Taşkın riski bulunan akarsu, dere yatağı, taşkın ovası ve proje sahaları için HEC-RAS tabanlı hidrolik modelleme çalışmaları yürütüyoruz. Projenizin bulunduğu bölgenin topoğrafik, hidrolojik ve yapısal özelliklerini birlikte değerlendirerek suyun hangi alanlara yayılabileceğini, hangi derinlik ve hız değerlerine ulaşabileceğini ve kritik yapı ve varlıklar üzerinde nasıl bir etki oluşturabileceğini sayısal olarak analiz ediyoruz.
Kısa cevap: HEC-RAS taşkın modellemesi; gözlemli akım verisinden üretilen tasarım debilerini ve LiDAR ile taranmış yüksek çözünürlüklü arazi modelini birlikte kullanarak, belirli bir tekerrür senaryosunda (Q100, Q500 gibi) suyun nereye, ne derinlikte ve hangi hızda yayılacağını hücre bazında hesaplar. Çıktı, harita ve rapor olarak yatırım ve tasarım kararlarına doğrudan girdi olur.
Ne zaman gerekir?
- Dere yatağı yakınında bir yatırım, tesis, altyapı ya da yerleşim planlanıyorken
- Mevcut bir tesisin taşkın maruziyeti ve eşik kotu güvenlik payı sorgulandığında
- Planlanan bir dolgu, platform, duvar, köprü veya menfezin akışa etkisi değerlendirilecekse
- Islah, sedde veya taşkın önleme alternatifleri arasında teknik karşılaştırma gerektiğinde
- Fiziksel iklim riski raporlaması için taşkın riskinin harita ve sayı düzeyinde belgelenmesi gerektiğinde
Saha taraması: LiDAR ile arazi verisi üretimi
Taşkın modelinin doğruluğunu belirleyen en kritik girdi, yazılım değil arazi verisidir. Açık kaynaklı sayısal yükseklik modelleri (30 m veya 12,5 m çözünürlük) havza ölçeğinde ilk yaklaşımı verir; ancak bina giriş kotu, bodrum rampası, tesis eşiği, bahçe duvarı, yol dolgusu ve küçük sedde gibi taşkının gerçek davranışını belirleyen unsurları temsil edemez. Bu ölçekte metrenin altında bir hassasiyet gerekir.
Bu nedenle bu tip bir iş geldiğinde sahayı LiDAR ile tarıyoruz. Tarama sonucunda araziye ait nokta bulutu üretilir; bu buluttan zemin sınıflandırması yapılarak sayısal arazi modeli (DTM) ve bitki örtüsü ile yapıları da içeren yüzey modeli (DSM) ayrıştırılır. Elde edilen model, model tabanı olarak doğrudan HEC-RAS terrain katmanına işlenir.
LiDAR taramasının ikinci katkısı morfolojik değişimin ölçülebilmesidir. Aynı sahanın farklı zamanlardaki taramaları karşılaştırıldığında; yatak kotundaki değişim, birikme ve oyulma alanları, dolgu ve kazı hacimleri, yatak genişliğindeki daralma ve müdahale sonrası kesit kapasitesi sayısal olarak çıkarılabilir. Bir müdahalenin (ıslah, dolgu, köprü, platform) öncesi ve sonrası arasındaki fark, tahmin olarak değil ölçüm olarak modele girer.
| Arazi verisi kaynağı | Tipik çözünürlük | Neyi temsil edebilir? | Neyi temsil edemez? |
|---|---|---|---|
| Küresel açık kaynaklı DEM (Copernicus-30 vb.) | ~30 m | Havza sınırı, ana akış yolu, morfometrik parametreler | Kentsel taşkın yayılımı, yapı ölçeğinde risk |
| Uydu tabanlı yüksek çözünürlüklü DEM (ALOS PALSAR vb.) | ~12,5 m | Taşkın yayılımında ilk yaklaşım, kaba kesit geometrisi | Eşik kotu, bodrum rampası, duvar ve küçük sedde |
| İHA / LiDAR saha taraması | ≤1 m | Yapı eşiği, rampa, duvar, dolgu, yol kotu, yatak morfolojisi; öncesi–sonrası fark analizi | Su altındaki yatak tabanı (batimetri ayrıca ölçülür) |
Su altındaki yatak tabanı LiDAR ile görülemediğinden, kanal kapasitesinin doğru hesaplanabilmesi için ölçülü enkesit veya batimetri verisi terrain üzerine ayrıca işlenir. Bu adım atlandığında kanal kapasitesi sistematik olarak yanlış hesaplanır.
