Su Yapıları Barajlar Savaklar ve Su Kuvveti Tesisleri / Prof. Dr. Mehmet Berkün (KARGO ALICIYA AİTTİR)
Ayrıntılı Bilgi İçin: leventdinay@hotmail.comÖNSÖZ
Su yapıları, su kaynaklarındaki suyu kontrol altına alarak, suyun çeşitli maksatlar için kullanılmasını sağlayan çok önemli yapılardır. Tesis yetersizliği nedeniyle su kaynaklarımızın potansiyelinden sadece %35 oranında yararlanabilmekteyiz. Türkiye’de yapımı süren ve planlanma aşamasında olan çok sayıda Baraj ve Hidroelektrik Santral bulunmaktadır. Son yıllarda küçük ölçekli HES yapıları da büyük önem kazanmıştır. Türkiye su kaynaklan bakımından oldukça zengin bir ülke olmasına rağmen, su yapıları ile ilgili olarak yazılmış Türkçe kitap sayısı oldukça azdır. Bu eksikliğin giderilebilmesine bir katkıda bulunmak için bu kitap hazırlanmıştır. Kitabın içeriğini Barajlar, Savaklar ve Su Kuvveti Tesisleri oluşturmaktadır. Su Mühendisliği’nin çok önemli bu üç konusunda mümkün olduğunca detaylı bilgiler, çözümlü problemlerle birlikte verilmiştir. Kitabın hazırlanmasında, uzun yıllar boyunca Karadeniz Teknik Üniversitesi’nde vermekte olduğum Su Yapılan Dersi notlarımdan ve yerli ve yabancı kaynaklardan yararlanılmıştır. Bu çerçevede kaynakçada verdiğim eser sahiplerine teşekkür etmeyi bir borç bilirim. Bu kitap, özellikle İnşaat Mühendisliği Bölümü öğrencilerine su yapıları ile ilgili bilgileri kapsamlı olarak vermek için hazırlanmıştır. Uygulamada çalışan mühendisler içinde faydalı bir kaynak olacağını düşünüyorum.
MEHMET BERKÜN
ÖZGEÇMİŞ
Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü'nden 1969 yılında İnşaat Yüksek Mühendisliği Diploması aldı. 1972-1974 yılları arasında UNDP desteği ile İngiltere'de Birmingham Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Su Kaynakları Bölümü'nden doktora derecesini aldı. 1978-1979 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde Madison-Wisconsin Üniversitesi İnşaat ve Çevre Mühendisliği Bölümü'nde Unesco desteği ile araştırma yaptı. 1989 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Hidrolik Anabiiim Dalı'na profesör olarak atandı. 1989-1998 yılları arasında Hidrolik Ânabilim Dalı Başkanlığı yaptı. Yüksek lisans ve doktora çalışmaları yönetti. Lisans, yüksek lisans ve doktora seviyelerinde Akışkanlar Mekaniği, Deniz Deşarjı Hidroliği, Su Yapıları, Su Kaynakları Çevre Mühendisliği Sistemleri v.b. dersleri verdi. Su yapıları ile ilgili araştırmalar ve inceleme çalışmaları yönetti. Bu konularda Citation lndex'e geçmiş ve çok sayıda atıf yapılmış yurt dışı ve yurt içi yayınlar yaptı. Uluslararası Balkan Ülkeleri Who's Who'da ve bunu takiben Dünya'da Who's Who'da ve Who is Who in Science and Technology'de biyografisi yayınlandı. 1992 yılında İnşaat Mühendisleri Odası Teknik Dergisi danışmanlar kurulunda yer aldı. 1984-1990 tarihleri arasında International ûvervievvs, Current Practices in Environmental Science and Technology Dergisinin ve Progress in Environmental Science and Technology Dergisi'nin Co-Editörlüğü'nü yaptı. UNDP ve WH0 ödülleri ile çalışmalar yaptı. 1999-2002 yıllarında KTÜ İnşaat Mühendisliği Bölüm Başkanı olarak çalıştı. KTÜ Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Yönetim Kurulu ve Fakülte Kurulu üyeliği görevlerinde bulundu. Merkezi İngiltere Manchester şehri'nde olan Uluslararası Biyografi Merkezi (International Biographical Centre, IBS)) tarafından Dünya'da İnşaat ve Çevre Mühendisliğinde lider mühendisler 2006 (Leading Engineers of the World 2006) ödülü verildi. Ayrıca çeşitli uluslararası kuruluşların ödüllerinede sahip olup, American Biographical Institute Kuruluşu'nun (ABI) araştırma kurulu üyesidir.
