Barajlar ve Önemi

Barajlar ve Özellikleri,Barajların Önemi,Barajlarların faydaları,barajların yapılış amaçları nelerdir

Barajlar ve Önemi

Türkiye ’nin içinde bulunduğu ekonomik ve teknik şartlı olarak sorunlarından birisi de elektrik enerjisinin miktarıdır
Kömür linyit odun petrol doğal gaz ve su enerjisi gibi enerji kaynaklarının önemi muhakkak ama tartışılamaz fakat su kaynaklarından enerji yönünden kullanma hususunun farklı bir özelliği vardır Çünkü ülkemizin sahip olduğu en ucuz enerji kaynağı olan su onu kullanmadığımız her saniye boş yere akıp gidiyor

Türkiye ’nin elektrik enerjisini acilen %60‘ı doğalgaz kaynaklarınca üretiliyorHES potansiyeline bakacak olursak; yeterli doneye sahip olmadığımız 1930 ’lu yıllarda HES
potansiyelimiz 10 milyon KWsaat olarak ölçülmüştür1970 cilt bu yana ise HES potansiyelimiz 450 milyar KWsaat ’e ulaşmıştır Bu değer teknolojik olarak 250 milyar KWsaat ’e kadar düşüyorYani ekonomik olarak Türkiye ’nin HES potansiyeli toplam 155 milyar KWsaattir
Ama bu değerin sadece %3035 ’ ini üretebilme imkanına sahip gibi görünsek de HES ’lerimizin inşaat yerinden dolayı seviyeleri düşük olduğundan ülkemiz sahip olduğu HES potansiyelin %2025 ’ni üretebiliyorİşte bu nedenlerden nedeniyle hidroelektrik santraller geliştirilmeli ve sayıları mümkün olduğunca çoğaltılmalı ülkemize ve bölgelerimize uygun baraj tipleri araştırılarak kurduğumuz Hidroelektrik Santrallerin maksimum verimle çalışması sağlanmalıdır
İnsanoğlunun yaşamında vazgeçemediği dört unsur vardır Su hava güneş ve toprak Bu unsurlardan suyun gezegenimizin dörtte üçünü meydana getirdiğini düşünürsek su kaynaklarının yaşamımızdaki önemi daha iyi anlaşılması mümkün

Su kaynakları ile su ihtiyaçları çoğu şekilde yapılabilir Su teminin su ihtiyaçlarının istenilen yönde istenilen kalitede ve istenilen miktarda karşılanması gerekir Bu dört baz üstünde yapılacak çalışmalarda yetersizliklerle karşılaşabilir Mesela su eksik olur veya süre içindeki dağılımı ihtiyacı istenilen zamanda karşılayamaz
Suyu doğrudan doğruya akarsudan bölge bir şehrin içme suyu sulandırma hidroelektrik ya da diğer bir kasıt için yapılan tesisleri debinin azalması durumunda devreden çıkabilir Yaz aylarında kuruyan bir dere daha sonraki aylarda daha şiddetli yağmur ve kar yağışı ile çevreye zarar verebilir Bütün bu amaçlar için baraj hazneleri yapılır

Bir Barajı Yaratıcı Unsurlar:
Karoser: Suyu ardından toplayan tepe karşılayan elemandır
Dolusavak: Membadan gelen fazla suyu mansaba aktaran kısımdır Dolusavaklar gövdenin üstünde veya farklı olabilir
Su Alma Tesisleri: Suyun amacına uygun şekilde kullanılabilmesi için baraj gölünden su alınmasında kullanılır
Öteki Unsurlar: Dipsavaklar balık geçitleri akarsu üzerinde navigasyon için yapılan havuzlardır
Bir baraj yapımı için araştırmalar dağıtılmış safhalardan meydana gelir Önce istikşaf çalışmaları yapılır Bu çalışmalarda bölgenin su ihtiyacı belirlenir Burada göz önünde bulundurması zorunlu olan husus hangi alternatifin daha ekonomik olduğudur Bu çalışmaların aşamasında sıra baraj yerinin tespitine gelinmiştir Baraj yerinin seçiminde bir takım hususlar dikkate alınması gereklidir Bölgenin topoğrafyası zeminin ve göl sahasının jeolojisi istimlak bedeli hesaplı olması bakımından bölgede inşaat malzemesinin mevcudiyeti biriktirilecek suyun kalitesi dolusavak sıralama durumu yol durumu gibi faktörler değerlendirilerek idareli karşılaştırma ile baraj uygun karar verilmelidir

