1

Bölüm 8

BARAJLAR VE BARAJ HAZNELERİ

1. GENEL BİLGİLER 2. BARAJ TİPLERİNİN GENEL ÖZELİKLERİ 3. BARAJ HAZNELERİ

2

Baraj, su biriktirmek amacı ile hazne oluşturmak üzere bir akarsu vadisini kapatarak akışı engelleyen yapıdır.

Barajın su biriktirme yanında, su seviyesi yükseltme ve geniş su yüzeyi meydana getirme gibi iki önemli fonksiyonu daha vardır.

3 Dam Engineers of nature: BEAVERS

“Beavers have been called the civil engineers of the natural world because they are prone to making these very extensive dams”

4

Bir elektrik jeneratörü mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Buradaki işlem elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiye dayanır. Bir manyetik alan içinde; bir tel [yada elektrik ileten herhangi bir iletken ] hareket ettiği zaman telde elektrik akımı oluşur.

5

6

7

8

9

10

11 Temel topraklama uygulaması.

12

13

14

15

“CİNDERE” (Denizli), ÖNYÜZÜ BETON KAPLAMALI KATI DOLGU

BARAJ

16

“ATATÜRK” BARAJI, 1983, toprak+kaya, Kurulu Gücü=2400 MW; Enerji

Üretimi=8900 GWh/yıl

17

“URFA” İKİZ SULAMA TÜNELİ (Dünyanın en uzun sulama tüneli)

İç çap=7,6 m; Uzunluk=26,4 km; Debi=330 m3/s

18

KEBAN”, Beton+Kaya Dolgu, 1974, Debi=1160 m3/s;

H=145 m; P=133 MW; E=6000 GWh/yıl

19

20

21

1. Genel Bilgiler

Türkiye sularının akış rejimleri düzensiz olduğundan,

suyun fazla olduğu mevsimlerde biriktirip kurak mevsimlerde kullanılması gerekmektedir.

Bu amaçla ülkemizde pek çok baraj yapılmıştır.

22

1.1. Barajın kısımları Her baraj yapısı; • vadiyi kapatan esas yapı, • işletme tesisleri ve • yardımcı tesislerden oluşur.

23

1. Baraj Gövdesi Bütün vadiyi kapatarak yapay bir göl oluşmasını sağlayan masif

veya dolgu malzemesinden inşa edilen sabit yapı.

Barajın kısımları ; Bu tesislerin başlıcaları;

Bir baraj gölü, * ölü hacim, ** faydalı hazne hacmi ve *** taşkın koruma hacmi olmak üzere üç kısımdan oluşur.

2. Baraj gölü Baraj gövdesinin yukarısında suyun depolandığı vadi

kesimidir.

25

3. Su alma yapısı Baraj gölünde toplanan sudan yararlanmak için suyun

alınmasına hizmet eden yapı.

26

27

4. Dip savak * Gerektiğinde baraj gölünü tamamen boşaltmak, * dolu savak kapasitesini azaltmak, * akarsu mansabına bırakılacak suyu salmak amacına yönelik tesisler.

28

Dolu savak

5. Dolu savak Taşkın sularının yapıya zarar

vermeden mansaba aktarılmasını sağlayan ve barajda emniyet görevini üstlenen kısımdır.

29 dip savak sluice outlet

30

Dolu savak

31

Dolu savak

32

Dolu savak

33

“Barajdaki suyu tahliye edecek olan 145 metre uzunluğundaki baraj kondüvi (dip savak) inşaatı tamamlanmak üzere.

34

6. Baraj sitesi Büro, atölye, laboratuvar, ambar, garaj gibi barajın özellik ve büyüklüğüne bağlı olarak

ihtiyaçlara cevap verecek şekilde boyutlandırılmış yapılar.

35

7. Derivasyon tesisleri Baraj inşaatı esnasında

suyun inşaat sahasından uzak tutulmasını sağlayan tesislerdir.

Bir derivasyon sistemi

genellikle suyun inşaat alanına girmesini önleyen batardolar ve suyun mansaba aktarılmasını sağlayan iletim tesisleri olmak üzere iki ayrı kısımdan oluşur.

BATARDO: Nehir suyunun inşaat alanına gelmesini engelleyen geçici dolgu.

36

37

8. Diğer tesisler Barajın hizmet ettiği amaca uygun olarak enerji

santralleri, içme suyu arıtma tesisleri, balık geçidi, tomruk geçidi, gemi eklüzleri gibi yapılar öngörülür.

38

39

40

41

42

Ara 15 dakika

43

1.2. Baraj yerinin seçimi Baraj planlama çalışmaları esnasında akarsu vadisinde baraj

yapımına uygun yerler belirlenir. Daha sonra baraj yeri alternatifleri ayrıntılı olarak

incelenir, üstün ve sakıncalı yönleri karşılaştırılarak en uygun baraj yeri belirlenir.

44

Baraj yeri seçimine etki eden faktörler 1. Baraj yerinin özelikleri Baraj yerinin topografyası (özellikle vadi şekli), temelin ve yamaçların jeolojik yapısı, taşıma gücü, muhtemel faylar, çatlaklar, alüvyon kalınlığı, dolu savak yeri ve kapasitesi, Derivasyon şartları, ulaşım durumu, baraj inşaatında kullanılacak malzemenin baraj yerine uzaklığı, yapının doğayla uyumu gibi hususlar incelenir.

45

2. Göl Bölgesinin Özellikleri Göl bölgesinin topografyası ve jeolojik yapısı, kayaların cinsi, kalınlığı ve geçirimsizliği, göl bölgesinin su tutması gibi özelikleri, göl yamaçlarının stabilitesi ve heyelan durumu incelenir.

Baraj yeri seçimine etki eden faktörler

46

3. Yağış Havzasının Özellikleri Bir akarsu üzerinde baraj yapılacak yerler belirlenirken bunların yağış havzalarının hidrolojik, morfolojik özellikleri incelenmelidir. Yağış havzası etüdlerinde özelikle yağışlar, sızma, buharlaşma, akış miktarları, akarsu drenaj sistemi, bitki örtüsü, havza aşınma ve ayrışma şekli ve bunların barajlardaki katı madde yığılmasına etkileri incelenerek en uygun baraj yerleri tespit edilmelidir.

Baraj yeri seçimine etki eden faktörler

47

4.İstimlak ve altyapı Maliyetleri Su altında kalan meskun yerler, tarım arazileri, ulaşım yolları gibi

tesislerin iskan, istimlak ve yenileme bedelleri incelenir.

Baraj yeri seçimine etki eden faktörler

48

5.Çevre Etkisi Göl altında kalacak tarihi yerler ve doğal kaynaklar, bölgedeki yer altı su dengesinin korunması ve doğal görünümün değişmesi gibi hususlar bazı durumlarda baraj yeri seçiminde önem kazanabilir.

Baraj yeri seçimine etki eden faktörler

49

6. Baraj Mansabının Özellikleri Su hakları, yerleşme yerleri, canlı hayatı, yer altı su seviyesi gibi hususlar incelenir.

