BAĞLAMALAR

1.GENEL BİLGİLER

1.1. Tanımlar

Kabartma yapıları, bir akarsu yatağı veya vadisinde suyu biriktirmek, belirli bir

seviyeye yükseltmek, belirli bir seviyede tutmak, başka bir yönde çevirmek gibi çok farklı

amaçlara yönelik olarak planlanan sabit veya hareketli kısımları olan yapılardır. Bir kabartma

yapısının memba bölgesindeki su derinliğine kabarma yüksekliği, memba ve mansap su

seviyeleri arasındaki farka düşüm yüksekliği denir.

Kabartma yapıları memba ve mansap su seviyelerinin karşılıklı durumları göz önüne

alındığında baraj, bağlama ve taban eşiği olmak üzere üç gruba ayrılır.

Barajlar yatağından başka tüm vadiyi kapatan ve akarsuyun rejimini etkileyen

yapılardır. Barajlarda suyun mansaba aktarılması için özel yapılara (dip savak, dolu savak,

işletme tesisleri, ... gibi)ihtiyaç vardır. Akarsuyun ancak belirli yerlerinde baraj yapılabilir.

Bağlamalar, genel olarak yalnız akarsuyun yatağını kapatan, suyu biriktirmekten çok,

su seviyesini belirli bir kota kadar yükselten, suyu belirli bir yöne çeviren, istenilen seviyeden

arzu edilen miktarda su almayı sağlayan yapılardır. Bağlamalara savak, regülatör veya daha

geniş anlamda yardımcı yapıları ile birlikte çevirme yapıları da denir.

Taban eşikleri, yapı tepesi ve gövdesi sürekli olarak mansap su seviyesinin altında

kalan yapılardır. Bu durumda batmış bir akım meydana gelir.

1.2. Baraj ile Bağlamanın karşılaştırılması

Baraj ile bağlama karşılaştırıldığında benzer özellikleri bulunması yanında aralarında

önemli bazı farklılıklar da görülür. Bunların başlıcaları:

1. Baraj akarsu yatağından başka tüm vadiyi, bağlama ise genellikle yalnız akarsu

yatağını kapatır.

2. Baraj yapılış amacı ne olursa olsun suyu biriktirmek, bağlama ise suyu

biriktirmekten çok, su seviyesini belirli bir kota kadar yükseltmek için yapılır. Bir kabartma

yapısının hazne hacmi yıllık toplam akımın %20 sinden daha büyük olması durumunda, yapı

baraj olarak isimlendirilir.

3. Baraj, suyu depo ettiğinden akarsuyun akım rejimini düzenleyici bir etki yapar ve

kurak mevsimlerde minimum debiden daha büyük bir debi sağlayabilir. Bağlamanın akım

rejimini düzenleyici etkisi ise çok sınırlıdır ve kurak mevsimlerde minimum debiden daha

büyük bir debi alınması mümkün değildir.

1

4. Baraj sabit bir yapıdır. Baraj tepe kotu daima en yüksek hazne su seviyesinin

üzerinde planlanır. Bağlamalar ise bağlama gövdesi üzerinden su aşacak şekilde sabit veya

hareketli olabilir.

5. Baraj akarsuyun memba bölgelerinde ve bazen orta kesiminde belirli yerlerde

yapılabilir. Bağlama ise akarsuyun mansap bölgesi de dahil genellikle her yerinde inşa

edilebilir.

6. Barajların yıkılması durumunda haznede toplanan sular büyük mal can kaybına

sebep olur. Bağlama gerisinde toplanan su daha az olduğundan, yıkılmaları durumunda

barajlara göre daha az hasar meydana gelir. Bunun sonucu olarak baraj proje ve inşaatlarında

bağlamalara göre daha katı şartnameler ve kurallar geçerlidir.

7. Baraj gövdesi mansap tarafından topuk uç noktasında bitmesine karşılık

bağlamadan geçen suların yapıya ve akarsu yatağına zarar vermemesi için bağlama mansaba

doğru bir düşüm yatağı ile devam eder.

8. Barajların boyutlandırılmasında statik etkiler daha önemlidir. Bağlamalarda ise

statik etkiler yanında dinamik etkilerde önemlidir.

9. Sabit bağlamalarda üstlerinden su aktığından gövde profili hidrolik koşullara uygun

olarak şekillendirilir. Barajlarda ise statik yönden en uygun kesit seçilir.

10. Barajlarda bağlamalara göre kabartma yüksekliği daha büyük olduğundan çevre

etkileri daha fazladır.

1.3. Bağlamaların Yapılış Amaçları

Bağlamalar, sulama, içme suyu temini,enerji üretimi, taşkın kontrolü, akarsu

taşımacılığı, kirlilik kontrolü, gezinti ve dinlenme yeri temini amaçları için yapılabilirler.

Bağlamaların yapımı ile aşağıdaki hususların biri veya birkaçı sağlanarak istenen amaca

ulaşılır.

1. Memba bölgesindeki suyu belirli bir seviyeye kadar kabartarak istenilen seviyeden

su almasını sağlamak,

2. Su alma ağzının önündeki su seviyesi değişimlerini azaltmak,

3. Suyu kabartarak düşüm yüksekliği elde etmek,

4. Su iletim kanalının boyunu kısaltmak,

5. Akarsu yatağındaki kıyı ve taban erozyonunu önlemek ve ilgili yapıları oyulmalara

karşı korumak için akış hızını düşürmek,

2

6. Ulaşım yapılan akarsularda özellikle minimum debilerde gerekli su derinliği

sağlamak,

7. Yer altı su seviyesini yükseltmek,

8. Sürüntü maddesini ve sınırlı ölçüde de olsa askı maddesini geri tutmak,

9. Akarsuyun biyolojik olarak kendi kendisini temizlemesine yardımcı olmak,

10. Suyun kabartılmasında sınırlıda olsa daima bir depolama söz konusu olduğundan,

akışları düzenlemek gibi amaçlardan biri veya birkaçına hizmet etmek için yapılırlar.

1.4. Bağlamaların Çevreye Etkileri

Her bağlama yapılış amacına uygun tesislerle birlikte düşünülmeli ve ekonomik

yönden ayrı ayrı değerlendirilmelidir. Ayrıca su haklarını, mevcut tesisleri ve bölgedeki su

kaynaklarını biyolojik ve diğer yönlerden ne ölçüde etkilediği, sürüntü maddesi ve buz

geçişlerini ne ölçüde engellediği incelenmelidir. Tesisin yapımı veya işletilmesi sonucu ortaya

çıkabilecek katı madde ve kokuşmuş çamur birikmesi, buz yığılması gibi zararlı etkiler

önlenmeli, en azından azaltılmalıdır. Kabartmanın yer altı suyuna ve pınarlara etkisi

araştırılmalıdır.

Bağlama yapımından sonra akarsuyun mansap bölgesindeki akım şartlarında önemli

değişmeler meydana gelebilir. Bağlama üzerinden mansaba geçen sular taşıdıkları katı

maddelerin büyük bir kısmını kabartma bölgesinde bıraktıklarından mansap bölgesinde taban

ve kıyı aşınmaları meydana gelir ve sonuçta su seviyesi düşer. Bu durum ise mansap

bölgesindeki yer altı su seviyesini etkiler.

1.5. Bağlamaların sınıflandırılması

Bağlamalar değişik yönlerden aşağıda olduğu gibi sınıflandırılır.

a) Proje taşkın debisinin büyüklüğüne göre:

1. Büyük bağlama : Q100>500 m3/s,

2. Orta büyüklükte bağlama : 100<Q100<500 m3/s,

3. Küçük bağlama : Q100<100 m3/s.

Burada Q100, 100 yılda gelen taşkın debisidir.

b) Yapı ve İşletme Özelliklerine Göre:

1. Dolu Gövdeli Bağlamalar:

Kabartmanın dolu gövde ile sağlandığı ve tepe noktası sabit bağlamalardır. Bu tip

yapılar sabit bağlamalar ve sifonlar olmak üzere ikiye ayrılır.

3

2. Hareketli Bağlamalar:

Kabartma ayaklar arasındaki kapaklar aracılığı ile sağlanır. Debi değişimlerinde

kabartma seviyesi kapaklar ile daha hassas olarak ayarlanabilir.

3. Karma Bağlamalar:

Sabit ve hareketli bağlamanın bir arada uygulanmasıdır. Özellikle taşkın esnasındaki

büyük kabarma seviyelerini önlemek için bu tür bir bağlama planlanır.

c) Su Geçirme Özelliğine Göre

1. Geçirimsiz Bağlama:

Taş, beton, betonarme, çelik ve ahşap gibi geçirimsiz malzemeden veya bunların

karışımdan yapılmış sabit veya hareketli bağlamadır (ahşap bağlama, kargir bağlama, çelik

kapaklı bağlama, ...gibi).

2. Geçirimli Bağlama:

Kaya, taş, ahşap, çalı, demet gibi malzemelerin gevşek bir şekilde düzenlenmesi ile

oluşturulan ve tam olarak su tutması söz konusu olmayan bir bağlamadır (Kaya dolgu

bağlama, kafes bağlama, ...gibi).

3. Yarı Geçirimli Bağlama:

Kazıkların yan yana çakılmasıyla oluşturulan kazık bağlamada olduğu gibi istenilen

belirli bir kabartma seviyesini sağlamak amacıyla planlanır.

1.6. Planlama Esasları

Bağlamaların planlanması, hidroloji, hidrolik, geoteknik, statik, su yapıları, inşaat,

işletme, makine tekniği, ekonomi,....ile ilgili hususlar göz önüne alınarak yapılır. Ayrıca

bağlamanın planlandığı bölgedeki doğa şartları ile de uyum sağlamasına dikkat edilir.

Bağlama projelerinin hazırlanmasında, topografya, hidroloji, hidrolik ve mukavemet

ile ilgili olmak üzere dört aşamalı bir çalışma yapılır. Bu aşamalarda yapılacak başlıca

çalışmalar aşağıda özetlenmiştir.

Topografya ilgili çalışmalar:

Yatak kesitleri çıkarılır, ortalama eğim, taşkın yatağı genişliği, ... hesaplanır.

Hidroloji ile ilgili çalışmalar:

Seviye ve debi gidiş ve süreklilik çizgileri, minimum ve ortalama debiler, tekerrür

aralıkları 5, 10, 100, 250 ve 500 yıl olan taşkınlar,katı madde debileri,... belirlenir.

Hidrolik çalışmalar:

4

Anahtar eğrisi, bağlama kapasitesi, kabarma eğrisi ve taşkın su seviyeleri hesaplanır.

Düşüm yatağı, su alma ağzı, çakıl geçidi ve çökeltim havuzu ile ilgili hidrolik hesaplar yapılır.

Sabit bağlamalarda hidrolik profil belirlenir.

Mukavemet hesapları:

Temel tipi ve boyutları, bağlamanın boyutları, bağlama altından sızma, düşüm yatağı

kalınlığı belirlenir. Kapakların, kenar ve orta ayakların statik hesapları yapılır ve inşaatına

esas teşkil edecek projeler hazırlanır.

1.7.Bağlama Yeri Seçimi:

1. Yapılış Amacı:

Yer seçiminde birinci derecede etkilidir. Örnek olarak sulama suyu temin amacıyla

planlanan bir bağlamanın yerini ve kabartma kotunu sulama bölgesinin konumu ve

topografyası belirler. Aynı şekilde akarsu düzenlenmesi amacıyla planlanan bir bağlama

ancak akarsuyun belirli bir bölümünde yapılırsa etkili olur.

