bölüm 8.barajlar 2015 st.pdf
TRANSCRIPT
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, etki en kuvvetlerin bir kısmını kemer tesiri ile yamaçlara aktarır. 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.
KRET: Baraj gövdesinin en üst noktalarının geometrik yeri.
126
2.3. Payandalı Barajlar 1. Tanımı Gövdesi, memba yüzünü kapatan beton perde veya kemerler ile onlara
mesnet görevi yapan payandalardan meydana gelen barajlardır.
127
128
Beton ağırlık barajlara kıyasla betondan %30-%70 arasında tasarruf sağlar.
129
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.
130
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 baraj yapılması, 7. Vadi görünümüne canlılık getirilmek istenmesi, ……………….gibi durumlar da payandalı barajlar tercih edilebilir.
Uygulama Yerleri ve Tercih Sebepleri
131
3. Tipleri Payandalı barajlar Payandalı barajlar planda genelikle düz kretli olarak planlanır, suyun kabarmasını
sağlayan memba yüzeyi düşey veya eğik olabilir. Barajın kayma emniyetini artırmak için memba yüzeyi genelikle 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. 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.
132
133
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.
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.
134
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.
135
136
137
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.
138
139
140
141
• Figure 1 – Layout of Deriner HPP with main hydraulic elements: (1) arch dam, (2) diversion tunnel, (3) surface spillway in dam abutments, (4) power intake structure, (5) upstream cofferdam, (6) cable crane
142
OYMAPINAR, İNCEKEMER BARAJ, 1984, H=185 m, beton kemer, (“Side” eskil kenti suyolunda)
143
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.
144
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
145
a. Sabit Yarıçaplı Kemer baraj kemerlerin merkezleri, her kotta aynı düşey üzerine düşmesi
146
b. Sabit Merkez açılı Kemer Baraj Bütün kemer yaylarının aynı merkez açıya sahip olması
147
c. Değişken Yarıçaplı ve Merkez açılı Kemer Baraj ne yarıçap ne de merkez açısı sabittir.
148 konsol kemer
149
150
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.
151
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.
152
“GÖKÇEKAYA”, KEMER BARAJ, 1973,
Q=300 m3/s; H=115 m; P=300 MW; E=560 GWh/yıl
153
2.5 Dolgu Barajlar 1.Tanım Dolgu barajlar, su basıncını dolgu gövdesinin ağırlığı ile temele
aktaran barajlardır. Dolgu baraj sızma suyu kayıpları belirli sınırlar içinde kalacak
şekilde sıkıştırılmalı ve mümkün olan bütün yükleme durumlarında yeterli emniyet olmalıdır.
154
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.
155
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]
156
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.
157
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.
158
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.
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.
159
6. Yapım Dolgu barajlar
Toprak barajlar hidrolik, yarı hidrolik ve genelikle sıkıştırma dolgu şeklinde inşa edilirler.
Kaya dolgu barajlar ise dökme kaya dolgu, istifli kaya dolgu
şeklinde inşa edilirler.
160
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.
161
Toprak baraj homojen, diyagramlı veya zonlu olarak düzenlenebilir.
162
Homojen dolgu barajlarda bütün gövde aynı malzemeden oluşur. Baraj inşaatı teknolojik yönden büyük kolaylıklar sağladığından ince daneli malzemenin bol olduğu yerlerde tercih edilir.
163
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.
164
165
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.
166
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.
167
168
169
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.
170
Geçirimsizlik ise gövde içinde veya memba yüzeyinde öngörülen bir diyagram (geçirimsiz perde) ile temin edilir.
171
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. Barajın iskeletini oluşturan kaya malzemesinin içsel sürtünme açısı daha büyük olması ve şev yüzeyleri toprak barajlara nazaran daha dik yapılabilir.
172
173
174
175
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.
176
177
178
179
180
Silindirle Sıkıştırma Beton Barajlar Son yıllarda barajlar çeşitli teknolojilerle yapılmaktadır. Bunun için dünyadaki tüm baraj teknolojileri yakından izlenmelidir. Baraj yapım teknolojilerinden biri de silindirle sıkıştırma beton (SSB) (roller compacted concrete dams (RCCD) = serme beton baraj) baraj metodudur.
181
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.
182
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.
183
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.
184
SSB baraj çeşitliliği, kullanılan malzeme oranlarının farklılığına veya inşaat metodunun farklılığına dayanır. SSB karışımları genelde 0.3 ile 0.6 m arasındaki kalınlıkta katmanlar halinde serilir ve sıkıştırılır.
185
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).
186
3. BARAJ HAZNELERİ
3.1. Genel Bilgiler Bir baraj yapılarak oluşturulan göle baraj haznesi, baraj gölü,
rezervuar veya biriktirme haznesi gibi adlar verilir. 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.
187
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,
188
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.
189
Baraj haznesinin Hacim-Yüzey Grafiği
190
Baraj haznelerinin diğer önemli bir özelliği, biriktirme verimlilik eğrisi üzerinde görülür.
Bu eğri biriktirme kapasitesi ile çekilebilecek debi arasındaki bağıntıyı gösterir. Baraj hazneleri su doldurulmadan önce bina, ağaç, çalı gibi kirletici elamanların
temizlenmesi gerekir.
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
191
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.
192
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,
193
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.
194
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.
195
V (void)eksiklik F(far) fazla
196
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.
197
Debi toplam çizgisi ile Aktif Hacim Tayini
max V AKTİF HAZNE HACMİ ALINIR.
198
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. !
199
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. 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.
200
201
202
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.
Feç uzunluğu, baraja doğru esen rüzgarın baraj gölünde aldığı düz mesafe.
203
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.
204
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.
205
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. İşletme çalışmaları ile 1. Hazne hacminin yeterli büyüklükte ve ekonomik olup olmadığı
anlaşılır.
2. Savaklanacak su miktarları belirlenir. 3. Haznenin dolup boşalacağı aylar belirlenir.
206
207
208
209
Su Kaynakları Mühendisliği dersi burada sona erdi, umarım sizlere
yardımcı olabilmişimdir. Sınavlar biraz zor da geçse, amaç sizlere ileride karşınıza
çıkabilecek konulara aşinalık duymanız, biz suyla ilgili bir şey görmedik dememeniz için gayret göstermeye çalıştım.
Hepinize saygı ve sevgilerimle,
210
“KARAKAYA” Kemerli Beton Ağırlık Barajı, 1987, Q=1400 m3/s; H=145 m;
P=1800 MW; E=1850 GWh/yıl
211
Hasankeyf Şehrini sular altında bırakacak olan Ilısu Barajı Ilısu Barajı; Mardin ve Şırnak İl sınırları arasında Dargeçit ilçesinin 15 Km. doğusunda, Dicle Nehri üzerinde yer alacak. Ilısu Barajı kil çekirdekli kaya dolgu tipinde olup temelden yüksekliği 138 m olacak.
212
213
Çekirdek Yapı mühendisliğinde kullanılan bazı malzemelerin çekme gerilmesi çok düşük olduğu için bu tip malzemelerden yapılmış kesitlerde çekme gerilmesi arzu edilmez. Bu tip malzemelerden yapılmış bir kesitte P normal kuvveti etkidiğinde kesitte çekme gerilmelerinin doğmaması kuvvetin dış merkezliliğine bağlıdır. Kuvvet kesitinin hangi noktalarına etkimelidir ki kesitte çekme gerilmeleri doğmasın. Bu sorunun cevabı kesitte gerilmelerin tek işaretli olma şartı incelenerek bulunur.