karasu kiyi alaninin bÜtÜnleŞİk modelİ · boyunca taban suyunun yüksek olmasına bağlı...

KARASU KIYI ALANININ BÜTÜNLEŞİK MODELİ

Yalçın YÜKSEL1, İlayda TAN1, Berna AYAT1, H. Anıl ARI GÜNER1, Burak AYDOĞAN1, Dursun ŞEKER2, Hakan KUTOĞLU3

1YTÜ, İnşaat Fakültesi, İnşaat Müh. Bölümü, Kıyı ve Liman Lab., Davutpasa Kampüsü, İstanbul, [email protected]

2İTÜ, İnşaat Fakültesi, İnşaat Müh. Bölümü, Geomatik Müh. Bölümü, Maslak, İstanbul

3Bülent Ecevit Üniversitesi, Harita Müh. Bölümü, Zonguldak ÖZET Toplam 80 km’lik kıyı şeridine sahip olan Karasu’da, Acarlar longozunun da yer aldığı 30 km’lik bir kısmın erozyona uğradığı bilinmektedir. Dünyadaki en büyük longozlardan biri olan Acarlar longozu Karasu sahilleri boyunca uzanan kıyı kumulları tarafından korunmaktadır. Bu çalışma, 2000 yılından bu yana toplanmış uydu görüntüleri ve arazi veriler ve halihazır haritalar kullanarak, 1967’den bu yana inşa edilen çeşitli barajlar tarafından katı maddenin tutulması sonucunda Sakarya nehri ağzında meydana gelen morfolojik değişimleri ortaya koymaktadır. Kıyı çizgisi gerilemesi ve doğrultusundaki zamansal değişimin yarı niceliksel sonuçları sunulmaktadır. Karasu plajındaki değişimin ve morfolojinin belirlenmesi için birleşik model (MIKE 21) ve tek çizgi modelleri (LITLINE) kullanılmıştır. Böylece Karasu kıyı alanının Sakarya Nehri havzasıyla birlikte bütünleşik bir modeli gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Kıyı Erozyonu, Karasu Plajı, Acarlar Longozu, Bütünleşik Model ABSTRACT Integrated Model for Karasu CoastalRegion The length of the eroded beach in Karasu is reported as 30 km where Acarlar deep spot located at the total of 80 km coastline. Acarlar is the one of the biggest deep spot in the world which is protected by sand dunes along the beach. The present paper describes the morphological changes in the mouth of Sakarya river, caused by the retention of sediment due to construction of various dams in the Sakarya river basin since 1967, with emphasis on a collection of satellite images obtained since 2000, and considering also site measurements and aerial photos. Semi-quantitative results of the regression of the coastline and the temporal variation of its alignment are presented. A coupled model (MIKE 21) and one line model (LITLINE) were run to determine the morphology and coastal variation in Karasu beach. An integrated model was developed for Karasu coastal area with Sakarya River basin. Keywords: Coastal Erosion, Karasu Beach, Acarlar Deep Spot, Integrated Model

8. KIYI MÜHEND�SL�� SEMPOZYUMU

71

GİRİŞ Karasu Batı Karadeniz bölgesinin nadir kumsal plajlarından biridir. Kıyı alanından dökülen Sakarya nehri ve Melen çayı gibi akarsulardan gelen katı maddenin dalga ve akıntılar yardımıyla kıyıda taşınmasıyla doğal plaj alanları ve gerisinde kumul alanları oluşmuştur. Karasu bu nazik yapısıyla ender kıyı alanlarından biridir (Şekil 1). Bu kıyı alanı gerek balıkçılık, turizm, doğal yaşam ve gerekse ekonomik getirileriyle sürdürülebilir bir kullanım planına ihtiyaç duymaktadır. Bu amaçla oluşabilecek erozyondan ve çevre kirliliği gibi etkenlerden korunmasının yanısıra ekolojik yapısını da muhafaza edebilmelidir. Sakarya iline bağlı Karasu ilçesi Türkiye’nin mega kenti İstanbul’a 100 km mesafede Batı Karadeniz Bölgesi’nde bir sahil kentidir. Kent, yaklaşık 40 km’lik kesintisiz kıyı şeridine sahip olması ve İstanbul’a yakınlığı nedeniyle bölgenin turizm noktası konumundadır. Bu nedenle, kıyı şeridinde yazlıklar, villalar ve otellerden oluşan yoğun bir yerleşim söz konusudur. Ancak söz konusu yerleşim, son yıllarda kıyı erozyonu tehdidi altındadır. Karasu kıyı şeridinde son on yıl içerisinde oldukça fazla bir kıyı erozyonu meydana gelmiştir ve devam etmektedir. Erozyon son yıllarda yerleşim birimindeki yapıları tehdit eder boyuta ulaşmıştır.