2. Topografya:

Arazinin çok düz ve alçak olduğu akarsu kesimleri, kuşaklama seddelerinin yapımı

zorunlu olduğundan, bağlama yeri olarak tercih edilmezler. Bir iletim kanalına su alınması

durumunda, su alma yapısı için yeterli yer bulunan, fazla kazı gerektirmeyen ve su alma ağzı

dış kıvrıma gelen bağlama yerleri tercih edilir. Böylece su alma ağzındaki şartlar dolaylı

olarak bağlama yeri seçimine etki etmektedir.

3. Akarsu Yatağı:

Çok dar yataklı akarsu kesimlerinde yapı hacmi küçük olmasına rağmen suyun

kabarma etkisi fazla olduğundan yapım, işletme ve bakım masrafları genellikle fazla olur. Bu

nedenle geniş ve kararlı bir yatağı olan akarsu kesimleri tercih edilir.

4. Zemin Durumu:

Akarsu yatağındaki zemin şartları bağlama maliyetini etkileyen en önemli

faktörlerden biri olduğundan yer seçiminde önemli bir kriterdir.

5. Katı Madde ve Buz:

Katı maddelerin ve buzun bağlamadan mansaba geçişini kolaylaştırmak için bağlama

yeri olarak mümkün olduğu kadar düz veya en azından yatağı düzenli akarsu kesimleri

5

seçilmelidir. Akarsudaki katı madde taşınımının türü ve miktarı bağlamanın yerini, tipini ve

işletme esaslarını belirleyen önemli kriterdir.

6. Derivasyon:

Bağlama yeri seçiminde inşaat esnasındaki derivasyon da bazı durumlarda etkili olur.

1.8. Kabartma Kotunun Belirlenmesi

Her bağlama memba tarafında su seviyesinin yükselmesine sebep olur. Bağlamadan

memba yönüne gidildikçe kabarma yüksekliği azalır ve teorik olarak sonsuzda sıfır olur.

Kabarma su seviyesi ile kabarmadan önceki su seviyesi arasındaki fark 2 cm veya bağlama

yapımından sonraki ve önceki su derinlikleri oranı 1.01 olduğu noktada kabarma etkisinin son

bulduğu kabul edilir. Bu noktaya bağlamanın “kabarma sınırı”,bağlama ile bu nokta

arasındaki mesafeye de “kabarma uzunluğu” denir. Kabarma uzunluğu, bağlama yüksekliği,

akarsuyun eğimi ve o andaki yataktan geçen su miktarına bağlı olarak seçilir.

Bir bağlamada kabartma kotu, kabarma bölgesinin su altında kalma durumu, memba

bölgesindeki yer altı ve yüzeysel su seviyelerinin müsaade edilen mevsimlik en yüksek

değerleri, temel şartları, enerji kırıcıların maliyetleri gibi hususlar dikkate alınarak seçilir.

Özellikle tarım değeri yüksek araziler, kabarma bölgesindeki meskun yerler, bölgenin drenaj

durumu, su temini ve atık su şebekeleri ve bölgedeki mevcut su hakları göz önünde

bulundurularak ve herkese hizmet eden hedefler ön plana alınarak seçim yapılmalıdır.

Bağlamanın memba tarafındaki su seviyesini belirleyen kabartma kotu, iletim kanalı

sonundaki su yüzü kotuna kanaldaki sürekli ve yersel yük kayıplarını ve su alma yerindeki

tüm yersel kayıpları eklemek sureti ile bulunur. Akarsu boyunca kademeli olarak birbirini

takip eden bağlamalar öngörülmesi durumunda, inşaat ve işletme masraflarını azaltmak için

kabartma yüksekliğini mümkün olduğu kadar büyük tutmak gereklidir.

Su alma amaçlı bağlamalarda minimum kabarma yüksekliği çökeltim havuzundaki su

derinliği (h=1,5-4,0m) esas alınarak belirlenmelidir. Ayrıca çökeltim havuzunun sonundaki

yıkama kanalı genellikle bağlamanın mansabında akarsuya bağlandığından belirli bir yıkama

hızı sağlayabilmek için bağlamanın belirli bir yükseklikte planlanması zorunludur.

Alçak bağlamalar katı madde birikmesi sonucu kısa sürede dolarak etkisini

yitireceğinden uygun değildir.

6

Kabarma seddeleri ile tarım değeri yüksek araziler korunabilir. Bu arada kabarma

bölgesine katı madde birikimi sonucu kabarma kotunun zamanla yükseleceğine dikkat

edilmelidir. Mevsimlik belirlenen kabarma seviyeleri hiçbir şekilde aşılmamalıdır.

Kabarma bölgesinde değişik debilerde oluşacak su seviyeleri kabarma eğrisi hesapları

ile belirlenmelidir.

1.9. Bağlama Temelleri

bağlama yerindeki temel zeminleri,

1) Kaya,

2) Kum-Çakıl,

3) Kil ve Çamur,

olmak üzere gruplandırılabilir.

Kaya, bağlama yapıları için en uygun ve ucuz temel zeminidir. Bununla beraber

bağlamalar çoğunlukla kum-çakıl zeminler üzerinde inşa edilmiştir. Kum-çakıl tabakasının

yeterli kalınlıkta olması durumunda yüklerin zemine aktarılması ve yapının stabilitesi

yönünden bir sorunla karşılaşılmaz. Geçirgenliğin büyük olması halinde ise alttan sızma

sonucu önemli sorunlar ile karşılaşılır. Bu durumda sızma boyunu arttırmak için özel önlemler

gereklidir. Kil ve çamur üzerinde planlanan bağlama temelleri en pahalı ve güç olanlarıdır.

Killi zeminler, şişme, büzülme özellikleri ve boşluk suyu basıncı göz önünde bulundurulmak

ve takviye edilmek suretiyle bağlama temeli olarak kullanılabilir. Zeminin çamur olması

durumunda bunun kaldırılarak yerine taşıma gücü yüksek zemin doldurulması genellikle

kaçınılmaz olur.

Bağlama temelleri zemin şartlarına bağlı olarak normal ve kesonlu temeller olarak

ikiye ayrılır. Normal temellerde adi, takviyeli, palplanşlı ve kazıklı temeller olmak üzere dört

grupta incelenir. Kesonlu temeller, normal temel tiplerinin hiçbirinin ekonomik olarak

uygulanamadığı durumlarda seçilir.

1.10. Bağlama Tipinin Seçimi

Bir akarsuda planlanan bağlamanın tipine bağlama yerindeki topoğrafik ve geoteknik

şartlar, yapının planı, yüksekliği, boyutları ve yapılış amacı, akarsuyun akış rejimi ve katı

7

madde debisi, taşkın durumu, tesisin işletme debisi, memba ve mansap bölgesinde oturanların

istekleri gibi bir çok hususlar incelenerek karar verilir. Bunlardan bazıları aşağıda

açıklanmıştır.

1. Bağlama Yerinin topoğrafyası:

Düz ve ovalık bölge akarsularında sabit bağlama planlanması durumunda taşkın

sularının geçişinde kabarma fazla olacağından tarım arazisi, ulaşım yolları ve meskun yerlerin

bodrum katları su altında kalabilir. Bu gibi yerlerde hareketli bağlama seçilerek kabartma kotu

bir ölçüde sabit tutulabilir.

Dağlık bölge akarsularında ve dik yamaçlı vadilerde sabit veya hareketli bağlama aynı

derecede seçilebileceğinden tip seçimine diğer faktörlere bakılarak karar verilir. Genellikle bu

gibi durumlarda sabit bağlama daha ekonomiktir. Ayrıca geniş vadilerde sabit, dar vadilerde

hareketli bağlama planlamak taşkın debisinin geçişi bakımından uygun olur.

2. Katı Madde Debisi:

Fazla miktarda katı madde taşınan akarsularda sabit bağlamanın memba tarafı kısa

zamanda dolar ve su alma ağzından fazla miktarda sürüntü maddesi girer. Hareketli

bağlamalarda, özellikle taşkın esnasında kapaklar açılarak memba tarafında biriken katı

maddelerin yıkanması ve sabit bağlama için söylenen sakıncaların giderilmesi mümkün olur.

Bu nedenle katı madde taşınımı fazla olan akarsularda hareketli bağlama seçimi uygun olur.

3. Minimum ve Maksimum Debiler:

Sabit bağlamalarda tepe kotu, ihtiyaç debisinin minimum debilerde de emniyetli bir

şekilde alınabilmesi için Qmin=Qmin-Qa debisi bağlama üzerinden geçecek şekilde belirlenir. Bu

nedenle maksimum ve minimum debi arasındaki farkın çok büyük olması durumunda sabit

bağlamalarda taşkın esnasında kabarma seviyesi çok artacağından hareketli bağlama seçimi

uygun olur.

4. Bağlama Yerindeki Zemin Durumu:

Bağlama ve temel tipi birbiri ile yakından ilgilidir. Sabit bağlamalar kumlu-çakıllı

zeminler üzerinde başarı ile uygulanmıştır. Hareketli bağlamalarda yalnız orta ayakların

taşıma gücü yüksek zeminler üzerinde oturması yeterli olduğundan derin temel isteyen

yerlerde hareketli bağlama yapımı daha uygun olur.

5. İşletme ve Bakım Masrafları:

Hareketli bağlamalar kapakların açılması için ek enerjiye ihtiyaç gösteren, işletme ve

bakım masrafları daha büyük olan yapılardır. Sabit bağlamalarda işletme ve bakım masrafları

daha azdır.

8

6. Maliyetlerin Karşılaştırılması:

Yukarıda belirtilen hususlar tek tek incelenerek birbiriyle karşılaştırılır. Herbir

bağlama tipinin üstünlük ve sakıncaları belirlenir ve maliyetleri hesaplanarak inşa edilecek en

uygun bağlama tipine karar verilir.

Su ihtiyacının karşılanması için bir haznenin gerekmediği, baraj yapımının ekonomik

olmadığı veya mahzurlarının bulunduğu hallerde su doğrudan akarsu yatağından alınır.

Akarsulardan su almada iki önemli şartın yerine getirilmesi gerekir.

I ) Temini karşılaştırılan debinin, akımların imkan verdiği nisbette eksiksiz alınması

II )Alınan suyun mümkün olduğu kadar az katı madde ihtiva etmesi .

Çok çeşitli bağlama tipleri geliştirilmiş olmakla birlikte inşaat ve işletme aşamaları

bakımından bütün tipler üç bölüme ayrılabilir.

a) Sabit bağlamalar,

b) Hareketli bağlamalar,

c) Karma bağlamalar.

2.SABİT BAĞLAMALAR :

Sabit bağlama esas itibarı ile suyun önünü kesen, arkasında kabaracak suyun ve

yığılacak katı maddelerin basıncına karşı dayanıklı ve hidrolik bakımdan uygun kesit şekline

haiz bir duvardır. Su alma ağzı önünde sürüntü maddelerinin yığılması zamanla tıkanmaya

sebep olacağı için, bağlamanın, ağız önüne gelen kısmında kapaklı bir bölüm bırakmak

gerekir. Bu bölüme çakıl geçidi denir. Çakıl geçitleri yüksek akımlarda zaman zaman açılmak

sureti ile ağız önü temizlenir.