1 BARAJ YERİNİN SEÇİMİ

TOPOĞRAFYA :
Baraj yeri seçimi harita üzerinde vadinin daralaştığı yerlerin tespiti ve bu yerlerin arazide darlaşarak görülmesiyle başlar Arazi için en uygun yerler arkalarında büyük kapasiteli hazneleri teşkilinde olanak verecek darboğazlardır Bunun yanına dolusavak maliyeti de önemlidir Çünkü dolusavak maliyeti baraj maliyetine yakın hatta daha pozitif tutabilirBu iki öğe karşılaştırılarak baraj yeri tespit edilmelidir Dolusavak alıcı ve yeri ile baraj yer ve tipi doğrudan doğruya ilgilidir Dolusavak için müsait yerin bulunması baraj yeri seçimine tesir eder
Barajın aktif depolama kapasitesi buharlaşma kayıplarına yan olarak değişir Göl alanı ne değin geniş olursa uçup gitme miktarı böylece fazla olur Bu bakımdan tabanı düz derin vadiler daha uygundur

İSTİMLAK VE ALTYAPI:
Su aşağıda kalan meskenlerin ve arazilerin istimlak bedelleri ve sanayi tesislerinin yol demiryolu köprü yüksek gerilim hatları telekominikasyon hatları gibi altyapı tesislerin su aşağıda kalması halinde bunların diğer yerlere taşınması manâlı masraflara yol açarlar Baraj yeri seçilirken maliyet hesaplarında bütün masrafların dikkate alınması gerekir

JEOLOJİK YAPI :
Baraj ve hazne yerinin jeolojik yapısı emniyete ve fonksiyona tesir eden en kayda değer faktörlerdir Zemin üzerindeki ağır yapıyı taşıyacak sağlamlıkta ve az geçirimli olması gereklidir Çünkü zeminlerin esas maliyetleri geçirimli zeminlerin sızma problemleri baraj maliyetini fazla arttırabilir Karstik arazilerde yapılan böylece fazla baraj su tutmamış ve geçirimsizliği zemini için fazla yatırım gerektirdiğinde meslek görmez ayla gelmiştir

MALZEME OCAKLARININ UZAKLIĞI:
Mevcut yollardan faydalanılarak taşınacak olsa bile araç gereç nakliye masrafları baraj maliyetini çok arttırabilir Yer seçiminde istenilen özelliklere sahip yeterli miktarlarda malzemenin yakın çevrelerde bulunmasına dikkat edilir

ULAŞIM VE PERSONEL İMKANI:
Baraj yerinin mevcut yolların yakınında bulunması yeni yol yapımı için zorunlu masrafların minimum olmasını sağlar Mevcut yollardan idareli şekilde faydalanmak olası değilse yeni yol yapımı için yapılacak masraflar en az olmalıdır Baraj şantiyeside çalışacak personelin iskanı ve ihtiyaçlarının kolay giderilmesi de yer seçimine etki eden bir faktördür

KATI MADDE DEBİSİ:
Akarsular aynı zamanda akıcı sedimentler olduğuna tarafından depolama inşaatı katı madde debisinin göz önüne alınması gerekir Katı madde birikiminin baraj kapasitesinin azaltacağı açıktır Katı madde birikimi için teksip edilen ölü hacim büyüklüğü baraj ömrüne ve maliyetine etki eden bir faktördür Ölü hacim dışında çökelen katı madde ise barajın faydalı kapasitesini azaltır Bu sebeple akarsu taşıdığı katı madde miktarı baraj yeri seçiminde dikkate alınması gerekir