Şekil 1 Karasukıyı alanı ve Sakarya nehri ağzı (Google Earth görüntüsü)

Karasu kıyı alanında Sakarya nehri ağızının batısında yer alan Acarlar longozu, Marmara Bölgesi’nin kuzeydoğusunda, Sakarya ili sınırları içinde, Karasu ve Kaynarca ilçeleri arasında yer almaktadır (Şekil 2). Karadeniz’in kıyı çizgisinden ortalama 1.5 km içeride ve kıyıya paralel uzanan longoz sahası, yaklaşık 7.5 km uzunluğunda en dar yeri 250 m, en geniş kesimi ise yaklaşık


72

1250 m olan bir sulak alandır. Gölün alanı yaklaşık 23,200 km2dir. Longozu oluşturan gölün derinliği genel olarak sulak alan tanımına uygun bir biçimde yazın yaklaşık 1 m’ye kadar düşerken, kışın ancak 5 m’ye kadar çıkabilmektedir. Acarlar gölü, eski bir kıyı ovası tabanını kat ederek Karadeniz’e ulaşan akarsuların önünün kıyı kumullarınca kesilmesi ve bu kumul sırtları gerisinde göllenmenin meydana gelmesiyle oluşmuştur. İlk zamanlarda, gölün fazla suları, kıyıdaki eski Denizköy civarından bir gidegen vasıtasıyla, bugünkünden çok daha yakın bir mesafeden Karadeniz’e boşalmıştır. Zamanla bu gidegenin de önünün kumullarla tıkanmasıyla, kıyıya paralel uzanan kumul sırtlarını takiben doğuya doğru Sakarya nehri ağzına kadar ötelenme ile yeni bir gidegen yatağı meydana gelmiştir. Dişbudak ormanlarıyla kaplı bu göl, kıyının gerisinde uzanan kumul setlerinin arkasındaki çukur alanın sularla kaplanması sonucunda oluşmuştur. Acarlar gölünü birçok lagün veya sulak alandan ayıran ve ülkemizde çok az sulak alanda karşımıza çıkan özelliği göl tabanının tamamen geçilmesi zor, yoğun bir orman formasyonu ile kaplı olmasıdır. Göl tabanı longoz–su basar ormanı ile yoğun bir şekilde kaplanmıştır. Longoz ormanı yılın belli dönemlerinde veya yıl boyunca taban suyunun yüksek olmasına bağlı olarak bataklık ve göllerde oluşan ormandır. Gölün kuzey kesimini, yer yer 20-25 m yüksekliğe ulaşabilen kumul tepeleri sınırlamaktadır. Kuzeybatı kesimindeyse kumul sırtları, ana kayadan oluşan kıyı taraçasına dayanmaktadır [1].

Şekil 2 Acarlar longozu

Bu çalışmada Karasu kıyı alanında akıntı, dalga ve katı madde taşınım iklimleri belirlenmiş, bununla birlikte kıyı çizgisi değişimi hesaplanmış, hesaplama uydu görüntüleri ile kalibre edilmiştir. Böylece erozyon tehdidi altında olan Karasu kıyı morfolojisindeki değişim belirlenmiştir.

Karasu kuzeyinde de Karadeniz ile çevrilidir. Çalışma alanı olarak belirlenen Karasu kıyı alanına ait sayısal model benzeşimlerini oluşturmak için kapsamlı


73

bir saha çalışması yapılarak katı malzeme özellikleri, GPS ölçümlerinden sağlanan kumul ve basamak yükseklikleri tesbit edilmiştir. Elektrik İşleri Etüt İdaresi (EİEİ) tarafından sağlanan Sakarya nehrine ait akım ve katı madde debileri ile ölçümü yapılan batimetri verileri doğrultusunda oluşturulan sayısal modellere ait çalışmanın akış diyagramı Şekil.3’te verilmiştir. Böylece risk altındaki bir kıyı alanı olan Karasu ile Acarlar longozu için kapsamlı bir örnek çalışma gerçekleştirilerek gerek bu kıyı alanına ait bilinmeyenler tespit edilmeye çalışılmış, gerekse benzer kıyı alanlarına örnek çalışma şeması kurulmuştur. Çünkü deniz, kıyı alanları ve bu alanlarla etkileşen havzalar bütünleşik yaklaşımın ana parametreleridir. Bu nedenle, ulusal, bölgesel ve yerel ölçekli planlamalarda çalışmalar havzaları da içerecek şekilde ‘Bütünleşik, Deniz, Kıyı ve Havza Yönetimi’ adı altında yapılmalıdır.

Şekil.3 Çalışma akış diyagramı

KARADENİZ HİDRODİNAMİK YAPISI ve MODELLENMESİ Bu bölümde çalışma bölgesi olarak seçilen Karasu kıyı alanının hidrodinamik yapısı ile morfolojisini daha iyi modelleyebilmek ve açık deniz sınır koşullarını oluşturmak için önce Karadeniz bölgesine ait hidrodinamik bir model oluşturulmuştur.

