EVALUATION OF THREE DIMENSIONAL FLOW STRUCTURE OF TARABYA BAY AND İSTİNYE BAY ON ANNUAL SCALE

Öz

In this study, annual three dimensional flow structure of Tarabya Bay and Istinye Bay which is on the European Side of the İstanbul Strait were analyzed from the calibrated and validated numerical model results of the strait. Tarabya and Istinye bays are positioned at the north and south of the Beykoz twist of the İstanbul Strait, respectively, where a significant shift occurs in the orientation of the strait resulting completely different flow behaviors both in horizontal and vertical domains in the bays. Due to being closer to Black Sea, peak current velocities in Tarabya Bay were obtained at highest water level difference between Black Sea and Marmara Sea. In Istinye Bay, however, the same extreme current conditions were reached for the opposite situation: the highest level difference between Marmara Sea and Black Sea. Additionally, the additional baroclinic forcing occurs in the north direction due to the denser Marmara Sea water than Black Sea, which causes almost same-magnitude current velocities in Tarabya Bay in the case of lower water level differences of being Marmara Sea higher with the higher water level difference of Black Sea being higher. Geometrical features (width of the entrance and orientation) of the bays were seen to be the other important aspects on the flow structure

Anahtar Kelimeler

• Tarabya Bay, Istinye Bay, Stratified Flow, Numerical Modeling, İstanbul Strait

TARABYA VE İSTİNYE KOYLARI’NDA ÜÇ BOYUTLU AKINTI YAPISININ YILLIK ÖLÇEKTE DEĞERLENDİRİLMESİ

Öz

Bu çalışmada İstanbul Boğazı’nın Avrupa yakasında yer alan ve şehrin deniz turizmi için önemli iki marinasının da bulunduğu Tarabya ve İstinye koylarındaki üç boyutlu yıllık akıntı yapısı, kalibrasyonu ve doğrulaması yapılmış olan sayısal model sonuçları kullanılarak analiz edilmiştir. İstanbul Boğazı’nda ana doğrultusuna göre önemli değişimin meydana geldiği Beykoz kıvrımının kuzeyindeki Tarabya Koyu ve güneyinde İstinye Koyu’nda akıntı hızı ve doğrultusunun yatay düzlemde ve derinlik boyunca önemli farklılıklar göstermektedir. Karadeniz’e daha yakın olan Tarabya Koyu’nda en büyük akıntı hızları Karadeniz ile Marmara Denizi arasındaki en yüksek su seviyesi farkı için gözlenmişken, daha güneydeki İstinye Koyu’nda ise Marmara ile Karadeniz arasındaki en yüksek su seviyesi farkı için gözlenmiştir. Ayrıca Marmara Denizi’nin Karadeniz’den daha yoğun olmasından kaynaklı kuzey yönündeki ilave hidrostatik kuvvet (baroklinik kuvvet) oluşmaktadır. Bunun sonucunda Tarabya Koyu’nda Karadeniz’in su seviyesinin Marmara Denizi’nden yüksek olduğu daha büyük su seviyesi farkları için oluşan akıntı hızı büyüklükleri, Marmara Denizi’nin Karadeniz’den yüksek olduğu daha düşük su seviyesi farklarında oluşmaktadır. Koyun geometrik özelliklerinin (giriş ağzı genişliği, ana kanala göre doğrultusu vb.) koy içerisindeki akıntı yapısı üzerinde belirleyici bir etkiye sahip olduğu Tarabya ve İstinye koylarındaki üç boyutlu akıntı analizlerinden görülmüştür