BİRSEN YAYINEVİ
Prof. Dr. Mehmet BERKÜN
Karadeniz Teknik Üniversite* İnşaat Müh. Sîöfumö Öğretim Üyesi
İÇİNDEKİLER
BOLUM 1 BARAJLAR
Barajların Tarihi
Su Kaynaklarının Geliştirilmesinde İnşaat Mühendisinin Rolü Su Kaynaklarının Geliştirilmesinin Önemi Su Kaynaklarını Geliştirme Çalışmalarının Evreleri Su Kaynaklarının Geliştirilmesinde Amaç ve Yapılabilirlik Analizi Amaç Fonksiyonu Ekonomik Etkinlik Amacı
Gelir Dağılımını Düzeltme Amacı ve Diğer Amaçlar Yapılabilirlik Analizi
Baraj Mühendisliğinin Çok Disiplinli Yapısı Barajların Yapılma Nedenleri Çevre ile İlişkiler Barajı Meydana Getiren Tesisler Baraj Gövde Tipleri Dolgu Barajlar Homojen Gövdeli Barajlar Zonlu Dolgu Barajlar
Ön Yüzü (Memba Şevi) Kaplamalı Barajlar Ön Yüzü Beton Kaplı (ÖYBK) Kaya Dolgu Barajlar ÖYBK ile Toprak Çekirdekli Kaya Dolgu Baraj lann Karşılaştırılması Kaya Dolgunun Yerleştirilmesinde Tabaka Durumu ÖYBK Kaya Dolgu Barajlarda İnşa Sonrası Oturmalar ÖYBK Kaya Dolgu Barajların Çok Yüksek İnşa Edilebilme Durumu Memba Şevi Asfalt Kaplamalı Barajlar Drenler
Beton Barajlar Beton Ağırlık Barajları Dolu Gövdeli Ağırlık Barajları Payandalı ve Boşluklu Beton Barajlar Silindirle Sıkıştırılmış Beton Barajlar Beton Kemer Baraj Barajlar Dolusavak Tesisleri Serbest Akışlı Dolulu Savaklar Kapaklı Dolusavaklar Dolusavakları Meydana Getiren Elemanlar . Yaklaşım Kanalı . Kabartma Gövdesi Suyu Akarsu Yatağına Veren Yapılar Derivasyon Tesisleri Dipsavak Tesisleri Enerji İletim Tesisleri Su Alma Yapısı Tüneller Denge Bacası Vanalar ve Vana Odaları Cebri Boralar
Cebri Boruların Projelendirilmesinde Yapılacak İşler Barajların Kısımları Baraj Yerinin Seçimi Barajların Sınıflandırılması Büyüklüklerine Göre Sınıflandırma Yapılış Amaçlarına Göre Sınıflandırma Yapı Türlerine Göre Sınıflandırma Baraj Tipinin Seçimi Baraj İnşaatı için Zemin Araştırmaları
Zemin Araştırmasının Yeri Etüt Kapsamı
Jeolojik ve Temel Mühendisliği Araştırmaları Deprem Araştırmaları Rezervuar Alanının Araştırılması Ariyet Ocaklarının Araştırılması Arazi Deneyleri Laboratuar Deneyleri Baraj Temelleri Temellerin Hazırlanması Basınç Kuvvetleri Sızma ve İlgili Önlemler Oturmalar
Temelin Sağlamlaştırılması Temelde Sızdırmazlık Dolgularının Yapılması Dolgu Malzemesi ve Dolgu Çeşitleri Dolgu Maddesinin Kıvamı ve Dolgu Basıncı Enjeksiyon
Emdirme Enjeksiyonu Kompaksiyon Enjeksiyonu Çatlatma Enjeksiyonu Jet Enjeksiyonu Güvenlik Faktörü ve Barajlara Etki Eden Kuvvetler Yükleme ve Güvenlik Faktörü Barajlara Etki Eden Kuvvetler Barajın Öz Ağırlığı Hidrostatik Basınç Alttan Kaldırma Basıncı Deprem Kuvvetleri Buz Basıncı
Toprak ve Silt Basıncı Rüzgar Basıncı Dalga Basıncı
