Numerical Rehabilitation in Stream Crossings After the February 6, 2023 Earthquakes

Year 2025, Volume: 17 Issue: 1, 65 - 74

Mahmut Aydoğdu

Abstract

Earthquakes can cause topographic changes and increase the flood risk by changing the river channel structure and route. Pazarcık and Elbistan earthquakes on February 6, 2023 are also flood-triggering earthquakes. Numerical solutions were carried out with HEC-RAS software for the flood effects of these earthquakes. The study area is the Sarsap train station area in Malatya province. A bridge structure was modeled over Eskiköprü Stream (Kuruçay) to provide an uninterrupted connection from the station to the highway after the earthquake. Flood recurrence flows were calculated using the Dsi Synthetic Method. Manning roughness coefficient was found according to Modified Cowan Method. Solutions were taken for 33 sections according to the 100-year flood flow. As a result, water surface profiles were obtained in all sections and the flow easily passed through all sections, including the bridge section. It can said that this study will form an important basis for post-earthquake rehabilitation studies.

Keywords

earthquake, eskikopru stream, hec-ras, flood analysis, stream regulation

Thanks

I would like to thank the General Directorate of State Hydraulic Works, Elazığ 9th Regional Directorate, and TCDD 5th Regional Directorate for the information I received for the study.

6 Şubat 2023 Depremleri Sonrası Akarsu Geçişlerinde Sayısal Rehabilitasyon

Abstract

Depremler topografik değişikliklere neden olup, akarsu kanal yapısını ve güzergahını değiştirerek taşkın riskini arttırabilir. 6 Şubat 2023’ teki Pazarcık ve Elbistan depremleri de taşkını tetikleyici depremlerdir. Bu depremlerin taşkına etkisi için, HEC-RAS yazılımı ile sayısal çözümler gerçekleştirilmiştir. Çalışma alanı Malatya ilindeki Sarsap tren istasyonu bölgesidir. Deprem sonrası istasyondan, karayolu ile kesintisiz bir bağlantı sağlamak için Eskiköprü Çayı (Kuruçay) üzerinde bir köprü yapısı modellenmiştir. Dsi Sentetik Yöntem kullanılarak taşkın tekerrür debileri hesaplanmıştır. Modifiye Cowan Metoduna göre Manning pürüzlülük katsayısı bulunmuştur. 100 yıllık taşkın debisine göre 33 kesitte çözümler alınmıştır. Sonuçta bütün kesitlerde su yüzeyi profilleri elde edilmiş ve köprü kesiti de dahil akım bütün kesitlerden rahatlıkla geçmiştir. Bu çalışmanın deprem sonrası rehabilitasyon çalışmalarında önemli bir altlık oluşturacağı söylenebilir.

