Afet Yönetimi Bağlamında Baraj Yıkılma Analizleri ve Risk Yönetimi
1. Giriş
Barajlar, su kaynaklarının yönetilmesi, enerji üretimi, tarımsal sulama ve taşkın kontrolü gibi çeşitli amaçlarla inşa edilen büyük mühendislik yapılarıdır. Ancak, bir barajın yıkılması durumunda ortaya çıkabilecek taşkınlar, mansap bölgelerinde ciddi can ve mal kayıplarına yol açabilir. Baraj yıkılmalarının neden olduğu felaketler, geçmişte farklı ülkelerde büyük ölçekli yıkımlara ve geniş alanları etkileyen afetlere sebebiyet vermiştir. Bu nedenle, baraj güvenliği ve olası yıkılma senaryolarının matematiksel ve hidrolik modelleme yöntemleriyle analiz edilmesi, afet yönetimi açısından büyük bir önem taşımaktadır.
Bu çalışmada, baraj yıkılmalarının nedenleri, etkileri ve analiz yöntemleri ele alınacak; afet yönetimi kapsamında baraj güvenliği için uygulanabilecek stratejiler incelenecektir. Özellikle, baraj yıkılma analizlerinde kullanılan matematiksel modellerin işlevleri ve risk yönetimi süreçlerine katkıları üzerinde durulacaktır.
2. Baraj Yıkılmalarının Nedenleri ve Etkileri
Barajlar, inşa edildikleri bölgedeki su akışını düzenleyen kritik yapılardır. Ancak, zaman içinde çeşitli nedenlerle barajların yapısal bütünlüğü tehlikeye girebilir ve yıkılmaları söz konusu olabilir. Baraj yıkılmaları, farklı mühendislik ve çevresel faktörlere bağlı olarak meydana gelebilir. Yapılan araştırmalara göre, baraj yıkılmalarının en yaygın nedenleri arasında dolusavak kapasitesinin yetersizliği, gövde stabilitesinin kaybolması, sızma ve borulanma (piping) gibi zemin kaynaklı zayıflıklar, aşırı yağışlar, depremler ve heyelanlar bulunmaktadır.
Dolusavak kapasitesinin yetersiz olması, baraj rezervuarındaki su seviyesinin kontrolsüz bir şekilde yükselmesine ve suyun baraj kretinden taşmasına neden olabilir. Özellikle yoğun yağışlar veya ani kar erimeleri sırasında barajın mevcut su deşarj kapasitesi yetersiz kaldığında, yapısal hasar riski artar. Bu durum, baraj gövdesinde hızlı bir aşınmaya yol açarak yıkılmayı tetikleyebilir.
Gövdede meydana gelen sızmalar ve borulanma, baraj malzemesinin içten içe aşınmasına ve zamanla zayıflamasına sebep olur. Bu tür içsel aşınmalar, suyun kontrolsüz şekilde baraj gövdesini delmesine ve ani çöküşlere yol açabilir. Depremler ise baraj yapılarının temelinde ve gövdesinde büyük ölçekli deformasyonlara neden olabilir. Özellikle, sismik aktivitenin yüksek olduğu bölgelerde bulunan barajlar, deprem nedeniyle zemin sıvılaşması ve heyelan gibi risklerle karşı karşıya kalmaktadır.
Baraj yıkılmalarının etkileri, yıkımın meydana geldiği bölgenin coğrafi ve demografik yapısına bağlı olarak değişkenlik gösterir. Baraja yakın yerleşim bölgeleri, yıkılma sonrası oluşan taşkın dalgasından en fazla etkilenen alanlar olurken, ekonomik zararlar tarım arazilerinin su altında kalmasıyla daha da büyüyebilir. Bu nedenle, afet yönetimi kapsamında baraj yıkılma risklerinin belirlenmesi ve bu tür olaylara karşı proaktif önlemler geliştirilmesi hayati önem taşımaktadır.
