Yağmur kaynaklı toprak erozyonunda tabaka-oluk rejimleri ve hidrodinamik parametrelerin analizi: Deneysel bir inceleme ve USLE tabanlı modellerin olay bazlı değerlendirilmesi
Analysis of sheet-rill regimes and hydrodynamic parameters in rainfall-induced soil erosion: An experimental investigation and event-based evaluation of USLE-based models
- Tez No: 1016950
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SELİM ŞENGÜL, DOÇ. DR. ERDAL KESGİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Yağış koşulları, eğim ve hidrodinamik parametrelerin iki farklı toprak tipinde ve erozyon rejimi (tabaka-oluk) temelinde toprak erozyonuna (TE) etkisi değerlendirilmiştir. RUSLE, USLE-M, USLE-MM modellerinin yağış, eğim ve erozyon rejimi temelinde başarısı test edilmiştir. Yöntem: Kumlu ve tınlı kum toprak koşullarında, farklı yağış şiddeti, paternleri ve eğim kombinasyonlarında deneyler gerçekleştirilmiştir. Yağış şiddeti ve eğimin TE üzerindeki etkisinin analizi için regresyon analizi gerçekleştirilmiştir. Toprak tiplerinin etkisini belirlemek için Mann-Whitney U testi ve Welch t-testi uygulanmıştır. Yağış paternleri ile eğimin etkisini değerlendirmek için iki yönlü ANOVA uygulanmıştır. Ayrıca RUSLE, USLE-M ve USLE-MM model değerleri hesaplanarak sistematik karşılaştırması yapılmıştır. Bulgular: TE sürecinde yağış şiddetinin eğimden daha etkili olduğunu gösterilmiş, modelin doğruluğu, oluk erozyonu koşullarında azalmıştır. TE mekanizmasının kumlu topraklarda taşıma kontrollü, tınlı kumda ise enerji parametrelerinin kritik olduğu belirlenmiştir. Değişken yağış paternlerinde pik TE değerleri maksimum yağış şiddetine kıyasla, maksimum şiddetin zamanlamasıyla ilişkilidir. İki yönlü eğim koşullarında oluk kollarının ana oluğa bağlanması yüzey akışının yoğunlaşmasına neden olarak TE' yi artırmıştır. RUSLE modelinin yetersiz olduğu, USLE-M ve USLE-MM modellerinin başarılı sonuçlar ürettiği belirlenmiştir. Ancak modellerin oluk doygunluğu, yanal göçme ve sediment depolanmasını temsil edememesi nedeniyle uç değerlerde başarısızdır. Sonuç: Erozyon rejimi değişimi, TE' nin yalnızca yağış ve eğim koşullarıyla açıklanamayacağını; akış enerjisi ve oluk morfolojisinin kritik rol oynadığını göstermektedir. Erozyonun iki yönlü eğim koşulunda topoğrafyanın yalnızca eğim büyüklüğünden değil, ayrıca akışın mekânsal dağılımı ve oluk ağının bağlantılılığı üzerinden kontrol ettiğini göstermektedir. USLE modellerinin ortak kısıtlaması oluk doygunluğu, yanal yüzey göçmesi ve sediment depolanmasını eş zamanlı olarak temsil edecek yapısal kapasiteye sahip olmamasıdır.
Özet (Çeviri)
Purpose: The effects of rainfall conditions, slope, and hydrodynamic parameters on soil erosion (SE) were evaluated in two different soil types and based on erosion regimes (sheet-rill). The success of the RUSLE, USLE-M and USLE-MM models was tested based on rainfall, slope, and erosion regime. Method: Experiments were conducted under sandy and loamy sand soil conditions with different combinations of rainfall intensities, patterns, and slopes. Regression analysis was performed to analyze the effect of rainfall intensity and slope on SE. Mann-Whitney U test and Welch t-test were applied to determine the effect of soil types. Two-way ANOVA was applied to evaluate the effect of rainfall patterns and slope. In addition, RUSLE, USLE-M, and USLE-MM model values were calculated and a systematic comparison was made. Findings: The study showed that rainfall intensity is more influential than slope in the SE process, and the accuracy of the model decreased under rill erosion conditions. It was determined that the SE mechanism is transport-controlled in sandy soils, while energy parameters are critical in loamy sand. In variable rainfall patterns, peak SE values are related to the timing of the maximum rainfall intensity compared to the maximum rainfall intensity itself. Under bidirectional slope conditions, the connection of rill branches to the main rill leads to increased surface runoff, thus increasing SE. It was determined that the RUSLE model is insufficient, while the USLE-M and USLE-MM models produced successful results. However, the models fail at extreme values because they cannot represent rill capacity, lateral subsidence, and sediment deposition. Results: The change in the erosion regime shows that SE cannot be explained solely by rainfall and slope conditions; flow energy and rill morphology play a critical role. It demonstrates that in the case of bidirectional slope conditions, topography controls erosion not only through slope magnitude but also through the spatial distribution of flow and the connectivity of the rill network. A common limitation of USLE models is their lack of structural capacity to simultaneously represent rill capacity, lateral surface collapse, and sediment deposition.
Benzer Tezler
- Perception of ecosystem services provided by nature-based solutions (NBS) to address tourism-related challenges in coastal cities: The case of Seferihisar (TUR) and Aveiro (PRT)
Kıyı kentlerinde turizm zorluklarının ele alınmasında doğa temelli çözümler tarafından sağlanan ekosistem hizmetlerine ilişkin algı: Seferihisar (TR) ve Aveiro (PT)
ZEYNEP ŞERGİ MARIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDA KUNDAK
- Yağmur suyunun ulusal ve uluslararası standartlara göre içme suyu olarak kullanılma esasları
Rain water based on drinking water by national and international standards
MUHAMMET ENES DÜZÜLÜTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Arel ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ING AHMET CAN
- Marmaris'te toplanan yağmur suyu örneklerinin kimyasal kompozisyonunu etkileyen kirletici kaynaklarının ve kaynak alanlarının belirlenmesi
Identification of sources and source regions affecting the chemical composition of rainwater samples collected at Marmaris
ORHAN ALSAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA ÖZTÜRK
- The sources of trace elements and acid rain which are collected by sequential rain sampler in Istanbul
İstanbul'da ardışık yağmur örnekleyici ile toplanan yağmur suyundaki eser elementlerin ve asit yağmurunun kaynakları
NİHAN UYGUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Çevre MühendisliğiFatih ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. FERHAT KARACA
DOÇ. DR. ÖMER AĞA