Yüzey Akışı Oluşum Mekanizmaları
Yüzey akışı oluşum mekanizmaları, yağış ve kar erimesinin akarsu akışına dönüştüğü yamaç süreçleri, infiltrasyon fazlası ve doygunluk fazlası yüzey akışı ile yüzeyaltı fırtına akışıdır.
Tanım
Yüzey akışı oluşum mekanizmaları, bir fırtına sırasında ve sonrasında suyun bir akarsu kanalına ulaşmasını sağlayan fiziksel süreçlerdir; başlıcaları infiltrasyon fazlası yüzey akışı, doygunluk fazlası yüzey akışı ve yüzeyaltı fırtına akışıdır.
Kapsam
Bu konu, yağışı yamaçlarda yüzey akışına dönüştüren farklı yolları, her birinin hangi koşullar altında baskın olduğunu ve bir havza içinde yüzey akışının nereden kaynaklandığını açıklayan değişken kaynak alanı kavramını kapsamaktadır. Ayrıca, hidrograf ve birim hidrograf konularının nicel olarak tanımladığı fırtına tepkisinin fiziksel kökenini de açıklamaktadır.
Temel sorular
- Fırtına yüzey akışını oluşturan ana mekanizmalar nelerdir?
- İnfiltrasyon fazlası yüzey akışı ne zaman doygunluk fazlasına göre baskın hale gelir?
- Yüzeyaltı fırtına akışı fırtına tepkisine nasıl katkıda bulunur?
- Bir havza içinde yüzey akışı nerede oluşur?
Anahtar kavramlar
- İnfiltrasyon fazlası yüzey akışı
- Doygunluk fazlası yüzey akışı
- Yüzeyaltı fırtına akışı
- Değişken kaynak alanı
- Kısmi alan katkısı
- Geri akış
Temel kuramlar
- İnfiltrasyon fazlası (Horton tipi) yüzey akışı
- Yağış şiddeti infiltrasyon kapasitesini aştığında, fazlası yüzeyden akar; Horton'un mekanizması, infiltrasyon kapasitelerinin kolayca aşıldığı kurak, bozulmuş veya düşük geçirgenliğe sahip ortamlarda baskın olmaktadır.
- Doygunluk fazlası akış ve değişken kaynak alanları
- Nemli, bitki örtülü havzalarda yüzey akışı, toprağın alttan doygun hale geldiği yerlerde oluşur; bu genişleyen doygun veya değişken kaynak alanlarına düşen yağmur yüzeyden akışa geçer. Bu durum, yüzey akışının dinamik kısmi alanlardan geldiği şeklindeki anlayışı yeniden şekillendirmiştir.
Mekanizmalar
İnfiltrasyon fazlası yüzey akışı, yağmurun toprağın emebileceğinden daha hızlı düşmesi durumunda meydana gelir ve fazlası yüzeyden akar. Doygunluk fazlası akış ise, toprak profilinin alttan suyla dolduğu, genellikle kanallara yakın ve topografik çukurluklarda görülen bir durumdur; bu durumda daha fazla yağmur toprağa sızamaz ve yüzeyden akar. Bu doygun alanlar genişleyip daralarak değişken kaynak alanları oluşturur. Yüzeyaltı fırtına akışı ise, suyun geçirgen topraklar aracılığıyla akarsuya doğru hızlı yanal hareketidir.
Klinik önem
Baskın yüzey akışı mekanizmasının belirlenmesi, sel tepkisini tahmin etmek, arazi kullanımı, toprak sıkışması ve orman değişikliklerinin yüzey akışını nasıl etkilediğini değerlendirmek, su kalitesi ve erozyon kontrolü için kaynak alanları hedeflemek ve yağış-akış modellerini uygun şekilde yapılandırmak açısından kritik öneme sahiptir.
Tarihçe
Horton'un infiltrasyon kuramı, 1960'lı ve 1970'li yıllarda Hewlett, Dunne ve diğerleri tarafından nemli, ormanlık havzalarda doygunluk fazlası yüzey akışı ve yüzeyaltı fırtına akışını gösteren saha deneyleri yapılana kadar baskın olmuştur. Bu deneyler, tek bir evrensel mekanizma yerine, baskın sürecin çevreye göre değiştiği bir anlayışın yerleşmesine yol açmıştır.
Tartışmalar
- Baskın yüzey akışı mekanizması
- Fırtına yüzey akışının öncelikli olarak Horton tipi infiltrasyon fazlası mı yoksa doygunluk fazlası ve yüzeyaltı fırtına akışı mı olduğu konusundaki uzun süreli tartışma, iklim, topraklar, bitki örtüsü ve arazi kullanımının hangi mekanizmanın baskın olduğunu belirlediği bağlama bağlı bir görüşle çözüme kavuşmuştur.
Öne çıkan isimler
- Robert E. Horton
- Thomas Dunne
- John D. Hewlett
İlgili konular
Temel eserler
- horton1933
- dunne1970
- hewlett1967
Sıkça sorulan sorular
- Yüzey akışı, fırtınalarda akarsu akışının ana kaynağı mıdır?
- Her zaman değil. Birçok nemli, bitki örtülü havzada, fırtına yüzey akışının çoğu, yaygın infiltrasyon fazlası yüzey akışından ziyade, doygun haldeki kanal yakınındaki alanlardan ve hızlı yüzeyaltı akışından gelmektedir. Yaygın infiltrasyon fazlası yüzey akışı ise daha çok kurak veya bozulmuş arazilerde tipiktir.
- Değişken kaynak alanı nedir?
- Bu, genellikle akarsulara yakın ve nemli çukurluklarda bulunan, bir fırtına sırasında doygun hale gelerek yüzey akışı oluşturan bir havza parçasıdır. Bu alan, yağış devam ettikçe genişler ve havza kurudukça daralır, bu nedenle yüzey akışı üreten alan dinamiktir.