This article presents a three-dimensional CFD model and OpenCV code by comparing the flow over the spillway with the experimental data for use in spillway studies. A 1/200-scale experimental model of a real dam spillway was created according to Froude similarity. In the experimental studies, velocity and water depth were measured in four different sections determined in the spillway model. A three-dimensional ANSYS Fluent model of the spillway was created and the simulations of the flows occurring during the flood were obtained. In the numerical model, the two-phase VOF model and k-epsilon turbulence model are used. As a result of the numerical analysis, velocity, depth, pressure, and cavitation index values were examined. The velocity and depth values obtained with models were compared and a good agreement was found between the results. In addition, in this study, a different technique based on image processing is developed to calculate water velocity and depth. A floating object was placed in the spillway channel during the experiment and the movement of the object on the water was recorded with cameras placed at different angles. By using the object tracking method, which is an image processing technique, the position of the floating object was determined in each video frame in the video recordings. Based on this position, the velocity of the floating object and its perpendicular distance to the bottom of the channel was determined. Thus, an OpenCV-Python code has been developed that determines the velocity and water depth of the floating object depending on its position. The floating object velocity values obtained by the algorithm were compared with the velocity values measured during the experimental model, and new velocity correction coefficients were obtained for the chute spillways.

Regulation structures such as submerged vane are needed to reduce and eliminate environmental damage due to increased flooding in rivers. In particular, scours on the outer bank due to increased flow velocities cause the river bed to change and deteriorate. In this study, the effect on flow velocities was investigated experimentally by using 3-array submerged vane structures in areas close to the outer bank. The experimental vane results were performed in the open channel setup. The Computational Fluid Dynamics (CFD) results obtained with the numerical model were also verified and compared with experimental results. It has been observed that the CFD model gives results close to the real experimental results. The standard-based k-ε model was used as the turbulence model. In the outer meander, the 3-array submerged vane with a 3-vane structure was found to affect the flow velocity by 16–27% in the region behind the vane. The flow velocities were investigated along with depth using the CFD and found that the mean velocity was reduced by 14–21% along the depth. It is also recommended that submerged vane structures can be applied as an effective method in reducing flow velocities and directing flows.

Açık kanallarda kanal boyunca akışın hızlanmasını sınırlamak ve su yapıları etrafındaki kuvvetleri azaltmaya yardımcı olmak için genellikle kapak veya savaklardan yalnız biri regülasyon amacıyla kullanılmaktadır. Savak kapakları yalnız kullanıldığında, kuyruk suyu derinliğine ve kapak açıklığına bağlı olarak serbest veya batmış akış koşulları meydana gelebilir ve mansapta hidrolik sıçrama oluşabilir. Bu durumda, kapağın mansabındaki yüksek akış hızı ve hidrolik enerji nedeniyle bu bölgedeki batık veya yarı batık yapıların zarar görmesi olasıdır. Kapak ve savakların beraber kullanımı, hem nehir tabanının stabilitesinin korunması hem de en kesit boyunca uzanan batık borular ve iletim hatları gibi yapılara zarar gelmemesi için tercih edilebilir. Bu çalışmada savak kapağı ile değişen en kesitli savaklar birlikte kullanıldığında kanalın ve kanal en kesiti doğrultusunda uzanan boru hattı etrafındaki akış özelliklerinin değişimi araştırılmıştır. Deneysel akış hızı ve su seviyeleri farklı debiler için ölçülmüştür. Bu ölçümler, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımının sınır koşullarını belirlemek ve HAD ile elde edilen akış özelliği değerlerini doğrulamak için kullanılmıştır. Doğrulamanın ardından HAD yazılımı ile deneysel olarak ölçülemeyen noktaların hız, basınç ve özgül hidrolik enerji değerleri de elde edilmiştir. Hem deneysel hem de sayısal analizler sonucunda, kapak ve savak yapılarının birlikte kullanılmasıyla hidrolik enerjinin önemli ölçüde azaltılabileceği görülmüştür. Yüksek debilerde savak geometrisinin enerji kaybı üzerindeki etkisi açıkça görülmektedir. İki yapının birlikte kullanılmasıyla hem açık kanallardaki su derinliği istenilen seviyede tutulacak hem de su altı yapılarına etki eden su kuvvetleri nedeniyle olası hasarların önüne geçilecektir.