2.1Genel Bilgiler:

1.Tanımlar:

Kabartma seviyesi ve suların membadan mansaba geçişi, akarsu yatağını boydan boya

kapatan bir dolu gövde ile sağlanan bağlamalardır. Dolu gövdenin tepe noktası sabittir. Debi

değişimlerinde memba bölgesindeki su seviyesi de büyük ölçüde değişir. Bu nedenle sabit

bağlamalar kabarma seviyesi değişimlerinin zararlı etkileri görülmeyen yerlerde planlanır.

Dolu gövde aynı zamanda taşkın sularının mansaba verilmesinde dolu savak görevini de

9

üstlenir. Sabit bağlamalarda akarsuyun getirdiği katı maddelerin mansaba geçmesine yardımcı

olmak amacıyla su alma ağzının önünde bir de çakıl geçidi öngörülür.

Sabit bağlamalarla ilgili bazı terimler aşağıda verilmiştir.

Su Napı: Sabit bağlama üzerinden geçen su tabakası olup bir alt ve bir üst yüzeyi

vardır.

Savak Yükü: Bağlama üzerinden geçen suyun bağlama tepe kotu ile kabarma kotu

arasındaki yükseklik farkıdır.

Bağlama Tepe Kotu: kabartma kotundan minimum savak yükünü çıkartmak suretiyle

bulunur.

Kabartma Kotu: Bağlama yapımı ile kabartılması istenen suyun minimum kabarma

kotudur.

Maksimum Kabarma Kotu: Bağlama tepe kotuna maksimum savak yükünü eklemek

suretiyle bulunur.

Bağlama Yüksekliği: bağlama tepe kotundan akarsu taban kotunu çıkarmak suretiyle

bulunur. Bazen bağlama yüksekliği = Bağlama tepe kotu – Düşüm yatağı kotu olarak

verilmektedir. Yüksekliğin neye göre verildiği belirtilmelidir.

2. Sabit Bağlamanın Kısımları:

Bir sabit bağlamanın ana elemanları esas bağlama yapısı, su alma yapısı ve özel

yapılardır. Burada bir sabit bağlamanın esas yapısı ile ilgili hususlar verilmiştir.

a. Bağlama Gövdesi:

Akarsu yatağını bir baştan bir başa kapatarak memba su seviyesinin ayarlanmasını

sağlayan yapıdır. Bir kıyıdan diğerine geçişi sağlayan bir servis köprüsü ön görülmesi

durumunda köprü ayakları bağlama gövdesi üzerine oturtulur.

b. Çakıl Geçidi:

Su alma ağzının önünde sürüntü maddesinin yığılmasını önlemek için akarsu yatağının

en alçak seviyesinde (talveg) planlanan kapaklı geçitlerdir. Çakıl geçidi dolu gövdeden

sürüntü maddesini yönlendiren ayırma duvarı (gido duvarı) ile ayrılır.

c. Kenar ayaklar:

Bağlamayı kıyılarla sınırlayan buradaki toprak etkilerini tutan ve servis köprüsüne

mesnet görevi yapan istinat duvarıdır.

d. Düşüm Yatağı:

10

Bağlama üzerinden geçen suyun enerjisini kırarak bağlamaya zarar vermesini ve

akarsu yatağının oyulmasını önlemek için dolu gövdenin devamı şeklinde planlanan koruyucu

tabakadır.

e. Anroşman:

Bağlamanın mansabındaki akarsu yatağındaki oyulmayı önlemek için düşüm

yatağından sonra belirli uzunluktaki taş ve kaya parçaları ile korunan kısımdır.

f. Sızdırmazlık Yapıları:

Saplama duvarı, palplanş, enjeksiyon perdesi, memba örtüsü, ters filtre,... öngörülerek

bağlama altından sızma istenilen seviyeye düşürülür.

g. Diğer Tesisler:

Bağlamanın yapılış amacına bağlı olarak su alma yapısı, enerji santralı, balık geçidi,

gemi geçidi gibi yapılar planlanır.

3. Sabit Bağlamaların Sınıflandırılması:

Sabit bağlamalar çeşitli yönlerden sınıflandırılabilir.

I) Plandaki durumuna göre

a. Düz bağlama

b. Verev bağlama

c. Kırık bağlama

d. Kavisli bağlama

e. Kısmi bağlama

olarak sınıflandırılabilir.

Bağlama kreti (tepesi) akım doğrultusuna yaklaşık veya tam paralel ise yan savak

(yanal bağlama) olarak isimlendirilir.

II) Bağlama Tepe Kotu ve Mansap Su Seviyesinin Karşılıklı Durumlarına Göre,

a. Serbest akımlı,

b. Batmış akımlı bağlamalar

olmak üzere iki gruba ayrılır. Bağlama tepe kotu mansap su seviyesi üzerinde ise serbest

akımlı, altında ve akım mansap su seviyesinin tesiri altında oluşuyorsa batmış akımlı bağlama

olarak tanımlanır.

III) Bağlama Üzerinden Geçen Suyun Nap Alt Yüzeyinin Bağlama Sırt Yüzeyine

Yapışık Olup Olmadığına Göre:

a. Serbest düşümlü bağlamalar,

11

b. Yapışık naplı bağlamalar,

c. Kaskatlı bağlamalar

olmak üzere üç gruba ayrılır.

Serbest düşümlü bağlamalarda su napı bağlamaya yapışmamıştır. Bu tip bağlamalar

kabartma yüksekliğinin, 3-4m olduğu ve temel zemininin sağlam olduğu yerlerde uygulanır.

Ayrıca akarsuyun buzlanma tehlikesinin minimum olması gerekir.

Yapışık naplı bağlamalarda su napı bağlamaya yapışmamıştır. En fazla uygulanan

sabit bağlama tipidir. Bağlama gövdesi hidrolik profil esas alınarak şekillendirilir. Bağlama

üzerinden geçen suyun mansaba en iyi şekilde geçişini sağlamak için bağlamanın mansap

yüzeyinden düşüm yatağına geçişi yuvarlatılır.

Kaskatlı sabit bağlamalarda bağlama gövdesi mansaba doğru basamaklı olarak inşa

edilerek düşü birkaç parçaya bölünür. Böylece bağlama üzerinden geçen suyun yönü birkaç

kere değiştirilerek suyun geçişi esnasındaki çarpma kayıpları ile kinetik ve potansiyel

enerjinin büyük bölümü ısı enerjisine dönüşürtürülür.

Kapaklı sabit bağlamalarda dolu gövde tepesinde kapaklar öngörülür.

4. Sabit Bağlamaların Hesap Esasları:

I)Bağlama yüksekliğinin tesbiti

II)Bağlama genişliğinin tayini

III) Bağlama profilinin (kesit biçiminin) belirlenmesi

IV)Çakıl geçidi projelendirilmesi olmak üzere dört bölümde ele alınabilir.

Su alma ağzından istenen miktardan debinin girmesi için bağlama gerisinde suyun

belirli bir seviyenin altına düşmemesi gerekir. Bu seviyeye bağlamanın kabartma seviyesi

denir. Kabartma kotunu suyun götürüleceği yerin kotu, su alma ve isale yapılarında meydana

gelecek yük kayıpları tayin eder. Dolayısıyla

Kabartma kotu = Suyun varış yeri kotu + isale tesislerinde yük kayıpları +

Su almada yük kayıpları

olmalıdır.

En gayrı müsait durumda su alabilmek için, bağlamanın minimum akımda gerekli

kabartma kotunu hasıl etmesi, dolayısı ile de bağlama tepe kotunun kabartma kotundan

minimum nap yüksekliği kadar aşağıda yapılması gerekir.

5. Bağlama Tepe Kotu ve Uzunluğunun Belirlenmesi:

12

Kabartrma kotu belirlenen bir bağlamadan ihtiyaç debisinin iletim kanalına

alınmasında kritik durum minimum debilerde meydana gelir. Bu nedenle bağlama tepe

kotunun belirlenmesinde aşağıda olduğu gibi hareket edilir.

1. Durum:

Qmin-Qa=Q/min>0

Bu durumda bağlama üzerinden Q/min büyüklüğünde debi geçtiğinde oluşacak savak

yükü hesaplanır. Bağlama tepe kotu, kabartma kotundan savak yükü çıkartılarak bulunur.

Hesaplarda çakıl geçidi kapasitesi göz önüne alınmaz.

2. Durum:

Qmin-Qa< O

Bu durumda bağlama üzerinden su aşmayacağından bağlama tepe kotu, kabartma kotu

alınır veya ona 0,1 m gibi bir emniyet payı (dalga tesiri) eklenerek bulunur.

Bağlama gövdesi, tesisin en pahalı kısmını oluşturduğundan boyunun mümkün olduğu

kadar kısa tutulması istenir. Bu ise ancak savak yükünü arttırmak veya savak akım katsayısını

büyütmek suretiyle mümkün olur. Savak yükünün büyük seçilmesi durumunda bağlama

üzerinden geçen debinin enerjisi de büyük olacağından bağlama mansabındaki oyulmalar ve

taban su basıncı artacağından birim genişlikten geçen debinin, düşüm yatağındaki maksimum

hızlar 15m/sn’ yi geçmeyecek şekilde belirlenmesi uygun olur.

Sabit bağlama uzunluğu çok kaba bir yaklaşım olarak birim genişlikten geçen debi

q=5m3/s.m olacak şekilde belirlenebilir. Büyük taşkın debisi olan akarsularda bu değer esas

alındığında sabit bağlama değeri çok büyük çıkacağından özellikle baraj dolu savaklarında

20-30 m3/s.m gibi çok büyük birim debilere müsaade etmek zorunda kalınır. Bu durumda

aşağıdaki çözümler uygulanır.

I)Uygun zemin şartlarında taşkın esnasında 8-10 m’ ye varan savak yüklerine müsaade

etmek,

II)Dolu gövde tepesinde kapaklar öngörmek,

III)Sabit bağlama yerine hareketli bağlama tipi seçmek.

Bağlama uzunluğunun büyük seçilmesi durumunda taşkın esnasında maksimum

kabarma kotu küçük fakat bağlama maliyeti büyük olur. Bağlama genişliğinin küçük

seçilmesi durumunda ise tersi olur. Bu nedenle memba bölgesindeki meskun yerlerin ve tarım

alanlarının hangi kabarma kotundan itibaren zarar göreceği ve su altında kalacağı ve bu

durumun seddeler ile ne ölçüde önlenebileceği incelenerek teknik ve ekonomik yönünden en

uygun bağlama uzunluğu belirlenmelidir.

13

Bağlama uzunluğu başlangıçta çakıl geçidi ve diğer yapımlarda dahil olmak üzere

akarsu yatağında fazla daralma veya genişleme yapmayacak şekilde seçilmelidir. Prensip

olarak bağlama uzunluğu buz yığılmalarını ve erezyonu önlemek için akarsu yatağı

genişliğinin 0,5-0,6 katından daha küçük olmamalıdır.

Sabit bağlamalarda servis köprüsü ayakları ve kenar ayaklar bağlama üzerinden geçen

akım çizgilerinde bir büzülmeye neden olurlar. Bu durumda etkili bağlama tepe uzunluğu,

bt=b-2(n Ko+Ka)h

eşitligi ile hesaplanır. Burada,

bt : Etkili bağlama tepe uzunluğu,

b : Ayaklar arasındaki toplam bağlama tepe uzunluğu,

n : Orta ayak adedi,

Ko: Orta ayakların büzülme katsayısı (bu değer yuvarlak başlıklı ayaklarda 0,035-0,01,

dikdörtgen kesitli ayaklarda 0,1 ve sivri uçlu ayaklarda yaklaşık 0,00 olarak alınabilir.)