Sıcaklık Değişmelerinden Kaynaklanan Kuvvetler Barajların Tipleri Beton Barajlar Beton Ağırlık Baraj Gövdeleri Dolu Gövdeli Ağırlık Barajlan Payandalı ve Boşluklu Beton Gövdeler Silindirle Sıkıştırılmış Beton Barajlar Beton Kemer Baraj Gövdeleri Beton Ağırlık Barajlarının Hesap Esasları Stabilite Analizlerinde Yük Kombinasyonlarının Kullanılması Beton Ağırlık Barajlarının İnşaatı İçin Önemli Bazı Esaslar Payandalı Barajlar Uygulama ve Tercih Sebepleri Payandalı Barajların Hesap Esasları Payandalı Barajlarının İnşaatı İçin Önemli Bazı Esaslar Kemer Barajlar Uygulama Yerleri ve Tercih Sebepleri Kemer Barajların Tipleri Kemer Barajların Hesap Esasları Kemer Barajlarının İnşaatı İçin Önemli Bazı Esaslar Dolgu Barajlar Homojen Gövdeli Barajlar Zonlu Dolgu Barajlar Toprak Dolgu Gövdeler Kaya Dolgu Gövdeler Karışık Dolgu Gövdeler Memba Şevi Kaplamalı Barajlar
Memba Şevi Beton Kaplamalı Barajlar Memba Şevi Asfalt Kaplamalı Barajlar oprak Dolgu Baraj lann Projelendirme Esasları Dalga Tırmanma Yüksekliği Kret genişliği Sev Korunması Filtreler Filtrenin Oluşturulması Üniform Granülometreli Filtreler Zonlu Filtreler Filtre Kalınlığını Hesabı Boşluk Suyu Basıncı ve Sızma Hesaplan Kozeny ve Casagrande 'ya Göre Freatik Hat ve Sızma Debisi Hesabı Darcy Kanunu
Freatik Su Çizgisinin Belirlenmesi Sızıntı Ağının Çizilmesi Sızıntı Debisinin Hesabı
Sızım Ağının Yardımı ile Sızıntı Debisinin Hesaplanması Baraj Haznesi Hacminin Bulunması Hacim-Yüzey Grafiği Aktif Depolama Hacminin Tayini Debi Gidiş Çizgisi Metodu Eklenik Hacimler Metodu Feyezanlann Haznelerden Geçişi Ölü Hacim
Haznelerde Hava Payı ve Baraj Yüksekliği Baraj Kret Kotunun Bulunması Hazne İşletme Çalışması Su Alma ve Çıkış Yapıları Su Alma Yapısının Hidroliği
Yersel Yük Kayıplarının Hesaplanması Sürekli Yük Kayıplarının Hesaplanması Mecralarda Akış Daire Kesitli Borular Moody Diyagramı Daire Kesitli Olmayan Borular Mecralarda Kısmen Dolu Akış Su Alma Ağzı Kotunun Hesaplanması Baraj Mühendisliğinde Tasarım Esasları Korunma ve İyileştirme
Baraj İnşa Teknolojisimde Gelişmeler Oluşan Gelişmeler Dolgu Barajlarda Jeomembranlarm Kullanılması Dolgu Barajların Yüzeysel Kaplanması Tek Katlı Kaplama Çift Katlı Kaplama Kompozit kaplama Baraj Çekirdek Yapılarında Jeomembran Kullanımı Barajların Yükseltilmesinde Jeomembran Kullanımı Rezervuarın Kısmi veya Tamamen Kaplanması Geçirimsiz Duvarlar Sızmanın Tamiri Jeolojik Esaslar Kayaların Sınıflandırılması Kaya Tipleri
Parçalanmaya Karşı Dayanım Kesme Kuvveti Kayanın Elastisitesi Deformasyon Şedde Korumaları Sızıntı Kontrolü
Sızıntı Analizi Filtreler ve Drenler . Temel Drenleri Geçirimsizlik Enjeksiyonu Saplamalar Örtüler . Menfezler Prizler Dolusavaklar Galeriler Drenler
BÖLÜM 2 DOLUSAVAKLAR
Giriş
Dolusavak Fonksiyonu İlgili Çalışmalar Çevresel Temeller
Çevre Etki Değerlendirmesi
Akarsu Masabında Erozyon veya Malzeme Birikimi Dolusavaklarm Yerleşim Şekilleri Tipleri ve Sınıflandırılmaları