50

1.3 Baraj yapma amaçları Bir baraj aşağıdaki amaçlardan bir veya birkaçına

hizmet etmek için yapılır. 1. İçme suyu temini, 2. Sanayi suyu temini, 3. Sulama suyu temini 4. Hidroelektrik enerji üretimi, (TR’ de %35-% 40 kullanılıyor)

5. Taşkın kontrolü 6. Akışın düzenlenmesi, 7. İç su taşımacılığının geliştirilmesi, 8. Mesire yeri temini, 9. Sediment kontrolü, 10. Canlı hayvan korunması, 11. Sanayi artıklarının tutulması,

51

gemicilik

52

53

1.4. Barajların Çevre etkileri, Bir akarsu vadisinde baraj yapımı ile çevrenin bir takım özelikleri

değişmektedir. Bu etkilerin en önemlileri; 1. Sosyal ve ekonomik etkisi, 2. Ekoloji ile ilgili etkileri, 3. Bölge iklimine etkisi, 4. Bitki örtüsüne etkisi, 5. Balıkçılığa etkisi, 6. Akarsu ulaşımına etkisi, 7. Memba ve mansap bölgesindeki yer altı sularına etkisi, 8. Barajın mansap kesimindeki yatak oyulmalarına, akış rejimine ve su

haklarına etkisi, 9. Turistik ve dinlenme yeri teminine etkisi.

54

1.5. Barajların Sınıflandırılması

Barajlar çeşitli yönlerden sınıflandırılabilirler, 1. Büyüklüklerine göre sınıflandırma Barajlar büyüklüklerine göre büyük baraj veya küçük baraj olarak

sınıflandırılır. Bununla beraber bu sınıflandırmayı kesin tanımlar ile vermek mümkün değildir.

Kret ile temeli arasındaki yükseklik 15 m den fazla olan barajlara büyük

baraj, 15 m den daha küçüklere küçük baraj (TR’de gölet denmektedir). Gölet ; etüt, proje ve inşaat esasları daha basit ve çabuk sonuç alıcı

kriterlere göre yapılan barajlardır.

55

Barajların Sınıflandırılması

56

2. Yapılış Amaçlarına Göre Sınıflandırma. Bu tip barajlar yapılış amacına ya da amaçlarına göre, ya *bir

amaçlı ya da **çok amaçlı olarak planlanır. Çok amaçlı barajlar esas yapılış amacına göre; içme suyu

barajı, hidroelektrik enerji barajı, sulama barajı,,gibi.

57

3. Gövde Malzemesine Göre sınıflandırma, a. Karğir Baraj Taş ve tuğla baraj Beton Baraj Betonarme baraj Öngerilmeli beton baraj. b. Dolgu Baraj *Toprak dolgu baraj *Kaya dolgu baraj c. Kısmen karğir, kısmen dolgu baraj d. Çerçeveli baraj *Çelik baraj *Ahşap baraj

58

4. Gövdenin Statik Projelendirilmesine göre sınıflandırma, * Ağırlık Barajı, * Kemer ağırlık Barajı, * Kemer baraj * Payandalı baraj * Toprak dolgu baraj * Kaya dolgu baraj Baraj tiplerinden söz edildiğinde genelikle bu son sınıflandırma şekli anlaşılır.

59

1.6. Baraj Tipinin Seçimi Bir baraj yerinde genellikle birden fazla baraj tipinin yapımı söz

konusudur. Bu nedenle baraj yerine ve yapılış amacına en uygun ve ekonomik olan baraj

tipinin belirlenmesi ile bir çok faktörlerin incelenmesi gerekmektedir. Bunlar;

1. Baraj yerinin topografik durumu, 2. Temel ve jeoloji şartları, 3. Baraj inşaatında kullanılacak uygun malzeme temini, 4. Ulaşım kolaylıkları, 5. Derivasyon Şartları, 6. Dolu savak kapasitesi ve yeri, 7. Yer altı ve yerüstü sularının durumu, 8. Hazne işletme durumu, 9. İklim şartları ve inşaat süresi, 10. Deprem durumu, 11. Heyelanlar, 12. Ülkenin ekonomik durumu, 13. Doğa ile uyum sağlamasıdır.

60

1.7. Barajlara etki eden Kuvvetler, Bir baraja etki eden tüm statik ve dinamik kuvvetlere karşı

koyabilmelidir. Etki eden en önemli kuvvetler, 1. Barajın kendi ağırlığı, 2. Hidrostatik su basıncı, 3. Taban ve boşluk suyu basıncı, 4. Deprem kuvveti, 5. Buz basıncıdır.

61

Baraj hesaplarında yukarıdaki kuvvetlerin yanında, baraj yerinin özeliklerine ve seçilen baraj tipine göre; *dalga basıncı, *silt ve toprak basıncı, *yapı sıcaklığının değişimi sonucu oluşan kuvvetler, *temel deformasyonları sonucu oluşan kuvvetler,………………………………..

62

1. Barajın Kendi Ağırlığı,

Malzemenin özgül ağırlığı ve gövde hacmi V olmak üzere baraj ağırlığı,

VG BETONγ=

63

VW BETONγ=

64

2. Hidrostatik Su Basıncı

Hem memba hem de mansap hazne tarafında barajlara etki edebilir. Yatay su basıncı;

ile hesaplanır.

2

21 hH γ=

65

66

67

Tavsiye; Düzlemsel yüzeylere gelen hidrostatik kuvvetlere Çalışınız !’

68

3.Taban ve boşluk suyu basıncı

Taban su basıncı özelikle ağırlık barajlarına etki eden en önemli kuvvetlerden biridir. Alltan kaldırma kuvveti

İfadesi ile hesaplanabilir.

Genellikle taban su basıncı bir küçültme faktörü (0,50~0,70 arasında değişen) esas alınarak hesaplanır. Dolgu barajlara etki eden kuvvetlerin en önemlilerinden biri de boşluk suyu basıncıdır.

bhhU SU ]2

[ 21 += γBurada h1 ve h2 memba ve mansap topuklarındaki su derinliği, b barajın taban genişliğidir.

b

69 Basınç prizmasının hacmi

70

71

4. Deprem Kuvvetleri, 1- Depremin baraj haznesindeki suda dinamik etkisi, Eşitliği ile hesaplanabilir. Bu kuvvetin tatbik noktası, tabandan kadar yukarıdadır.

2555,0 hEs αγ=

π34 1h

72

73

Eylemsizlik kuvveti sistemin ivmesiyle zıt yönde oluşur

Duran bir otobüste ayaktaki yolcuların haberi olmadan otobüs aniden hareket ederse yolcular arkaya doğru itilir. Hareket halindeki bir otobüsün aniden fren yapması sonunda ayaktaki ve oturan yolcuların öne fırlamaları yolcuların bulundukların durumları korumak istemelerinden kaynaklanır

Taş kütle

Kamyonun frenlemesi

74

2- Depremin Baraj gövdesinde atalet kuvveti ; Projelendirmede yatay ve düşey deprem kuvvetlerinin dikkate alınması gerekir. Baraj gölünün dolu olması hali en gayri müsait durum, yerkabuğunun membaya ve aşağıya doğru olan hareketi esnasında oluşur.