Maksimum derinliği 2300m, yüzey alanı 4.2∙105 km2 ve hacmi 5.3∙105 km3 olan Karadeniz karalarla çevrili dünyanın en büyük baseni olma özelliğine sahip bir denizdir. Sadece Türk Boğazlar Sistemi’nin olanak verdiği miktardaki su değişimi dışında suların dünya denizleriyle ilişkisinin hemen hemen bütünüyle kesilmiş olması sadece yüzeyden 150 m derinliğe kadar oksijen içeren, daha derinlerde ise hidrojen sülfür bulunduran genellikle tamamen


74

oksijensiz bir ortam oluşmasına yol açmıştır. Durağan bir haloklin (tuzluluk ara yüzeyi) tabakası oksijenli ve oksijensiz suları birbirinden ayırmaktadır [2].

Literatürde Karadeniz’in akıntı yapısını tanımlamaya çalışan çok sayıda çalışma vardır. Karadeniz’in ana akıntı yapısı Şekil 4’te görülmektedir. Üst tabaka genel dolaşımın ana görünümünü; kesikli çizgiler ise genel dolaşımın yarı-sürekli yapılarını temsil etmektedir. Bu akıntı yapısı bölge topoğrafyasına da uygun davranacak şekilde ilerlediği bilinmektedir [3].

Karadeniz’in hidrodinamik yapısının modellenmesi amacıyla MIKE 21 HD yazılımı kullanılmıştır. Mike 21 HD; koylarda, körfezlerde ve sahil bölgelerinde su seviyesi ve akım koşullarını benzeştirmek için kullanılan sayısal bir modelleme sistemidir. Hidrodinamik modül ile kararsız, iki boyutlu akımları benzeştirmek mümkündür. Yazılımda iki boyutlu kütlenin ve momentumun korunumu denklemleri sayısal olarak çözümlenmektedir.

Karadeniz’in hidrodinamik yapısının başarılı bir biçimde benzeştirilebilmesi amacı ile bölge batimetrisini en doğru şekilde temsil edecek olan en yüksek çözünürlüklü hesap ağı, Türkiye Cumhuriyeti Deniz Kuvvetleri Komutanlığı Seyir Hidrografi ve Oşinorafi Daire Başkanlığı (SHODB)’ndan alınan en güncel veriler kullanılarak oluşturulmuştur. Hesap ağı model alanını üçgen elemanlara bölecek şekilde 5864 adet düğüm noktası ve 10056 eleman içermektedir (Şekil 5).

Şekil 4 Karadeniz genel sirkülasyonu [4]

Model 01.01.1989 ile 24.12.2008 tarihleri arasında yaklaşık 10 yıllık bir dönemi benzeştirecek şekilde çalıştırılmıştır.

Modelde Avrupa Orta Vadeli Tahminler Merkezi (European Center For Medium Range Weather Forecasts, ECMWF)’nden alınan 0.1° x 0.1° çözünürlüğe sahip rüzgar verilerinin yatay ve düşeydeki hız bileşenleri ile basınç verileri kullanılmıştır. Eddy viskozitesi, rüzgâr sürtünme katsayısı ve taban


75

sürtünmesi gibi belirsiz parametreler, literatürde sahip oldukları değer aralıkları dikkate alınarak modele uygulanmıştır.

Şekil 5 Karadeniz hidrodinamik modelinde kullanılan sayısal hesap ağı

Elde edilen model çıktı dosyalarında bölgeye ait akıntı yapıları modelin koşturulduğu 01.01.1989 ile 24.12.2008 tarihleri arasında rüzgar ve atmosferik basınç alanı ile birlikte dikkate alınarak yaratacakları akıntı yapısı belirlenmiştir. Akıntı yapılarının denge koşuluna ulaştığı durumlar göz önüne alınarak yorumlanmıştır. Buna göre model çıktılarında görülen yüzey akıntı hızları ve yönlerinin daha önce Şekil 4’te literatürdeki sonuçlara dayalı olarak verilen Karadeniz’in genel sirkülasyon yapısı ile uyumlu olduğu görülmüştür. Karadeniz’de sıcaklık ve yoğunluk değişimlerine bağlı genel akıntı yapısı incelendiğinde literatürde de bahsedildiği gibi ana sirkülasyon saat akrebinin tersi yönünde meydana gelmektedir. Bu yapı kıyıdan gelen yüzey suları ve Boğaz’dan gelen Akdeniz suyu ile girişimde bulunarak daha küçük ölçekte sirkülasyonlar oluşturmaktadır (Şekil 6). Çalışmadan elde edilen hidrodinamik yapı incelendiğinde, Karasu kıyı alanında mevsimsel olarak değişen Sakarya nehri debi girişi ile dalgaların sebep olduğu kıyı boyu akıntılarının Karadeniz’in doğal sirkülasyonu ile etkileşerek yıl boyunca değişimlere neden olduğu görülmiştir.