Ka: Kenar ayakların büzülme katsayısı, akım çizgilerinin bozulma durumuna göre 0,00 ile 0,2

arasında değişir. Genellikle Ko değerinin 2,5 katı alınır.

h : savak üzerindeki su yüküdür.

2.2. Çakıl Geçitleri:

Eşik önünde aşırı yığılmalar sebebiyle çökeltim havuzuna çakıl girmesine ve su alma

ağzının tıkanmasına mani olmak maksadı ile yığılan çakılların zaman zaman mansaba

aktarılması için tertip edilen kapaklı geçitlere çakıl geçitleri denir.

Yığılan katı maddeleri sürükleyecek hızların sağlanabilmesi için geçit genişliğinin 3-

3.5m.tutulması uygun olmaktadır. Büyük kapakların maliyeti yüksek olduğu için geçidin

geniş yapılmaması ekonomik bakımdan da faydalıdır. Gerekirse genişlik artırılır veya iki çakıl

geçidi kullanılır.

Çakıl geçidinin gido veya ayırma duvarı denilen bir duvarla koridor şeklinde ayrılması

katı madde kontrolü için yararlıdır. Geçit tabanı akarsu taban seviyesinde tutulmalı, kapaktan

sonra alçaltılmalıdır.

Yükseklikleri 2.5m. ye kadar olan bağlamalarda çakıl geçidine bağlama yüksekliğinde

bir kapak yapılır. Yüksek bağlamalarda kapakla birlikte dalgıç perde (su içine doğru uzanan

betonarme bir perde) kullanılması işletme ve ekonomi bakımından avantaj sağlar.

Bu durumda çakıl geçidinden geçen debi batmış orifis eşitliği olan,

Q=µ a b (2gh)

bağıntısı ile hesaplanır. Burada,

14

a : çakıl geçidinin yüksekliği,

b : çakıl geçidinin genişliği,

h : memba ve mansap tarafındaki su seviyeleri farkı,

µ : 0,65-0,75 arasında değişen orifis akım katsayısıdır.

Çakıl geçitinin üzerinde dalgıç perde mevcut değilse, batmış bağlama eşitliği dikkate

alınarak hesaplar yapılır. Bu durumda µ1=µ2 =0,90-0,95 alınabilir.

3. HAREKETLİ BAĞLAMALAR

3.1. Genel bilgiler:

1. Hareketli Bağlamanın Kısımları:

Hareketli bağlamalar memba su seviyesini sabit tutmak veya hassas olarak ayarlamak,

yüzen cisimlerin, buzun, sürüntü maddesinin ve taşkın debilerinin mansaba geçişlerini

sağlamak gibi çok farklı amaçlardan biri veya birkaçını gerçekleştirmek için planlanır. Bir

hareketli bağlamanın esas yapı elemanları aşağıda verilmiştir.

a) Kapaklar: Ayaklar arasını kapatarak sabit bağlamalardaki dolu gövdenin görevini üstlenen

hareketli yapı elemanlarıdır. Bir çok tipi vardır.

b) Orta Ayaklar: Kapaklara ve servis köprüsüne mesnet görevi yapan ve bunların yüklerini

zemine aktaran sabit yapılardır. Ara mesafeleri kapak tipine bağlı olarak seçilir. Yükseklikleri

kapak yüksekliğinin yaklaşık iki katıdır.

Hareketli bağlamaların diğer yapı elemanları,

c) Kenar Ayaklar,

d) Düşüm Yatağı,

e) Anroşman,

f) Sızdırmazlık Yapıları (saplama duvarı, palplanş, memba örtüsü, ters filtre...gibi) sabit

bağlamalarda olduğu gibidir.

15

2. Kapak tipleri ve tip seçimi:

Kapaklar biçimlerine ve hareket tarzına göre;

a) Düz veya düşey kapaklar,

b) Segman veya radyal kapaklar,

c) Silindir kapaklar,

d) Sektör kapaklar

olmak üzere sınıflandırılabilir.

3. Kapak tipi seçimine tesir eden faktörler şöyle sıralanabilir :

1) Bağlamanın kabartma yüksekliği,

2) Bağlamanın bürüt genişliği ve ayaklar arasındaki açıklık,

3) Zemin özellikleri,

4) Bölgenin hidrolojik ve meteorolojik özellikleri,

5) Maliyet , işletme ve bakım masrafları.

Bu faktörlere göre kapaklarda,

1) Feyezanlarda ve donlar sırasında emniyetli kullanım,

2) Minimum kuvvetle kolay ve çabuk hareket kabiliyeti,

3) Su seviyesinde hassas düzenleme sağlama,

4) İşletme ve bakım masraflarının az olması,

5) Güzel görünüm

gibi özellikler aranır.

16

4. Kapakların projelendirilmesi:

Kapakların projelendirilmesi çelik yapılarda tecrübe sahibi mühendisler tarafından

yapılır. Kapakların emniyetli olabilmeleri için tesir eden kuvvetlerin önem sırasına göre

dikkate alınması gerekir. Bu kuvvetler şunlardır:

a) Menba su basıncı,

b) Mansap su basıncı,

c) Kapak zati ağırlığı,

d) Kapak veya klape üzerindeki su ağırlığı,

e) Suyun kapağı kaldırma kuvveti,

f) Buz basıncı,

g) Kapak altıdan veya klape üstünden geçen suyun dinamik etkisi,

h) Buz, tomruk ve navigasyon bağlamalarında gemi çarpmaları,

i) Sıcaklık gerilmeleri.

Kaldırma tertibatının projelendirilmesi makine mühendisleri tarafından yapılır.

5. Kapak özellikleri:

Kapaklar aşağıdaki hususları yerine getirecek şekilde planlanır.

a) Don ve taşkın durumu da dahil her zaman işletme emniyeti olmalı,

b) Kapak minimum kuvvetle kolay ve çabuk hareket ettirilmeli,

c) Her kabartma seviyesinde çalışabilmeli,

d) Su seviyesi hassas olarak ayarlanabilmeli,

e) Su kayıpları minimum olmalı,

f) Hidrolik, statik ve dinamik yönden istenilen bütün şartları sağlamalı,

g) Bağlama kapakları aynı açıklıkta ve aynı özellikte olmalı,

h) Kapakların işletme ve bakım masrafları az olmalı,

i) Kapaklar doğa görünümünü bozmamalıdırlar.

Bütün bunların yanında bir kapak her şeyden önce istenilen kabartma yüksekliğini

sağlamalı, belirli bir debiyi emniyetle geçirmeli ve kabarma seviyesini düzenleyecek şekilde

düzenlenmelidir.

6. Kapak Anahtar eğrisi:

Kısmen kaldırılmış kapakların altından geçen su miktarı, kapak ve ayaklar nedeniyle

akım çizgilerindeki büzülme ve suyun mansaba geçişinde bir hidrolik sıçrama meydana gelip

gelmediği gibi hususlar gözönünde bulundurularak hesaplanır.

17

a. Serbest Akım Durumu:

Kapak altından geçen akımın sel rejiminde olduğu ve sürtünmeler sonucu enerjisinin

bir kısmını kaybederek yüzeysel sıçramayla nehir rejimine geçtiği durumdur. Kapak altından

geçen debi,

Q=.a.b.(2gh)

Orifis bağıntısından bulunur.

Burada ,

=ε/(1+ ε.a/H)

bağıntısından bulunan kapak akım kat sayısıdır. Bu değer 0,55-0,60 arasında değişir.Ön

projelendirmede 0,60 değeri alınır.

ε : Kapak arasındaki akım çizgilerinin büzülme derecesini gösteren bir katsayıdır. ε

değerleri , a/H oranına bağlı olarak aşağıda olduğu gibi değişmektedir.

a/H 0,0 0,2 0,4 0,8 1,0

ε 0,61 0,62 0,63 0,72 1,00

Burada,

a: Kapağın açılma miktarı,

b: Kapakların net genişliği,

H: Kabarma yüksekliği,

h1: ε a, olup kapak mansabındaki su yüksekliğidir.

Batmış Akım Durumu:

Sıçramanın kapağı bitişik oluşması durumunda batmış akımdan söz edilir.

Kapak altından geçen debi ,

Q=x..a.b.(2gh)

Bağıntısından hesaplanır. Daha önce verilen notasyonlara ek olarak ,

x: Batmış akım durumu için debi düzeltme katsayısı olup, tablodan alınır. Şekilde

geçen h2 değeri kapağın mansabındaki su derinliğidir.

7. Kapaklara Etki Eden Kuvvetler:

Kapakların mukavemet hesapları aşağıdaki kuvvetler esas alınarak yapılır ve işletme

mekanizmasının tipi ve boyutları belirlenir.

a. Kapağın kendi ağırlığı,

b. Memba ve mansap su basıncı,

c. Klape veya kapak üzerindeki su yükü,

18

d. Kaldırma kuvvetleri,

e. Buz çarpması, buz yükü,

f. Gemi çarpması, gemi yaslanması,

g. Deprem kuvveti,

h. Titreşimler sonucu oluşan ek kuvvetler,

i. Isı değişimlerinin etkisi,

j. Rüzgar basıncı,

k. Mesnet şartlarında değişme.

Statik hesaplarda normal, özel ve aşırı yükleme durumları gözönüne alınır.

8. Kapakların Sınıflandırılması:

Kapaklar çeşitli yönlerden sınıflandırılabilir.

a) Kabartma sağlayan kısmın yapılış şekline göre,

1. Tek parçalı veya çok parçalı ( basit kiriş ve çubuk iğne),

2. Düz ( sürme kapak gibi) veya eğri yüzeyli ( radyal, sektör ve balık

karnı kapaklar... gibi),

3. Silindir kapaklar olmak üzere gruplandırılabilir.

b) Kapakların hareket şekline göre,

1. Yukarı çekilen ( düşey, radyal ve silindir kapaklar...),

2. Aşağıya indirilen ( sektör, çift kapak, ...),

3. Döner ( silindir kapak),

4. Yatırılan ( balık karnı ve çatı tipi kapaklar, klapeler, ...),

5. 1 ile 4 arsındaki tüm hareket şeklinin değişik kombinasyonları şeklinde

oluşturulan kapaklar olmak üzere sınıflandırılır.

c) Yükleri aktarma şekline göre,

1. Yükleri ayaklara aktaran ( düşey, radyal, silindir kapaklar),

2. Yükleri doğrudan doğruya temele aktaran ( sektör, balık karnı ve çatı

tipi kapaklar, klapeler, ...) kapaklar olarak sınıflandırılır.

Kapaklar,

1. El ile,

2. Elektrikle,

3. Hidrolik,

4. Yarı otomatik,

5. Otomatik,

19

olmak üzere değişik şekilde hareket ettirilebilir. Son üç işletme şeklinde herhangi bir arızada

el ile çalıştırılabilecek bir düzenin de ön görülmesi gerekmektedir.

