Tane Boyu Analizlerine Dayalı Olarak Hesaplanan Geçirgenlik Katsayılarının Karşılaştırılması: Meşelik ve Tepebaşı (Eskişehir) Örnekleri

Yıl 2011, Cilt: 35 Sayı: 1, 1 - 26, 15.06.2011

Belgin Çelik Güneş Galip Yüce

Öz

Bu çalışma, Eskişehir’deki yerleşim
alanlarından Meşelik ve Tepebaşı bölgelerindeki zeminlere ait tane boyu
analizlerine dayalı olarak farklı yaklaşımlarla hesaplanan geçirgenlik
katsayılarının karşılaştırılması amacıyla yapılmıştır. Çalışmada 6 km²’lik
alanda daha önceden açılmış olan 29 adet temel sondaj kuyusunda kesilen alüvyon
içerisinde bulunan birimlere ait özellikler jeolojik raporlardaki sondaj
logları yardımıyla incelenmiştir. Yapılan elek analizi deneylerine dayalı
olarak granülometri eğrileri çizilmiştir. Grafiklerden D₆₀, D₅₀,
D₃₀, D₂₀, D_10, I_0, U, C_c
değerleri hesaplanmıştır. Gözeneklilik değerleri dane özgül ağırlığı (Gs),
birim yoğunluk ve su içeriği (w) değerlerinden hesaplanmıştır. Su içeriği
değeri bulunmayan birimlere ait gözeneklilik değerleri için literatürden elde
edilen değer aralıkları dikkate alınmış ve geçirgenlik katsayısı hesaplamaları
yapılmıştır. Gözeneklilik değerlerine bağlı veya bu değerlerden bağımsız
olarak, Hazen, Kozeny-Carman, Breyer, Slichter, Terzaghi, United States Bureau
of Reclamation (USBR) ve Alyamani-Sen yaklaşımları ile her bir kuyuda, farklı
derinliklerden alınan sediman örneklerine ait metraj aralıkları için ayrı ayrı
geçirgenlik katsayıları hesaplanmış, hangi yaklaşımın hangi derinlikteki hangi
birimler için uygun olduğu belirlenmiştir. Geçirgenlik katsayısının tane boyuna
ve gözeneklilik farklılıklarına göre değişimi incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda,
hesaplanan geçirgenlik katsayılarının, uniform olan birimlerde genellikle
birbirine yakın, uniform olmayan birimlerde ise birbirinden farklı değerlerde
olduğu belirlenmiştir. Yukarıda belirtilen yaklaşımların, kil cinsi malzeme
için yapılan geçirgenlik katsayısı hesaplamalarında doğru sonuçlar vermediği görülmüştür.
Sonuç olarak, geçirgenlik katsayısı hesaplamalarında uniform olmayan birimler
için Breyer, Slitcher, Terzaghi ve Alyamani-Sen yaklaşımların kullanılması, uniform olan birimler için ise Hazen,
Cozeny-Carman ve USBR yaklaşımların kullanılması daha uygundur.

Anahtar Kelimeler

Elek analizi, Eskişehir, Geçirgenlik katsayısı, Gözeneklilik, Granülometri eğrisi

Kaynakça

• Alyamani, M. S., Sen, Z., 1993. Determination of Hydraulic Conductivity from Grain-Size Distribution Curves. Ground Water, 31, 551-555.
• ASTM, 1992. Classification of soils for engineering purposes (Unified Soil Classification System), ASTM D2487, 325-335.
• Carman, P. C., 1937. Fluid Flow through Granular Beds. Trans.Inst.Chem. Eng., 15,150.
• Carman, P.C., 1956. Flow of Gases through Porous Media. Butterworths Scientific Publications, London.
• Carrier, W.D., 2003. Goodbye Hazen; Hello Kozeny-Carman. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 129, 1054-1056.
• Cheng, C., Chen, X., 2007. Evaluation of methods for determination of hydraulic properties in an aquifer-aquitard system hydrologically connected to river. Hydrogeology Journal, 15, 669-678.
• DSİ, 2001a. Porsuk havzası su yönetim planı projesi hidroloji raporu, s. 223, Eskişehir.
• DSİ, 2001b. Porsuk havzası su yönetim planı projesi ara raporu, s. 248, Eskişehir.
• Esen, E., Yakal, M., Gökçen, M., Mumcu, N., Türkman, M., Dirik, M., 1975. Eskişehir ve İnönü ovaları hidrojeolojik etüt raporu. DSİ Rapor No: 40, 49 s, Ankara.
• Freeze, A.R, Cherry, J.A., 1979. Groundwater. Pentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, USA.
• Gözler, M.Z., Cevher, F. Ergül, E. Asutay, H.J., 1996. Orta Sakarya ve güneyinin jeolojisi, MTA Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi, Rapor no: 9973, s. 87, Ankara (yayımlanmamış)
• Hazen, A., 1892. Some Physical Properties of Sands and Gravels, with Special Reference to their Use in Filtration. 24th Annual Report, Massachusetts State Board of Health, Pub.Doc. No.34, 539-556.
• Kaçaroğlu, F., 1991. Eskişehir ovası yeraltısuyu kirliliği incelemesi. Doktora Tezi, H.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, 340 s, Ankara.
• Kozeny, J., 1927. Uber Kapillare Leitung Des Wassers in Boden. Sitzungsber Akad. Wiss.Wien Math.Naturwiss.Kl., Abt.2a, 136, 271-306.
• McWorter, D. B., Sunada, D. K., 1977. Ground-water hydrology and hydraulics. Water Resources Publications, Littleton, Colorado.
• Odong, J., 2008. Evaluation of empirical formula for determination of hydraulic conductivity based on grain-size analysis. Journal of American Science, 4 (1), 1-6.
• Orhan, A., 2005. Eskişehir il merkezi güney bölümü temel zemin birimlerinin jeo-mühendislik özellikleri ve coğrafi bilgi sisteminin uygulanması. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Doktora Tezi, 125 s, Eskişehir.
• Sezer, A., Goktepe, A.B., Altun S., 2009. Estimation of the permeability of granular soils using neuro-fuzzy system. Artificial Intelligence Applications in Environmental Protection Workshop collocated with 5th IFIP Conference on Artificial Intelligence Applications and Innovations, Thessaloniki, Greece, April 23-25, pp. 86-95.
• Shepherd, G. R., 1989. Correlations of permeability and grain size. Ground Water, 27 (5), 633-638.
• Terzaghi, K., Peck, R. B., 1964. Soil Mechanics in Engineering Practice. Wiley, New York.