modellenmesi açısından büyük önem arz etmektedir. Gerçek baraj haznelerinde hazneye giren su ile haznedeki su arasında yoğunluk farkı, haznede yoğunluk (tabakalı) akımlarının oluşmasına neden olmaktadır. Bu yoğunluk farkı, sıcaklık farklılığından yada askı maddesi veya çözülmüş madde konsantrasyonu farklılığından oluşabilmektedir. Bu çalışmada Ankara'nın içme suyunu temin eden barajlardan biri olan Eğrekkaya baraj haznesi üç boyutlu olarak modellenmiş ve sonuçları haznede ölçülen aylık sıcaklık değişimleri ile karşılaştırılmıştır. Kullanılan matematik model, lineer olmayan ve zamanla değişen akım şartları için süreklilik, momentum, enerji ve k-? türbülans model denklemlerinden oluşmaktadır. Model denklemleri Eğrekkaya barajının gerçek baraj haznesinin şekil, boyut, başlangıç ve sınır şartlarına dayanılarak çözülmüştür. Bu denklemlerin çözümü ve gerçek baraj modellerinin simülasyonlarında FLUENT paket programı kullanılmıştır. Elde edilen model sonuçları, gerçek ölçüm değerleri ile oldukça uyumlu çıkmaktadır. Bu çalışma ile bulunan sonuçlar, haznedeki sedimantasyon çalışmaları, su kalitesinin modellenmesi ve yönetimi ile haznedeki canlı hayata bakış ve değerlendirilmesi açısından önemlidir.

Due to fast growing population and environmental problems, fresh water sources are dwindling and becoming contaminated throughtout the world. Therefore, the efficient use of fresh water sources and properly modeling the water quality that can only be possible as flows in the dam reservoir are well defined are of vital importance. In the real dam reservoirs, the density differences between inflow river water and ambient dam reservoir water create stratified flows. The density differences can be due to discrepancies in temperatures, concentration of dissolved or suspended substances or a combination of both. In this study, Egrekkaya dam, which is one of the dams that supplies drinking water to Ankara, is modelled in three-dimensional mathematical model and results are compared with actual temperature values measured monthly from gauge stations. The model is developed using nonlinear and unsteady continuity, momentum, energy and k-? turbulence model equations. Those equations are constructed using actual dimensions, shape, boundry and initial conditions of the dam. FLUENT software program is utilized in order to simulate the real dam and solve the equations. The results are found to be in accordance with the actual values measured. This study can be very useful for sedimentation studies, water quality modeling and management, and habitat assessment in a dam reservoir.