9. Kapak Tipinin Seçimi :

Kapak tipi seçiminde aşağıdaki faktörler göz önüne alınır.

a. Bağlama yerindeki temel durumu,

b. Bağlamanın brüt uzunluğu, ayaklar arasındaki açıklık,

c. Kabartma yüksekliği,

d. Taşkın debisinin büyüklüğü,

e. Buz geçişi,

f. Yüzen cisimlerin miktarı,

g. Sürüntü maddesi debisi,

h. İklim şartları,

i. Kapakların hareket mekanizması,

j. Bakım ve onarım maliyeti,

k. Bağlamanın doğa ile uyumu,

l. Bağlamanın işletme şartları,

Bağlama alt yapısını mesnet olarak kullanan klape, sektör, balık karnı ve çatı tipi

kapaklar kabarma yüksekliğinin az, kapak açıklığının büyük olduğu yerlerde uygun bir

çözümdür. Yükleri orta ayaklara aktaran düşey, radyal ve silindir kapaklar genellikle küçük

açıklıklarda uygulanır. Düşey kapaklar küçük açıklık ve büyük kabartma yüksekliklerinde

tercih edilirler.

Akarsu seviyesini kabartmak için kapaklar ve bunları tutan ayaklardan teşekkül eden

yapılar da kullanılır. Bunlara hareketli bağlama denir. Kapaklar gelen debiye göre istenildiği

kadar açılarak bağlama havuzundaki su seviyesi kabartma kotunda tutulur. Feyezanlar

kapaklar tamamen açılmak suretiyle tesislere zarar vermeksizin savılabilir.

Hareketli bağlamalar kullanılan kapak tipine göre sınıflandırılırlar. Kapakların tip ve

sayısı, bağlama maliyeti kadar işletme ve bakım masraflarını da etkileyen önemli faktörlerdir.

Kapak tip ve sayısı planlama kademesinde tayin edilir. Karar vermek için farklı kapak

tiplerine göre ön boyutlandırmalar yapılarak maliyetler ampirik formüllerle hesaplanır ve

ekonomik analizler yapılır. Çeşitli tipte kapaklar için gerekli çelik miktarı ve kaldırma

tertibatı gücünü kapak boyutlarının fonksiyonu olarak ifade eden ampirik formüller

geliştirilmiştir.

20

Hareketli bağlamaların proje işleri :

A) Kapak ve kaldırma tertibatının projelendirilmesi,

B) Ayakların biçimlendirilmesi ve statik hesaplarının yapılması,

C) Proje feyezanında ayakların sebep olacağı kabarmanın hesabı,

D) Kapak anahtar eğrilerinin çizimi

Gibi ana bölümlerde toplanabilir.

3.2.Kapak Tipleri:

3.2.1.Düşey Kapaklar :

Düşey kapaklar, bağlama ayaklarında kendi düzleminde bulunan yuvalar içinde dikey

yönde hareket eden tüm dikdörtgen kapaklar için kullanılan genel terimdir. Çok değişik tipleri

mevcuttur.

1. Basit Düşey kapaklar:

Yukarı çekilen bu tip kapaklar küçük açıklıklar ve kabartma yükseklikleri için yaygın

şekilde uygulanır. Kapak yüzey alanı genellikle 15m2 den daha küçüktür. Orta ayak adedini

azaltmak için kapak açıklığı 3 ile 7m arasında olmak üzere mümkün olduğu kadar büyük

seçilir. Kapağın kaldırılması için gerekli kuvvet,

K=R+G=.P+G eşitliği ile hesaplanır. Burada,

K:Kapağı kaldırma kuvveti,

R:Sürtünme kuvveti,

P:Su basıncı,

.:Sürtünme katsayısı(ahşap üzerinde ahşap: =0,34-0,25;ahşap üzerinde çelik:

=0,55-0,45;çelik üzerinde çelik =0,15-0,10; lastik üzerinde çelik 0,90-0,70). Birinci sayılar

yağsız,ikinciler ise yağlı durumlar için geçerlidir.

G:Kapağın kendi ağırlığıdır.

Taşıyıcı kirişler (Pudrelleri) çelik profiller ile teşkil edilen kapaklarda genellikle I

profil seçilir. Profil yerleri herbirine eşit yük gelecek şekilde düzenlenir. Bunun için

profillerin su yüzeyinden itibaren derinlikleri,

hi=H.((2i-1)/2.n)

21

eşitliği ile hesaplanır. Burada,

hi:i.profilin su yüzeyinden derinliği,

H:Kapak önündeki su yüksekliği,

n:Kapakta öngörülen toplam profil sayısıdır.

Kapakların alt ve üstü ] profilleri ile kapatılır.

Bu tip kapakların fazla miktarda orta ayağa ihtiyaç göstermesi,yüzen cisimleri

savması için tam açılma zorunluluğu,sürtünmelerin kapak hareketini olumsuz yönde

etkilemesi en önemli sakıncalarıdır.

2. Tekerlekli Kapaklar:

Bunlar,basit düşey kapağı hareket ettiren kuvveti azaltmak için dikey oluklu raylar

üzerinde hareket eden kapaklardır. Böylece kayma sürtünmesi yerine daha az olan

yuvarlanma sürtünmesinin yer alması gerekir. Kapak açıklığı (L) ve kapak yüksekliği (H)

basit düşey kapaklara göre daha büyük seçilebilir. (L<25m, H<15m, H/L =1/2 ile 1/3).

Kapak ile ayak yuvaları arasına tekerlekli arabaların (yuva katarları) yerleştirilmesi ile

Stoney kapakları elde edilir.

3. Çift Düşey Kapaklar:

Kabartma yüksekliği fazla olan bağlamalarda kaldırma kuvvetini azaltmak ve tüm

kapağı kaldırmadan hem alttan hem üstten akım temin ederek su seviyesini düzenlemek için

birbirinden bağımsız hareket edebilen üst ve alt kapaklar öngörülür. Üst kapak mansap

tarafında tertip edilerek üzerinden geçen suyun alt kapağın üzerine düşmesi önlenir. Kabarma

seviyesi, üst kapak batık hale getirilerek düzenlenir. Debinin büyük olması durumunda alt

kapak da bir miktar kaldırılarak hem üstten hem de alttan akım sağlanır. Taşkın esnasında her

iki kapak tamamen yukarı çekilir.

4. Klapeli Düşey Kapak:

İhtiyaç fazlası debilerin küçük olması durumunda düşey kapağın üzerinde bir klape

öngörülerek kabartma yüksekliği düzenlenir. Bu tip kapaklar oldukça yaygın olarak

uygulanmaktadır.

Düşey kapaklarda sızdırmazlık ahşap kalas,madeni levha ve lastik conta ile sağlanır.

3.2.2. Radyal Kapaklar:

Radyal kapak (segman kapak ) sabit bir yatay eksen etrafında dönecek şekilde

mesnetlendirilir. Bu tip kapaklar, kapak ağırlığının, su basıncının sebep olduğu kayma ve

22

dönmeyi karşılayamadığı durumlarda kullanılır. Kapak açıklığına oranı H/L =1/1 ile 1/5

arasında değişir. (L< 40 m, H<12 m) .

Çok yaygın olarak kullanılan bu tür, konstruksiyon ve işletme bakımından silindirik ve

düşey kapak arasında bulunur. Kabarmayı sağlayan yüzey genellikle dairesel bir yay parçası

ile teşkil edilir ve su basıncı bileşkesi silindir merkezinden geçecek şekilde mafsallı olarak

mesnetlendirilir. Böylece döndürme momenti önlenmiş oluşur. Bu durumda radyal kapağın

hareketi için yalnız kendi ağırlığının sürtünmelerin yenilmesi gerektiğinden kaldırma kuvveti

ihtiyacı azalır. Sonuç olarak radyal kapaklar su basıncının büyük, sürüntü madde hareketinin

fazla ve kapak yüksekliğinin büyük olduğu bağlamalarda kapak tipi olarak tercih edilir.

Radyal kapağın hareketlerini temin için düz şerit dişli veya halatlar kullanılır.

3.2.3 Sektör Kapakları:

Bu tip kapaklar, taban eşikleri ve sabit bağlama üzerindeki su seviyesini sabit tutmak

amacıyla seçilir. Sabit altyapı ve bağlama gövdesinden açılan derin yuvalara girerler. Radyal

kapak, kolu ile eklemli olmasına karşılık kapak uzunluğu boyunca mafsallıdır.

Bunlar daima su altında kalırlar ve açık (inik) durumunda bağlama kretine uyacak

şekilde planlanır. Çok sağlam zemin üzerinde inşa edilen bağlamalarda kapakların hızlı

işletilmesi gerektiği durumlarda kapak tipi olarak seçilebilir. Su seviyesini hassas bir şekilde

düzenlemesi, yüzen cisimleri kolayca savabilmesi, otomatik kontrol edilebilmesi ve orta

ayakların fazla yüksek olmaması gibi üstünlükleri yanında fazla sürüntü maddesi taşınan

akarsularda kullanılmaması, mafsalların rüsubatın aşındırıcı etkisinde olması, hareketli

parçaların daima su altında bulunması, tabanda ve memba yüzünde geçirimsizliğin

sağlanmasının güçlüğü gibi mahzurları mevcuttur. Sektör kapaklarda H<5m ve L<50m

sınırları verilebilir.

3.2.4. Silindir Kapaklar:

Bu tip kapaklarda saç levhalar ile teşkil edilen silindir iç kısımlarında rijit hale

getirilir. Tam silindir kapaklarda kapak açıklığı ve yüksekliği için, L<50m ve H<15m sınır

değerleri verilebilir. Kabartma yüksekliğinin 6-7m olduğu yerlerde uygun bir kapak tipidir.

Silindir çapının (D), kabartma yüksekliğine (H) oranı D/H=3/4 olarak seçilmesi

durumunda titreşim kuvvetleri minimum olduğu tespit edildiğinden kapağın

projelendirilmesinde bu hususa dikkat edilmesi uygun olur.

23

Silindir kapakları küçük tip palangalar ve dişli çark sistemi ile hareket ettirmek

mümkündür. Kapak 70 derece eğik bir hat üzerindeki düz dişlinin dönmesi ile indirilir veya

yükseltilir. Silindir kapaklar basit,batık ve klapeli silindir kapaklar olmak üzere üç guruba

ayrılır.

3.2.5. Balıkkarnı Kapaklar:

Kapak açıklığının çok büyük olması durumunda burulma momentlerine karşı

mukavemeti fazla olan balıkkarnı kapaklar tercih edilebilir. Ekonomik olarak

kullanılabilecekleri yükseklik 4,0m mertebesindedir. Balıkkarnı kapaklar genellikle L<55m,

H<6m olan yerlerde kullanılır.

Balıkkarnı kapaklar, su seviyesini hassas şekilde düzenler ve yüzen maddeleri çok az

bir su kaybı ile mansaba verebilir. Don tehlikesi olan ve fazla miktarda ince sürüntü maddesi

taşıyan akarsularda kullanılmaları uygun değildir.

Kapak işletme mekanizması bağlama kretinden aşağıda ise dişli çark sistemi ile,

yukarda ise zincir dişli sistemi ile işletilir.

3.2.6. Çatı Kapaklar:

Basınç tesiri ile kendi kendine mekanik olarak çalışan bir bağlama tipidir. Kabartma

yüksekliği 3-4m olan hareketli bağlamalarda kapak tipi olarak seçilebilir. Uygulama sınırları

L<35m ve H<6m olarak verilebilir.

Çatı kapaklar, her iki tarafı yatayla yaklaşık olarak 400 açı yapacak şekilde tabana

boydan boya mafsallı olarak tesbit edilen memba ana klapesi ve mansap tali klapesinden

oluşur. Yükün bütün bağlama yapısına dağılmış olması ve küçük kabarma yüksekliklerinde

hassas düzenleme sağlaması gibi üstünlükleri yanında kapak ve işletme mekanizmasının

daima su altında kalması mafsalların aşınması ve uzun bir alt yapıya ihtiyaç göstermesi

başlıca mahsurlarıdır.

