Hidrolik ve Altyapı Terimleri Sözlüğü

Özet

Bu sözlük, inşaat mühendisliğinde kanal, boru ve drenaj tasarımında kullanılan 20 temel hidrolik ve altyapı terimini kapsamaktadır. Her terim için Türkçe–İngilizce karşılık, teknik tanım, kullanım alanı, sembol ve SI birimi ile ilgili Türk ve uluslararası standart referansları verilmektedir. Birincil yasal dayanak olarak TS EN 752:2017 (Drenaj ve Kanalizasyon Sistemleri), TS EN 805:2000 (İçme Suyu Şebekeleri), TS EN 1610:2015 (Drenaj Boru Döşeme) ve ATUSHY 2017 esas alınmıştır. Türkiye saha koşullarına özgü pratik notlar ve 3 adet sayısal örnek problem eklenmiştir.

1. Sözlük Kullanım Kılavuzu

Her terim tablosu şu alanları içerir:

Saha Notu: Türkiye'de yürürlükteki Atıksu Toplama ve Uzaklaştırma Sistemleri Hakkında Yönetmelik (ATUSHY, Resmi Gazete 06.01.2017, Sayı 29940) tüm kanal-boru sistemleri için bu sözlükteki terimlerin ve birimlerin SI sisteminde kullanılmasını zorunlu kılmaktadır.

Dikkat: Farklı kaynaklarda aynı terimin farklı birim sistemlerinde (SI / ABD birimi) verildiği görülmektedir. Manning formülünde ABD birimi kullanılıyorsa $V = \frac{1{,}486}{n} R^{2/3} S^{1/2}$ katsayısı eklenir; SI'da bu katsayı 1'dir.

2. Terimler

2.1 Debi (Discharge / Flow Rate)

Saha Notu: Türkiye'de atıksu kanalizasyon kanallarında ortalama evsel debi $Q_{\text{ort,evs}} = \frac{q \cdot P_G}{24 \times 3600}$ formülüyle hesaplanır. Kişi başı günlük su tüketimi 2020 itibarıyla ortalama 228 L/kişi/gün olup atıksuya dönüşüm oranı yaklaşık %83'tür (TÜİK Belediye Su Göstergeleri, 2020).

Dikkat: Debi $Q$ ile hız $V$ birbirinin yerine kullanılmaz. $Q = V \cdot A$ ilişkisi gözetilmeli; boru boyutlandırmada hız sınırı kontrolü ($V_{\max} \leq 3{,}0$ m/s beton boru, TS EN 752:2017 Madde 7.3.3) ayrıca yapılmalıdır.

2.2 Hız Yükü (Velocity Head)

Saha Notu: Enerji gradyan çizgisinin (EGL) ve hidrolik gradyan çizgisinin (HGL) eğimi, pompalama sistemlerinde kavitasyon riskini değerlendirmek için zorunludur. TS EN 805:2000 Madde 6.3 uyarınca NPSH koşulu: $h_p \geq \text{NPSH}_{\text{gerekli}} + 0{,}5 \text{ m emniyet payı}$.

2.3 Basınç Yükü (Pressure Head)

2.4 Potansiyel Enerji Yükü (Elevation Head)

Toplam enerji yükü (Total Head):

$$H = z + \frac{P}{\gamma} + \frac{V^2}{2g}$$

Bu denklem Bernoulli prensibi olup kayıpsız akışta iki nokta arasında $H_1 = H_2$ eşitliği geçerlidir; gerçek akışta $H_1 = H_2 + h_f + \sum h_L$ yazılır.

2.5 Hidrolik Eğim (Hydraulic Gradient)

Saha Notu: Tekdüze (uniform) akımda kanal taban eğimi $S_0$ ile sürtünme eğimi $S_f$ eşittir; değişen akımda (backwater curve) bu iki değer farklılaşır. Türkiye'deki düz arazilerde minimum eğim sağlamak için pis su kanallarında pompalı sistem (terfi merkezi) kullanılması gerekebilir.

2.6 Manning Katsayısı (Manning's Roughness Coefficient)

Manning formülü:

$$V = \frac{1}{n} R^{2/3} S^{1/2} \qquad Q = V \cdot A = \frac{1}{n} A R^{2/3} S^{1/2}$$

Saha Notu: Türkiye şantiyelerinde eskiyen boru için $n$ değerinin üst sınırına yakın seçilmesi güvenli taraftadır: eski PVC için $n = 0{,}012$, eski beton için $n = 0{,}017$.