GGgaEdeprem .α== İfadesi ile hesaplanır.

Burada deprem katsayısı olup deprem ivmesinin, g yerçekimi ivmesine oranını ifade eder. G barajın kendi ağırlığıdır.

α

75

5. Buz Basıncı Baraj yerinin iklim ve haznenin işletme şartlarına bağlı olarak 0 ila 75 t/m arasında değişir.

76

1. Barajın Kendi Ağırlığı, 2. Hidrostatik Su Basıncı 3.Taban ve boşluk suyu basıncı 4. Deprem Kuvvetleri, 5. Buz Basıncı

77

78

2. BARAJ TİPLERİNİN GENEL ÖZELİKLERİ

79

2. BARAJ TİPLERİNİN GENEL ÖZELİKLERİ

2.1. Ağırlık Barajı 1) Tanımı Su basıncını kendi ağırlığı ile karşılayan barajlardır. Çok büyük ağırlıklarına rağmen küçük bir emniyet faktörüne sahiptirler.

80

2.1. Ağırlık Barajı

81

2) Uygulama Yerleri ve Tercih Sebepleri Ağırlık barajı

1. Sağlam ve geçirimsizliği sağlanabilecek yeterli kalınlıkta kaya temellerin uygun bir derinlikte bulunduğu orta genişlikteki vadilerde,

2. Yeterli miktarda ve istenen özellikte agrega malzemesinin bulunduğu ve çimento

naklinin ekonomik olduğu yerlerde, 3. Büyük taşkın debilerinin baraj gövdesi üzerinden mansaba aktarılması gerektiği

durumlarda, 4. Beton baraj üzerinden bir ulaşım yolu geçirilmesi söz konusu olduğunda, 5. Diğer beton baraj tiplerine göre don etkilerine karşı daha az hassas olduğundan, 6. Diğer baraj tiplerine göre savaş ve sabotaja karşı daha güvenli olduğu kabul

edilmesi durumunda tercih edilir.

82

83 Ağırlık barajı

Uygun temel şartlarında, proje yerel şartlara uygun ve inşaatı iyi yapılmış bir beton ağırlık barajı bakımı ve işletme masrafları az olan kararlı bir yapıdır.

84

85

86

3.Tipleri

Ağırlık barajlarının planda yerleştirilmeleri hiçbir statik şarta

bağlı olmadığından, baraj ekseni iki yamaç arasında en kısa bağlantıyı sağlayacak şekilde doğru bir çizgi şeklinde planlanır.

Gövde genel olarak doğrusal bir aks üzerine oturur,

Doğrusal Aks

87

Bununla beraber derzlerin ve oluşması muhtemel çatlakların kapanmasına yardımcı olmak, temel kayanın yapısına uyum sağlamak veya ek bir emniyet elde etmek için baraj ekseni kavisli veya kırık çizgili olarak da planlanabilir. Böylece plandaki şekline göre; -düz ağırlık ve -kemerli ağırlık barajları olarak ikiye ayrılır.

88

kemerli ağırlık baraj

89

90

Ağırlık barajlarında en uygun kesit olarak etki eden en önemli dış kuvvet olan haznedeki hidrostatik su basıncı dağılımına uyum sağlayan, tabana doğru genişleyen, üçgen kesit seçilir. Üçgenin tepesi genellikle haznedeki en yüksek su seviyesindedir.

b

H α Baraj gölü

91

Gövde yüzleri bazı amaçlarla değişken eğimli olarak da düzenlenebilir. Ağırlık barajı Baraj boş haldeyken çekme gerilmelerini önlemek, dolu haldeyken de kayma ve devrilme emniyetini artırmak için, yüksek barajlarda memba yüzeyi genellikle eğimli planlanır.

92

93

Ağırlık barajlarında memba yüzeyine yakın bir yerde ve değişik yüksekliklerde öngörülen kontrol galerileri ile çatlaklar, sızıntılar kontrol edilir.

94

“SARIYAR” BETON AĞIRLIK BARAJI, 1956, Debi=300 m3/s; Düşü (H)=78

m; Güç (P)=160 MW; Enerji (E)=400 GWh/yıl

95

96

4) Hesap Esasları Ağırlık barajları aşağıdaki koşulları sağlayacak şekilde boyutlandırılır. 1. Barajda çekme gerilmeleri meydana gelmemeli,

2. Devrilme emniyeti sağlanmalı,

3. Kayma ve kesme emniyeti gerçekleşmeli,

4. Barajın hiçbir yerinde beton emniyet gerilmelerinden büyük gerilmeler

meydana gelmemeli,

5. Zemin emniyet gerilmeleri geçilmemelidir.

97

Baraj kesit boyutları, ‘Barajda çekme gerilmeleri meydana gelmemeli’ şartı göz önüne alınarak belirlenir.

Daha sonra seçilen bu kesitin diğer denge şartlarını yerine

getirip getirilmediği araştırılır. Ağırlık barajlarının boyutlandırılması, haznenin dolu ve boş

olması halinde normal ve özel yükleme durumları için ayrı ayrı yapılır.

98

99

50,0

1tan

−≅=

mhb

b

γγα

80,0~65,0tan =α

m ise taban su basıncı küçültme faktörüdür (m=0,50~0,70). genellikle arası bulunur. Çekirdek bölğesi içinde kalabilmek için; Tabanın mansap tarafındaki b/3 noktasına göre momentler yazılır !

Tabanın mansap tarafındaki b/3 noktasına göre momentler yazılırsa;

100

101

Devrilme Faktörü, Ağırlık barajı

Çekme gerilmeleri meydana gelmemesi şartı sağlandığında baraj

devrilmeye karşı emniyetli olduğundan tahkik yapmaya gerek kalmaz. Genel olarak devrilme olmaz. Fakat hesaplanması gerekirse;

devirmeye karşı koyan momentlerin devirmeye çalışan momentleri oranı şeklinde,

hesaplanır.

3~2≥=devirici

koruyucu

MM

η

102

103

Kayma Emniyeti Ağırlık barajı

Eşitliği ile bulunur. Burada * pay toplam yatay kuvvetler bileşkesi, * payda ise toplam düşey kuvvetlerin bileşkesi, * f temel ile beton yüzeyi arasındaki sürtünme katsayısıdır.(f=0,60~0,80).

VHf

∑∑

≥

104

şişt

105

0,5)(≥

∑+−∑

=H

AfUV τη

* f temel ile beton yüzeyi arasındaki sürtünme katsayısıdır.(f=0,60~0,80).

A

106

Kesme ve Kayma ile birlikte tahkik;

+

107

Gerilme tahkikleri Ağırlık barajı Gövde ve temelde emniyet gerilmelerinin aşılmadığı gösterilmelidir. Baraj

gövdesi bir tek parçalı yapı kabul ederek, memba ve mansap yüzeylerindeki normal gerilmeler,

İfadesi ile hesaplanabilir.

]61[, be

bdV

HS ∑

=σ

Burada H ve S indisleri hava ve su yüzeylerini, b baraj taban genişliğini, d baraj kalınlığını (genellikle 1.0 m alınır), e bileşke kuvvetinin simetri ekseninden uzaklığını ifade eder.