Şekil 6 Modelin anlık akıntı yapısı


76

SAKARYA HAVZASI Türkiye’nin önemli akarsu havzalarından biri olan Sakarya Havzası; Kızılırmak, Batı Karadeniz, Marmara, Susurluk, Gediz, Akarçay ve Konya havzaları ile çevrilidir. Sakarya havzasının önemli su kaynağı Sakarya nehri olup drenaj alanı 58,200 km2, toplam uzunluğu 824 km’dir. Sakarya havzası büyüklüğü itibari ile yukarı, orta ve aşağı olmak üzere üç bölüme ayrılmaktadır. Aşağı Sakarya Bölgesi Orta Sakarya havzasının bitiş yerinden başlar ve Karadeniz’de son bulur.

Karasu kıyı alanı akıntı, dalga ve katı madde hareketlerini benzeştirmek amacıyla Sakarya havzası önemli bir sınır koşulu olarak ortaya çıkmaktadır. Bu amaçla Sakarya havzasına ait hidrolojik analizler yapılmıştır.

Bu çalışmada nehirdeki akım ve katı madde taşınım değişimlerini incelemek için EİEİ’den alınan iki ayrı gözlem istasyonunun verileri kullanılmıştır. Aşağı Sakarya nehrinde debi ölçümleri Karadeniz’den itibaren 42. km’de Botbaşı ve 110. km’de Doğançay’da, katı madde ölçümleri ise sadece Botbaşı’nda yapılmaktadır. Koordinatları 30°36'07"D - 41°01'34"K olan Sakarya ili Karasu ilçesi karayolunda Karasu'ya 12 km kala sola ayrılan Adatepe köyü yolu üzerindeki köprüde yerleştirilen 1257 nolu Sakarya-Adatepe AGİ’den alınan (Şekil 7) debi miktarları ölçüm sonuçları değerlendirilmiştir.

Şekil 7 1257 nolu Sakarya Havzası gözlem istasyonlarının yeri [5]


77

Şekil 8’de debi miktarlarının yıllara göre değişimi gösterilmiştir. Grafiğe göre Sakarya nehri ortalama debilerinin 2001 yılına kadar toplam % 63.7 azaldığı görülmektedir. Bu azalmanın en önemli nedeni ölçüm istasyonunun memba tarafında inşa edilen barajlar ve regülatörler olarak düşünülmektedir.

Şekil 9’da Sakarya nehri boyunca taşınan toplam katı maddenin yıllara göre değişimi verilmiştir. Şekilde taşınan ortalama toplam katı maddenin yıllara göre değişiminin %87.5 azaldığı gözlenmiştir. Bu azalmanın nedeni akarsu üzerine yapılan barajların gelen katı maddeyi tutmasıdır. Katı madde miktarı 1960’lı yıllarda 48735.56 ton/gün iken 2001 yılında 2234.39 ton/gün değerine kadar düşmüştür. Sakarya nehri üzerinde bulunan başlıca barajlar Şekil 10’da gösterilmiştir.

Şekil 8 Yıllara karşılık ortalama debi miktarları değişimi

Şekil 9 Yıllara karşılık toplam katı madde miktarları değişimi

Şekil 10 Şematik Sakarya nehri boykesiti ve üzerindeki barajlar [6]


78

KARASU KIYI ALANI ÇALIŞMALARI Karasu bölgesinde Sakarya nehrinin denize döküldüğü yerden, batısında Kefken’e kadar uzanan kıyı çizgisini inceleyebilmek için katı madde özelliklerinin de bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenle kıyıdan farklı malzeme örnekleri alınmış ve granülometrik özellikleri belirlenmiştir. Kıyı alanını genel olarak temsil eden granülometrik özellikleri Tablo 1’de verilmiştir.

Tablo 1 Katı malzemenin özellikleri

d84 (mm) d50 (mm) d16 (mm) g� � Malzeme sınıfı

0.5 0.383 0.28 1.336 1.39 Orta kum

Burada g� geometrik standart sapma, �malzame çapı için Wenthworth birim ölçeğidir.

Model ile doğa arasında en iyi benzeşimi sağlayabilmek için kullanılacak verilerin sağlıklı olması oldukça önemlidir. Bu verilerden model girdisi olarak kullanılacak olan kıyı çizgisinin ve arkasında kalan kumulların yüksekliklerinin ölçülmesi çalışması Harita Mühendisliği Bölümü ile birlikte yürütülmüştür. Kefken Harmankaya Burnu’ndan Sakarya nehrinin Karadeniz’e döküldüğü yere kadar olan kıyı şeridi incelenmek üzere kullanılan batimetri haritası Şekil11’de görüldüğü gibi verilmiştir. Ölçümlerde kıyı gerisindeki kumul konum ve yükseklikleride belirlenmiştir.