Anahtar Kelimeler

• Tarabya Koyu, İstinye Koyu, Tabakalı Akım, Sayısal Modelleme, İstanbul Boğazı

Kaynakça

1. [1] Armi, L. ve Farmer, D. 1988. The flow of mediterranean water through the Strait of Gibraltar. Progress in Oceanography, cilt 21, s.1-105.
2. [2] Guler, I., Yuksel, Y., Yalciner, A.C., Cevik, E. ve Ingerslev, C. 2006. Measurement and Evaluation of the Hydrodynamics and Secondary Currents in and near a Strait Connecting Large Water Bodies-A Field Study, Journal of Ocean Engineering, cilt, 33, s. 1718-1748. DOI:10.1016/j.oceaneng.2005.10.0 16.
3. [3] Murray, S. ve Johns, W., 1997. Direct observations of seasonal Exchange through the Bab el Mandab Strait. Geophysical Research Letter, cilt 24, s. 2557- 2560.
4. [4] Oğuz, T., Özsoy, E., Latif, M. A., Sur, H. İ. ve Ünlüata Ü. 1990. Modelling of Hydraulically Controlled Exchange Flow in the Bosphorus Strait, Journal of Physical Oceanography, Cilt 20, s. 945-965.
5. [5] Ottesen Hansen, N. ve Moller, J. 1990. Zero bloccking solution fort he Great Belt Link. The Physcical Oceanography of Sea Straits (editör L. Pratt), s. 153-170. Kluwer.
6. [6] Özsoy, E., Oğuz, T., Latif, M.A., Ünlüata, CÜ., Sur, H.İ., ve Beşiktepe, Ş. 1988. Oceanography of the Turkish Straits-Second Annual Report, Cilt 1, Physical Oceanography of Turkish Straits, Institute of Marine Science, METU, Erdemli.
7. [7] Özsoy, E., Latif, M.A., Beşiktepe, Ş., Çetin, N., Gregg, M., Belekopytov, V., Goryachkin, Y., ve Vassile, D. 1998. The Bosphorus Strait: Exchange Fluxes, Currents and Sea-Level changes , in: L.I. Ivanov and T.Oğuz, Editors, Ecosystem Modeling as a Management Tool for the Black Sea, NATO Science Series 2: Environmental Security, Cilt. 1 ve 2, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.
8. [8] Öztürk, M., Ayat, B., Aydoğan, B., Yüksel, Y. 2011. İstanbul Boğazı’nda Tabakalı ve Homojen Akım Koşullarına Ait Kritik Su seviyesi Koşullarının Modellenmesi. 5. Ulusal Su Mühendisliği Sempozyumu, 12-16 Eylül 2011, İstanbul, Cilt 2, 603- 610.

9. [9] Öztürk, M.N., Ayat, B., Aydoğan, B. ve Yüksel, Y. 2012. 3D Numerical Modeling of Stratified Flow-Case Study of the Bosphorus Strait, ASCE Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering, Cilt 138, Issue 5, s. 406-419. DOI: http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE) WW.1943-5460.0000132.
10. [10] Öztürk, M. 2013. Numerical Modeling of Effect of Duration of Barotropic Forcing on Sea Strait Flow: Case Study of the Bosphorus Strait, ASCE Journal of Hydraulic Engineering, Cilt 139, Issue 11, s. 1199-1211.DOI: http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE) HY.1943-7900.0000783.
11. [11] Sur, H.İ., Okuş, E., Güven, K.C., Yüksek, A., Altıok, H., Kıratlı, N., Ünlü, S., Taş, S., Aslan-Yılmaz, A., Yılmaz, N., Övez, S., Müftüoğlu, A. E., Karhan, Ü., Demirel, N., Cumalı, S. ve Aksu, A. 2004. Water Quality Monitoring Annual Report, ISKI (The Istanbul Water and Sewage Authority), Istanbul.
12. [12] Sur, H.İ., Okuş, E., Güven, K.C., Yüksek, A., Altıok, H., Kıratlı, N., Ünlü, S., Taş, S., Aslan-Yılmaz, A., Yılmaz, N., Övez, S., Müftüoğlu, A. E., Karhan, Ü., Demirel, N., Cumalı, S. ve Aksu, A. 2005. Water Quality Monitoring Annual Report, ISKI (The Istanbul Water and Sewage Authority), Istanbul.
13. [13] Wesson, J.C. ve Gregg, M.C. 1994. Mixing at Camarinal Sill in the Strait of Gibraltar. Journal of Geophysical Research, cilt 99, s. 9847-9878.
14. [14] Yüksel, Y., Ayat, B., Öztürk, M.N., Aydoğan, B. Güler, I., Çevik, E.O. ve Yalçıner, A.C., (2008), “Responses of the stratified flows to their driving conditions”, Ocean Engineering, 35, 1304-1321. DOI:10.1016/j.oceaneng.2008.06.0 06.