108

Ağırlık barajlarda en büyük gerilmeler dolu halde mansap yüzeyinde meydana gelmektedir. Mansap uç noktasındaki en büyük asal basınç gerilmeleri,

Eşitliğinden hesaplanabilir. [m=taban su basıncı küçültme

faktörüdür (0,5~0,70)].

m

mh

b

b

b

−

−+=

γγγγ

γσ1

max

109

C

contact stress: temas gerilmesi

110

Max ve min taban basıncı

Atalet

C

111

5) Temel Ağırlık barajı

Ağırlık barajlarda temele çok büyük yükler aktarıldığından büyük gerilmeler oluşur. Bu nedenle suya dayanıklı ve dona karşı emniyetli kayalar en uygun temel zeminini oluşturur.

Ağırlık kayma emniyeti fazla büyük olmadığından baraj ile kaya

arasında temas yüzeyi mümkün olduğu kadar düzensiz, en iyisi dişli olarak açılmalıdır.

112

Dişli temel

113

Ağırlık barajlarında taban su basıncı etki eden en önemli kuvvetlerden biridir. Suyun baraj tabanına girmesini güçleştirerek taban su basıncını azaltmak için genellikle memba tarafında bir saplama duvarı öngörülür. Ayrıca temel kayanın su geçirimliliğini azaltmak ve taban su basıncını küçültmek için temel enjeksiyonları da yapılır ve temel de drenaj öngörülür.

114

Drenaj

Gerek baraj yüzünden gerekse temelden sızacak suları toplamak amacıyla dren boruları ve bunların bağlı olduğu toplayıcı galeriler tertiplenmesi gereklidir.

Düşey ve yatay su toplama dreanaj sistemleri

115

Drenaj

116

Drenaj

117

Yapım Beton ağırlık barajlar büyük beton kütlesi ister. İnşaat esnasında en büyük güçlük beton priz ısısı ve şişmedir. Priz ısısını düşürmek için gerekli önlemler alınmalıdır.

118

119

Enjeksiyon Taban ve yamaçlarda geçirimsizlik veya mukavemet yönünden şüpheli görülen yarıklar ve çatlaklar enjeksiyonla doldurulup tıkanır. Enjeksiyon malzemesi çoğunlukla çimento-su karışımıdır, geniş yarıklarda ayrıca ince kum da katılır.

Enjeksiyon, barajlarda sızmanın kontrolü için dünyada yaygın olarak kullanılan en popüler yöntemlerden birisidir.

120

ARİYET SAHASI; bir toprak baraja gerekli malzemeyi sağlayan alan

Ağırlık Barajlarda ;

1-Normal yükleme durumunda barajın tam dolu olduğu hal için devrilme, kayma, kesme ve taban gerilme tahkikleri yapılır. 2-Barajın tamamen boş iken sadece kendi ağırlığı etkili olacaktır. Bu hal için taban gerilmeleri kontrol edilir.

b

H α Ağırlık Barajlarda hesaplamalar 1 metre genişlik için yapılır.

Düzlemsel yüzeylere etkiyen hidrostatik kuvvetlerin hesaplanması;

123

124

125

2.2. Kemer Ağırlık Barajları Kemer ağırlık barajları, bütün kret boyunca membaya doğru kavisli

yapılarak, etkiyen kuvvetlerin bir kısmını kemer tesiri ile yamaçlara aktarır.

KRET: Baraj gövdesinin en üst noktalarının geometrik yeri.

126

Kemer Ağırlık Barajı

Böylece düz ağırlık barajlarına göre taban genişliği önemli ölçüde küçültülür, daha az beton hacmi kullanır, temelde daha iyi basınç dağılımı elde edilir, boyuna çatlakların oluşma tehlikesi azalır ve barajın emniyeti arttırılır.

127

Kemer Ağırlık Barajı

128 Hoover Dam

Kemer Ağırlık Barajı

129

Kemer Ağırlık Barajı

130

131

2.3. Payandalı Barajlar 1. Tanımı Gövdesi, memba yüzünü kapatan beton perde veya kemerler ile onlara

mesnet görevi yapan payandalardan meydana gelen barajlardır.

132

133

Beton ağırlık barajlara kıyasla betondan % 30-% 70 arasında tasarruf sağlar.

134

2.Uygulama Yerleri ve Tercih Sebepleri 1. Baraj yeri olarak, geniş ve yamaçları yatık vadilerde, orta yükseklikte

H=50-60 m. Bir baraj planlanması. 2. Baraj yerinde yer yer taşıma gücü yetersiz zeminlerin (sadece

payandaların sağlam zemine oturması yeterli) bulunması, 3. Ağırlık barajlarına göre sağladığı avantajların önem kazanması, bu avantajların başlıcaları, * malzemeden tasarruf sağlanır, * beton priz ısısını daha iyi ve ekonomik olarak dışarı verir, * taban su basıncının büyük alana etki etmesi önlenir, * statik sistem daha açıktır, * çok büyük genişliklerde boyuna çatlakların oluşması tehlikesi azaltılır.

135

4.Mevcut baraj yeri şartlarında, derivasyonun inşaat yerinden geçirilmesinin

en uygun çözüm olması 5.Büyük taşkın debilerinin baraj üzerinden mansaba aktarılmasının uygun ve

ekonomik olması, 6.Tektonik yönden henüz sakinleşmiş bölgelerde (aktif bölge kriterine yakın

yakın) baraj yapılması, 7. Vadi görünümüne canlılık getirilmek istenmesi, ……………….gibi durumlar da payandalı barajlar tercih edilebilir.

Uygulama Yerleri ve Tercih Sebepleri

136

137

3. Tipleri Payandalı barajlar Payandalı barajlar planda genellikle düz kretli olarak planlanır, suyun kabarmasını sağlayan

memba yüzeyi düşey veya eğik olabilir. Barajın kayma emniyetini artırmak için memba yüzeyi genellikle eğimli yapılır.

Payandalı barajlar, suyu tutan memba yüzeyinin ve payandaların özeliklerine göre

sınıflandırılabilir. Payandalar dolu gövdeli veya ince beton perdelerle çevrilmiş olması durumuna göre dolu

gövdeli ve boşluklu payanda olarak isimlendirilir.

138

4.Hesap esasları Payandalı baraj hesapları iki aşamada gerçekleştirilir. a. Suyu tutan plaklar veya kemerlerin hesabı, b. Payandaların hesabı, Plaklar mütemadi döşeme, kemerler ise kemer barajların hesap esaslarına uygun olarak yapılır.

139

140

141

Ağırlık barajlarında hesapların birim genişlikte bir dilim için yapılmasına karşılık payandalı

barajlarda bir payandaya gelen toplam yükler göz önüne alınarak yapılır. Önce bir payanda profili seçilerek gerekli tahkikler yapılır, daha sonra payanda içindeki

gerilmeler daha hassas yöntemlerle hesaplanır.

bir payandaya gelen toplam yükler

142

5. Temel Baraja etki eden kuvvetler payandalar ile belirli noktalarda temele aktarılır. Bu sebepten yalnız payandaların sağlam ve taşıma gücü yüksek kaya temeller üzerine oturması yeterlidir. 6. Yapım, Payandalı barajlarda atmosfer ile temas yüzeyi büyük olduğundan priz ısısı fazla sorun yaratmaz, işçilik önem taşır.