Modelleme zinciri: hidrolojiden hidroliğe
Taşkın modeli tek bir hesap değil, birbirine bağlı iki bloktan oluşan bir zincirdir. Hidroloji bloğu tasarım debisini ve hidrografı üretir; hidrolik blok bu hidrografı sınır koşulu olarak alır ve suyun araziye nasıl yayıldığını hesaplar. Zincirin herhangi bir halkasındaki hata, sonraki tüm adımlara taşınır.
- Gözlemli akım verisinin işlenmesi. Akım gözlem istasyonu günlük ortalama debi serileri temizlenir; tarih sürekliliği, yinelenen kayıt ve eksik gün kontrolü yapılır. Su yılı Ekim–Eylül olacak şekilde tanımlanır ve her su yılı için maksimum debi çıkarılır.
- Frekans analizi. Temizlenmiş yıllık maksimum seriye Log-Pearson Tip III ve Gumbel EV1 dağılımları uygulanarak Q2, Q5, Q10, Q25, Q50, Q100 ve Q500 tasarım debileri hesaplanır. Dağılım seçimi; örneklem büyüklüğü, çarpıklık katsayısı, istatistiksel uyum ve bölgesel hidrolik gerçekçilik birlikte değerlendirilerek yapılır.
- Anlık pik düzeltmesi. Günlük ortalama debi, taşkın hidrografının gün içindeki gerçek tepe değerini bastırır. Fuller bağıntısı ile günlük maksimum, anlık tepe debiye dönüştürülür. Düzeltme katsayısı havza alanına bağlıdır; küçük havzalarda fark belirgin şekilde büyür.
- Havza ayrımı ve morfometrik parametreler. Sayısal yükseklik modeli hidrolojik olarak hazırlanır (çukur doldurma, akış yönü, akış birikimi); her giriş noktası için üst havza sınırı çıkarılır ve alan, ana akış uzunluğu, eğim ve kot farkı hesaplanır.
- Yağış-akış modeli. Arazi örtüsü ve hidrolojik toprak grubu verisinden CN değerleri üretilir; SCS-CN kayıp modeli ve birim hidrograf yöntemiyle kolların hidrograf şekli hesaplanır.
- Kalibrasyon. Kolların birleşim noktasındaki toplam piki, uzun gözlem kayıtlı istasyonun frekans analizinden gelen tasarım debisine kalibre edilir. Bu adım, yağış-akış modelinin serbest bırakılmadığı kontrol noktasıdır.
- Hidrolik modelin kurulması. Kalibre hidrograflar sınır koşulu olarak aktarılır; terrain, geometri, pürüzlülük, hesap aralığı ve çıktı aralıkları tanımlanır.
- Senaryo koşumu ve haritalama. Her tekerrür ve her müdahale senaryosu ayrı koşulur; maksimum derinlik, hız, su yüzeyi kotu ve yayılım sınırı haritaları üretilir.
1B, 2B ve bağlantılı model: hangisi ne zaman?
Model şeması çalışmanın amacına göre seçilir. Yanlış şema seçimi, doğru veriyle bile yanlış sonuç üretir.
| Yaklaşım | Ne zaman uygun? | Kritik noktalar |
|---|---|---|
| 1B unsteady | Belirgin kanal, kesit bazlı akış, uzunlamasına su yüzeyi profili ve kapasite analizi | Kesit sıralaması, bank station tanımı, Manning n, daralma/genişleme katsayıları ve yapı bağlantıları |
| 2B unsteady | Kentsel taşkın yayılımı, taşkın düzlüğü, akış yönünün serbestçe değiştiği alanlar | Hücre boyutu, breakline yerleşimi, terrain kalitesi ve Courant sayısı |
| 1B/2B bağlantılı | Ana kanal 1B, taşkın düzlüğü 2B temsil edilecekse | Lateral structure bağlantısı, savak kret kotu ve bağlantı konumunun doğru tanımlanması |
Manning pürüzlülük katsayısı
Pürüzlülük katsayısı su derinliği ve akış hızı üzerinde doğrudan etkilidir. Manning n değerleri arazi örtüsü sınıflarına göre atanır, ancak yerel gözlemle kontrol edilir. Yerleşim alanı, duvarlı bahçeler, yoğun bitki örtüsü, kanal yatağı kaplaması ve yol yüzeyleri için tek bir genel değer kullanmak yanıltıcıdır.