3.2.7. Yedek Kapaklar:

Bağlama tesislerinin zaman zaman bakım ve onarımının yapılması, kapakların

boyanması, sızdırmazlığı sağlayan kısımların değiştirilmesi gibi nedenlerle suyun bağlamanın

belirli bölgesinden uzak tutulması gerekir. Bu amaçla yedek kapaklar ön görülür.

24

a. Basit Kiriş Kapaklar:

5-6m açıklıklı ve 2-3m kabarma yüksekliği olan düşey kapaklı bağlamalarda

dikdörtgen kesitli düşey yedek kanallar öngörmek yeterlidir. İhtiyaç durumunda buralara

sürme kalaslar üst üste kaydırılarak yerleştirilir.

b. Çubuk Kapaklar:

Çubuk (iğne) kapaklar, ahşap kalas, çelik boru veya profillerin su sızdırmaz şekilde

genellikle 5:1 eğimli olarak yan yana dikilmesi ve aşağı uçların bağlama tabanındaki bir

eşiğe, yukarı uçlarının ise bir köprü, servis yolu veya başka bir destek çerçevesine

dayandırılması ile oluşturulur. Genellikle büyük açıklıklarda ve orta büyüklükteki kabartma

yüksekliklerinde (yaklaşık 5m ye kadar) tercih edilir.

Kapaklar en yüksek su seviyesinden 0,5-1,0m daha yüksek yapılarak bir hava payı

bırakılır.

3.3. Orta Ayaklar:

1. Orta Ayakların Boyutlandırılması:

Hareketli bağlamaların en önemli yapı elamanlarından biri olan orta ayaklar, kapaklara

mesnet görevi yapmak, kapaklara gelen yükleri zemine aktarmak, kapakları hareket ettiren

mekanizmaları taşımak gibi önemli görevler üstlenir. Orta ayakların minimum yüksekliği için,

Ha=hmax+he

İfadesi yazılabilir. Burada,

hmax: mak. Kabartma yüksekliği,

he : Emniyet (hava) payı olup minimum değerleri 0,5-1,0m arasında değişir.

Düşey yönde hareket eden kapakların kullanıldığı bağlamalarda kapakları çeken

mekanizmalar orta ayağın üstüne yerleştirildiğinden kapak yüksekliği (hk) maksimum su

yüksekliğine eşit kabul edilmek suretiyle minimum orta ayak yüksekliği,

Ha=hmax+ hk+he=2 hmax+ he

İfadesiyle hesaplanır.

Orta ayakların genişliği için ön projelerde aşağıdaki değerler esas alınabilir.

Kapak Açıklığı L(m) Kabartma Yüksekliği Ayak genişliği/Kapak Açıklığı=ba/L

10 3 0,20

7 0,25

20 3 0,12

25

7 0,16

30 3 0,10

7 0,13

Orta ayak genişliği büyük ölçüde seçilen kapak tipine bağlı olup minimum genişliği

2m, maksimum genişliği ise 6-7m olarak verilebilir.

Orta ayaklar düşüm yatağının sonuna kadar uzatılarak boyları belirlenir. Bununla

beraber bazı durumlarda düşüm yatağının ortasında da son bulabilirler.

2. Ayakların Projelendirilmesi:

Orta ayaklar arasındaki açıklık kapak boyutları ile yakından ilgilidir. Kapak tipi ve

temelin taşıma gücü gözönüne alınarak en büyük açıklık seçilir.

Orta ayakların memba uç kısmı (burnu) suyu karşılayacağı için akıma karşı minimum

direnç gösterecek şekilde projelendirilir. Genellikle daire ve ya daire parçalarının bileşimi

şeklinde yapılır.

Ayaklar arasında büyük akış hızları meydana gelmesi durumunda ayak yüzeyindeki

betonun aşınmasını önlemek için sert taşlar ile kaplama yapmak gerekir.

Orta ayaklarda esas kapak veya yedek kapaklarla ilgili birçok yuva mevcuttur. Kapak

çeşidine bağlı olarak bu yuvaların derinliği 0,7-2 m, genişliği ise 1 ila 4 m arasında değişir ve

bağlama tabanında ayak tepesine kadar devam eder. Yedek kapaklar için yuva boyutları 0,5x

0,5 m olarak seçilir.

Ayaklara düşey yönde etki eden başlıca kuvvetler, ayağın kendi ağırlığı, kapağı

hareket ettiren mekanizmanın ağırlığı, kapak ağırlığı, servis köprüsü ağırlığı ve taban su

basıncıdır. Yatay yönde tesir eden başlıca kuvvetler ise, kapak ve orta ayağa etki eden su

basıncı, buz ve rüzgar basıncı kuvvetleridir.

Ayakların boyutlandırılmasında inşaat, işletme ve onarım esnasındaki yükleme

durumları yarı ayrı gözönüne alınır. Ayaklarda meydana gelen en büyük gerilmeler,

σ=N/A+Mx/Wx+My/Wy

eşitliği ile belirlenir. Burada,

N: Toplam düşey kuvvetler,

A: Ayak enkesit alanı,

MX, WX : Akım doğrultusundaki eğilme momenti ve mukavemet momenti,

26

My, Wy : Akım doğrultusuna dik eğilme momenti ve mukavemet momentidir.

Ayak tabanındaki farklı gerilmeler nedeniyle yuvalarda kayma ve çekme gerilmeleri

meydana gelir. Bu gerilmeleri minimuma indirmek için kapak yuvaları mümkün olduğu kadar

ayağın memba kısmında teşkil edilir. Yuva kesitlerinde çatlak meydana geleceği göz önüne

alınarak kayma ve çekme gerilmelerinin demir donatı ile karşılanacağı dikkate alınarak hesap

yapılmalıdır.

4.KARMA BAĞLAMALAR:

Karma bağlamalar sabit ve hareketli bağlamanın karışımından ibarettir. Akarsu

yatağının bir kısmı sabit bir kısmı da hareketli bağlama ile kapatılır. Bazen da kapaklar sabit

bağlama savağı gibi biçimlendirilen yüksekçe bir eşik üzerine yerleştirilirler. Bu tip bir

bağlama da karma bağlama sayılabilir.

5.GEÇİRİMLİ ZEMİNLERDE BAĞLAMA İNŞAATI:

5,1.Akım Ağının Belirlenlemesi:

İdeal akışkanlarda akım hızının bir f fonksiyonun gradyeni olarak ifade edildiği

akımlara potansiyel akım denir.Suyun içinden aktığı zeminin homojen olduğu, akış olayının

düzlemsel bir plan içinde cereyan ettiği ve hızlar küçük olduğundan laminer akımın geçerli

olduğu, Darcy kanununa uyduğu temel kabulleriyle bağlama altından sızan suyun tüm

karakteristik değerleri teorik olarak potansiyel akım teorisiyle incelenebilir. Akım ağının

matematiksel ifadesi,

∂2/∂.X2+∂2/∂.Y2=0 , ∂2 ψ/∂.X2+∂2 ψ/∂.Y2=0

şeklindeki Laplace differansiyel denklemleri ile verilbilir. ve ψ fonksiyonları sıra ile akım

ve potansiyel fonksiyonlarıdır. Bunların oluşturdukları ağa akım ağı denir. Bir akım ağında

herhangi bir noktada akım çizgisiyle eşpotansiyel çizgisi birbirine diktir.

Akım ağının çizilebilmesi için ele alınan sızma probleminin hidrolik sınır şartlarının

belirlenmesi gerekmektedir. Potansiyel akımda rastlanan en önemli sınır şartları aşağıda

verilmiştir.

1. Geçirimsiz yüzeyler bir akım çizgisidir.

2. Akarsuyun taban yüzeyi bir eşpotansiyel çizgisidir.

27

3. Serbest sızma yüzeyi, su napının atmosfer basıncına sahip olduğu en üst akım

çizgisidir.

Geçirimli zeminlere oturan bağlamalarda zemindeki sızmalar önemli problemler

doğurur. Akarsuyun minimum debisi alınan debiden büyük ise sızma kayıplarına ehemmiyet

verilmeyebilir. Fakat sızan sular zemindeki ince tanelerin yıkanmasına sebep olur. Bu

tanelerin hareketi ile meydana gelen gözeneklerden daha büyük tanelerde taşınır. Bu süreç

devam ettiği takdirde zemin gözenekli bir hal alır ve borucuklar teşekkül eder. Borulanma

dnen bu olay düşüm yatağının ve dolayısıyla bağlamanın stabilitesini etkiler. Sızmanın sebep

olduğu bir başka problem büyük taban su basınçlarına hasıl olmasıdır. Taban su basıncının

büyük olası daha ağır, dolayısıyla daha pahalı yapıların inşasını gerektirir.

Sızmanın borulanma etkisi sızma yolunu uzatmak suretiyle önlenebilir. Taban suyu

basıncını azaltmak için ise ters filitrelerle donatılmış menfes ve dren boruları kullanılır.

Sızma yolunun uzatılması,

a) Bağlama arkasındaki zemin (menba örtüsü) ile kaplanarak,

b) Düşüm yatağı gerekenden daha uzun yapılarak,

c) Palplanş çakılarak veya parafuy (saplama) duvarı yapılarak

gerçekleştirilebilir.

Lane, daha önce yapılan çalışmaları da değerlendirmek suretiyle, borulanma olmaması

için gerekli sızma yolu uzunluğunu menba ve mansap su seviyeleri farkının bir fonksiyonu

olarak

Lg = C.hf

Şeklinde ifade etmiş ve C için tablodaki değerler verilmiştir.

Zemin Cinsi C

Çok ince kum veya silt 8,5

İnce kum 7,0

Orta kum 6,0

Kaba kum 5,0

Küçük çakıl 4,0

Orta çakıl 3,5

Kaba çakıl 3,0

Çakıllı kaya parçaları 2,5

Yumuşak kil 3,0

28

Orta kil 2,0

Sert kil 1,8

Lane’ nin sızma ile ilgili çalışmalarda ulaştığı sonuçlar şöyle özetlenebilir:

a) Yapılan kritik sızma yolu yatay uzunlukların üçte biri ile düşey uzunluklar

toplamına eşit bir ağırlıklı mesafedir. 450’den büyük açılı uzunluklar düşey

diğerleri yatay kabul edilir.

b) Ters filtreler ile dren menfez veya boruları kullanıldığı takdirde tavsiye edilen C

değerleri %10 küçültülebilir.

c) Taban su basınçları, yapı ile zemin arasındaki çizgi boyunca basınç azalmasının

menbadan mansaba doğru ağırlıklı mesafelerle orantılı olduğu kabul edelerek

hesaplanabilir.

(a) daki esaslara göre bulunan ağırlıklı sızma yolu uzunluğu L, gerekli sızma yolu

uzunluğundan küçük çıkarsa aradaki fark menba örtüsü, palplanş v.s. kullanılarak kapatılır.

Gerekli sızma boyunun sağlanması için menba örtüsü kullanılırsa, uzunluğunun 3.(Lg-L)

kadar, palplanş çakılacaksa palplanş boyunun (Lg-L)/2 kadar olması gerekir.

Taban su basıncı dağılımı Lane’nin teklif ettiği gibi basınç düşmesine ağırlıklı

mesafelerle orantılı olduğu kabulüne dayanılarak bulunabileceği gibi akım ağı çizilmek

suretiyle de hesaplanabilir.