Dikkat: Yanlış Manning $n$ seçimi kritik hatalara yol açar. Pürüzsüz beton ($n = 0{,}013$) yerine zemin kanal değeri ($n = 0{,}025$) kullanılması yaklaşık %60 oranında debi farkı yaratır.

2.7 Hidrolik Yarıçap (Hydraulic Radius)

Tam dolu dairesel boru için:

$$R = \frac{A}{P} = \frac{\pi D^2/4}{\pi D} = \frac{D}{4}$$

Saha Notu: ATUSHY 2017 uyarınca atıksu kanalları en fazla %50 doluluk oranında tasarlanmalıdır. Kısmi dolulukta maksimum debi tam doluda değil, yaklaşık %94 dolulukta oluşur (Metcalf & Eddy, 2003, s. 39).

2.8 Islak Çevre (Wetted Perimeter)

2.9 Froude Sayısı (Froude Number)

$$Fr = \frac{V}{\sqrt{g D_h}}$$

Dikkat: Açık kanal tasarımında $Fr = 0{,}8$ veya $Fr \geq 1{,}2$ hedeflenir; $Fr = 1$'e yaklaşıldığında akım dengesizleşir ve hidrolik sıçrama (hydraulic jump) riski artar (Chow, 1959, s. 58).

2.10 Reynolds Sayısı (Reynolds Number)

$$Re = \frac{V D}{\nu}$$

Saha Notu: Türkiye'deki mevcut atıksu kanallarının büyük çoğunluğunda $Re > 10{.}000$ olup tam türbülanslı akım hâkimdir. Darcy-Weisbach hesabında ATUSHY 2017 Madde 1.3.1 uyarınca Colebrook-White denklemi birincil tercih olarak önerilmektedir.

2.11 Kritik Akım (Critical Flow)

2.12 Savak (Weir)

Keskin kenarlı dikdörtgen savak (tam daralmalı, Francis formülü):

$$Q = 1{,}84 \cdot L \cdot H^{3/2}$$

Kindsvater-Carter denklemi (tam ve kısmi daralmalı savaklarda, ISO 1438:2017 Madde 4.2):

$$Q = C_e \cdot \frac{2}{3} \sqrt{2g} \cdot (b + K_b) \cdot (H + K_h)^{3/2}$$

Saha Notu: Türkiye'de DSİ sulama kanallarında debi ölçümü için ince kenarlı dikdörtgen savak yaygın olarak kullanılmaktadır. TS ISO 1438:2017 Madde 5.2 uyarınca savak eşiği üstündeki su yüksekliği $H$, toplam su derinliği ile karıştırılmamalıdır.

Dikkat: $Q = 1{,}84 \cdot L \cdot H^{3/2}$ formülünde $H$, savak eşiği üstündeki su yüksekliğidir; toplam su derinliği değildir. Bu hatayı yapan mühendisler genellikle kanal kapasitesini önemli ölçüde yanlış hesaplamaktadır.

2.13 Menfez (Culvert)

Saha Notu: Türkiye'de KGM projelerinde dairesel ve kutu menfezler yaygındır. Giriş kontrollü menfezlerde kapasite, menfez başındaki su derinliğiyle belirlenir; çıkış kontrollü menfezlerde ise mansap su seviyesi belirleyicidir. KGM Teknik Şartnamesi Bölüm 6 uyarınca menfez tabanı, don derinliği sınırına göre döşenmelidir.

2.14 Yağmursuyu (Stormwater / Runoff)

2.15 Akış Katsayısı (Runoff Coefficient)

Saha Notu: Türkiye'de kentsel dönüşüm projelerinde geçirimli yüzey oranı artırılarak akış katsayısı $C$ düşürülmektedir. İSKİ uygulamalarında karma havzalar için ağırlıklı ortalama $C$ değeri kullanılır: $\bar{C} = \sum (C_i \cdot A_i) / \sum A_i$.