143

144

2.4. Kemer Barajlar 1. Tanım Yük taşımasının birinci derecede kemer tesiri ile

karşılandığı bir veya iki yönde eğrilik gösteren taş veya beton barajlardır.

Kemer barajlarda esas prensip kaliteli beton kullanılmasıyla elde edilen ince kemer

halkaların basınç mukavemetlerinden yararlanılarak etki eden kuvvetlerin büyük kısmını vadi yamaçlarına aktarmaktır.

145

146

147

148

149

2.Uygulama Yerleri ve Tercih Sebepleri 1. Baraj tipleri içinde kemer barajlar kadar vadi şekline bağlı başka bir tip mevcut değildir. 2.Kemer barajlarının tip olarak seçilebilmesi için vadi tabanı ve vadi yamaçlarındaki

kayanın sağlam ve taşıma gücü yüksek olması gerekir. 3. Diğer beton baraj tiplerine göre beton hacminde büyük tasarruf sağlanır. 4. Baraj kesiti ince olduğu için baraj duvarları daha esnektir ve aşırı yüklemelere karşı

hassasiyeti azalır ve daha büyük emniyet gerilmelerine izin verilir. 5. Betonun emniyet gerilmeleri sonuna kadar kullanılır.

150

151

152

153

154

OYMAPINAR, İNCEKEMER BARAJ, 1984, H=185 m, beton kemer, (“Side” eskil kenti suyolunda)

155

Kemer barajlarda duvar kalınlığı ince seçildiği oranda esneklik

artar ve kemer tesiri ön plana çıkar. Bu nedenle yüklerin kemer tesiri ile en iyi şekilde taşınması için

mümkün olduğu kadar küçük eğrilik yarıçapı ve büyük açıklık açısı ile planlanmaları gerekir.

156

157

158

3.Tipleri Kemer barajların sınıflandırılmasında en önemli kriter

olarak kemerde kullanılan dönel cismin şekline bakılır. Buna göre kemer barajlar 3 tip altında toplanır.

a. Sabit açılı kemer barajlar, b. Sabit Merkez Açılı Kemer Barajlar, c. Değişken Yarıçaplı Ve Merkez Açılı Kemer Barajlar

159

a. Sabit Yarıçaplı Kemer baraj kemerlerin merkezleri, her kotta aynı düşey üzerine düşmesi

160

b. Sabit Merkez açılı Kemer Baraj Bütün kemer yaylarının aynı merkez açıya sahip olması

161

c. Değişken Yarıçaplı ve Merkez açılı Kemer Baraj ne yarıçap ne de merkez açısı sabittir.

162 konsol kemer

Konsol veya Konsol Dilimi: Barajın düseyde iki radyal düzlem arasinda kalan kısmıdır

Kemer veya Kemer Dilimi: Barajın planda iki yatay düzlem ile ayrilmis kismidir.

163

164

4. Hesap Esasları Kemer barajların hesabında , daha evvel verdiğimiz barajlara

etki eden kuvvetlere ek olarak ısı değişimleri (ısınma ve soğuma) sonucu oluşan kuvvetler de önem kazanır.

Kemer barajların hesap yöntemleri 1. Bağımsız halkalar yöntemi, 2. Deneme-yanılma yöntemi [trial Load], 3. Elastisite teorisi, 4. Kabuk teorisinin kemer barajlara uygulanması, şeklinde sınıflandırılabilir.

165

5. Temel Kemer barajlarda vadi tabanı ve yamaçlarda özel bir itina

ile hazırlanmalı, temizlenmeli ve yüzeyleri kuvvet akış yönüne dik olarak açılmalıdır.

6. Yapım Kemer barajlarda kullanılan beton çok yüksek kalitede

olduğundan, betona çok dikkat edilerek çalışmalar yapılmalıdır.

Bu konuda uzmanlaşmış firmalardan danışmalık / uygulama

hizmetleri alınabilir.

166

“GÖKÇEKAYA”, KEMER BARAJ, 1973,

Q=300 m3/s; H=115 m; P=300 MW; E=560 GWh/yıl

167

168

10 dakika aramız , 15 dakikalık quizimiz var

169

Quiz sorusu.

Şekildeki barajın devrilme tahkikini yapınız, Şekle dik derinlik 1 m alınız. Suyun özgül ağırlığı = 1 ton / m 3 Betonun özgül ağırlığı = 2,5 ton /m 3 alınız. Yanıt=7,4

170

Düzlemsel yüzeylere etkiyen hidrostatik kuvvetlerin hesaplanması;

172

173

2.5 Dolgu Barajlar 1.Tanım Dolgu barajlar, su basıncını dolgu gövdesinin ağırlığı ile temele

aktaran barajlardır.

174

Dolgu baraj sızma suyu kayıpları belirli sınırlar içinde kalacak şekilde sıkıştırılmalı ve mümkün olan bütün yükleme durumlarında yeterli emniyet olmalıdır.

175

Dolgu Barajlar

176

Dolgu Barajlar

177

2. Kullanıldığı Yerler ve Tercih Sebepleri 1. Baraj yerlerinde sağlam ve taşıma gücü büyük temellerin gittikçe azalması

ve daha zayıf temeller üzerinde de baraj yapımının zorunlu hale gelmesidir. 2. Dolgu malzemesinin her yerde temin edilebilmesi, geçirimsizlik sağlayan

çekirdek malzemesinin bulunmaması durumunda değişik çözümlerin söz konusu olması,

3. Büyük ve güçlü iş makineleri ile dolgu malzemesinin çıkarılması,

taşınması, serilmesi ve sıkıştırılmasının daha kolay ve ekonomik yapılabilmesi,

4. Toprak ve kaya dolgu malzemesinin kolay işlenebilmesi ve ucuz temin

edilebilmesi, 5. Deformasyon, sarsıntı ve düzensiz oturmalardan daha az etkilendiğinden

aşırı yüklemeye karşı daha az hassas ve daha emniyetli olması, ..gibi nedenlerle günümüzde yaygın olarak dolgu baraj yapılmaktadır.

178

3. Tipleri Dolgu barajlar a.Gövde inşaatında kullanılan malzemeye göre, 1. Toprak dolgu, 2. Kaya dolgu. b.Gövdenin Yapısına göre, 1. Homojen dolgu 2. Diyaframlı dolgu 3. Zonlu dolgu c. Geçirimsiz perdenin yerine göre, 1.Yüzey kaplamalı dolgu 2.Eğik çekirdekli dolgu 3.Merkezi çekirdekli dolgu, Geçirimsiz perde kil, beton, asfalt malzeme olarak inşa edilebilir. d. İnşaat yöntemine göre, 1. İstifli kuru taş duvar 2. İstifli kaya dolgu, 3. Dökme kaya dolgu, 4.Sıkıştırılmış dolgu, 5.Hidrolik ve yarı hidrolik dolgu [malzemesi hidrolik yöntemlerle kazılan,taşınan ve yerleştirilen]

179

4. Hesap Esasları Dolgu barajlar Dolgu barajların boyutlandırılmasında her türlü şartlarda üzerinden su

aşması önlenmelidir. Gövde, şevler ve temeldeki kuvvetlerin ve gerilmelerin durumlarını ve

büyüklüklerini uygun hesap yöntemleri seçerek tespit etmek için mühendislik jeolojisi ve zeminin fiziksel özellikleri bilinmesi gerekmektedir.

