Açık kanal akımlarında askı maddesi miktarının artması hidrolik ve çevre mühendisliği açısından önemli bir problemdir. Bu artış, rezervuar kapasitelerinin azalmasına, su yapılarının zamanla aşınmasına, su kalitesinin giderek bozulmasına ve sucul yaşam alanlarının zarara uğramasına yol açabilir. Bu nedenle, askı maddesi konsantrasyonunun doğru bir şekilde tahmin edilmesi, etkili sediment yönetimi, erozyon kontrolü ve su kaynakları sistemlerinin sürdürülebilirliği için kritik öneme sahiptir. Bu çalışmada, birden fazla laboratuvar deneyinden derlenmiş bir veri kümesi kullanarak, dane çapının askı maddesi konsantrasyonu üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Geleneksel doğrusal regresyon (LM) temel tahminler sağlarken, deneysel gruplardaki farklılıklardan kaynaklanan değişkenliği yakalamada başarısız olur. Bunu ele almak için, dane çapı için rastgele etkilere sahip doğrusal karma etkili modeller (LMM) kullanıldı ve diğer hidrolik ve geometrik parametreleri (örneğin, debi, genişlik, derinlik, sıcaklık, eğim) sabit etkiler olarak ele alındı. LMM, LM modeli için 0,24 olan koşullu R² değeriyle karşılaştırıldığında yaklaşık 0,74’lik bir değer elde etmiş ve önemli ölçüde daha düşük Akaike bilgi kriteri ve Bayesçi bilgi kriteri değerleri göstererek üstün bir model uyumu göstermiştir. Sonuçlar, debi, eğim, derinlik ve dane çapının askı maddesi konsantrasyonunu önemli ölçüde etkilediğini, ancak yatak genişliği ve sıcaklığın etkilemediğini ortaya koymaktadır. Bu bulgular, birden fazla deneysel kaynaktan gelen sediment konsantrasyonu veri kümelerini analiz ederken grup düzeyinde rastgele etkilerin dahil edilmesinin gerekliliğini vurgulamaktadır.
The increase in suspended sediment concentration in open channel flows poses significant challenges in hydraulic and environmental engineering. Such increases can lead to reduced reservoir capacities, gradual abrasion of hydraulic structures, deterioration of water quality, and damage to aquatic habitats. Therefore, accurately predicting suspended sediment concentration is critical for effective sediment management, erosion control, and the sustainability of water resource systems. In this study, a dataset compiled from multiple laboratory experiments was utilized to investigate the effect of grain size on suspended sediment concentration. While traditional linear regression (LM) provided baseline estimates, it failed to account for the variability arising from differences among experimental groups. To address this, linear mixed-effects models (LMM) with random effects for grain size and fixed effects for other hydraulic and geometric parameters (e.g., discharge, width, depth, temperature, slope) were applied. The LMM achieved a conditional R2 of approximately 0.74, compared to 0.24 for the LM model, and exhibited substantially lower Akaike and Bayesian information criterion values, indicating superior model performance. The results revealed that discharge, slope, depth, and grain size significantly influence suspended sediment concentration, whereas channel width and temperature showed no significant effects. These findings highlight the necessity of incorporating group-level random effects when analyzing sediment concentration datasets derived from multiple experimental sources.
| Birincil Dil | Türkçe |
|---|---|
| Konular | Su Kaynakları Mühendisliği, Su Kaynakları ve Su Yapıları |
| Bölüm | Araştırma Makalesi |
| Yazarlar | |
| Gönderilme Tarihi | 3 Eylül 2025 |
| Kabul Tarihi | 19 Ekim 2025 |
| Yayımlanma Tarihi | 30 Aralık 2025 |
| Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 16 Sayı: 4 |