AKIMI AĞI ÇİZİMİ

 

1. AKIM AĞI ÇİZİMİNİN MANTIĞI

Akım ağı çizimi “hesap” değil, aslında bir fiziksel sezgi + geometrik uyum problemidir.

Amaç:

Zemindeki suyun enerji kaybını ve akış yolunu temsil eden bir “ızgara sistem” kurmak.

Bu sistem iki şeyden oluşur:

• Akım çizgileri (Flow lines) → suyun yolu
• Eşpotansiyel çizgiler → enerji seviyeleri

Bu iki aile:

❗ Her zaman birbirine dik olmalıdır.

---

🔷 Genel Akım Ağı Görünümü

6

---

2. AKIM AĞI ÇİZİMİNE BAŞLAMADAN ÖNCE

Bir akım ağı çizmeden önce 4 kritik bilgi gerekir:

2.1 Geometri

• Baraj mı?
• Sheet pile mı?
• Temel mi?

2.2 Sınır şartları

1. Geçirimsiz sınır:

→ Akım çizgisi paralel gider

2. Serbest su yüzeyi:

→ Eşpotansiyel çizgi olur

3. Sabit yük sınırı:

→ Potansiyel çizgi sabittir

---

2.3 Hidrolik yük farkı (H)

$$𝐻={ℎ}_{𝑢𝑝𝑠𝑡𝑟𝑒𝑎𝑚}-{ℎ}_{𝑑𝑜𝑤𝑛𝑠𝑡𝑟𝑒𝑎𝑚}$$

Bu tüm akım ağının “enerji motorudur”.

---

2.4 Zemin tipi

• Homojen zemin → kolay akım ağı
• Tabakalı zemin → eğri ve bozulmuş ağ
• Anizotropik zemin → sıkışmış hücreler

---

3. AKIM AĞI ÇİZİMİNİN 6 TEMEL ADIMI

---

ADIM 1 — GEOMETRİYİ ÇİZ

İlk adım her zaman fiziksel yapıdır:

• baraj gövdesi
• sheet pile
• geçirimsiz tabaka

Bu çizim “iskelet”tir.

---

🔷 Başlangıç Geometrisi

10

---

ADIM 2 — SINIR KOŞULLARINI İŞARETLE

Bu adım kritik.

2.1 Geçirimsiz sınır (impermeable)

Örn:

• kil tabaka
• sheet pile yüzeyi

👉 Akım çizgisi buna paralel akar

---

2.2 Serbest yüzey

Örn:

• upstream su seviyesi

👉 eşpotansiyel çizgidir

---

2.3 Çıkış noktası (exit point)

👉 en kritik bölge

• burada gradyan maksimum
• piping riski oluşur

---

ADIM 3 — AKIM ÇİZGİLERİNİ TASLAK OLARAK ÇİZ

Bu adım “sezgi adımıdır”.

Mantık:

Su her zaman:

• yüksek enerjiden düşük enerjiye gider
• engelleri dolaşır
• en kısa enerji yolunu bulur

---

Kural:

• Akım çizgileri kesişmez
• Akım çizgileri birbirini kesemez
• Sınırda paralel gider

---

🔷 Akım çizgisi yerleşimi

8

---

ADIM 4 — AKIM KANALLARINI OLUŞTUR

İki akım çizgisi arasına:

👉 “flow channel” denir

Bu kanal:

• sabit debi taşır
• akış paraleldir

---

Kritik fikir:

Her kanal yaklaşık aynı debiyi taşır

---

ADIM 5 — EŞPOTANSİYEL ÇİZGİLERİ YERLEŞTİR

Bu adım matematiksel kısımdır.

Kural:

• Akım çizgilerine dik olacak
• Enerji düşüşleri eşit olacak

---

Hidrolik yük bölünmesi:

$$\mathrm{\Delta }ℎ=\frac{𝐻}{{𝑁}_{𝑑}}$$

• ${𝑁}_{𝑑}$ = potansiyel düşüm sayısı

---

🔷 Eşpotansiyel ağ oluşumu

7

---

ADIM 6 — AĞI “KARELEŞTİR” (EN KRİTİK ADIM)

Akım ağı mükemmel olduğunda:

Hücreler “eğri kare” olur.

Özellikler:

• Dik açılı kesişim
• Yaklaşık kare alanlar
• Düzenli enerji düşümü

---

Neden kare?

Çünkü:

• Darcy yasası lineer
• Laplace denklemi dengeli
• Enerji eşit bölünüyor

---

4. AKIM AĞI ÇİZİMİNİN ZOR NOKTASI: SEZGİ

Akım ağı çizimi aslında:

matematik değil, “akış hayal etme becerisidir”

Bir mühendis şunu düşünür:

• Su olsam nereden giderdim?
• Nerede sıkışırım?
• Nerede hızlanırım?

---

5. SHEET PILE ÖRNEĞİ (EN ÖNEMLİ SINAV KONUSU)

Bir sheet pile duvarında:

Olay:

• Su soldan gelir
• sağa geçmek ister
• duvar engeller
• altından dolaşır

---

🔷 Sheet pile flow net

7

---

Kritik sonuç:

• En büyük gradyan exit noktasında
• Piping riski burada
• Tasarım burada yapılır

---

6. AKIM AĞI ÇİZERKEN YAPILAN HATALAR

❌ Hata 1: Kare zorlamak

Gerçek sistem kare olmak zorunda değil

❌ Hata 2: Akım çizgilerini kesmek

Bu fiziksel olarak imkansızdır

❌ Hata 3: Sınır şartlarını unutmak

En büyük hata budur

---

7. İYİ BİR AKIM AĞI NASIL ANLAŞILIR?

✔ Kriter 1:

Akım çizgileri düzgün akar

✔ Kriter 2:

Eşpotansiyeller dik keser

✔ Kriter 3:

Hücreler dengeli

✔ Kriter 4:

Çıkışta yoğunlaşma olur

---

8. AKIM AĞI ÇİZİMİNİN MÜHENDİSLİK YORUMU

Akım ağı aslında şunu verir:

1. Debi:

$$𝑞=𝑘\cdot 𝐻\cdot \frac{{𝑁}_{𝑓}}{{𝑁}_{𝑑}}$$

2. Basınç dağılımı

3. Uplift kuvveti

4. Piping riski

---

9. GERÇEK HAYATTA AKIM AĞI NASIL ÇİZİLİR?

Yöntem 1 — Elle çizim

• kalem
• milimetrik kağıt

Yöntem 2 — sayısal çözüm

• FEM (Plaxis, GeoStudio)

Yöntem 3 — bilgisayar simülasyonu

• Laplace çözümü

---

10. PROFESYONEL İPUÇLARI

✔ İpucu 1:

Önce akım çizgileri çiz

✔ İpucu 2:

Sonra eşpotansiyeller

✔ İpucu 3:

Asla tersini yapma

✔ İpucu 4:

Simetri varsa kullan

---

11. AKIM AĞIYLA ZEMİN GÜVENLİĞİ

Akım ağı:

• baraj güvenliği
• temel güvenliği
• kazı güvenliği

için kritik araçtır.

---

12. SONUÇ

Akım ağı çizimi:

Zemin içindeki suyun “görsel çözümüdür”

Temel fikir:

• Su akar
• Enerji düşer
• Zemin yönlendirir
• Biz bunu geometrik olarak çizeriz