DERİVASYON KOLAYLIĞI:
Akarsuyun inşaat sırasında uzaklaştırılmasına derivasyon denir Derivasyon bir tünel veya kanalla sağlanır Suyun derivasyon kanal veya tüneline inşaat sahasına hiç su akmamasının sağlanması için batardo denilen alçak barajlar da gerekir Baraj yerinin ucuz derivasyona ihtimal vermesi de istenir


2 BARAJLARIN YAPI TÜRLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI

AĞIRLIK BARAJLAR:
Kütle beton ya da kagir olarak inşa edilen maruz kaldıkları kuvvetlere kendi ağırlığı ile dayanabilen barajlara siklet barajlar denilebilir Düşey üçgen şeklindedir Setin tavanı devrilme kayma ve zemin çökmelerine meydan vermeyecek denge şartlarına sağlayacak şekildedir Planları genelde doğrusal ara sıra de kavisli olarak teşkil edilir
Baraj tabanından sızan suların kaldırma etkisini eksilmek maksadıyla boşluklu bir şekilde inşa edilmiş önem barajlarına boşluklu ağırlık barajları denir

PAYANDALI BARAJLAR:
Geçirimsiz bir memba yüzü döşemesiyle bunu taşıyan bir dizi payendadan meydana gelen barajlara payandalı barajlar denir
Payandalı Barajların Üstünlükleri :
Eğik memba yüzü üzerindeki suyun üzerindeki suyun ağırlığı stabiliteye önemli katkıda bulunabilir
Ayaklar arasındaki natürel zeminden taban suyu kolayca sızabileceği için payandaların maruz kaldığı taban su basıncı siklet barajların maruz kaldığı taban su basıncına nazaran eksik olur
Baraj yükseklik ve tipine bağlı olarak alternatif bir tartma barajı için gerekli malzemenin % 30 %70 ’i yeterlidir
Payandalı Barajların Sakıncaları:
Nispeten esnektirler ve temelde meydana gelecek cüz ’i ayrı oturmalara uyabilirler Ama farklı kısımlarda büyük oturma farkları olduğu taktirde yıkılma tehlikesi var
Malzeme tasarrufu her zaman payandalı barajların daha ucuz olacağı anl gelmezçünkü yüksek dozlu beton fazla fazla kalıp ve işçilik gerektirirlerayrıca payandalı barajların bütün elemanları betonarme yapılır
Büyük gözeneklere nüfuz eden suyun donup çözülmesi betonun çözülmesine niçin olur
Elemanları narin olan payandalı barajlarda üstten su aşması halinde meydana gelecek titreşimler tehlikeli olabilir

PAYANDALI BARAJ TİPLERİ:

TABLİYELİ : Suyu tutan baraj elemanı aşağıda dürüst çoklaşan beton ar bir tabliyedir

BAŞLIKLI – PAYANDALI: Tabliyeli tipte çekme gerilmelerinin meydana gelişi ve bol donanım kullanma zarureti kayda değer bir mahsurdur
ÇOK KEMERLİ : Bu herif barajlar birçok tonoz ile dayandığı payandalardan oluşur Tonoz kesiti daire alaşım çarpık parabol ya da elips yayları olabilir

KEMER BARAJLAR: Kemer barajlar maruz kaldıkları yükün büyük kısmını yatay istikamette vadi yamaçlarına ileten çarpık planlı yapılardır Inşa edildikleri vadide yamaçların barajların kemer gibi çalışmasından doğan alışılagelmiş gerilmelere dayanacak sağlamlıkta olmalıdır İdeal olarak bir kemer barajın bütün su yükünü basınç halinde yamaçlara iletmesi ve betonu her noktada güvenlik gerilmesinde çalışması gaye alınır Ama mevki şartları ve inşaat güçlüklerinin doğurduğu kısıtlamalar bu hedeflerin tam gerçekleştirilmesinin imkansızlaştırmaktadır Dolayısıyla projeci bu ideale mümkün olduğu kadar yaklaştırmaktadır
Kemer tesiri hesaba katılarak projelendirilmesi çarpık planlı tartı barajlarda vardır Böyle barajlara kemer önem barajlar denir KARAKAYA BARAJI bu şekilde yapılmış bir barajdır Kemer barajlar önem ve payandalı barajlara tarafından sadece daha hesaplı olmayıp bununla beraber daha da emniyetlidir