Ağırlık, permeabilite, konsolidasyon ve kesme mukavemeti sonuçları,

dolgu baraj hesaplarının temel verilerini oluşturur. Dolgu barajların projelendirilmesinde standart çözümler önermek mümkün

değildir.

180

Mevcut temel şartlarına ve dolgu barajın en gayri müsait yükleme durumuna bağlı olarak uygun bir dolgu gövdesi seçilir. Yapılan tahkikler ile bu gövde kesitinin uygunluğu gösterilir. Bir dolgu barajın hesabında, 1.Baraj gövdesinde sızma, 2.Şev stabilizesi, 3.Temel stabilizesi, 4.Gövde ve temelde oturmalar, araştırılmalıdır.

181

4. Temel Dolgu barajlar Bütün baraj tiplerinde emniyetli bir temel oluşturmak için alttan sızma önlenmelidir.

Bu husus dolgu barajlarda çekirdek bölgesini geçirimsiz tabakaya kadar devam ettirilerek sağlanır.

Geçirimsiz tabakanın çok derinde olduğu yerlerde ise palplanş, beton perde, enjeksiyon

ve çekirdek bölgesinin membaya doğru uzatılması gibi çözümler aranır. Ayrıca baraj gövdesindeki sızma hattını düşürmek ve stabiliteyi arttırmak için topuk drenajı, boşaltım kuyuları gibi önlemler alınır.

182

Yıkılan toprak barajların önemli bir bölümünde yıkılma sebebinin baraj gövdesinin temel ve yamaçlara iyi bağlanmaması olduğu anlaşılmıştır. Bu sebeple baraj gövdesinin temel ve yamaçlara bağlanmasına özel bir önem verilmelidir.

183

184

6. Yapım Dolgu barajlar

Toprak barajlar hidrolik, yarı hidrolik ve genellikle sıkıştırma dolgu şeklinde inşa edilirler.

Kaya dolgu barajlar ise dökme kaya dolgu, istifli kaya dolgu şeklinde inşa

edilirler.

185

1. Toprak dolgu barajlar

Gövde inşaatında kullanılan malzemenin %50 si çakıl, silt, lem (bitkili toprak) ve kaya parçaları gibi daneli veya kohezyonlu malzemeden oluşan dolgu barajlardır.

Bu tip barajlar işçiliğin ucuz, demir ve çimentonun az olduğu

ülkelerde yaygın olarak uygulanır.

186

Toprak baraj homojen, diyagramlı veya zonlu olarak düzenlenebilir.

187

Homojen dolgu barajlarda bütün gövde aynı malzemeden oluşur. Baraj inşaatı teknolojik yönden büyük kolaylıklar sağladığından ince daneli malzemenin bol olduğu yerlerde tercih edilir.

sandy gravel : kumlu çakıl

188

Diyaframlı dolgu barajlarda dolgu gövdesinin geçirimsizliği sağlamak amacıyla gövde içinde veya memba yüzeyinde geçirimsiz tabii malzeme (kil, lem gibi), asfalt beton, çelik veya ahşap malzemeden bir diyafram yerleştirilir. Diyafram düşey veya eğik bir şekilde yerleştirilir. Gövdenin kalan kısımları homojen malzemeden oluşur.

Toe: topuk pervious s. geçirgen

189

190

1. Toprak dolgu barajlar Dolgu barajlar

Zonlu dolgu barajlarda ise suda çözülmeyen her türlü kaya ve

kohezyonsuz malzeme kullanılabilir. Malzeme merkezde ince, dışta ise iri kalacak şekilde filtre kuralına

uygun olarak gövdeye yerleştirilir. Bu durumda merkezden memba ve mansap yüzeylerine gidildikçe

geçirimlilik arttığından sızma çizgisi aşağı düşer, boşluk suyu basıncı azalır ve borulanma büyük ölçüde önlenir. Bu durum dolgu stabilitesi yönünde daha emniyetli bir çözüm oluşturur.

191

Toprak dolgu barajlarda şev eğimleri, dolgu malzemesinin özellikleri, temel durumu ve baraj yüksekliği göz önüne alınarak kayma sayısı (n=en büyük kayma mukavemeti / zeminin basınç gerilmesi) şev eğimini eşit olacak şekilde seçilir. Şev eğimi genellikle memba yüzeyinde1 / 2,5 ile 1 / 3, mansap yüzeyinde 1 / 2 ile 1 / 2,5 arasında alınır.

192

193

194

10 dakika mola

195

2. Kaya dolgu barajlar Dolgu barajlar En büyük baraj dolgu kesitinin en az yarı malzemesi dökülmüş veya

sıkıştırılmış kaya parçalarından oluşan dolgu barajdır. Temel zemini kaya, sıkıştırılmış kum ve çakıl olabilir. Fakat Temel zemin

kalitesi beton barajlarından daha kaliteli olması gerekir. Kaya dolgu barajlarda gövde dökme veya sıkıştırılmış kaya parçalarından

yapılır ve barajın stabilitesi bu kısım tarafından sağlanır.

196

197

Geçirimsizlik ise gövde içinde veya memba yüzeyinde öngörülen bir diyagram (geçirimsiz perde) ile temin edilir.

198

Gövde içinde geçirimsizlik genelikle kil çekirdek şeklinde öngörülür. Bazı özel hallerde beton, çelik, asfalt ve ahşap kullanılır. Yüzey kaplaması ise genellikle asfalt-beton plaklar şeklindedir.

199

Barajın iskeletini oluşturan kaya malzemesinin içsel sürtünme açısı daha büyük olması ve şev yüzeyleri toprak barajlara nazaran daha dik yapılabilir.

200

201

202

203

204

205

206

Dolgu barajlar/ kaya dolgu barajlar

Kaya dolgu barajlar aşağıdaki durumlarda ekonomik olur. 1. Büyük miktarda kullanılabilecek kaya malzemesinin mevcut olduğu veya

kazılardan temin edildiği yerlerde, 2. Kaya parçaları taş ocaklarından daha kolay temin edilebildiğinden toprak

dolgu malzemesinin temin edilemediği yerlerde, 3. İnşaat süresinin kısa olması istenen yerlerde, 4. Toprak dolgunun yerleştirilmesinde güç olacağı yağışlı bölgelerde, 5.Toprak barajlardan daha basit bir gövde kesiti istendiği durumlarda, 6. Barajın yükseltilmesi daha kolay olduğundan, 7. Beton barajların yapılamadığı taşıma gücü düşük zeminlerde tercih

edilirler.

