KANALİZASYON SİSTEMLERİ

Transkript

1 KANALİZASYON SİSTEMLERİ DERS NOTU Prof. Dr. Mehmet ARDIÇLIOĞLU ERCĠYES ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ 2015 KAYSERĠ 1

2 Giriş Ġçme ve kullanma suyunu temin eden sistemin abonelere dağıttığı suların kullanıldıktan sonra modern yöntemler ile toplanması ve çevreye zararsız hale getirilmesi gerekir. KullanılmıĢ suları ve yağmur sularını toplayıp yerleģim bölgesinden uzaklaģtıran sistemlere kanalizasyon sistemleri denir. ġekil 1. de yerleģim bölgesinin drenajını gösteren örnek resim verilmiģtir. Kanalizasyon sistemleri yapılıģlarına göre aģağıdaki gibi sınıflandırılabilir: 1-Ayrık sistem: Ayrık sistemde kullanılmıģ sular ve yağmur suları ayrı ayrı kanallarda toplanarak yerleģim bölgelerinden uzaklaģtırılır. 2-BirleĢik sistem: KullanılmıĢ sular ile yağmur suları aynı kanalda toplanarak uzaklaģtırılırlar. 3-KarıĢık sistem: YerleĢim alanlarının bir kısmı ayrık sistem bir kısmı da bileģik sistem ile kullanılmıģ su ve yağmur suları uzaklaģtırılmıģsa böyle sistemlere karıģık sistem denir. Ġmar adası Yağmur suyu kanalları Evsel atıksu kanalları Fiziksel arıtma Nehir Arıtma Tesisi Şekil 1 YerleĢim bölgelerinin drenajı Bu sistemlerin birbirlerine göre avantaj ve dezavantajları olduğu gibi, sistem seçimimde etkili olan unsurlar vardır. Bunlar; 1. Ekonomi 2. Çevre sağlığının korunması 3. Teknik konular Ġskan tarzı ve yoğunluğu Topografik durum Jeolojik yapı Yer altı su seviyesi BoĢaltım yeri Mevcut alt yapı tesisleri 2

3 ġekil 2 de görüleceği üzere nehirler çoğu zaman atık suyun drenaj edildiği su kaynaklarıdır. Dolayısıyla kullanılmıģ suyun deģarj edilmeden önce mutlaka arıtılması gerekir. Şekil 2 Su kullanımı ve deģarjı Nüfus yoğunluğunun fazla olmadığı, dik yamaçlarda kurulmuģ yerleģim alanlarında, yağmur suları doğrudan doğruya taģıyıcı ortamlara verilebilir. YerleĢim bölgesi bir akarsu boyunca dar bir bölge halinde uzanıyorsa yağmur suyu kısa ve açık kanallarla veya hendeklerle doğrudan doğruya akarsuya verilebilir. BirleĢik sistem sularının bodrumları basma olasılığı fazla olduğu yerlerde ayrık sistem tercih edilmelidir. BirleĢik sistemde debinin geniģ aralıklarda değiģtiği bölgelerde kanallarda taban çökelmeleri oluģur. Bunu önlemek amacıyla birden fazla sayıda kanal inģa ederek hız değiģimi kontrol edilebilir. BirleĢik sistemde ana toplama kanallarının tasfiye tesisine getirdiği fazla miktardaki atık suların tasfiye ve pompaj masrafları fazla olur. Her iki sistemde birbirine göre avantaj ve dezavantajları vardır. Bu nedenle yerleģim bölgesinin durumuna ve daha önce yapılmıģ mevcut sisteme bakılarak hangi sistemin daha iyi hizmet vereceği ve daha ekonomik olacağı araģtırılarak karar verilmelidir. Ġller Bankası ülkemizde ayrık sistemin kullanılmasını önermektedir. 3

