GENESIS (GENERALIZED MODEL FOR SIMULATING SHORLINE CHANGE)

Kıyılar üzerinde oluşan değişikliklerin özellikle de zaman içerisinde gerçekleşen taşınım olaylarının, alansal ölçümlerle belirlenmesi veya fiziksel modellerle incelenmesi hem zor hem de pahalı çalışmalar gerektirmektedir. Her geçen gün gelişen ve kapasitesi artan bilgisayarlar ile kıyılardaki sediment hareketlerinin sayısal benzeşim modelleri kullanılarak modellenmesi ve bu sayede kıyı alanında uzun dönemler içerisinde meydana gelen değişimlerin (oyulma, yığılma) başarılı bir şekilde benzeştirilmesi sağlanabilmektedir. Normal dalga koşullarında, kıyı boyu sediment taşınımı, sedimentin kıyıya paralel kıyı boyu akıntılarıyla taşınması hareketidir. Sediment benzer şekilde kıyıya dik yönde de  taşınır ve kıyı tabanının denge profilini belirler. Büyük dalgalar ve fırtına kabarmaları ile artan su düzeyi kıyı boyu ve kıyıya dik yöndeki sediment taşınımını hızlandırır. Doğada her iki taşınım aynı anda olabildiği halde, genelde basitleştirici yaklaşımlar ile mühendislik uygulamalarında, kıyı boyu ve kıyıya dik yöndeki sediment taşınımı ayrı ayrı modellenmektedir. Kıyı boyu sediment taşınımı modelleri yaklaşık olarak son 50 yıldır kullanılmaya başlanmıştır. Kıyıya dik yöndeki taşınım ise son 20 yıldır modellenmektedir. Kıyı boyu sediment taşınım modelleri, kıyıya dik yöndeki taşınım modellerinden daha fazla gelişmiş ve doğrulanmıştır  (Thorne ve diğerleri, 2002).  En yaygın olarak kullanılan kıyı boyu sediment taşınımı modellerinden birisi US Army Corps of Engineers  tarafından geliştirilen GENESIS (Generalized Model for Simulating Shoreline Change)  dir (Hanson ve  Kraus, 1991). Diğer kıyı boyu sediment taşınımı modellerinden bazıları Dean ve Dalrymple (2001) tarafından sunulmuştur.

GENESIS ( Kıyı Çizgisi Değişikliği Benzeşimi için Genelleştirilmiş Sayısal Model ), kıyı çizgisi boyunca dalga etkenli sediment taşınımının  (kıyı boyu sedimenet - kıyı boyu kum taşınımı) ve bunun sonucu olarak kıyı çizgisindeki uzun süreli değişimin benzeşimi için geliştirilmiş bir programdır.

GENESIS;  kıyı çizgisinin, kıyıya paralel yada dik kıyı yapıları, kıyı dolgusu ve kıyı beslemesi etkisiyle değişimini benzeştirmektedir. Modellenmek istenen kıyı çizgisi üzerinde mahmuz, dalga kıran ve kıyı duvarı istenilen şekilde yerleştirilebilmektedir.

Genesis’in Kapasitesi  ve Sınırları

GENESIS modeli çeşitli kıyı yapılarının etkileşimindeki bir kıyının değişen dalga parametreleri etkisiyle değişimini benzeştirmek amacıyla geliştirilmiştir.     GENESIS’in bir çok uygulamasında, açık deniz dalgakıranı, mahmuz, kıyı şeridinin belli bir kısmındaki kumların yenilenmesi ve doğal düzensizliklere karşı kıyı çizgisi değişiminin belirlenmesi istenmektedir. GENESIS ve benzer modeller uzun dönemde en iyi kıyı çizgisi tepkisini belirlemeyi hedeflerler.

GENESIS Modeli, aşağıda belirtilen durumlarda kıyı çizgisi değişiminin benzeştirilmesinde uygulanamaz,

a- Kumsalın iç kısımlardan kaynaklanan değişimi veya gelgit akıntısıyla kum

     taşınımı,

b-  Rüzgar etkenli akıntılarla kum taşınımı ve kıyı değişikliği,

c-  Fırtına kabarması etkenli  kıyı erozyonu,

d-  Aşınmış yapılarının etkileri.