KEMER BARAJ TİPLERİ:
SABIT MERKEZLİ KEMER BARAJLAR:En kolay kemer baraj tipidirmemba yüzü düşey silindirikmansab yüzeyi konik bir biçime sahiptir

DEĞIŞMEZ MERKEZ AÇILI KEMER BARAJLAR: Sabit merkezli kemer barajlarda merkez açıları tepeden tabana doğru küçülürSabit merkez açısal kemer barajlarda kaburgaların merkez açıları sabittirböylelikle minimum beton ile inşa edilebilirler

ISTIKRARSIZ AÇI VE SIVI YARIÇAPLI KEMER BARAJLAR:Keza merkezleri keza de merkez açıları sivi olan kemer barajlarıdır

DOLGU BARAJLAR
MEMBA YÜZÜ BETON KAPLAMALI KAYA DOLGU BARAJLAR
Kaya dolgu barajlar yapımlarının pratik olması idareli olması her türlü arazi koşullarına ahenk sağlaması güvenilir olmaları yönünden tercih edilmektedirDeneyimler ve tecrübeler göstermiştir ki bugüne dek hiçbir kaya dolgu baraj yıkılmamıştır
Kaya dolgu barajları üç grupta inceleyebiliriz
1 Merkez kil çekirdekli kaya dolgu barajlar
2 Eğimli kil çekirdekli kaya dolgu barajlar
3 Memba yüzü beton veya asfalt dolgun kaya dolgu barajlar
Önyüzü beton kaplı kaya dolgu barajlar 1970 yılından daha sonra çok popüler olup bütün dünyada uygulanmaktadırBu alıcı barajların yaygın kullanılmasının öyle çok nedeni vardır bunlardan bazıları şöyledir; sıkıştırılmış kaya dolgu inşası ve derz detayları ile yığma kaya dolgu barajlarda gözlenen fazla oturmaların ve su kaçağı gibi problemlerin olmaması maliyetlerinin daha yerinde olmasıdır
Bugün böyle yapı edilen 40 adet baraj vardırBunlardan biride 200 m yüksekliğindedir Bu barajlar ABD Venezuella Tayland Avustralya Kolombiya Hindistan ve Brezilya ’dadır
Hangi şartlarda uygulanabilir;
Memba yüzü beton kaplamalı kaya dolgu barajlar sıcacık vadiler için çok yerinde ve ekonomiktir
Mükemmel durağan stabilitesinin yanında sismik yüklemelere karşıda bilhassa yüksek rezistans gösterirBu sebeple zelzele bölgeleri için ideal bir baraj tipidir
Her türlü iklim ve yükseklikte uygulanabilir
Oturmalar göz önüne alındığında sağlam esas koşullarına ihtiyaç vardır
Geçirimsiz malzemenin eksik ve uzaktan olduğu baraj yerlerinde en ekonomik çözümü getirir
Beton kaplamada kullanılan çelik donatının miktarı kaya dolgusunun çeşidine emrindeki olarak her iki yönde %03 ile %05 arasında değişir
Yatay derzlere müsade verilmez
Dikey derzlerin arasına bir kat yerine iki kat bakır ya da plastik su bağnaz konarak su kaçaklarına aleyhinde güvenlik faktörü artırılabilir

KAYA DOLGU BARAJLAR
Kaya dolgu barajlarda toprak dolgu barajlar gibi kaya çakıl ve toprak vb doğal araç gereç ile yapı edilen barajlardırUluslararası büyük barajlar komisyonunda kabul edilen tanınma tarafından dolgunun %50 ’den fazlası kaya ile teşkil edildiği takdirde baraj kaya dolgu baraj adını alır
18 asrın sonlarında 1930 ’ ların ortalarına dek pek fazla kaya dolgu baraj inşa edilmiş olmakla birlikte büyük miktarda kayanın tedarik edilip doldurulmasının fiyatı yüksek oluşu sebebiyle uygulanan bir müşteri olma özelliğini bir ara kaybetmiş olup 1960 ’ dan sonradan yeniden gelişme imkanı bulmuşturÇünkü 19301960 arasından böylece çok barajın üretilmiş olması sonraları uzaktan baraj yerlerinin değerlendirilmesini gerektirirken kaya dolgu barajlara baştan cazibe kazandırmıştır