4 Kanalizasyon Sitemlerinin İnşası Kanalizasyon Tatbikat Projesi iģi, belde/bölgenin atıksuyunun toplanması ve uzaklaģtırılması ihtiyacına cevap verecek bir kanalizasyon tesisine kavuģabilmesi için, gerekli olabilecek her türlü mühendislik hizmetlerini kapsamaktadır. Yapılması gerekli olan mühendislik hizmetleri genel hatları ile aģağıda belirtilmiģtir. a) Ġller Bankası nın Kanalizasyon ĠĢlerinin Planlanması ve Projelerin Hazırlanmasına Ait Talimatname sinde öngörülen her türlü etüt ve çalıģmalar yapılacaktır. b) Projeler beldenin kısa (yaklaģık 10 yıl), orta (yaklaģık 20 yıl), uzun (yaklaģık 35 yıl) süredeki ihtiyaçları göz önünde bulundurularak hazırlanacaktır. c) Nüfus projeksiyonları ile birlikte su tüketimi tespit edilip proje kriterleri belirlenecektir. d) ġebeke, toplayıcı ve ana taģıyıcılar için gerekli güzergah etüdü ile birlikte kesin güzergahların tespiti ve arazi çalıģmalarının yapılarak, 1/1000 ölçekli plan ve profiller hazırlanacaktır. e) Mecra çaplarının seçimi ile birlikte hidrolik yönden tahkikleri yapılacaktır. f) Mevcut kanalizasyon, PTT ve içme suyu gibi altyapı tesislerine ait var olan projeler, ayrıca verilecektir. g) ġebeke toplayıcı ve ana toplayıcıların kesin güzergâhlarının tespitinde karayollarının iģletmesi altında bulunan yollardan ve bunların istimlâk sahalarından uzak durulmaya çalıģılacaktır. h) Kısa ve orta süredeki ihtiyaçları belirleme yönünden çalıģmalar yapılacak olup, kanalizasyon sisteminin 1. ve II. kademe olarak ele alınması uygun görüldüğü takdirde I. ve II. kademe hatlar plan üzerinde ayrı notasyonla gösterilecektir. i) Arazi çalıģmaları safhasında, bütün Ģehri kapsayacak Ģekilde röper ağı hazırlanarak, I. kademe hatlarda nivelman çalıģması yapılacaktır. Kollektör güzergâhının 1/1000 ölçekli Ģeritvari haritası, arıtma yerinin ise 1/500 ölçekli plankotesi çıkartılacaktır. j) Zemin çalıģmaları safhasında, Ģebeke, kollektör ve arıtma tesisi yerinde sondaj yapıldıktan sonra alınan numuneleri üzerinde gerekli laboratuar deney sonuçları elde edilecektir. Sondaj neticelerinde; yeraltısuyu seviyeleri tespit edilerek, yeraltısuyunun kimyasal analizleri yapılacak ve inģaata esas olacak zemin klasları belirlenecektir. k) Projenin hidrolik çözümünden sonra, detay projeler hazırlanacak, kazı ve nakliye ile ilgili fiyatlar tanzim edilerek projenin tümü için I. ve II. kademe tesislerin metrajları ile birlikte, inģaat maliyetine esas olacak keģifler tanzim edilecektir. 4

5 Binaların Atık Su Tesisatı Binalarda tuvalet, lavabo ve benzeri tesisat elemanları tek tek veya gruplar halinde tertiplenirler. Bunların bağlı oldukları borular yatay durumda bulunur. Çok küçük bir eğime sahip bulunan bu borularda akımın serbest yüzeyli yani basınçsız olması gerekir aksi takdirde bu borulara su veren tesisat elemanlarını koruyan su ve yağ kapakları geçirimsizliklerini kaybederler, yani meydana gelen vakum binaların içindeki atık suyu yerinden koparır ve tamamen boģalan borulardan pis kokulu gazlar binaya yayılır. Yatay borular düģey borulara (kolonlara) bağlanır ġekil 3. KullanılmıĢ suların alt katlardaki tesisat elemanlarından geri tepmemesi için kolon borularının da dolu olarak akmaması gerekir. Kolonlar binanın esas atık su borusuna su verirler. Esas atık su borusu binanın 1.5m dıģında ev bağlantı kanalı halini alır ve cadde kanalına açılır ġekil 4. Ayrık kanalizasyon sisteminde damlara ve kaplamalı alanlara düģen yağmur suları yağmur suyu drenaj sistemine veya sokakların yanlarında yer alan arklara verilir. BirleĢik kanalizasyon sisteminin kullanıldığı yerlerde ise dam veya avlu drenleri bina pis su borusuna veya ev bağlantısına Y Ģeklindeki bir boru ile bağlanabilir. Eklentinin yapıldığı yer baģka bir düğüm noktasından en az 3m uzakta olmalıdır ġekil 5. Çatı Havalandırma borusu 3. kat Yatay kolon Sifon 2. kat DüĢey boru Havalandırma Yağmur suyu borusu 1. kat Bina duvarı vana Bina bağlantı kanalı 1,5m Pis su borusu Çukur yan süzgeci Pis su pompası Şekil 3 Bina atıksu tesisatı 5