Senaryolar
Senaryo kurgusu, modelin yalnızca mevcut durumu değil; tasarım taşkınını, ekstrem taşkını, yapı etkilerini ve önlem alternatiflerini de değerlendirmesini sağlar. Her senaryoda yalnızca değişen girdi değiştirilir, böylece sonuç farkı doğrudan o değişkene atfedilebilir.
| Senaryo | Amaç | Girdi farkı | Çıktı |
|---|---|---|---|
| S0 — Mevcut durum | Referans taşkın davranışı | Mevcut arazi ve mevcut yapılaşma | Baz derinlik, hız ve su yüzeyi kotu haritaları |
| S1 — Proje sonrası | Proje yapılarının akışa etkisi | Platform, duvar, dolgu veya yapı etkisi arazi modeline işlenir | Proje etkisi fark haritaları |
| S2 — Q100 | Tasarım taşkını | Q100 hidrografı | Tasarım ve mevzuat değerlendirmesi için risk haritaları |
| S3 — Q500 | Ekstrem taşkın kontrolü | Q500 hidrografı | Kalıntı risk ve taşkın sınırı |
Çıktı haritaları
Her senaryo için maksimum su derinliği, maksimum hız, maksimum su yüzeyi kotu, taşkın yayılım sınırı, varış zamanı ve tehlike sınıfı haritaları üretilir. Haritalar aynı renk skalası ve aynı koordinat sisteminde hazırlanır; aksi hâlde senaryolar arası karşılaştırma görsel olarak yanıltıcı olur.
| Çıktı | Teknik anlamı | Ne için kullanılır? |
|---|---|---|
| Maksimum derinlik | Her hücrede simülasyon boyunca görülen en büyük su derinliği | Taşkın yayılımı ve hasar potansiyeli |
| Maksimum hız | Her hücrede görülen en büyük akım hızı | Erozyon, sürüklenme ve yapısal risk |
| Maksimum su yüzeyi kotu | Mutlak su yüzeyi kotu | Eşik kotu karşılaştırması ve güvenlik payı hesabı |
| Varış zamanı | Suyun ilgili hücreye ulaştığı süre | Erken uyarı ve tahliye planlaması |
| Yayılım sınırı | Taşkının ulaştığı en dış sınır | Planlama, kısıt ve yapılaşma kararları |
Kritik varlık bazlı risk değerlendirmesi
Risk değerlendirmesi yalnızca taşkın sınırına bakılarak yapılamaz. Bir yapı taşkın sınırının içinde kalmasına rağmen eşik kotu yeterince yüksekse su almayabilir; sınırın hemen dışındaki bir yapı ise çukurda kaldığı için etkilenebilir. Bu nedenle her kritik unsur için maksimum su yüzeyi kotu, yerel zemin kotu, giriş/eşik kotu ve güvenlik payı birlikte değerlendirilir.
Güvenlik payı (freeboard) = Eşik kotu − Maksimum su yüzeyi kotu. Pozitif değer güvenlik payını, negatif değer su basma riskini gösterir. Bu hesabın anlamlı olabilmesi için eşik kotunun ve arazi modelinin aynı düşey datumda olması zorunludur — LiDAR taramasının bu noktada belirleyici olmasının nedeni budur.
Kalite kriterleri: modelin çalışması yetmez
Hesabın tamamlanmış olması sonucun doğru olduğu anlamına gelmez. Model kabul edilmeden önce kütle dengesi, su yüzeyi sürekliliği, hız alanının fiziksel tutarlılığı ve kararlılık kayıtları birlikte değerlendirilir. Yatay ve düşey datum tutarlılığı doğrudan su yüzeyi kotu ve derinlik sonuçlarını etkilediğinden, tüm raster, vektör, enkesit ve eşik kotu verilerinin aynı koordinat sisteminde ve aynı düşey datumda olması gerekir.
Aynı ilke veri tarafında da geçerlidir: hidrometrik serilerde aykırı görünen maksimum debi değerlerinin gerçek bir taşkın mı yoksa ölçüm hatası mı olduğu; meteorolojik tutarlılık, komşu istasyonlar ve havza kütle dengesi ile birlikte değerlendirilir. Aykırı bir değer analizden çıkarılacaksa, raporda tarihi, değeri ve çıkarılma gerekçesi belirtilir. Amaç, aynı modelin başka bir uzman tarafından aynı girdilerle yeniden üretilebilmesidir.
Nerelerde kullanılır?
Taşkın ve hidrolik modelleme çalışmaları; altyapı projeleri, sanayi tesisleri, enerji yatırımları, ulaşım koridorları, liman sahaları, yerleşim alanları ve dere yatağı çevresindeki planlama süreçlerinde kullanılır. Proje alanına özel hazırlanan hidrolik analiz sayesinde taşkın riski erken aşamada görülebilir, yatırım kararları daha güvenilir teknik veriye dayandırılabilir ve olası risklere karşı uygulanabilir mühendislik çözümleri geliştirilebilir.