Kaya dolgu barajların hesaplı olabilme şartları:
1 Baraj yerinin uzaktan olması dolayısıyla beton baraj için malzeme aklinin
2 pahalı ve kalifiye beton işçisi temininin kuvvet ve fiyatı yüksek oluşu
3 Yakın çevrede yerinde vasıflı kayanın bol bulunması veya tünel batmış savak gibi yapıların hafriyatından bol miktarda kayanın çıkması buna karşılık toprak dolgu malzemesinin basit tedarik edilemeyişi
4 İnşaat mevsiminin kısa olması yani iklim şartlarının bir beton baraj inşaatının kısa sürede tamamlanmasına mani olması
5 Yağışlı sürelerin uzun olması dolayısıyla toprak dolgu inşaatının da kısa sürede tamamlanamayışı
6 Barajın sonradan yükseltilecek şekilde planlanması yani iki kademe inşa edilecek şekilde planlanması
7 Dolgunun mevzi oturmalarına çatlamadan uyabilme kabiliyetine sahip olması
Lüzum beton gerekse asfalt betonu memba diyaframlarının bir parafuy vasıtası ile uzatılması sızmayı azaltmak için ve diyaframın stabilitesi için gerekli görülmektedir Esas sağlam kaya olduğu taktirde parafuyun boyutları en düşük (1*1 m) olmalıdırTemelin geçirimli olması halinde baraj memba eteği her tarafında bir enjeksiyon perdesi gerçekleştirmek gerekirParafuy bu perdenin teşkili içinde taban oluşturur

DİYAFRAMLI KAYA DOLGU BARAJLAR
Beton betonarme çelik asfalt gibi malzemelerden yapılırlarBetondan yapılan diyaframlar uzun ömürlü olduklarından ve çatlama hemen kaya dolgunun hasarına yol açmadığından barajın stabilitesi başlıca itibariyle temel ve kayanın mukavemetine bağlıdır
Ayrıntılarıyla yıkılmış olmuş bir diyaframlı kaya dolgu barajın kaydına rastlanmamıştır Bir Takım diyaframda küçük çatlaklar teşekkül etmiş ve önemli sızmalara yol açmış lakin kaya dolgunun hasar görmeden önemli büyüklüklerde akımları geçirebilme özelliği tamamen baraj zarar görmemiştir
Diyaframda çimento yerine asfalt kullanılması esnekliği artırırAsfalt betonundan bir diyafram şunu sağlamalıdır;
1Seçilen eğimde stabil olmalı
2Dayanıklı uzun ömürlü olmalı
3Yeterince geçirimsiz olmalı
4Su basıncına dalga etkisine ve yüzen maddelerin çarpmasına karşısında mukavim olmalı
5Diyafram aşağı dolguda tatmin edici drenaj imkanı bulunmalı