6 m m Havalandırma Cadde P.T.T. Elektrik Doğalgaz Yaya kaldırımı Temel duvarı Temizleme Kapağı Bodrum kat döģemesi Ġçme suyu Ģebeke borusu Bina bağlantı kanalı Su kapağı Bina pis su borusu Yağmur suyu kanalı Atıksu kanalı Şekil 4 Kentsel Alt yapı donanımları Şekil 5 Yol Enkesitinde Kanal Yerleri 6

7 Kanalizasyon Sisteminin Proje ve İnşaat Kriterleri Tesislerin Ekonomik Ömrü Önerilecek kanalizasyon sistemi Ģebeke, kollektör ve arıtma tesisinden ibaret olup, kanalizasyon tatbikat projesi kapsamı içerisinde yapılacak olan tesislerin ekonomik ömürleri Tablo 1 de verilmiģtir. Tablo 1 Tesislerin ekonomik ömrü Tesisin Cinsi Ekonomik Ömrü Pissu ġebekesi 30yıl Pissu Ana Toplayıcılar 30 yıl Terfi ve Hizmet Binaları 50 yıl Terfi Hatları 20 yıl Arıtma Tesisleri 40 yıl Pompa ve Mekanik Ekipman 20 yıl Kanalizasyon sistemi; parsel baca ve bağlantıları vasıtasıyla evlerden pissuyu toplayan Ģebeke, Ģebeke pissuyunu alan tali ve ana toplayıcılarla toplam pissuyu arıtma ve deģarj yerine ulaģtıran ana taģıyıcıdan (kollektörden) oluģmaktadır. Ayrıca bu sistem içinde gerekli olabilecek terfi tesisleri ve çevre sağlığı açısından arıtma tesisleri yer almaktadır. Kullanılmış Su Miktarı YerleĢim alanına dağıtılan su kullanıldıktan sonra atık su haline gelir ve bir kanal ağı ile toplanır. KullanılmıĢ su Ģebekesi evlerden, endüstri ve sanayi kuruluģlarından gelen pis sular ile zeminden sızan yeraltı sularını taģır. Bu nedenle kullanılmıģ suyun miktarı yerleģim alanının nüfusuna, ticaret ve endüstride kullanılan suya, yeraltı su seviyesine bağlıdır. YerleĢim bölgelerine verilen suyun belirli bir kısmı kullanılmıģ su olarak kanalizasyona geri döner. Evsel atık su miktarının yaklaģık olarak %65-80 ni o alana verilen içme suyu Ģebekesinden gelen sulardan oluģur. Bu nedenle yerleģim bölgesine verilen su miktarı biliniyorsa kolaylıkla atık su miktarı hesaplanabilir. Endüstri tesislerinin bir çoğu kullanma suyunu kendi imkânlarıyla temin ederler ve atık sularını kanalizasyon Ģebekesiyle uzaklaģtırırlar. Bu oranın dıģında kalan su bahçe sulama, araba yıkama ve cadde temizliği gibi pis su kanallarına girmeyen iģlerde kullanılır. 7