2.16 IDF Eğrisi (Intensity-Duration-Frequency Curve)

Saha Notu: DSİ Hidroloji Kılavuzu (3. Baskı) Türkiye'nin farklı bölgeleri için IDF parametreleri içermektedir. Kütahya, İç Anadolu iklim kuşağında yer aldığından kısa süreli (30 dk) yağış şiddeti seyri Marmara bölgesinden belirgin biçimde farklıdır; yerel MGM verileri kullanılmalıdır.

2.17 Toplanma Süresi (Time of Concentration)

Kirpich formülü:

$$t_c = 0{,}0195 \cdot L^{0{,}77} \cdot S^{-0{,}385}$$

Burada $L$: havza ana dere uzunluğu (m), $S$: havza ortalama eğimi (m/m), $t_c$: toplanma süresi (dakika).

Saha Notu: Türkiye'de küçük kentsel havzalar için giriş süresi ($t_{\text{giriş}}$) 5–15 dakika, boru içi akış süresi ise $t_{\text{akış}} = L/V$ ile hesaplanır. Toplam toplanma süresi: $t_c = t_{\text{giriş}} + t_{\text{akış}}$.

Dikkat: Kirpich formülünde $L$ metre cinsinden girilmelidir; km girilirse $t_c$ 3–4 kat yanlış hesaplanır.

2.18 Rasyonel Yöntem (Rational Method)

Formül (SI birimleri):

$$Q_p = \frac{C \cdot i \cdot A}{360}$$

Burada $Q_p$: pik debi (m³/s), $C$: akış katsayısı (–), $i$: yağış şiddeti (mm/h), $A$: havza alanı (ha).

Dikkat: Rasyonel yöntemin kullanım sınırı $A \leq 80$ ha'dır. Daha büyük havzalarda SCS-CN eğri numarası yöntemi (DSİ Hidroloji Kılavuzu) tercih edilmelidir.

2.19 Drenaj (Drainage)

Saha Notu: Türkiye'de kentsel drenaj sistemleri için TS EN 752:2017 uyarınca ayrık sistem (yağmursuyu ve atıksu ayrı) zorunlu hale gelmektedir. İmar planlarında bodrum katı öngörülmeyen bölgelerde yağmursuyu kanalı minimum örtü kalınlığı 1,2 m olarak uygulanmaktadır (ATUSHY 2017 Madde 1.3.3.5).

2.20 Perdedren (French Drain / Curtain Drain)

Saha Notu: Türkiye'nin alüvyon zemin bölgelerinde ince taneli zemin oranı yüksek olduğundan perdedren uygulamasında geotekstil filtre kumaşı zorunludur. TS EN ISO 12956 uyarınca karakteristik göz açıklığı O₉₀ değeri, korunan zeminin d₉₀ değerinin 3 katından küçük olmalıdır.

Dikkat: Filtresiz perdedren (geotekstiIsiz), zamanla ince zemin daneleri tarafından tıkanır. TS EN 1610:2015 Madde 5.4.2 uyarınca geotekstil sarma zorunludur; aksi hâlde sistem 2–5 yıl içinde işlevsiz hale gelir.

3. Yönetmelik Referans Tablosu

4. Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay

Veriler:

• Havza tipi: Ormanlık alan
• Akış katsayısı: $C = 0{,}10$
• Yağış şiddeti: $i = 50$ mm/h (toplanma süresi > yağış süresi varsayımı ile)
• Havza alanı: $A = 500$ ha $= 5{,}00 \times 10^6$ m²

İstenen: Rasyonel yöntemle pik debiyi hesaplayınız.

Çözüm:

Adım 1: Rasyonel yöntem formülü (Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Madde 12):

$$Q_p = \frac{C \cdot i \cdot A}{360}$$

Adım 2: Değerleri yerine koyma ($A$ hektar cinsinden):

$$Q_p = \frac{0{,}10 \times 50 \times 500}{360} = \frac{2500}{360} \approx 6{,}94 \text{ m}^3/\text{s}$$

Sonuç: $Q_p \approx 6{,}94$ m³/s

Kontrol: Havza alanı $A = 500$ ha $> 80$ ha sınırını aştığı için bu problem yalnızca yöntem gösterimi amaçlıdır; pratikte SCS-CN yöntemi önerilir. Formüldeki birim tutarlılığı kontrol edildi: $i$ mm/h, $A$ ha cinsinden doğru kullanıldı.