3 HİDROELEKTRİK SANTRALLERİ
Bir ülkenin kömür linyit petrol doğalgaz ve su enerjisi gibi enerji kaynakları arasında su kaynaklarında enerji yönünden faydalanama hususunun farklı bir özelliği vardır Hidroelektrik santrallerin dışarıya kalan öteki santrallerde (termik ve nükleer) kullanılan primer enerji kaynakları muhakkak bir süre daha sonra tükenecektir Bu primer enerji kaynakları kullanımı ileriki nesillere aktarılabilir yada ülkenin diğer ihtiyaçların karşılanmasında kullanılabilir Ama kaybolan su enerjisinin her tarafta kazanılması mümkün değildir İşte bu kaybolan enerjiyi kazanabilmek için hidroelektrik santrallerin işletmeye açılması gereklidir
Hidroelektrik Santrallerin Avantajları :
Kuraklık halleri hariç devamlı ucuz enerji üretirler
Bakım maliyeti düşüktür
Yenilemeyen bir yakacak enerji üretimi yapmazlar
Enerji üretiminde hava kirliliğine niçin ulaşmazlar
Hidroelektrik santrallerin bir parçası olan rezervuarlar balık üretimi regreasyon alanı gibi amaçlarla da kullanılabilir
Rezervuarlar fazla miktarda suyu depolayarak keza sulu tarıma keza de uzun süreli enerji üretimine olanak tanırlar
Rezervuarlar taşkın kontrolüne asistan olurlar
Hidroelektrik santral rezervuarları kuruldukları yerin mansabındaki yerlerin su kalitesinin yükseltilmesine yardımcı olurlar
Hidroelektrik Santrallerin Dezavantajları
Ilk yatırım masrafları yüksektir
Mansap tarafındaki regreasyon yapıları olumsuz yönde etkilenir
Taşkın kontrolünün sağlanması için rezervuarların manâsız olması gerekir Lakin enerji üretiminin maksimum olabilmesi için rezervuarların batmış olması gerekir Tarıma elverişli araziler baraj gölü aşağıda kalabilir
Enerji üretimi kuraklık sebebiyle azalabilir
Göl aynasından uçup gitme kayıpları artar
Depolanma sebebiyle vadinin orijinal görünümü kaybolur
Hidroelektrik Santrallerin Yapıları :
Hesaplı koşullara göre ve arazi şartları göz önünde bulundurularak ishale kanalı yapı edilir Çevirmeli tesislerde su az bir eğimle belirli bir kota (çoğunlukla yüksek bir kot) sevk edilen su belirtilmiş bir yükseklik kazandıktan sonradan cebri borular vasıtasıyla su enerjisi mekanik enerjiye çevrilir Regülatörden alınan su derhal yerine kullanılırsa kullanım %95 değerinde olur Çevirmeli tesis olarak inşa edilirse %80 değerini alır Çok kıvrıntılı bir akarsu ise %90 değerine ulaşabilir
Çevirmesiz tesislerde ise ya bir barajın eteğinde bağlamanın üstünde yapı edilen türbin ve jeneratör grubunda elektrik enerjisi üretebilir Barajlarda kesin bir uzunlukta basınçlı boru yapılabilir Akarsu üstünde yerleştirilmiş santrallerde ise basınçlı boru olmadan su türbine girer Tabana alçaltmak sureti ile de Hidroelektrik tesisi için zorunlu eğim tedarik edilebilir Bu olay genelde yer altı santrallerinde uygulanabilir
Akarsuyun akış enerjisinden faydalanılan suyun depolanıp depolanmasına kadar hidroelektrik santraller iki türlü yapı edilir :
1 Kanal ve çay üzerinde inşa edilen hidroelektrik santraller
2 Yapı yolunda suyun akışı durdurularak veya diğer bir yola verilerek yapay bir su düşüşü sağlanan hidroelektrik santraller
Depolamasız hidroelektrik santrallere kanal veya akarsu tipi hidroelektrik santraller de denir
Bu santrallerde su için zorunlu eğim suyun yapay olarak hazırlanan başka bir yolla verilmesiyle elde edilir
Depolamalı hidroelektrik santrallere yapay gölün hidroelektrik santralleri de denir Bu tesislerde sızıntı enerjisinin sağlanması için zorunlu eğim suyun alt yolundan toplanması ile elde edilir Hidroelektrik tesislerinde suyun potansiyel enerjisinden faydalanmak için çevirmeli ve çevirmesiz almak üzere iki sistem uygulanır Keza çay yatağı kıvrıntılarını azaltarak eğimden kazanan tesislerde yapılmalıdır
Çevirmeli tesislerde su alma yerinde istenilen akış eğimi az pürüzlülüğü minik olan bir kanal veya galeriye alınır Su alma bir taraftan yapılıyorsa isale oysa basınçlı galeri ağzında yapı edilebilir *