8 Büyük Ģehirlerde içme suyu geri dönüģüm oranı =% Bahçeli seyrek yerleģim bölgesi geri dönüģüm oranı =%60-90 Özel durumların dıģında emniyetli tarafta kalmak için dağıtılan suyun tamamının kanalizasyona ulaģtığı kabul edilir ve =1 alınır. Bir günde dağıtılan suyun daha kısa zaman aralığında kanalizasyona döneceği katsayısı ile tanımlanır. (suyun geri dönüģüm katsayısı) nüfusa bağlı olarak =24/m Ng: gelecekteki nüfus Ng için m=8 10 saat Ng için m=10 12 saat Ng için m=14 16 saat Ġller bankası Ģartnamesine göre 24 saatte dağıtılan suyun m=12 saatte döneceği kabul edilir. Dolayısıyla =24/12 = 2 olarak hesaplarda kullanılır. Kentin ihtiyacı olan su miktarı iletim debisi (Q ile ) kanalizasyon sisteminin boyutlandırılmasında esas olacak debidir. Yani yerleģim bölgesindeki Q kul (kullanılmıģ su debisi) aģağıdaki gibi hesaplanabilir. Q kul =.. Q ile (1) Ġçme suyu Ģebekesinden elde edilen kullanılmıģ su debisinden baģka kanalizasyon atık su toplama ağına gelen debilere ek debi denir. Bu ek debiler genellikle Ģebeke dıģı su alma tesisinden su alan endüstri tesislerinden meydana gelir. Endüstriden gelen atık su debisi tamamen endüstrinin karakterine bağlıdır. Yerinde yapılan incelemelere ve endüstride kullanılan proseslere göre tespit edilir. Bu tesislerde kullanılmıģ suların miktarları eģdeğer nüfus metodu veya sanayi tesislerinin büyüklük küçüklüğüne göre belirlenebilir. Örneğin Tablo 2 de ĠSKĠ yönetmeliğinde; sanayi tesislerinin büyüklüğüne küçüklüğüne göre atıksu değerleri verilmiģtir. EĢdeğer nüfus metoduna su tüketim değerleri Tablo 3 de verilmiģtir. 8

9 Tablo 2. Sanayi Tesislerin Büyüklüklerine Göre Hektar BaĢına KullanılmıĢ su Miktarı Küçük sanayi 0.5 Lt/sn/ha Orta büyüklükteki sanayi 1.0 Lt/sn/ha Büyük sanayi 1.5 Lt/sn/ha Tablo 3. Su Tüketim Yerlerinin Bazıları Ġçin EĢdeğer Nüfus Değerleri Su tüketim Yerleri EĢdeğer nüfus Süt mamulleri peynir hariç, 1000 lt süt için Süt mamulleri peynir dahil, 1000 lt süt için Mezbaha büyük baģ hayvan için Mezbaha küçük baģ hayvan için ġeker Fabrikası, 1000 kg. pancar için Kükürtlü boyalarla boyacılık, 1000 kg eģya için Yün yıkama tesisleri,1000 kg. yün için Tabakhane, 1000 kg. hammadde için ÇamaĢırhane, 1000 kg. çamaģır için KullanılmıĢ su kanalları içinde akan suyun önemli bir kısmını sızıntı suyu oluģturur. Bu kontrolsüz bir Ģekilde kanallara giren sızıntı veya yer altı suyudur. Su giriģi boruların bağlantı yerlerinden boruların yüzeylerinden, ev bağlantı yerlerinden veya baca cidarlarından olabilir. Kanalizasyon Ģebekelerinin projelendirilmesinde kullanılacak olan pissu debisi içme suyu Ģebekesinden elde edilen debi esas alınarak belirlenebilir. Ancak bu ilave debilerin de dikkate alınması gerekli olan yerlerde Q ilave olarak sisteme noktasal yükleme ile verilmesi gerekir. Kullanılmış Suların Özellikleri KullanılmıĢ atık sular değiģik yerleģim bölgelerinde farklı özelliklere sahip olabilirler. Bunun nedeni farklı miktarda su kullanılması, endüstriyel atıkların miktar ve çeģidi, halkın hayat standardındaki değiģikliklerdir. KullanılmıĢ suların özellikleri insanların su kullanım alıģkanlıklarına, mevsimlere günün değiģik saatlerinde farklılıklar gösterir. Evsel kullanılmıģ sular kimyasal bakımdan hafif alkali özellik gösterir. Bu suların içinde genellikle doğal organik atıklar bulunur. Biyolojik olarak yüksek oranda patojen (mikrop) ihtiva ederler. 1 cm suda milyonlarca mikroorganizma vardır. Bu zararlı mikro organizmaların zararsız hale getirilmesi kullanılmıģ su tasfiye tesislerinin en önemli amacıdır. Atık sulardaki kirleticiler belli bir zaman sonra çürümeye baģlar. Kahverengi veya siyah bir renk alır ve hidrojen sülfür gibi kokar. 9