Homojen bir zeminde sızma, potansiyel akım kabul edilerek Laplace denklemi diye

bilinen

∂2/∂.X2+∂2/∂.Z2=0

diferansiyel denklemi ile temsil edilebilir. Bu denklem dik olarak kesişen iki eğri takımını

gösterir. Eğri takımının biri akım çizgilerine tekabül eder. Akım çizgilerine dik eğrilere eş

potansiyel çizgileri denir. Bir eş potansiyel çizgisi üzerinde piyezometrik yükseklik sabittir.

Zemin çizgileri birer eş potansiyel çizgisi ve geçirimsiz tabaka çizgisinin de akım çizgileri

arasında kalan alanların mümkün olduğu kadar kareye yakın olması arzu edilir. Bu dörtgen

alanların köşelerinden geçen çizgilerin de düzgün eğriler olması gerekir. Bu özellik bir kriter

olarak kullanılarak akım ve eş potansiyel çizgileri değiştirilerek ideal bir akım ağı elde

edilmeye çalışılır.

Menba ve mansap su seviyeleri farkı ( toplam hidrolik yük ) h f olsun. Zemin

seviyesinden hc kadar aşağıda bir c noktası düşünelim. Eğer mansapta zemin tamamen

29

geçirimsiz bir tabaka ile kaplanmış olsa hiç sızma olamayacak ve bu noktada basınç

hidrostatik basınca eşit olacaktır. Sıma dolayısı ile basınç düştüğü için noktadaki basınç

hidrostatik basınçtan potansiyel farkı kadar az olur. Toplam potansiyel çizgisi aralık sayısı Nd

ile gösterilirse bir aralığa tekabül eden potansiyel farkı

∆h = hf / Nd

olur. Menba taraftan c noktasına kadar mevcut potansiyel çizgileri aralık sayısı Nc ile

gösterilirse c de basınç Pc

Pc = hf + h2 + hc –( Nc / Nd ) hf = hf + h2 + hc - ∆h.Nc

şeklinde hesaplanır. Tabanın belirli noktalarında basınç bu şekilde hesaplanarak taban su

basıncı diyagramı çizilir.

5.2. Düşüm yatakları:

Sabit bağlama savağı, baraj dolu-savağı, taban eşiği yapıların üstünden akan ve

bağlama kapaklarından veya baraj dip savaklarından çıkan sular büyük potansiyel enerjilerin

çok az kayıpla kinetik enerjiye dönüşmesi dolayısıyla sel rejiminde akarlar. Sel rejiminde

akım yatak taban ve kıyılarında oyulmalara sebep olur. Oyulmalar yapıların stabilitelerinin

bozulmasına dolayısıyla harabolmalarına ve yıkılmalarına yol açar. Zayıf zeminlerde 1m/sn

civarındaki hızlar bile önemli oyulmalar meydana getirir. Kayalar, çoğunlukla oyulmaya karşı

dayanıklı ise de tortul kayalar büyük hızlarda hırpalanır ve zamanla oyulmaya maruz kalır.

Bağlama, dolu-savak, dip-savağı gibi yapıların önlerine oyulmalara mani olmak maksadı ile

inşa edilen yapılara düşüm yatağı denir.

5.3. Hidrolik sıçramanın enerji kırıcı etkisi:

Büyük yüklerin doğurduğu hızlı akımlar normal yatak şartlarında fazla devam edemez,

bir hidrolik sıçrama ile rejim değişikliği olur. Sıçrama sırasında, suyun kinetik enerjisinin

büyük kısmı aşırı çevrintiler dolayısıyla ısıya dönüşerek kaybolur. Bu sebeple hidrolik

sıçrama, zararlı enerjinin kırılmasında hakim rol oynar.

Hidrolik sıçramadan sonraki su derinliği momentum prensibinin uygulanması ile

bulunur. Dikdörtgen kesitli yatay bir kanalda bu derinlik

h2= -h1/2+√(2q2/gh1+h12/4)

denklemi ile hesaplanır. Burada h1 sıçramadan önceki su derinliği, q ise birim genişlikten

geçen debidir. Sabit bağlamalarda h1 Bernoulli teoremi kullanılarak bulunabilir.

30

Düşüm yataklarının oyulmaya karşı etkilerini azamiye çıkarmak ve oyulma problemini

ekonomik şekilde halletmek için,

a) Azami enerji kırılmasını sağlayacak bir sıçramanın veya çevrintilerin meydana

getirilmesi,

b) Zararlı enerjinin en kısa mesafede kırılmasını sağlayacak tedbirlerin alınması,

gerektiği yukarıdaki açıklamaların ışığı altında ortaya çıkmaktadır.

5.4. Düşüm yatağı tipleri:

Bağlamaların mansabında meydana gelen üç sıçrama durumu yukarıda anlatılmıştır.

Hasıl olacak sıçrama tipi debiye bağlı olarak değişebilir. Karşılaşılması mümkün beş durum

vardır.

1- Bütün debilerde h2=h3 olması hali

2- Bütün debilerde h2<h3 olması hali

3- Bütün debilerde h2>h3 olması hali

4- Küçük debilerde h2>h3, büyük debilerde h2<h3 olması hali

5- Küçük debilerde h2<h3, büyük debilerde h2>h3 olması hali

Düşüm yatağı tipinin seçimi için maksimum, ortalama ve minimum debinin hasıl

edeceği h2 ve h3 değerleri hesaplanarak sıçrama ve mansap anahtar eğrileri çizilir. Mansap

anahtar eğrisinin çiziminde, varsa gözlem vericilerinden faydalanmak daha uygun olur.

1. Sınıf: Sıçrama ve mansap anahtar eğrilerinin üst üste düşmesi bütün debilerde ideal

bir sıçramanın olacağını gösterir. Dolayısıyla bağlama önünün düz bir beton tabakası ile

kaplanması yeterlidir. Bu tip yapılara düz düşüm yatağı denir. Sıçramanın düşüm yatağı

üzerinde tam teşekkülünü sağlamak için yanlara akımı sınırlayan duvarların ve yatak sonuna

küçük bir eşiğin yapılması uygundur.

2. Sınıf: Sıçrama anahtar eğrisinin tamamen mansap anahtar eğrisi altında kalması

bütün debilerde sıçramanın batmış olacağını gösterir. Sıçramayı serbest teşekkül ettirebilmek

için düşüm yatağının eğik olarak yapılması iyi bir çözümdür. Bu tip yapılara meyilli düşüm

yatağı denir. Meyilli düşüm yataklarında eğim, bütün akımlarda sıçramanın düşüm yatağı

üzerinde kalmasını sağlayacak büyüklükte olmalıdır. Meyilli düşüm yataklarında sıçramadan

sonraki su derinliğinin hesabı için ,

h2=h1/(2.cos)X((√(((8.k.cos3)/(1-2tg))+1)-1)

denklemi kullanılır. Bu denklemde,

k=Fr12=V1

2/(gh1)

31

ve Fr1<50 için =2,58-0,021.k alınabilir.

Sıçrama anahtar eğrisinin tamamı mansap anahtar eğrisinin altında kaldığı takdirde bir

başka çözüm de düşüm yatağını tekne biçiminde tertip etmektir. Tekne tipi düşüm yatakları

suyu mansaba fırlatırlar. Mansaba düşen su bir miktar oyulmaya sebep olursa da çevrintiler

kazılan maddeleri bağlamaya doğru sürükleyeceğinden tehlike doğurmaz. Geriye doğru

çevrintiler sürüntü maddelerini tekne içerisine sıçratabilir. Bu maddeler tekneyi aşındıracağı

için çıkışlarını kolaylaştırmak gerekir.

3. Sınıf: Sıçrama anahtar eğrisinin tamamı mansap anahtar eğrisinin üstünde kaldığı

takdirde havuz tipi, blok engelli veya tali bağlamalı düşüm yatakları kullanılır. Alçak tekne

tipi düşüm yatakları da kullanılabilir.

Havuz tipi düşüm yataklarının dayandığı prensip yatağı h2-h3 kadar aşağı indirmek

sureti ile sıçramadan sonraki su yüzü ile mansap su yüzünü aynı seviyeye getirmektir. Havuz

eşiğinin sebep olacağı kayıp dikkate alınırsa, havuz derinliğinin 0,75(h2-h3) kadar olması

yeterlidir.

Tali bağlamlı düşüm yataklarında h1 derinliğindeki hızlı akımın etki edeceği

sıçramanın h2 derinliği küçük bir bağlama veya eşik arkasında suyun kabartılması ile temin

edilir. Dolayısıyla tabi bağlamanın yüksekliği tayin edilirken kabartma kotu olarak h2 alınır.

Tali bağlamanın önüne de düşüm yatağı yapılmalıdır. Böylece tam bir sıçrama suni olarak

teşekkül ettirilmiş ve zararlı enerji kırılmış olur; tali bağlama önündeki sıçramanın h2 derinliği

ise h3 e eşit kılınır.

Küçük yapılarda tali bağlama yerine eşik yapılması uygundur.

Bu durumda sel rejimindeki akımın enerjisini kırarak sıçramanın yakında teşekkülünü

sağlamak için yatak üzerine bloklar yapılır. Blokların şaşırtmalı biçimde tertibi daha iyi sonuç

verebilir.

Sıçramadan sonraki su derinliğinin mansap su derinliğinden fazla olması halinde bir

çözüm de savak uzunluğunu artırarak yükü, dolayısıyla da sıçramadan sonraki derinliği

azaltmaktır.

4. Sınıf: Sıçrama anahtar eğrisinin küçük debilerde mansap anahtar eğrisi üstünde

büyük debilerde ise altında kalması halinde, duruma göre bloklar veya eşiklerle techiz edilmiş

meyilli düşüm yatakları veya tekne tipi düşüm yatakları kullanılabilir.

5.Sınıf: Sıçrama anahtar eğrisi küçük debilerde mansap anahtar eğrisinin altında büyük

debilerde ise üstünde kaldığı takdirde düşüm havuzu veya tali bağlamalı düşüm yatağı uygun

32

olur. Ancak küçük debilerde sıçramanın boğulmasını önlemek için yatağa yeterli bir eğim

verilmesi gerekebilir.

5.5.Düşüm yataklarının boyutlandırılması

Düşüm yataklarının uzunlukları sıçramanın teşekkül edeceği yere bağlıdır. Sıçrama

uzunluğunun hesabı için bir çok ampirik formül geliştirilmiştir. Bu formüller aşağıda

verilmiştir.

L=6.h1.Fr1

L=Ho(h2-h1)

L=4,5h2

L=6,2(h2-h1)

L=2,5(1,9h2-h1)

Düşüm yatağı uzunluğu bu formüllerden biri veya benzer formüllerden hesaplanabilir.

Düz veya dişli eşiklerin blok engellerin konum ve boyutlarının belirlenmesi için de bir

takım ampirik bağıntılar mevcuttur. Tekne tipi düşüm yataklarında profilin eğrilik yarıçapları

da tecrübeye dayanılarak tayin edilir. En güvenilir yöntem model deneyleri yapmaktır.

Düşüm yatağı kalınlığının tayininde ise yatağın zati ağırlığı ve üzerindeki suyun

ağırlığı sayesinde taban su basıncına karşı koyduğu düşünülür. Taban su basıncı dağılımı

bilindiği taktirde yatak kalınlığının hesabı çok kolaydır. Emniyet için hesapta bulunan

kalınlıkların 1,25 katı alınır.