Because of the increasing negative effects of drought on sectors such as water resources, the economy and agriculture, there is a strong need to study drought and its projections. Given the importance of studying different scenarios regarding drought and climate change, this study presents an integrated modelling framework to generate future drought projections for the Western Black Sea Basin, Türkiye, under four Shared Socioeconomic Pathway (SSP) scenarios derived from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6). Monthly precipitation data from seven General Circulation Models—ACCESS-CM2, CanESM5, CNRM-CM6-1, IPSL-CM6A-LR, MIROC6, MPI-ESM1-2-LR and MRI-ESM2-0—were statistically downscaled to 31 meteorological observation stations using a Multivariate Adaptive Regression Splines (MARS) approach, trained over the 1979–2014 period. Precipitation records from all 32 available meteorological stations were quality-controlled, and the 31 stations with continuous temperature records were retained for the full analysis, so that both indices could be computed at the same locations. Systematic biases in the downscaled outputs were subsequently corrected using the Quantile Delta Mapping (QDM) method, an essential step that simultaneously reduces distributional errors and preserves the future climate change signal. Both the Standardized Precipitation Index (SPI) and the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) were computed at 3-, 6- and 12-month scales, with distribution parameters estimated once over the 1979–2014 window of the bias-corrected model series and held fixed for 2015–2100 so that baseline and future statistics remain comparable. The two indices yield markedly different projections. Although the number of drought events falls, the share of months below the moderate-drought threshold at the 12-month scale rises from 16.5% in the baseline to 47.0% by 2061–2100 under SSP5-8.5 for the SPI and to 88.4% for the SPEI. All 217 station–GCM combinations show the SPEI as the drier index in every scenario and period. The reason is the temperature term: under SSP5-8.5, basin-mean precipitation changes by −20 mm yr⁻¹ by the late century while potential evapotranspiration rises by +192 mm yr⁻¹, so that about 91% of the change in the climatic water balance is attributable to evaporative demand rather than to rainfall. What changes is therefore not how often drought occurs but how long it lasts and how much deficit it accumulates. Projections under SSP1-2.6 indicate substantially less severe drought conditions than those under the higher-emission pathways at every station, although drought exposure still increases relative to the baseline.

Rezervuarlarda su seviyesinin düşük olduğu durumlarda su ile birlikte hava girişi de meydana gelmektedir. Hava girişiyle beraber oluşan çevrinti, su yüzeyinde ve askıda bulunan ince maddelerin suyla beraber boru hatlarına girmesine ve suyu bulandırmasına sebep olmaktadır. Hava girişinin başladığı kritik batıklık (Sc) olarak adlandırılan su ağzı ile su yüzeyi arasındaki mesafe çok sayıda faktöre göre değişmektedir. Su alma ağzının boyutu, şekli, debisi, su alma ağzının yakınındaki engeller bu faktörlerden sadece bazılarıdır. Bu çalışmada dairesel kesitli bir boru ile farklı debilerle kum serili rezervuardan su çekilmesi durumunda oluşan kritik batıklık yükseklikleri belirlenmiştir. Kritik batıklık yüksekliğinin hemen üzerinde ve kritik batıklık yüksekliğinde suyun bulanıklık değerleri ölçülerek kritik batıklık ve debinin bulanıklık üzerine etkileri araştırılmıştır. Froude sayısı ve debi değerlerinden boyutsuz kritik batıklık/su alma borusu çapı oranının (Sc/D) belirlenmesine yönelik regresyon denklemleri kurulmuş ve denklemlerin anlamlılıkları test edilmiştir. Ayrıca bulanıklık değerlerinin belirlenmesine yönelik denklemler oluşturulmuştur. Oluşturulan denklemler istatistiksel olarak bulanıklığın, debi ve Sc/D değerleri kullanılarak yaklaşık olarak belirlenebileceğini göstermiştir. Su alma ağızlarının kanal tabanına yakın olmasının bulanıklığı önemli ölçüde artırdığı görülmüştür. Hava girişi ile beraber bulanıklığın %700-800 kadar arttığı durumlar olmaktadır. Su alma ağızlarının kritik batıklık yüksekliği dikkate alınarak tasarlanması, su kalitesinin korunması bakımından da oldukça önemlidir.