10 Su içerisindeki bu cisimler pis suların %10nu meydana getirir bu erimiģ maddelerin %80ni organik %20si mineral kökenlidir. Pis sularda asılı halde bulunan yabancı cisimler bu suların %20sini oluģturur bunların %75i organik %25i mineral kökenlidir. Kanalizasyon Şebekesinin Özellikleri Önerilecek kanalizasyon sisteminde aģağıdaki kriterler göz önünde tutulmalıdır. a) ġebeke hatlarının güzergâhları seçilirken, tüm cadde ve sokaklardaki evlerden gelebilecek pissuların kanalizasyon sistemine bağlanabilmesi prensibi esas alınacaktır. b) Pissuların en kısa yoldan ana toplayıcılara ulaģtırılmasına çalıģılacaktır. e) Ana toplayıcıların; mümkün mertebe inģaat problemi çıkartmayacak geniģ caddelerden ve büyük alanların pissularını toplayabilmek için arazinin en düģük kotlu kısımlarından geçirilmesine dikkat edilecektir. d) Karayolu ve demiryoluna paralel giden hatların güzergâhları seçilirken; adı geçen yolların istimlâk sahalarından mümkün mertebe uzaklaģma yoluna gidilecektir. e) Karayolu, demiryolu, dere ve benzeri yerlerde; enine geçiģlerin minimumda tutulmasına çalıģılacaktır. f) Belirli noktalarda toplanan pissuların alıcı ortama cazibe ile akıtılması prensibi esas alınacaktır. g) Tüm mecra güzergâhlarında; zorunlu haller dıģında kamulaģtırma problemlerinden ve ileride güçlük çıkarabilecek arazilerden geçilmemesine dikkat edilecektir. i) Dere ve menfez geçiģlerinde, hatların derine girmemesi için toprak örtüsünün minimumda kalmasına çalıģılarak, boruların B.A. gömlek içerisine alınması önerilecektir. 1) Topoğrafik yapının çok meyilli olduğu yerlerde ara baca çıkmaması için, beton boru yerine PVC boru kullanılabilir. m) Mecra çaplarının değiģtiği noktalarda; mecra iç üst müvellit kotları çakıģtırılacak olup, büyük çaptan küçük çapa geçiģ yapılmayacaktır. n) BaĢlangıç mecralarına yıkama teçhizatı konmayıp projede özel iģaretle gösterilecektir. Bilhassa baģlangıç mecralarında olmak üzere bazı mecralarda teģekkül edecek pissuların miktarı, minimum akım hızını sağlayamadığından, bu durumdaki mecralara belirli aralıklarla bol su vermek gerekecektir. p) GeniĢ caddelerin(en az 20 m. geniģliğinde) her iki yanına mecra döģenmelidir. r) Evlerin pissularının alınabilmesi için, parsel baca ve bağlantıları inģaat anında yapılacak olup, evlerin pissu çıkıģ kotları ve bağlantı durumları dikkate alınarak, parsel ve baca bağlantısı bir ev için yapılabildiği gibi birkaç ev içinde bir adet yapılabilir. 10

11 t) Pissuyun içme suyuna karıģarak sağlık açısından sakıncalı bir durum oluģmasını önlemek için, içme suyu ve pissu boruları arasında hem yatay hem de düģey olarak belirli bir mesafenin bulunması gereklidir. Ġki boru arasındaki düģey mesafenin 0,30 metre, yatay mesafenin ise 3 metre olmasına gayret gösterilmelidir. ġayet bu mesafeler sağlanamıyor ise kesiģme yerindeki kanalizasyon borusu beton gömlek içerisine alınmalıdır. v) Pissu Ģebeke sistemi yönlendirilirken pissu teģekkül etmeyecek sokaklardan mecra geçirilmeyecek olup, bazı durumlarda zorunlu olarak yeģil alanlardan mecra geçirilebilecektir. Projesi yapılacak bölgenin 1/1000 ölçekli haritası üzerinde kanal ağı geçkisi çizilir ġekil 6. L=100m 5 (106m) 4 3 L=135m 2 1 (108m) (105m) 6 L=80m 12 L=120m 7 L=105m (104m) 8 L=20m m (107m) L=120m 13 (105m) m) L=120m 9 L=180m 16 L=150m (103m) 11 (100m) 19 L=70m 18 (102m) L=55m ġebeke Planı DeĢarj ġekil 6. Kanal ağını oluģturulması 11