Dolusavakları Oluşturan Elemanlar
Yaklaşım Kanalı Kabartma Gövdesi Dolusavak Mansap Kanalı Suyu Akarsu Yatağına Veren Yapılar Savak Debi Seçimi ve Baraj Haznesinin İşletilmesi Esaslarının Saptanması Dolusavak Tipinin Seçilmesi
Baraj Tipine Bağlı Olarak Dolusavak Tipinin Belirlenmesi Topografyaya Bağlı Olarak Savak Tipinin Seçilmesi Jeolojik Şartlara Bağlı Olarak Dolusavak Tipinin Belirlenmesi Hidrolik Şartlara Bağlı Olarak Dolusavak Tipinin Belirlenmesi Ekonomik Şartlara Bağlı Olarak Savak Tipinin Belirlenmesi Dolusavaklann Projelendirilmesi İçin Gerekli Doneler Dolusavaklann Projelendirilmesinde Fiziksel ve Analitik Modeller Serbest Akışlı Dolusavaklann Hidrolik Hesabı Yaklaşım Kanallarının Hidrolik Hesabı Serbest Akışlı Dolusavaklann Hidrolik Hesap Esaslan Karşıdan Alışlı Dolusavaklar Dolusavak Profili Özel Şekilli Savaklar Yan Savaklar Yan Savaklann Boyutlandınlması Hoover Barajı ve Yan Savağı Sifon Savaklar Kuyulu Savaklar
Dolusavak Giriş Ağzı Kuyusu ve Tüneli İçinde Akımın Doymuşluk Sının Kuyulu Savaklann Profilleri Kuyulu Savak Örnekleri Engelli Dolusavaklar Labirent Dolusavaklar Labirent Dolusavaklar Üzerindeki Akım Koşullan Labirent Savaklann Projelendirilmesinde Hidrolik Kriterler Dolu Savağın Yerleştirilmesi ve Yaklaşım Akımı Koşullan Memba ve Mansap Akım Koşullan Labirent Dolusavaklann Hidrolik Performansı Savak Eşitliği
Labirent Dolu Savağın Debi Katsayısmı Etkileyen Değişkenler
Labirent Savakların Proje Kriterlerinin Seçimi İçin Genel Esaslar H/P Oranı ve Batıklık Duvar Yüksekliği (P)
W /P Oranı KAV Oranı LAV Oranı
Savak Gözleri Tabanı Savak Kret Formu Yaklaşım Akımı Koşullan Labirent Dolusavakta Göz Sayısı ve Napların Girişimi Küçük Debilerde Labirent Dolusavakta Akım Koşullan Yapısal Analiz ve Projelendirme Labirent Dolusavaklann İnşaatı Menfez Dolusavaklar Kapaklı Dolu Savaklar Kapak Çeşitleri Düz Kapaklar Radyal Kapaklar Silindir Kapaklar Balık Kamı Kapaklar Sektör Kapaklar Çatı Kapaklar (Ayı Kapanı)
Kapak Çeşidinin Seçimi Kapaklı Dolu Savaklann Hidroliği Kapaklı Dolu Savaklann Hidrolik Özellikleri Dolu Savak Profiline Göre Kapaklann Konumu Savağın Creager Profilinde Olması Halinde Alt basmçlann Hesabı Kapaklara Etki Eden Kuvvetler Kapaklann Operasyon Güvenirliği Projelendirme Yetersizlikleri
. Yaşlanma ile Oluşan Yetersizlikler
asamaklı Dolu Savaklar
Basamaklar Üzerinde Oluşan Akım Rejimleri
Basamaklar Üzerinde Havalanma
Havalanmanın Etkileri
Kavitasyonun Tanımı ve Oluşum Aşamaları
Kavitasyonun Nedenleri ve Etkileri
Basamaklı Dolusavaklarla Kavitasyon Zararlarının Azaltılması Basamaklı Kanalların Çevresel Etkileri Basamaklı Savak ve Kanalların Çevresel Uygulamaları Basamaklarda Meydana Gelen Akış Direnci ı. Enerji Kırılması