Şekil11 Koordinatları ile birlikte çalışma alanına ait batimetri haritası

(Denizköy)


79

Şekil11’de konumları belirtilen kıyı profilleri incelendiğinde, kıyıda tipik fırtına profilinin yapılandığı görülmektedir (Şekil12). Bu da kıyıda aktif bir kıyıya dik taşınımın olduğunu göstermektedir. Kum eşiği kıyıdan itibaren yaklaşık 100 m ve 350 m açıkta yapılanmıştır. Kıyı eğimi ortalama 1/80’dir.

İncelenen kıyı alanında kumul ve basamak yüksekliklerinin saha ölçümleri ile belirlenmesi, oluşturulacak sayısal modelde girdi olarak tanımlanacak kıyı profillerinin kıyı gerisi hakkında fikir edinilebilmesi açısından oldukça önemlidir. Böylece daha önce batimetri yardımı ile elde edilen deniz içerisindeki profillerin yanı sıra kıyı gerisine ait profillerde çıkartılmıştır. Bu profilleri oluşturmak için kullanılacak kumulların ve basamak yüksekliklerinin tespit edilmesi amacı ile kıyı boyunca Gerçek Zamanlı Kinematik (RTK) GPS uygulaması ile ölçümler gerçekleştirilmiştir.

Şekil12 Batimetri haritasından elde edilen profiller

Çalışmada kıyı morfolojisini belirlemek üzere kullanılan GPS ölçmeleri 01/02/2010 tarihinde doğruluğu üretici firma tarafından 10 mm olarak verilen alet kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kullanılan alet, CORS sistemine uyumlu bir alettir. CORS sistemi, RTK mantığında oluşturulmuş ve sürekli çalışarak düzeltme verilerini internet üzerinden yayınlayan ve ülke geneline yayılmış 146 adet istasyon noktasından oluşmaktadır. Tek bir CORS uyumlu GPS alıcısı ile internet üzerinden, kendine yakın istasyondan düzeltme verisini alan kullanıcı, bulunduğu noktanın koordinatını yatayda 1-3 cm doğruluk ile belirleyebilmektedir. Çalışma kapsamında yaklaşık 1 metre aralıklı olarak cm doğruluklu yaklaşık 500 nokta ile tüm kıyının ölçme işlemi gerçekleştirilmiştir.

RTK Yönteminin basit mantığı referans istasyonundaki alıcı ile uydu arasındaki herhangi bir t epoğunda ölçülen taşıyıcı faz uzunluğu ile uydu - alıcı arasındaki koordinat farklarından hesaplanan geometrik uzunluk karşılaştırılması ve taşıyıcı faz ölçülerine getirilecek düzeltme ve düzeltme


80

oranı hesaplanarak gezici alıcılara iletmesinden ibarettir. Gezici alıcılar, kodlanarak radyo dalgaları üzerine modüle edilmiş olan bu düzeltmeleri alarak kendi taşıyıcı faz ölçülerine düzeltme olarak getirirler. Bu yöntemde arazi koşullarında da bağlı olarak Sabit-Gezici alıcı arası 15 km'ye kadar veri alışverişi sağlanabimektedir.

KARASU KIYI ALANININ MORFOLOJİK MODELİ Karadeniz’e ait hidrodinamik modelden elde edilen sınır koşullarının değerlendirilmesiyle Karasu kıyı alanının daha detaylı modeli için açık sınır koşulları tanımlanmış ve akıntı dalga koşulları birlikte gözönüne alınarak morfolojik benzeşim yaratılmıştır. Bu amaçla Mike 21 Coupled Model FM (Birleşik Model) kullanılmıştır.

Model kurulumunda hidrodinamik modülün yanısıra spektral dalga (SW) ve katı madde taşınım modülüde kullanılmıştır. Mike 21 Sediment Transport (ST) modülü, kıyılarda kohezif olmayan katı madde taşınım miktarlarını belirlemektedir. Aynı zamanda bu modül akıntı ve su seviyelerini HD benzeşiminden alırken dalga alanını da SW modelinden almaktadır (Şekil 13).

Şekil 13 Birleşik model akış diyagram

Modelin oluşturulmasında kullanılan yapılandırılmamış hesap ağı model alanını üçgen elemanlara bölecek şekilde 5875 adet düğüm noktası ve 10322 elemandan oluşturulmuştur (Şekil 14).

Şekil 14 Karasu kıyı alanı model hesap ağı


81

Modelin 01.09.2003 ile 12.09.2004 tarihleri arasındaki 1 yıllık dönem için çalıştırılmıştır. Model dalga modeli ölçüm verileri ile kalibre edilmiştir [7]. Akıntı koşulları için açık deniz sınır şartı Karadeniz hidrodinamik modelinden alınmıştır. Katı madde taşınım sonuçları ise CERC (1984) yöntemi yardımıyla test edilmiştir [8].