Dolgu Barajlarda dolu savak taşkın debisi olarak KATASTROFİK yani gelmesi muhtemel en büyük taşkın debisi esas alınır.

207

Kaya dolgu baraja örnek- Keban barajı- Atatürk barajı

208

209

210

211

212

213

Son yıllarda barajlar çeşitli teknolojilerle yapılmaktadır. Bunun için dünyadaki tüm baraj teknolojileri yakından izlenmelidir.

214

Silindirle Sıkıştırma Beton Barajlar Baraj yapım teknolojilerinden biri de silindirle sıkıştırma beton (SSB) (roller compacted concrete dams (RCCD) = serme beton baraj) baraj metodudur.

215

Bu yolla hem en az normal beton barajlarınki kadar sağlamlık elde edilebilir, hem de maliyet çok büyük oranlarda düşebilir. Bugün sadece gelişmekte olan ülkelerde değil, gelişmiş ülkelerde de maliyeti en aza indirmek için bu metot hızla yaygınlaşmaktadır. Son yıllarda ABD ve İngiltere’de birçok baraj, Japonya’da ve Çin’deki beton barajların çoğu bu şekilde yapılmış ve yapılmaktadır.

Silindirle Sıkıştırma Beton Barajlar

216

Silindirle sıkıştırma beton barajlar (SSB) oldukça düşük oranda karışım suyu ve çimento içeren özel bir beton türünün, tabakalar halinde yerine serilerek sıkıştırılması sureti ile inşa edilen yapılardır. Bu betondaki karışımda çimento içeriği klasik betonunkinden az olmakla birlikte, karışım benzer malzemelerden oluşur. Bu karışıma çimentodan başka uçucu kül gibi ek bağlayıcı maddeler de katılabilir. Bu karışım genellikle titreşimli silindirlerle sıkıştırıldığı için oluşturulan betona bu ad verilmiştir. Bu betonda çimento içeriği 60 ile 360 kg/m3 arasında değişir.

Silindirle Sıkıştırma Beton Barajlar

217

Son yıllarda silindirle sıkıştırma beton, baraj gövdelerinde, batardolarda ve diğer baraj kısımlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür barajlarda kullanılan en büyük çakıl çapı 150 mm’dir. SSB barajların iki yüzü de diğer türlere göre daha dik şevli yapılabilir. Böylece bu tür barajlarda daha az malzeme gerekli olur. Bundan başka bu tür barajlar daha hızlı yapılabildikleri için daha erken hizmete girerler. Böylece bir dolgu baraja göre toplam maliyette önemli bir azalma sağlanır.

Silindirle Sıkıştırma Beton Barajlar

218

SSB baraj çeşitliliği, kullanılan malzeme oranlarının farklılığına veya inşaat metodunun farklılığına dayanır. SSB karışımları genelde 0.3 m ile 0.6 m arasındaki kalınlıkta katmanlar halinde serilir ve sıkıştırılır.

Silindirle Sıkıştırma Beton Barajlar

219

Silindirle sıkıştırma beton barajın başlıca üstünlükleri şunlardır: 1. Zamandan en az % 30 tasarruf edilmiş olur. Bu süre azalması

barajın inşaat masraflarını azaltır.

2. En azından normal beton baraj kadar sağlamlık elde edilir. 3. Toprak dolgu baraj yapım hızında SS beton baraj yapılır. 4. Toprak dolgu baraj yapımı kolaylığında SSB baraj yapılır. Klasik kütle beton barajlarını oluşturan kütle betonlar kalıp dökülerek yapılır. SSB’da ise yatay tabakalar halinde yerleştirme ve sıkıştırma işlemi yapılır. Bu türde, klasik dolgu baraj ekipmanı (donanım) kullanabilme imkanı vardır. 5. % 30 - 40 mertebesinde ekonomik fayda sağlanır. 6. Kütle betona göre düsük oranda çimento kullanılabilir ve daha fazla puzolan(kendi başına bağlayıcılık özelliği göstermeyen ve fakat harca karıştırıldığına bağlayıcılığı arttıran

toz haldeki yapı malzemelerine verilen ad) katılabilir (Ağıralioğlu, 2005).

Silindirle Sıkıştırma Beton Barajlar

220 Çine Adnan Menderes Barajı -Silindirle sıkıştırma beton barajı

Silindirle Sıkıştırma Beton Barajlar

221

teşekkürler

222

3. BARAJ HAZNELERİ

3.1. Genel Bilgiler Bir baraj yapılarak oluşturulan göle baraj haznesi, baraj gölü,

rezervuar veya biriktirme haznesi gibi adlar verilir.

223

Su ihtiyaçlarını karşılamak için eski çağlardan beri yapılan ve bugün de çeşitli amaçlar için oluşturulan baraj hazneleri, düzenleme sürelerine göre günlük, haftalık, mevsimlik, yıllık ve birkaç yıllık düzenleme yapan hazneler şeklinde sınıflandırılırlar.

224

Bir baraj haznesi planlanırken su mühendisliği açısından aşağıdaki çalışmaların yapılması gerekir. 1. Akarsuyun debisi ile ihtiyaç debileri dikkate alınarak haznenin biriktirme kapasitesi (aktif hacminin) belirlenmesi, 2. Barajın ekonomik ömrünce haznede birikecek katı madde miktarının (ölü hacmini) bulunması, 3. Baraj gölünde oluşacak dalgalara göre hava payının ve baraj yüksekliğinin tespit edilmesi, 4.Sızma ve buharlaşma kayıpları dikkate alınarak hazne işletme çalışmalarının hazırlanması,

225

3.2. Hazne Özellikleri Baraj Hazneleri

Bulundukları yerin topografyasına göre biçim ve boyut alan baraj haznelerinin özellikleri hacim-yüzey eğrilerinden görülebilir.

Bir barajın hacim yüzey eğrisi ise o bölgenin tesviye eğrili haritasından elde edilebilir. Bunun için baraj gövdesinin ekseni ile tesviye eğrileri arasında kalan alanlar planimetre ile haritadan ölçülür. Sonra her bir tevsiye eğrisinin çevrelediği alan ile tesviye eğrisinin kotu arasında çizilen eğri, herhangi bir su kotunda ortaya çıkacak gölün yüzey alanını gösterir. Yüzey alanı eğrisi ile yükseklik ekseni arsında kalan alanın entegrasyonu ile bulunan hacim değerleri, su seviyelerine karşılık gelen göl hacimlerini verir. Su seviyesi ile hacimler arsındaki eğri de aynı grafik üzerinde gösterilerek hacim-yüzey diyagramı elde edilir. Bu grafik baraj haznesi boyutlandırma ve işletme çalışmalarında sık sık kullanılır.

226

Baraj haznesinin Hacim-Yüzey Grafiği

227

228

Baraj haznelerinin diğer önemli bir özelliği, biriktirme verimlilik eğrisi

üzerinde görülür. Bu eğri biriktirme kapasitesi ile çekilebilecek debi arasındaki bağıntıyı

gösterir. Eğrinin başlangıç noktası Eğrinin son noktası

Baraj (biriktirme)

yapmaksızın çekilebilecek en büyük debi budur.