Hava Transferini Etkileyen Faktörler . Projelendirme yöntemi . Beton Basamaklı Dolu savaklar . Silindirle sıkıştırılmış beton yapılar (RCC)
Basamakların Hasara Uğrama Riski olusavak Şütü
Yan Duvarlar, Dalgalar ve Hava Payı Ayak Sonu Dalgalan Yuvarlanan Dalgalar Hava Girmesi nerjinin Kınlması ve Enerji Kinci Yapılar Suyun Ana Yatağa Verilmesi Suyu Akarsu Tabanına İndirdikten Sonra Yatağa Veren Yapılar Suyu Düşüm Havuzu Yardımıyla Yatağa Veren Yapılar üşüm Havuzunun Hidrolik Hesap Esaslan Düşüm Havuzu Boyunun Bulunması Hidrolik Sıçramanın Yeri Hidrolik Sıçrama Sırasında Oluşan Yük Kayıplan
Hidrolik Yük ve Havuz Derinliği Hava Payı
Düşüm Havuzu Duvarlarına Etkiyen Dinamik Yük Suyu Ana Yatağa Yukarıdan Bırakan Yapımlar (Sıçratma Uçları) Sıçratma Uçlarının Yararları Sıçratma Uçlarının Dezavantajları Havaya Fırlatmak Enerji Kırıcılar Yuvarlak Uçlu Enerji Kırıcılar
Enerji Kırıcının Derinliği, Eğrilik Yan çapı ve Eşik Yüksekliği Çarpma'; Havuz Tipi Enerji Kırıcılar Batık Havuz Tipi Enerji Kıncılar Kavitasyon
İnşa Süresinde Suyun Çevrilmesi (Derivasyon)
Çevirme Yapısı Proje Debisi Çevirme Yapısı İnşaatının Aşamalan Hendrik Verwoerd Barajı Derivasyon Çalışması Barajlarda Göçme ve Hasar Oluşması Baraj Güvenliği ve Dolusavaklar Genel Değerlendirme
Dolusavak Kapaklannın İşletmesinde Karşılaşılan Sorunlar Kapaklı Dolusavakların Avantajlan Kapaklı Dolusavaklann Dezavantaj lan Baraj Güvenliği Açısından Kapak İşletmesi Diğer Etkenler Dünyadaki Önemli Baraj Göçmesi Olayları
Enerji Şekilleri Su Kuvveti Tesisleri Su Enerjisinden Faydalanma Elektrik Enerjisi İhtiyacının Değişimi Hidroelektrik Santraller Hidrolik Santraller İçin Yer Seçimi Hes Kuyruk Suyu (Mansap) Tesisleri Hidrolik Santraların Sınıflandırılması Santrallerin Yapı Tipleri Nehir İçi Santralleri Yüksek Basınçlı Tesisler Baraj Etek Santralleri Çevirme Santralleri Pompaj Biriktirmeli Santraller Gel-Git Santralleri Su Kuvveti Tesisinin Yapı Elemanları Derleme ve Su Alma Yapıları Vorteks Oluşumunun Kontrolü İletim Yapıları Tünel Tipleri, Boyutları ve Hızları Basınçlı Borular Basınçlı Borularda Su Darbesi Yükleme Odaları Denge Bacaları Denge Bacasında Su Seviyesi Salınımlan Denge Bacasında Maksimum Yükselme
Denge Bacasında En Fazla Alçalmanın Hesabı Denge Bacasının Minimum Kesit Alanı Hidroelektrik Santral ve Projelendirmesi Türbinler Türbinler ve Çeşitleri Kaplan Türbini Francis Türbini Pelton Türbini Türbin Hesapları Özgül dönme sayısı Emme Yüksekliği Türbin Gücü Türbinin Çark Çapı Jeneratörler ve Transformatörler Boşaltım Yapılan
BÖLÜM 4 TÜRKİYE’DE BULUNAN TESİSLERDEN ÖRNEKLER
Borçka Barajı ve Su Kuvveti Tesisleri Deriner Barajı
İtalya’da Gardone Val Trompia Küçük Ölçekli HES Tesisi Türkiye’de Baraj ve Hidroelektrik Tesisler İle İlgili Bazı Çalışmalar
SATIŞTA OLAN DİĞER KİTAPLARIM
Linklerin Görülmesine İzin Verilmiyor
Üye Ol veya
Giriş Yap