Kefken Babalı Köyü’nden, Ereğli bölgesine kadar olan kıyı alanı boyunca Şekil 15’te tanımlanan konumlarda akıntı, dalga ve katı madde gülleri oluşturulmuştur. Kıyıya dik seçilen herbir kesit üzerindeki dört farklı derinlikte (-5, -20, -50 ve -100m) akıntı, dalga ve katı madde karakteristikleri incelenmiştir.

Karasu kıyı alanında dalga iklimi Şekil 15’te gösterilen derinliklerden -20 m, -50 m ve -100 m’de elde edilmiş dalga gülleri incelenerek tanımlanmıştır. Her üç derinlikte de Sakarya nehri ağzının (26 nolu nokta) batısında etkin dalga yönünün NNE ve NE olduğu, akarsu ağzından doğuya doğru yön değiştirerek Akçakoca’ya kadar (36 nolu nokta) etkin yönün N ve bu konumdan Ereğli’ye kadar ise NNW ile NW olduğu görülmektedir (Şekil 16).

Sayısal modelde kıyıya yakın bölgelerde hesap ağlarının sıklaştırması, derinliğin arttığı bölgelerde ise daha kaba ağların kullanılması ile Karasu kıyı alanındaki akıntı yapısı hassas olarak elde edilmiştir. Karasu bölgesi için oluşturulan modelden elde edilen anlık akıntı yapıları elde edilmiştir.

Karasu kıyı alanı akıntı yapısı incelendiğinde kıta sahanlığı kıyısında şekillenen Kardenizin genel akıntı sirkülasyonu ile etkileşen ve küçük ölçekli sirkülasyonlarda oluşturan kıyı boyu akıntıları daha açık biçimde belirlenmiştir. -5 m derinlikte akıntı Sakarya nehri ağzının batısından (23 nolu nokta) Kefken’e Harmankaya Burnuna kadar doğudan batıya doğru daha etkin bir yapı oluşturmaktadır (Şekil 17). Ancak Sakarya nehri ağzının doğusunda doğu ve batı yönlerinde akıntılar aynı yüzdelerde oluşmasına karşın doğu yönünde şiddeti artmaktadır.

Şekil 15 a) Sakarya nehrinin batısı


82

b) Sakarya nehrinin doğusu Şekil 15 Sakarya Nehri ağızının doğusunda dalga, akıntı ve katı madde

taşınım iklimi için dikkate alınan konumlar (açıktan kıyıya doğru -100m, -50m, -20m ve -5m).

Şekil 16 Karasu kıyı alanında belirli konumlarda ve -5 m derinlikteki dalga

gülleri

Şekil 17 Modelin anlık akıntı yapısı (13.07.2004)


83

Karasu kıyı alanı katı madde taşınım ikliminin anlaşılması amacıyla -5 m, -20 m, -50 m ve -100 m derinliklerde katı madde gülleri elde edilmiştir (Şekil18). Doğal olarak -5 m ve -20 m derinliklerde dalga etkisinde kıyı boyu akıntılarının ve -50 m ile -100 m derinliklerde küçükte olsa genel akıntı sirkülasyonunun neden olduğu katı madde taşınımları izlenmiştir. Karasu kıyı alanı çok aktif ve karmaşık katı madde taşınım iklimine sahiptir. Kıyıboyu ve kıyıya dik katı madde taşınım bileşenlerine sahiptir. -5m derinlikte Kalkan-Denizköy (13 nolu nokta) kıyıya dik taşınımın yanı sıra doğudan batıya doğru dalga etkisinden kaynaklanan kıyı boyu akıntıların etkisiyle net kıyı boyu taşınım gözlenmektedir. Denizköy ve Sakarya nehri ağzının batı tarafında (16 nolu nokta) her iki yönde taşınımlar yapılanmakta ve 16 nolu noktadan doğuya doğru net taşınım artmaktadır. Bu durum Karasu limanının kıyı alanında yarattığı deformasyondan da gözlenmiştir. Ancak özellikle Sakarya nehri ağzından itibaren (27 nolu nokta) kıyıya dik taşınım şiddetini arttırarak belirginleşmektedir.

Sonuç olarak dalga, akıntı ve katı madde iklimine bakıldığında Sakarya nehri ağzının batı kıyısı ile doğu kıyısı dalga ve akıntı iklimlerinin göreceli olarak yön değiştirdiği bir yapıya sahiptir. Katı madde iklimi ise Sakarya nehri ağzının daha batısında Denizköy’ün batısında dönüş göstermektedir.