Kapasitesi

1-) Mahmuzlar, dalgakıranlar, kıyı dolgusu ve kıyı duvarlarının isteğe bağlı sayıları ve kombinasyonları incelenebilir.

2-) T veY  şekilli bileşik mahmuz yapılarının etkileri incelenebilir.

3-) Mahmuzların çevresinden dolaşan ve mahmuzlardan geçen kum dikkate alınır.

4-) Açık deniz dalga girdilerinin  isteğe bağlı dalga yükseklikleri, dalga dönemleri ve

      yönleri incelenebilir.

Sınırlamaları

a-) Yapılardan dalga yansıması ihmal edilmektedir.

b-) Tombolo  gelişmesine  izin  verilmemektedir. (Kıyı çizgisi açık deniz dalgakıranı ile temas edemez).

c-)  Gelgit etkisiyle su düzeyi değişimi ihmal edilmektedir.

 

GENESIS Modelinde yer alan alt modeller; dalga transformasyonu, dalgalar ile yapılar arasındaki etkileşim, sediment taşınımı ve kıyı çizgisi değişikliği modelleridir. Belirlenen kıyı ve yapı konfigürasyonları için uzun dönemde kıyı değişikliğinin benzeşimine bağlı olarak GENESIS, kıyı korumada karşılaşılan sorunlar ve bunların çözümlerinin geliştirilmesi ve alternatif tasarımların değerlendirilmesi için önemli bir araçtır.

GENESİS  Modelinin bütün uygulamalarında aşağıdaki bilgilerin sağlanması zorunludur :

a-)  Benzeşimi başlatmak için kıyı çizgisinin ilk konumu,

b-)  Dalga verisi ( Derin deniz dalga yüksekliği, dalga dönemi ve dalga geliş açısı ),

c-)  Su derinlikleri ve kum tanelerinin büyüklüğü,

d-)  Yapı ve kıyı dolgu konfigürasyonu,

e-)  Sınır şartları (modellenecek kıyı çizgisinin  sağ ve sol sınırları).

Girdi ve çıktı veri akışının hazırlanması ve analizi GENESIS Modelindeki benzeşim süresinin (CPU) önemli bir bölümünü kapsamaktadır.

Genesis’in Dosya Yapısı

GENESIS Modelini çalıştırmak için ihtiyaç duyulan veri akışının hazırlığı ve  benzeşim sonuçlarının yorumu, projenin kavramlaştırılma sürecinin temelini oluşturmaktadır. Kıyı çizgisi modellemesinin başarı derecesi, büyük ölçüde girdilerin hazırlanmasına ve analizine bağlıdır.

 

Şekil 1. Genesis Modeli girdi ve çıktı dosyaları

Girdi Dosyaları

GENESIS’ i çalıştırmak için Şekil 1’de kalın çizgilerle çerçevelenmiş olan START, SHORL, SHORM ve WAVES adlı dört adet girdi dosyası gereklidir. Bu dosyalar kıyı profili, dalga verileri, sediment dane çapı vb. bilgileri uygun biçimde içermektedir. SEAWL, DEPTH ve NSWAV adlı dosyalar ise proje ve START dosyaları tarafından istendiği takdirde veri içerirler.

Çıktı Dosyaları

SETUP dosyası benzeşim süresinde, GENESIS Modeli tarafından belirlenen hata ve uyarı mesajlarını içerir. OUTPT dosyası, kıyı çizgisinin hesaplanmış en son konumunu, kıyı boyunca kıyı akıntılarının net ve brüt kum taşıma oranlarını ve benzeşimin temel sonuçlarını, SHORC dosyası ise benzeşimin son zaman aşamasında hesaplanan kıyı çizgisi konumlarını içerir.

Kıyı Çizgisi Değişimi Modellemesinin Temel Varsayımları

Kıyı çizgisi değişim modellemesi varsayımları aşağıda verilenleri içermektedir:

a-)  Kıyı yapıları sabittir.

b-)  Sınır koşulları sabittir.

c-)  Kum kırılan dalgalar ile kıyı boyunca taşınır.

d-)  Kıyı çizgisi değişimi uzun dönemde belirlenmektedir.

Örnek Genesis Modeli














Kaynak:
 

Ülger, M. (2006), “Kıyı Boyu Sediment Taşınımının Modellenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gazi Üniversitesi.