Kullanılabilecek su potansiyelinin üst sınırdır.uzun yııların ortalaması

QORT dır.

Su kaynağından tam faydalanmayı ifade eden duruma karşı gelen hazne hacmini gösterir.

Ancak bu hazne hacmini gerçekleştirmek mümkün olmaz (taşkın/bir kısım su boşa akar)

Biriktirme verimlilik eğrisi

229

Baraj hazneleri su doldurulmadan önce- bina, ağaç, çalı gibi kirletici elamanların temizlenmesi gerekir.

230

3.3. Hazne Kısımları Bir haznenin toplam hacmi genel olarak üçe ayrılır. 1. Minimum işletme kotunun altında kalan, gelen siltin birikmesi için

ayrılan ve faydalanılmayan ölü hacim,

2. Minimum işletme kotunun üstündeki su kullanma (içme suyu, sulama, enerji, vb.) amacıyla ayrılan (faydalı) aktif hacim,

3. Gelecek taşkın sularını tutabilmek için en üstte bırakılan taşkın hacmi.

231

1. Aktif hacim Hazne Kısımları

Haznenin aktif hacmi belirlenirken akarsuyun akım değerleri ve ihtiyaç

debileri bir arda değerlendirilir. Bu değerlendirmeler genellikle grafik veya tablolarla yapılır.

Akarsuyun debisi, değişimi ve toplam miktarı en az 30 yıllık akım

kayıtlarından değerlendirilir. Aktif hacmin belirlenmesinde yaygın olarak iki yol kullanılır. 1. Debi gidiş çizgisi, 2. Debi toplam çizgisi,

232

Debi gidiş çizgisi, Hazne Kısımları Akarsuyun ve ihtiyaçların aylık değerleri ile debi gidiş çizgileri çizilir

ve bunlar birbirleriyle karşılaştırılır. İhtiyaç çizgisinin üstünde kalan alanlar fazla hacimleri, İhtiyaç

çizgisinin altında kalanlar ise eksik hacimleri gösterir. F / Fazla hacim V / eksik hacim olmak üzere; 3 hal söz konusu olabilir.

233

Gelen su İhtiyaç Eksik kısım

234

gelen

ihtiyaç

Fazla Hacim

235

a. Fazla hacimlerin toplamı > eksik hacimlerin toplamından büyük

ise; Eksik hacimlerin en büyüğü hazne hacmi seçilir, bir işletme kontrolü

yapılarak seçilen bu hacmin doğruluğu incelenir. b. Fazla hacimlerin toplamı = eksik hacimlerin toplamına eşit

ise; Gelen bütün suyun kullanımı söz konusudur. Tam dengeleme denilen bu

durumda peş peşe gelen fazla ve eksik hacimlerin en büyüğü hazne hacmi seçilir.

c. Fazla hacimlerin toplamı < eksik hacimlerin toplamından

küçük ise; Bu durumda ihtiyacı karşılayacak yeterli su yok demektir. Bu durumda

fazla hacimlerin en büyüğü hazne hacmi seçilerek gelen sudan olabildiğince faydalanmaya çalışılır.

236

237

2. Debi toplam çizgisi Hazne Kısımları

Birikmiş hacimler eğrisi veya Ripll diyagramı olarak bilinen bu metod da akarsudaki gelen su hacimleri belirli bir tarih başlangıç alınarak aylık değerler toplanır.

Yatay zaman, düşeyde toplanmış hacimler olmak üzere debi toplam çizgisi çizilir. Bu eğrinin herhangi bir noktasındaki teğetinin eğimi o andaki akarsu debisini gösterir. Benzer şekilde ihtiyaç hacimleri de toplanarak aynı grafik üzerinde gösterilir.

238

Debi toplam çizgisi ile Aktif Hacim Tayini

max V AKTİF HAZNE HACMİ ALINIR.

239

2. Ölü Hacim Hazne Kısımları Baraj haznelerinde biriken katı madde (silt), haznenin ekonomik ömrünü

etkiler. Dünyada yapılışlarından bir yıl sonra, katı madde ile dolan baraj

hazneleri mevcuttur. !

240

Barajların siltlenmesi olayı pek çok faktörün etkisi altındadır. Genel olarak bu faktörler, haneye gelen katı madde miktarı, yığılan malzemenin özgül ağırlığı, haznenin tuzaklama oranı (barajda tutulan katı maddenin, baraja gelen katı madde miktarına oranı) ve tutulan maddelerin haznede dağılımı olarak dört ana bölüme ayrılabilirler.

241

Hazneye gelen katı madde miktarı, havzanın büyüklüğüne bitki örtüsüne, zemin cinsine ve akarsuyun debisine bağlıdır. Bir yılda havzanın birim alnından belirli bir kontrol noktasına ulaşan katı madde miktarına o kesitin katı madde verimi denir (ton / km2 / yıl). Bir hazneye gelen katı madde verimi, ya katı madde formüllerinden, ya ölçümlerden, yada hazne gözlemlerinin değerlendirilmesinden bulunur.

242

243

244

3.4. Hava Payı ve Baraj Yüksekliği Hazne Kısımları

Hava payı, maksimum işletme seviyesi ile barajın en üst kotu

arasındaki düşey mesafe olarak tanımlanır. Hava payı aşağıdaki hususları kapsar.

1. En büyük taşkın barajdan geçerken dolu savak üzerinde oluşan su yükü, 2. Su yüzeyindeki rüzgar kabartı yüksekliği, 3. Rüzgarın ortaya çıkardığı dalganın baraj gövdesinde kırılması sonucu

ortaya çıkan tırmanma yüksekliği, 4. Emniyet payı.

245

Feç uzunluğu, baraja doğru esen rüzgarın baraj gölünde aldığı düz mesafe.

246

Baraj Yüksekliği Hazne Kısımları

Ölü hacim ve aktif hacim toplamı bulunarak bu hacme karşı gelen

kot, hacim yüzey eğrisinden bulunur. Bu aynı zamanda işletme kotudur ve genel olarak savak tepe

kotunu gösterir.

reservuar

247

Baraj Yüksekliği Hazne Kısımları

Savak tepe kotuna hava payı eklenerek baraj üst kotu bulunur. Baraj üst kotu ile akarsu tabanı arasındaki düşey mesafeye baraj yüksekliği denir.

248

3.5. Hazne işletme çalışmaları. Hazne Kısımları

Baraj haznelerinin işletme çalışmaları yapılış amaçlarına göre değişir. Su kullanım amaçlı (enerji, içme suyu, sulama,vb) gibi barajda kurak

mevsim için haznede su bulunması istenirken, taşkın kontrol barajında gelebilecek taşkınlar için haznede büyük boş hacim bulunması arzu edilir.

Birincisindeki istek ile ikincisindekinin tersidir.

249

Hazne İşletme çalışmaları ile 1.Hazne hacminin yeterli büyüklükte ve ekonomik olup olmadığı anlaşılır.

2. Savaklanacak su miktarları belirlenir. 3. Haznenin dolup boşalacağı aylar belirlenir.

250

Pompajlı barajlar

251

Gündüz saatleri Gece saatleri

252

253

254

255

256

257