Çalışma için gereken veriler
- Proje alanı sınırı ve varsa hâlihazır harita, vaziyet planı, kot bilgileri
- Akarsu/dere adı ve varsa akım gözlem istasyonu kayıtları
- Varsa mevcut ölçülü enkesitler veya batimetri verisi
- Köprü, menfez, sedde, ıslah yapıları ve bunların geometrisi
- Kritik yapılar için giriş/eşik kotları (yoksa LiDAR taraması kapsamında ölçülür)
- Planlanan yapılaşma, dolgu, platform ve duvar projeleri
Bu verilerin bir kısmı eksik olsa da çalışma yürütülebilir; eksik veri, modelde varsayım olarak tanımlanır ve raporda hangi sonucun hangi varsayıma bağlı olduğu açıkça belirtilir.
Sık sorulan sorular
- 1B mi 2B mi daha iyidir?
- Biri diğerinden iyi değildir; farklı sorulara cevap verirler. Akarsu boyunca su yüzeyi profili ve kesit kapasitesi soruluyorsa 1B daha verimlidir. Su yerleşim içinde sokaklara, avlulara ve dolgular arasına yayılacaksa ve akış yönü serbestçe değişiyorsa 2B gerekir. Ana kanal ile taşkın düzlüğünün farklı davrandığı durumlarda 1B/2B bağlantılı model kurulur.
- Neden LiDAR? Açık kaynaklı uydu verisi yetmez mi?
- Havza ölçeğinde taşkın yayılımının ilk resmini görmek için açık kaynaklı sayısal yükseklik modelleri yeterli olabilir. Ancak bir binanın su alıp almayacağı, eşik kotu ile su yüzeyi kotu arasındaki onlarca santimetrelik farkla belirlenir. 12,5 m veya 30 m çözünürlüklü bir arazi modeli bu farkı taşıyamaz. Tesis ve yapı ölçeğinde karar verilecekse metre altı çözünürlükte arazi verisi gerekir.
- LiDAR taraması olmadan çalışma yapılabilir mi?
- Yapılabilir. Havza ölçeğinde yayılım ve önceliklendirme amaçlı çalışmalar mevcut açık kaynaklı arazi verisiyle yürütülebilir. Bu durumda raporda, sonuçların hangi çözünürlükteki arazi verisine dayandığı ve yapı ölçeğinde karar için geçerli olmadığı açıkça belirtilir.
- Öncesi–sonrası morfoloji analizi ne işe yarar?
- Aynı sahanın farklı zamanlardaki LiDAR taramaları karşılaştırıldığında yatak kotundaki değişim, birikme ve oyulma bölgeleri, dolgu ve kazı hacimleri ile kesit kapasitesindeki değişim sayısal olarak çıkarılır. Bir ıslah çalışmasının, dolgunun veya köprünün akışa etkisi böylece tahmin edilmek yerine ölçülmüş olur.
- Q100 ne demek?
- Q100, herhangi bir yılda aşılma olasılığı %1 olan debidir; yaygın adıyla 100 yıl tekerrürlü taşkın. “Yüz yılda bir olur” anlamına gelmez — art arda iki yıl gerçekleşmesi istatistiksel olarak mümkündür. Tasarım ve mevzuat değerlendirmelerinde yaygın olarak kullanılan referans tekerrürdür.
- Sonuçlar hangi formatta teslim edilir?
- Coğrafi bilgi sistemi (CBS) ortamında kullanılabilir taşkın haritaları, teknik görseller ve mühendislik değerlendirmesini içeren teknik rapor olarak teslim edilir. Rapor; kullanılan veri envanterini, yöntem adımlarını, kalibrasyon sonuçlarını ve varsayım/sınırlamaları içerir.
- Bu hizmet UrClimate ürünlerinden bağımsız mı?
- Evet. HEC-RAS tabanlı taşkın ve hidrolik modelleme, proje bazlı ayrı bir mühendislik hizmetidir. İstenirse sonuçlar UrClimate Score ve UrClimate Next ile risk kantifikasyonuna bağlanabilir.
İlgili içerik
- Sel, Taşkın ve Yer Altı Suyu Risk Analizi: Havza ve parsel ölçeğinde süreç temelli su riski değerlendirmesi.
- İklim Değişikliği ile Artan Sel Riskleri: Sel felaketlerinin türleri, etkileri ve veri odaklı analizi.
- Meteoroloji ve İklim Verileri: Modellerin dayandığı gözlem ve iklim verisi altyapısı.
- Tüm Hizmetlerimiz: Hizmetlerin tamamının listelendiği dizin.