Problem 2 — Orta

Veriler:

• Havza tipi: Karma kentsel alan (konut + asfalt yol)
• Asfalt yol alanı: $A_1 = 2{,}0$ ha, $C_1 = 0{,}85$
• Konut alanı: $A_2 = 5{,}5$ ha, $C_2 = 0{,}50$
• Yeşil alan: $A_3 = 1{,}5$ ha, $C_3 = 0{,}20$
• Toplam havza alanı: $A = 9{,}0$ ha
• Havza uzunluğu: $L = 300$ m, eğim $S = 0{,}010$ m/m
• Tasarım geri dönüş periyodu: $T = 10$ yıl
• Bölge IDF verileri: $t_c$ için $i = 95$ mm/h ($T = 10$ yıl)

İstenen: (1) Kirpich formülüyle toplanma süresini, (2) ağırlıklı akış katsayısını, (3) pik debiyi hesaplayınız.

Çözüm:

Adım 1 — Toplanma süresi (Kirpich formülü, SK Yönetmeliği Ek A):

$$t_c = 0{,}0195 \cdot L^{0{,}77} \cdot S^{-0{,}385} = 0{,}0195 \times (300)^{0{,}77} \times (0{,}010)^{-0{,}385}$$ $$(300)^{0{,}77} \approx 69{,}2 \qquad (0{,}010)^{-0{,}385} = 10^{0{,}770} \approx 5{,}89$$ $$t_c = 0{,}0195 \times 69{,}2 \times 5{,}89 \approx 7{,}95 \approx 8{,}0 \text{ dakika}$$

Adım 2 — Ağırlıklı ortalama akış katsayısı:

$$\bar{C} = \frac{\sum C_i A_i}{\sum A_i} = \frac{(0{,}85 \times 2{,}0) + (0{,}50 \times 5{,}5) + (0{,}20 \times 1{,}5)}{9{,}0} = \frac{1{,}70 + 2{,}75 + 0{,}30}{9{,}0} = \frac{4{,}75}{9{,}0} \approx 0{,}528$$

Adım 3 — Pik debi:

$$Q_p = \frac{\bar{C} \cdot i \cdot A}{360} = \frac{0{,}528 \times 95 \times 9{,}0}{360} = \frac{451{,}4}{360} \approx 1{,}25 \text{ m}^3/\text{s}$$

Sonuç: $Q_p \approx 1{,}25$ m³/s

Kontrol: $A = 9$ ha $\leq 80$ ha → Rasyonel yöntem uygulanabilir (Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Madde 12). Geri dönüş periyodu $T = 10$ yıl → Kentsel küçük drenaj için uygun (DSİ Rehberi).

Problem 3 — Zor

Senaryo: Türkiye'de bir sanayi bölgesindeki atıksu kollektörü yenileme projesi. Mevcut boru: beton, $\varnothing = 500$ mm; yerini alacak boru: PVC, $\varnothing = 400$ mm.

Veriler:

• Boru iç çapı: $D = 0{,}40$ m
• Boru uzunluğu: $L = 250$ m
• Ortalama akış hızı: $V = 1{,}20$ m/s
• Kinematik viskozite (20°C): $\nu = 1{,}004 \times 10^{-6}$ m²/s
• PVC boru pürüzlülüğü: $\varepsilon = 0{,}0015$ mm (TS EN 1401-1:2009)
• Boru eğimi: $S = 1/300 \approx 0{,}00333$ m/m

İstenen: (1) Reynolds sayısı, (2) Colebrook-White ile sürtünme faktörü $f$, (3) Darcy-Weisbach ile sürtünme kaybı $h_f$, (4) Manning $n$ geri hesabı.