Şekil18 -5 m derinlikte katı madde taşınım gülleri

Sakarya nehrinin hemen batısı Acarlar Longozu’nun kıyı alanındaki Kıyı çizgisi değişiminin ve kıyı profillerinin belirlenmesi amacıyla LITPACK yazılımı kullanılmıştır. Uydu görüntülerinin sayısallaştırılmasıyla elde edilen kıyı çizgileri analiz edilmiştir. Analizlerden kıyı normalinin kuzey doğrultusuna göre +4.50lik açı yaptığı belirlenmiştir.

Mike 21 Birleşik modeli kullanılarak katı madde taşınımı ve morfolojisi modellenen Longoz bölgesine ait kıyı çizgisi değişiminin incelebilmesi amacı ile LITPACK sayısal modeli koşturulmuştur. Modelleme çalışmasının bu aşamsında kıyı çizgisi değişimini belirleyen LITLINE, katı madde taşınımını belirli bir nokta için belirleyen LITSTP modülü ile kıyı boyu katı madde taşınım modülü olan LITDRIFT ve kıyıya dik profil değişimini belirlemek için LITPROF


84

modülü kullanılmıştır. Kıyı çizgisi değişiminin modellenmesindeki amaç uydu görüntüleri kullanılarak kalibrasyonu yapılan bu model yardımıyla ileriye yönelik uzun dönemde kıyı çizgisinde meydana gelecek değişimleri belirlemektir. Bu amaçla bölgede yapılan saha ölçümlerinden elde edilen veriler (basamak ve kumul yükseklikleri, kıyı profili, taban malzemesi özellikleri) girdi olarak kullanılmaktadır.

Modelin temel kalibrasyon parametresi yıllık taşınan net katı madde miktarıdır. Bu nedenle LITLINE modülünde yapılan hatalı bir hesaplama LITLINE modülü ile belirlenecek kıyı çizgisindeki değişimi de hatalı verecektir. Kıyı boyu katı madde taşınım miktarları LITDRIFT modülü ile hesaplanmaktadır. Kıyı çizgisinin doğru hesaplanması için gerekli ilk kalibrasyon basamaklarından biri olan katı madde miktarı, CERC (1984) yöntemiyle de hesaplanmıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar söz konusu yöntemle karşılaştırılarak yüksek doğrulukla yakın sonuçlar verecek şekilde analiz edilmiştir. LITLINE modülünün koşturulması sırasında CERC (1984) yöntemi ile en yakın sonucu veren LITDRIFTile hesaplanan kıyıboyu taşınım miktarı dikkate alınmıştır.

01.01.2002 ile 01.01.2003 yılları arasında dalga modelinden elde edilen dalga verileri bu modelde girdi olarak kullanılmıştır. Elde edilen 2003 yılına ait kıyı çizgisi Şekil 19’da verilen 2003 yılına ait Landsat uydu görüntüsünün sayısallaştırılmış verisi ile karşılaştırılarak modelin kalibrasyonu testi yapılmıştır.

Doğruluğu sayısallaştırılmış uydu görüntüleri ile sağlanan LITLINE modelinin sonucuna göre 2003 yılından 2004 yılına kadar Kefken Harmankaya Burnu’ndan Sakarya nehrinin ağzına kadar olan kıyı çizgisinde; maksimum 16 m/yıl erozyonun Sakarya nehri ağzının batısında Denizköy civarında meydana geldiği, 14 m/yıl yığılmanın ise Sakarya nehri ağzının doğusunda meydana geldiği görülmüştür.

Şekil 19 2003 yılına ait uydu ve model sonuç görüntülerinin karşılaştırılması

Kıyıya dik profillerin zamansal olarak dalga verilerine bağlı değişimini göstermek için kullanılan LITPROF sayısal modeli 01.01.2002 ile 01.01.2003 yılları arasında daha önce oluşturulan dalga modelinden elde edilen dalga


85

verileri ile koşturularak 2002-2003 yılına ait kıyı profili elde edilmiştir. Modelde başlangıç profili olarak Şekil 11’de konumu verilen Denizköy civarındaki 2 nolu profil tanımlanmıştır.

Bölgede fırtına tipi dalgalar hakimdir. Açıkta kum eşiği yapılanmıştır. Ancak bir yıllık süreç içinde mevsimsel olarak eşik açığa doğru göç etmektedir. Profilin genel yapısı incelendiğinde bir yıl sonrasında model ile ölçüm sonuçları uyum içindedir (Şekil 20).

Şekil 20 Modelden elde edilen kıyı profili ile ölçülen başlangıç profilinin

karşılaştırılması

LITPROF model sonuçları profilin bulunduğu konumda Δx=10 m gerilediğini göstermiştir, bu durumda düşey değişim ise Δy =1.62 m dir. Kıyı çizgisi modelinde ise aynı bölgede 7.5 m/yıl erozyon belirlenmiştir. Sonuçlar oldukça uyumludur ve kıyıda erozyon eğilimi vardır. Bu durum uydu verilerinden de belirlenmiştir. Erozyon kıyı kumullarını tehdit etmektedir. Erozyon gerek Karasu kıyılarının gerekse Acarlar longozunun tehlike altında olduğunu göstermektedir. Yapılan çalışmada insan müdahalesi olan yapıların (liman, kıyı yapısı vs) etkileride göz önüne alınmış ve bu tip yapıların kıyıdaki erozyonu şiddetlendirdiği belirlenmiştir.