3. Baraj Yıkılma Analizlerinde Kullanılan Matematiksel Modeller
Baraj yıkılmalarının önceden tahmin edilebilmesi ve olası taşkın senaryolarının modellenmesi amacıyla çeşitli matematiksel analiz yöntemleri geliştirilmiştir. Bu modeller, suyun akış dinamiklerini ve taşkın dalgasının mansap bölgedeki ilerleyişini hesaplayarak potansiyel riskleri belirlemeye yardımcı olmaktadır. Baraj yıkılma analizlerinde en sık kullanılan modellerden biri DAMBRK (Dam Break Model) yazılımıdır.
DAMBRK modeli, ABD Ulusal Hava Servisi (National Weather Service) tarafından geliştirilmiş olup, baraj yıkılması sonucu oluşan taşkın dalgasının ilerleyişini simüle eden bir hesaplama yöntemidir. Model, baraj gövdesinde meydana gelen gedik oluşumunun genişliği, derinliği ve gelişme süresi gibi parametreleri dikkate alarak rezervuardan çıkan suyun debisini hesaplar. Daha sonra, bu suyun nehir yatağı boyunca nasıl ilerleyeceği ve taşkın pik değerlerinin hangi zaman diliminde gerçekleşeceği belirlenir.
DAMBRK modelinin kullanımı, baraj güvenliği çalışmalarında büyük avantajlar sağlamaktadır. Model sayesinde, farklı senaryolar altında baraj yıkılmalarının olası etkileri hesaplanarak, en riskli bölgeler belirlenebilir.
4. Afet Yönetimi Açısından Baraj Güvenliği ve Risk Yönetimi
Baraj yıkılmalarını önlemek ve olası felaketlere karşı hazırlıklı olmak için kapsamlı bir afet yönetim stratejisi geliştirilmelidir. Afet yönetimi kapsamında baraj güvenliği için alınabilecek önlemler, yapısal önlemler ve operasyonel risk yönetimi stratejileri olmak üzere iki ana başlık altında incelenebilir.
Yapısal önlemler arasında, barajların düzenli bakım ve onarım çalışmalarından geçirilmesi, dolusavak kapasitelerinin artırılması ve baraj gövdesinin dayanıklılığının test edilmesi yer almaktadır. Deprem bölgelerinde bulunan barajların, sismik hareketlere dayanıklı hale getirilmesi büyük önem taşımaktadır.
Operasyonel risk yönetimi kapsamında ise, Acil Eylem Planları (AEP) oluşturulmalı ve bu planlar düzenli olarak güncellenmelidir.
5. Sonuç ve Öneriler
Baraj yıkılmaları, geniş çaplı taşkın felaketlerine yol açabilen önemli mühendislik sorunları arasındadır. Baraj güvenliği konusunda yapılacak çalışmalar, sadece mühendislik analizleriyle sınırlı kalmamalı, aynı zamanda afet yönetimi perspektifinden ele alınarak risk yönetim stratejileri geliştirilmelidir.
Kaynakça
Altınbilek, D. (2002). The role of dams in development. Water Resources Development, 18(1), 9-24.
Bozkuş, Z. (1998). Kestel Barajı yıkılma analizleri nihai raporu. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Afet Yönetimi Uygulama ve Araştırma Merkezi, Rapor No: METU/DMC 98-02.
Fread, D. L. (1988). The NWS Dambreak Model: Theoretical Background/User Documentation. Hydrologic Research Laboratory, National Weather Service.
US Army Corps of Engineers. (1975). National program of inspection of dams. Vol. I-V, Dept. of the Army, Office of Chief of Engineers, Washington, D.C.
Wahl, L. T. (1997). Predicting embankment dam breach parameters – A needs assessment. 27th IAHR Congress, San Francisco, California.
Yazar: Erhan Baytak, Yüksek İnşaat Mühendisi, 2025 [Medeniyet Mühendisleri]
- 0 Yanıtlar
Üzgünüm, cevap bulunamadı.
Yanıtlamak için giriş yapın.