İstatistiksel bir dalga modeli kurulumu ve kıyı boyu katı madde taşınımının modellenmesi

Abstract

Kıyı alanlarında kıyı çizgisi değişimi ve kıyı morfolojisi gelişiminin doğru olarak belirlenmesi "Bütünleşik Kıyı Alanı Yönetimi" için oldukça önemli bir konudur. Kıyı morfolojisi gelişiminin belirlenmesinde en önemli çevresel etkenler olan rüzgar, dalga gibi birçok kıyı parametresinin bilinmesi gerekmektedir. Ancak bu parametreler, çoğu zaman doğanın karmaşık davranışından dolayı tam ve doğru olarak tespit edilememektedir. Özellikle uzun dönemli dalga verileri her zaman mevcut olmamakta, dolayısıyla kıyı gelişimini izlemede kullanılacak kıyı boyu katı madde taşınım miktarları doğru tespit edilememektedir. Bu sebeple çalışmada katı madde taşınımını yeterince doğru tahmin edecek bir istatistiksel dalga modeli ve tüm dalga koşullarında uygulanabilcek yeni bir kıyı boyu katı madde taşınım modeli kurulması amaçlanmıştır. Bu amaçla, Güneybatı Karadeniz'de bulunan Karaburun kıyı alanı, saha çalışması için örnek bölge olarak seçilmiştir. Saha verilerinin belirlenmesi için bu bölgede rüzgar, dalga, kıyı çizgisi, batimetri, su seviyesi değişimi ve akıntı ölçümleri gerçekleştirilmiş, katı madde özelliklerinin belirlenmesi için bölgeden çeşitli katı madde örnekleri alınarak elek analizi deneyleri yapılmıştır.Hiç bir spektrum modelinin dünyanın her yerinde ve tüm fırtına koşulları için kullanılamayacağı bilinen bir gerçektir. En doğru dalga ikliminin belirlenmesi o bölgede uzun dönemli dalga ölçümü ile gerçekleşebilmektedir. Ancak dalga ölçümü masraflı ve zaman alan bir işlem olduğundan dalga parametrelerinin zaman serisini genişletecek yaklaşımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu sebeple belirlenen bir bölge için o bölgenin fırtına koşullarına bağlı bir dalga modeli geliştirmek gerçekçi dalga tahminini sağlamaktadır. Çalışmada bu amaçla istatistiksel bir dalga modeli kurulmuştur. Dalga modelinin geliştirilmesi için rüzgar verileri, dalga ölçüm verileri, sayısal ve parametrik yöntemlerden faydalanılmıştır. Bu modelin sonuçları öncelikle dalga ölçüm verileri ile karşılaştırılmış, sonuçların dalga ölçüm verileriyle oldukça uyumlu olduğu belirlenmiştir. Daha sonra bu modelden elde edilen dalga parametreleri kıyı çizgisi değişimini belirleyen sayısal modelde test edilmiştir. Kıyı çizgisi sayısal modelinin sonuçları ise GPS ölçümleri ve sayısallaştırılmış uydu görüntüleri ile doğrulanmıştır. Kıyı çizgisinin belirlenmesinde istatistiksel dalga modelinden elde edilen dalga parametreleri kullanılmış ve bu modelin çalışmada kullanılan diğer dalga modellerine kıyasla doğada gözlenen kıyı çizgisi değişimini en iyi tahmin eden dalga modeli olduğu tespit edilmiştir.Çalışmanın ikinci adımında ise yapay sinir ağları yöntemi kullanılarak yeni bir kıyı boyu katı madde taşınım modeli geliştirilmiştir. Bu modelin sonuçları gerek laboratuar gerekse arazi ölçüm verileri ile karşılaştırıldığında daha küçük RMS (tahminin standart hatası) değerine ve daha yüksek korelasyon katsayısına sahip olduğu belirlenmiştir. Modelin kurulmasında Kamphuis (2008) tarafından verilen ölçüm verilerinden faydalanılmıştır. Ayrıca Kamphuis (1991) yöntemi, CERC (1984) yöntemi, LITDRIFT sayısal modeli ve kıyı çizgisi değişimini belirleyen LITLINE sayısal modellerinden elde edilen sonuçlar geliştirilen modelin kalibrasyonunda kullanılmıştır.