Çözüm:

Adım 1 — Reynolds sayısı (ISO 4006:1977 Madde 3.14):

$$Re = \frac{V \cdot D}{\nu} = \frac{1{,}20 \times 0{,}40}{1{,}004 \times 10^{-6}} = \frac{0{,}480}{1{,}004 \times 10^{-6}} \approx 4{,}78 \times 10^5$$

$Re = 478{.}000 \gg 4000$ → Tam türbülanslı akım

Adım 2 — Göreceli pürüzlülük ve Colebrook-White denklemi (ATUSHY 2017 Madde 1.3.1):

$$\frac{\varepsilon}{D} = \frac{0{,}0015 \text{ mm}}{400 \text{ mm}} = 3{,}75 \times 10^{-6}$$

Colebrook-White iteratif çözüm (başlangıç tahmini $f_0 = 0{,}015$):

$$\frac{1}{\sqrt{f}} = -2{,}0 \log\!\left(\frac{\varepsilon/D}{3{,}71} + \frac{2{,}51}{Re\sqrt{f}}\right)$$

1. iterasyon: $f \approx 0{,}01053$; 2. iterasyon: yakınsadı → Sürtünme faktörü: $f \approx 0{,}0105$

Adım 3 — Darcy-Weisbach sürtünme kaybı (TS EN 805:2000 Madde 6.2):

$$h_f = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{V^2}{2g} = 0{,}0105 \times \frac{250}{0{,}40} \times \frac{(1{,}20)^2}{2 \times 9{,}81} = 0{,}0105 \times 625 \times 0{,}0734 \approx 0{,}48 \text{ m}$$

Adım 4 — Manning $n$ geri hesabı (TS EN 752:2017 Madde 7.3):

Tam dolu boru için $R = D/4 = 0{,}10$ m:

$$n = \frac{R^{2/3} S^{1/2}}{V} = \frac{(0{,}10)^{0{,}667} \times (0{,}00333)^{0{,}5}}{1{,}20} = \frac{0{,}2154 \times 0{,}05772}{1{,}20} \approx 0{,}0104$$

Sonuç:

Kontrol: Hız kontrolü — ATUSHY 2017: $V_{\min} = 0{,}5$ m/s < 1,20 m/s < $V_{\max} = 3{,}5$ m/s — koşul sağlandı.

5. Pratik Notlar — Terim Kullanım Hataları ve Dikkat Noktaları

1. Yanlış Manning n seçimi: Pürüzsüz beton için $n = 0{,}013$ yerine zemin kanal değeri ($n = 0{,}025$) kullanılması; bu, yaklaşık %60 oranında debi farkı yaratır.
2. Rasyonel yöntemde alan birimi hatası: $Q = C \cdot i \cdot A / 360$ formülünde $i$: mm/h, $A$: hektar cinsinden kullanılmak zorundadır; $A$ m² olarak girilirse $10^{-4}$ fark oluşur.
3. IDF şiddetini yanlış dönemden okuma: $T = 10$ yıllık tasarım için $T = 2$ yıllık IDF değeri kullanılması; şiddet 30–60 dk hesaplanır.
4. Savak formülünde yükseklik hatası: $Q = 1{,}84 \cdot L \cdot H^{3/2}$ formülünde $H$, savak eşiği üstündeki su yüksekliğidir; toplam su derinliği değildir.
5. Perdedrende geotekstil ihmal edilmesi: Filtresiz perdedren, zamanla ince daneler tarafından tıkanır. TS EN 1610:2015 Madde 5.4.2 uyarınca geotekstil sarma zorunludur; aksi hâlde sistem 2–5 yıl içinde işlevsiz hale gelir.
6. Toplanma süresinde birim tutarsızlığı: Kirpich formülünde $L$ metre cinsinden girilmeli; km girilirse $t_c$ 3–4 kat yanlış hesaplanır.
7. Hidrolik eğim ile zemin eğiminin eş tutulması: Kanal tasarımında zemin eğimi $S_0$ ve sürtünme eğimi $S_f$ ancak tekdüze (uniform) akımda eşittir; değişen akımda $S_f \neq S_0$.

Kaynakça

1. İlgili Türk Standartları (TS) ve Avrupa Normları (EN)
2. TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği
3. İlgili ders kitapları ve teknik kaynaklar

Not: Bu makale eğitim amaçlıdır. Projelerde güncel yönetmelik ve standartlara başvurunuz.

Kaynaklar

1. TS EN 752:2017 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
2. Teknik Sözlük.

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:

• Boru Çapı Hesaplama
• Pompa Gücü Hesaplama

Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.

bilgiportali (2026). Hidrolik ve Altyapı Terimleri Sözlüğü. Yapıdan — İnşaat Mühendisliği Bilgi Portalı. https://yapidan.com/kategoriler/sz/hidrolik-altyapi-terimleri-sozlugu