SONUÇLAR Akıntı ve katı madde kaynağı olarak nitelendirilebilecek yapıya sahip, kıyı alanını kontrol eden en önemli hidrodinamik etken olarak değerlendirilen Sakarya nehri kıyı kesimine taşıdığı katı madde ile kıyı alanını beslemekte ancak taşınan maddelerin azalması ile tam tersi bir durum olarak kıyıda erozyona yol açmaktadır. Nehir üzerinde ki barajlar katı madde taşınımını engelleyerek bu durumda etkin rol oynamaktadır.


86

Karasu kıyı alanında erozyona neden olan diğer etkiler ise Sakarya nehrinden kum-çakıl alımı, denizden aşırı kum midyesi alımı, kıyı alanındaki plansız yapılaşmalardır.

Karasu kıyı alanı Karadeniz’in en geniş plaj alanına sahiptir. Arkasında nadir yaşam zincirini barındıran ve Dünyada’ki bir kaç longozdan biri olan Acarlar longozunu kumulları ile korumaktadır. Ancak Sakarya nehrindeki yapılaşma, kum alımı, denize yapılan müdahalelerle denge bozulmuş ve erozyon başlamıştır. O halde sadece “BÜTÜNLEŞİK HAVZA YÖNETİMİ (BHY)” ve “BÜTÜNLEŞİK KIYI ALANLARI YÖNETİMİ (BKAY)” tekil olarak değil özellikle böylesi riskli alanlarda “BÜTÜNLEŞİK HAVZA ve KIYI ALANLARI YÖNETİMİ (BHKAY)” uygulanmalıdır.

Meydana gelen deformasyonun önüne geçilmesi için acilen önlemler alınarak erozyona neden olan etkenlerin önüne geçilmelidir. Böylesi nadir morfolojik ve ekolojik zenginliğe sahip Karasu kıyı alanı ve Acarlar Longozu koruma altına alınmalıdır.

TEŞEKKÜR Bu çalışmaya destek veren IMO Sakarya Şubesine ve Zonguldak Bülene Ecevit Üniversitesi Harita Müh. Bölümü öğretim üyeleri Dr. Aycan Murat Marangoz ve Dr. Sedar Görmüş’e teşekkür ederiz. KAYNAKLAR [1]Mater, B. Ve Gönençgil, B., 2011, “Karasu Kumulları ve Acarlar Longozu”, Kıyı Mühendisliği Çalıştayı; Risk Altındaki Kıyı Alanları, IMO, Sakarya.

[2]Kıdeyş, A.E., Mutlu, E. , Oğuz, T., Okyar M., Özsoy, E., Tuğrul, S., ve A. Yılmaz, (2000). Ulusal Deniz Araştırma ve İzleme Programı, Akdeniz, Marmara Denizi, Türk Boğazlar Sistemi, Karadeniz ve Atmosfer Alt Projeleri, 1995-1999 Dönemi Sentez Raporu, TÜBİTAK.

[3]Altınoluk, H., Yüce, H., ve Alpar, B., (2000). Seasonalvariation of thecoldintermadiatewater in Southwestern Black SeaanditsinteractionwiththeSea of Marmara, Mediterranean Marine Science, 1(2): 31-40

[4]Oğuz, T.,Vilademirov V., Latun, V.S., Latif M.A., Markov, A.A., Sur, H.İ., Özsoy, E., Kotovshchikov B.B., Emereev V.V., ve Ünlüata Ü., (1993). Circulation in theSurfaceandIntermediateLayers of the Black Sea, DeepSeaResearch I, 40(8): 1597-1612.

[5]Elektrik İşleri Etüd İdaresi Genel Müdürlüğü, Hidrolik Etüdler İdaresi Bşk.,http://www.eie.gov.tr/turkce/YEK/HES/hidroloji/12sakarya.html, 14 Eylül 2011.

[6]Işık, S.,Şaşal M., ve Doğan E., (2006). ‘’Sakarya Nehrinde Barajların Mansap Etkisinin Araştırılması’’, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 21(3): 401-408.

[7] Aydoğan, B., Ayat, B., Yüksel, Y., (2013) “Black Sea wave energy atlas from 13 years hindcasted wave data”, Renewable Energy, 57, 436-447 [8]CERC (1984). ShoreProtectionManual, Co. Eng. Res. Center, U.S. Corp. Of Eng.,Vicksburg.


87

karasu kiyi alaninin bÜtÜnleŞİk modelİ · boyunca taban suyunun yüksek olmasına bağlı...

Documents