5.6.Düşüm yataklarının anroşmanla korunması

Düşüm yataklarının sonunda oyulmalarını önlemek için anroşman yapılır. Ho enerji

yüksekliğini, h2 sıçrama yüksekliğine ve v2 sıçramadan sonra ortalama hızı göstermek üzere,

anroşman boyu

La=1,72.(H01,5/h2

1,5).v2 (m.)

formülü ile hesaplanabilir.

5.7.Hidrolik sıçrama tipleri:

Yatay tabanlı kanallarda meydana gelen hidrolik sıçramalar farklı şekillerde

olabilirler. Buresu of Reclamalione nin çalışmaları sonunda sıçrama tipleri Fr sayısına bağlı

olarak tasnif edilmiştir.

1- Fr=1-1,7 dalgalı sıçrama

33

2- Fr=1,7-2,5 zayıf sıçrama

3- Fr=2,5-4,5 salınımlı sıçrama

4- Fr=4,5-9,0 karalı sıçrama

5- Fr>9,0 şiddetli sıçrama

Düşüm yatağı projelendirilmesinde bu sıçrama tiplerinin hepsiyle karşılaşmak mümkündür.

Farklı sıçrama tiplerine göre takip edilecek yol aşağıda özetlenmiştir.

5.8.Sızma Suyu Miktarı:

Homojen bir zeminde iki akım çizgisi arasından (bir akım borusundan) birim

genişlikten sızan su miktarı Darcy Kanunu esas alınarak,

∆q=vA=k.∆h.la/b=k.a.H/(b.n)

eşitliği ile hesaplanabilir. Burada

∆q :Bağlama altında iki akım çizgisi arasından sızan su miktarı,

v :Sızma hızı,

A :Akım yönüne dik birim kesit alanı,

k :Geçirimlilik katsayısı,

∆h:İki eş potansiyel çizgi arasındaki yük kaybı (potansiyel düşümü),

b : Bir akış alanının akım çizgileri doğrultusundaki kenar uzunluğu (iki eş potansiyel

çizgi arasındaki uzaklık),

a : Akış alanının akım çizgilerine dik yöndeki genişliği (iki akım çizgisi arasındaki

uzaklık),

n : Eş potansiyel çizgilerinin toplam aralık sayısı,

H : Toplam yük kaybıdır (n. ∆h).

Akım çizgileri arasından geçen debiler birbirine eşit, toplam akım çizgisi aralık sayısı

m ve akım alanlarının kare şeklinde olduğu (a=b) esas alınarak bağlama altındaki birim

genişlikten sızan su miktarı,

q=m. ∆q=m.k.H/n

eşitliği ile hesaplanır.

Sonuç olarak bağlama tabanında akım ağı çizildikten sonra yukarıdaki formül eşitliği

yardımıyla birim genişlikten birim zamanda sızan su miktarı kolayca hesaplanır.

5.9. Sızma Suyu Basıncı:

34

Bağlama altında çizilen akım ağı yardımıyla taban su basıncı dağılımı da belirlenebilir.

Herhangi bir A noktasındaki basınç değeri,

P=((1-ni/n).H+y)

eşitliği ile hesaplanır. Burada,

H: Memba ve mansap su seviyeleri farkı

n: Potansiyel çizgilerin toplam aralık sayısı,

ni: Membadan mansaba doğru numaralandırılan potansiyel çizgisinin A noktasındaki

nin aralık numarası,

y: A noktasının mansap su yüzeyinden itibaren ölçülen derinliğidir.

5.10.Kritik Sızma Boyu:

Bağlamanın altından sızan suyun akış hızı belirli bir kritik değerin üzerine çıkarsa

zemin parçacıklarını da beraberinde sürükleyerek temelin altında erozyon meydana gelmesine

sebep olur ve sızma basıncı tesiriyle mansap eteğindeki zemin kütlesi yukarı doğru kalkabilir

ve tünel şeklinde geçitler(su damarları) oluşabilir. Bu şekilde oluşan borulanma olayı sızma

boyunu suretiyle önlenebilir. Kritik sızma boyu ilk defa Bligh tarafından incelenmiştir.

Zeminlerde müsaade edilen birim boydaki maksimum basınç değişimi 1/C olmak üzere

borulanma olmaması için minimum sızma boyu,

L=C.H

eşitliği yardımıyla hesaplanır. Burada, L: minimum sızma boyu , C: zemin cinsine bağlı

sızma katsayısı, H: memba ve mansap su seviyeleri arasında oluşabilecek en büyük yükseklik

(basınç) farkıdır.

Daha sonra Lane ,300 civarındaki yapı üzerinde yaptığı inceleme

sonucunda ,borulanma olayında,sızma çizgisinin düşey kısımlarının yatay kısımlarından 3 kat

daha etkili olduğunu tespit etmiştir. Bu durum zeminlerde düşey yönde oluşabilecek en büyük

geçirgenliğin yatay yöndeki geçirgenliğe göre daha küçük olmasından kaynaklanmaktadır.

Lane,sızma boyu için L=C.H ,eşitliğini aynen kullanmakla beraber sızma boyu ve C

katsayılarını yeniden tanımlamıştır. Lane metodunda kritik sızma boyu,düşey uzunlukların

kendisi,yatay uzunlukların ise üçte biri esas alınarak,

L=L düşey+ L yatay /3

ifadesi ile hesaplanır. C katsayıları (Lane) için aşağıdaki değerler verilebilir.

Zemin Cinsi C Zemin Cinsi CÇok ince kum, silt 8,5 İnce çakıl 4,0İnce kum 7,0 Orta çakıl 3,5Orta kum 6,0 Kaba çakıl 3,0

35

Kaba kum 5,0 Kaya (taş ve çakıl) 2,5Lem 3,0-1,6 Kil 3,0-1,6

5.11.Taban Su Basıncının Azaltılması:

Bağlamalarda taban su basıncını (alttan kaldırma kuvvetini) azaltmak amacıyla

alınabilecek başlıca önlemler,

1. Temel zeminin geçirgenliğini azaltmak,

2. Sızma boyunu uzatmak (saplama duvarı, palplanş, geçirimsiz memba

örtüsü...gibi),

3. Memba ve mansap su seviyeleri arasındaki farkı azaltmak,

4. Tabanda filtre teşkil etmek,

şeklinde sıralanabilir.

6.BAĞLAMALARDA ÖZEL YAPILAR:

1. Su alma yapısı,

2. Eklüz,

3. Kayak geçidi, genellikle 2m genişliğinde, tabanı 1/10-1/30 eğimli ve su derinliği

0,3m olarak planlanır.

4. Sal (tomruk) geçidi, odun, kütük ve tomruk taşınan akarsularda inşa edilen

bağlamlarda dolu gövde üzerinde bırakılan geçittir. Tomrukların dolu gövde üzerinden dikine

düşerek düşüm havuzuna zarar vermesi önlenmelidir. Sal geçidi, dolu gövde ve çakıl

geçidinden bir ayrım duvarı ile ayrılır. Geçit su derinliği 0,5-0,7m,genişliği 3(min.2)-12 m ve

taban eğimi 1/50(en fazla 1/20)-1/100 olacak şekilde projelendirilir.

5. Balık Geçidi, gezgin balıkların bulunduğu akarsulardaki bağlamalarda balıkların

memba ile mansap arasındaki geçişlerini sağlamak için için öngörülür.

Balık geçitleri kenar duvarlarının yanında yer alırlar. Girişlerinde en az 1,5-2,0 m

kadar bir su derinliği olmalıdır. Üstleri genellikle kapatılmaz. Girişte bir kapak öngörülür.

Balık geçitleri dikdörtgen kesitli,maksimum eğimleri 0,07 ve her 3 m` lik kot farkında bir

dinlenme havuzu öngörülür.

Kademe perdeleri beton veya ahşap olabilir. Perdeler düşey,yarıklı veya max Ø 0,40m

çapındaki delikler şaşırtmacalı olarak tertiplenir. Girişinde düşü yapılarak su sesiyle balıklar

çağrılır. Ayrıca girişte bir aydınlatma düzeni yapılır.

Balık geçitlerinden geçen su miktarı 0,3-1,2m3/s mertebesindedir.

36

7.BAĞLAMA TİPİNİN SEÇİLMESİ

Bağlama tipinin seçimine tesir eden ana faktörler ve nasıl mütalaa edildikleri aşağıdaki

paragraflarda anlatılmıştır.

7.1. Topografik Yapı:

Bağlama arkasında suyun aşırı derecede kabarması taşmalara sebep olabilir. Sabit

bağlama yapıldığı takdirde kabarma büyük olur ve taşmaların önlenmesi için sedde yapılması

gerekebilir. Halbuki hareketli bağlamalarda feyezanlar kapakların tamamen açılması ile

yapılara zarar vermeksizin savılabilir. Bu sebeple geniş ve yüksek yamaçlı vadilerde sabit

bağlama aksi takdirde hareketli bağlama daha uygun olur.

7.2. Maksimum ve minimum debi:

Maksimum debi minimum debiden çok farklı ise feyezan suları sabit bağlamalarda

büyük kabarmalara sebep olur. Bağlamanın ve diğer yapıların emniyetlerinin sağlanması

maliyeti artırır. Böyle durumlarda hareketli bağlama daha ekonomik olabilir. Maksimum debi

ile minimum debinin arasındaki fark çok büyük değilse sabit bağlama daha uygundur.

7.3. Zemin şartları:

Sabit bağlamalarda temelin sağlam zemine kadar indirilmesi gerekir. Hareketli

bağlamalarda ise sadece ayakların sağlam zemine oturması yeterlidir. Dolayısıyla çürük

zeminlerde sabit bağlama inşası daha büyük yatırım gerektirebilir.

7.4. Sürüntü maddesi miktarı:

Sabit bağlamalarda gelen sürüntü maddesi bağlama arkasında yığılır. Bu kısmın tam

dolması halinde sürüntü maddeleri su alma ağzı önünde yığılmaya başlar. Bu da su almaya

engel olabilir. Hareketli bağlamalarda ise bağlama havuzunun katı madde ile dolma problemi

yoktur. Buna karşılık sürüntü maddelerinin ayaklarda yaptığı aşınma önemli bir problem

olabilir. Diğer taraftan sabit bağlamaların hiç değilse bağlama havuzu doluncaya kadar akarsu

katı madde dengesinin etkileyeceği ve mansapta oyulmalara yol açacağı hatırda bulunmalıdır.

7.5.Bakım ve işletme:

37

Hareketli bağlamalar sürekli bakım gerektirir. Kapakların ayda bir defa kontrol

edilmeleri feyezanlar sırasında arıza ihtimalini azaltır. Hareketli bağlamaların işletmeleri için

de daimi personel bulundurulur. İşletme dikkatli takip ister. Sabit bağlamalarda böyle

değildir.

8. KAYNAKLAR

- Su Kaynakları Mühendisliği : Prof. Dr. Cevat ERKEK, Prof. Dr. Necati

AĞIRALİOĞLU.

- Su Kaynakları Problemleri : Prof. Dr. Cevat ERKEK, Prof. Dr. Necati

AĞIRALİOĞLU.

- Sulama Kurutma : Prof. Dr. Cevat ERKEK.

- Hidrolik : Prof. Dr. B. Mutlu SÜMER, Prof. Dr. İstemi ÜNSAL.

- Hidrolik Ders Notları : Prof. DR. Mehmet Emin KARAHAN:

38

39