Keywords

deprem, eskiköprü çayı, hec-ras, taşkın analizi, akarsu düzenleme

References

• Ağıralioğlu, N. (2007). Baraj Planlama ve Tasarımı (Cilt I, II, III). İstanbul, Su Vakfı Yayınları.
• Alaghmand, S., Abdullah, R. B., Abustan, I., & Vosoogh, B. (2010). GIS-based river flood hazard mapping in urban area (a case study in Kayu Ara river basin, Malaysia). International Journal of Engineering and Technology, 2(6), 488-500. http://www.enggjournals.com/ijet/docs/IJET10-02-06-23.pd.
• Baykal, T., Terzi, Ö., & Şener, E. (2022). STRUCTURAL FLOOD ANALYSIS BASED ON THE HYDRAULIC MODEL OF THE KÜÇÜK AKSU RIVER. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 10(3), 1084-1096. doi: 10.21923/jesd.1099665.
• Deng, X. Y., & Li, W. F. (2012). Application of HEC-RAS model for evaluation of flood control of Mijiang Super-long Bridge. Southto-North Water Diversion and Water Science and Technology, 1, 034.
• Devlet Su İşleri, Dere Yatakları İçin Pürüzlülük Katsayısı Belirleme Kılavuzu, Sayfa 3, 2016.
• Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Islah, Taşkın ve Rüsubat Kontrol Yapılarında Proje Debisi Hesap ve Seçim Kriterleri, Temel Hidrolik Tasarım Kriterleri ile Akarsu Yataklarında Islah Kesitinin Boyutlandırılması, Resmi Gazete 3 Mayıs 2019.
• DSİ 50. YIL, Hidroloji Şube Müdürlüğü, 2004.
• Hameed, L. K., & Ali, S. T. (2013). Estimating of Manning’s roughness coefficient for Hilla River through calibration using HECRAS model. Jordan Journal of Civil Engineering, 7(1), 44-53. doi:10.12816/0000543.
• Hırca, T., & Sönmez, O. (2019). Determination of flood inundation maps: a case study of Akyazi industrial zone. Sakarya University Journal of Science, 23(2), 301-307. doi: 10.16984/saufenbilder.475974.
• Efe, H., & Önen, F. (2015). Batman Çayı’nın taşkın analizinin HEC-RAS programıyla yapılması. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 6(2), 83-92.
• Kara, Ö. (2009). Su yüzü profillerinin HEC-RAS paket programıyla incelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Kayseri.
• Khaleghi, S., Mahmoodi, M., & Karimzadeh, S. (2015). Integrated application of HEC-RAS and GIS and RS for flood risk assessment in Lighvan Chai River. Int J Eng Sci Invent, 4(4), 38-45.
• Korkmaz, M., (2022). Taşkın Risk Analizinde HEC-RAS Modellemesinin Kullanımı. Engineering Sciences, 17(4):54-66. doi:10.12739/NWSA.2022.17.4.1A0482.
• Kute, S., Kakad, S., Bhoye, V., & Walunj, A. (2014). Flood modeling of river Godavari using HEC-RAS. Int J Res Eng Technol, 3(09),81-87.
• Sönmez, O., Hırca, T., & Demir, F. (2017). Akım Ölçümü Olmayan Nehirlerde Farklı Yağış Akış Modelleri ile Tekerrürlü Taşkın Debisi Hesabı: Mudurnu Çayı Örneği. 5th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science, Baku, Azerbaijan.
• Prafulkumar V, T., Prem Lal, P., & Prakash D, P. (2011). Calibration of HEC-RAS model on prediction of flood for lower Tapi River, India. Journal of Water Resource and Protection, 2011. doi: 10.4236/jwarp.2011.311090
• Puno, G. R., Amper, R. A. L., Opiso, E. M., & Cipriano, J. A. B. (2020). Mapping and analysis of flood scenarios using numerical models and GIS techniques. Spatial Information Research, 28(2), 215-226. https://doi.org/10.1007/s41324-019-00280-2
• Riaz, K., Aslam, H. M. S., Yaseen, M. W., Ahmad, H. H., Khoshkonesh, A., & Noshin, S. (2022). Flood frequency analysis and hydraulic design of bridge at Mashan on river Kunhar. Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics, 69(1), 1-12. doi: 10.2478/heem-2022-0001
• Roshan, H., Vahabzadeh, G., Soleimani, K., & Farhadi, R. (2013). Simulation of river hydraulic behavior using HEC-RAS Model in GIS Environment (a Case Study: Bashar River, Kohkiluyeh and Boyer Ahmad Province). Journal of Watershed Management Research, 4(7), 74-84. https://sid.ir/paper/230251/en
• Taş, E., İçağa, Y., & Zorluer, İ. (2016). Taşkın yayılım haritalarının oluşturulması ve taşkın zarar analizi: Akarçay Afyon Alt Havzası Örneği. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16(3), 711-721. doi: 10.5578/fmbd.27767.
• TCDD 5. Bölge Müdürlüğü, Demiryolu Bakım Servis Müdürlüğü, Yazıhan Sarsap İstasyonu Karayolu Geçişi Raporu, 2023.
• Traore, V. B., Bop, M., Faye, M., Malomar, G., Gueye, E. H. O., Sambou, H., ... & Beye, A. C. (2015). Using of Hec-ras model for hydraulic analysis of a river with agricultural vocation: A case study of the Kayanga river basin, Senegal. American Journal of Water Resources, 3(5), 147-154. doi:10.12691/ajwr-3-5-2.
• Tuncer, İ. (2011). Açık kanallarda su yüzü profilinin belirlenmesi, nakkaş dere örneğinde bir hec-ras uygulaması. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi.
• Ullah, S., Farooq, M., Sarwar, T., Tareen, M. J., & Wahid, M. A. (2016). Flood modeling and simulations using hydrodynamic model and ASTER DEM—A case study of Kalpani River. Arabian Journal of Geosciences, 9, 1-11. doi: 10.1007/s12517-016-2457-z.URL1: https://www.reducefloodrisk.org/mitigation/follow-flood-free-site-selection/
• Yalcin, E. (2020). Assessing the impact of topography and land cover data resolutions on two-dimensional HEC-RAS hydrodynamic model simulations for urban flood hazard analysis. Natural Hazards, 101(3), 995-1017. https://doi.org/10.1007/s11069-020-03906-z
• Yüksel, Y., Ağaçcıoğlu, H., Çoşar, A., Çelikoğlu, Y., & Gürer, S. (1999). Haliç Islah Projesinde Kağıthane ve Alibeyköy Derelerinin Etkisinin İncelenmesi. Yıldız Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Yıldız İstanbul, 2015-2017