12 ġekil 7 de nolu atık su kanalı plan ve kesiti gösterilmiģtir. Buradan kanallar üzerinde değiģik maksatlı muayene bacaları yer almaktadır. Burada 17 nolu baca yukardan gelen suları sol tarafa doğru yönlendiren bir geçiģ bacasıdır. Kanal ağının baģlangıcı ile sonu arasında yer alan normal bacalara geçiģ bacası adı verilir. 18 ve 19 nolu bacalar geçiģ bacası bodrum katlarının ve içme suyu borularının kanalların üstünde yer alması gerekir. Böylece bodrum katlarının sularının da tahliyesi mümkün olur ve pis suların içme suyu borusuna geçme ihtimali ortadan kalkar. 19 nolu bacanın yapım amacı 18 ve 11 nolu bacalar arasındaki mesafenin maksimum baca aralığını geçmesinden dolayı yerleģtirilmiģtir. 18 nolu baca diğer bölgelerden gelen suları aldığı için bir geçiģ bacası farklı seviyelerdeki kanalları birleģtirdiği için bir düģümlü bacadır sokağı plan görünüģü Su Borusu B Bodrum Boy kesit Şekil 7 Örnek atıksu kanalı ve kesiti Tesviye eğrileri ince çizgilerle Sokaklar ince çizgilerle Cadde zemin kotları (1050) Kanallar ana sekonder ve tali kanal farklı kalınlıkta Muayene bacaları Sokak uzunlukları L=120m Kesafet (yoğunluk) katsayısı k=1 Muayene baca nosu 5 Su akıģ yönleri 12

13 Kanal Çapları Ayrık sistem pis su kanaları için minimum çap D=20cm Ayrık sistem yağmur suyu kanalları için minimum çap D=30cm BirleĢik sistem kanallarında D=30cm alınır. Ev bağlantıları D=15cm olarak teģkil edilir. Kanal Derinliğinin Tayini Kanalizasyon tesisinin maliyeti hendek derinliği ile artar. Pis su ve yağmur suyu baģlangıç mecralarının derinliği, bütün Ģebeke derinliğini etkileyeceğinden mümkün olduğu kadar minimum derinlikte ve mecralar caddelere paralel tutulmaya çalıģılmalıdır. Boru derinliği; bodrum derinliği, cadde ağızlığı derinliği ve bağlantı boru hattı eğimi göz önünde tutularak belirlenmelidir. Az sayıdaki fazla derin bodrumlar dikkate alınmayabilir. Borular daima don derinliğinin altında döģenmelidir. Büyük çaplı borular toprak ve dingil yükü altında çökme tehlikesine karģı kontrol edilmelidir. Minimum hendek derinliği genellikle 1.0 m ile 1.50 m alınır; ancak, bina bağlantılarının, içme suyu borularının altından geçirilmesi için bu derinlik 2.0 m ile 2.50 m olmalıdır ġekil 7. Maksimum derinlik zeminin kendini tutabilmesi, boru çapı, borunun toprak yüküne dayanması, makinelerin kazı gücü ve mali imkanlar gibi faktörlere bağlıdır. Ön bahçe mesafesi yaklaģık 5.0 metre, yaya kaldırımı yaklaģık 2.5 metre ve yarım cadde geniģliği duruma göre 7.5 m, 12.5 m ve 17.5 m arasında olabilir ve c değeri yaklaģık 20 cm, h1 değeri ev ve sokak kanal çapına bağlı olarak aģağıdaki Tablodan 4 den alınabilir. Tablo 4 Ev Bağlantılarının Ana Mecraya BirleĢtiği Noktadaki b ve h1 Ölçüleri Ev Bağlantı Çapı (mm) Sokak Mecra Çapı (mm) h1 mak (cm) h1 min (cm) 13

14 Bina Ön Bahçe Yaya Kaldırımı ½ Cadde GeniĢliği, Lc h bod Bodrum Sifon c J=1/50 Cadde Ağızlığı J=1/20 2/3D D Yağmur suyu kanalı Atıksu kanalı L h1 Şekil 7. Yağmur Suyu ve Pissu Kanallarının DöĢenmesi. L=Atık su mecra mesafesi h bod = bodrum derinliği c= Sifon derinliği h1= Mecra bağlantı derinliği Pissu mecra derinlik h c (1/50) L h1 bod (2) Kazı maliyetlerini artırmamak için mecra fazla derine gömülmemelidir. Hendek derinliğinin artması hendeğin yan kenarlarının durmasını güçleģtirir. AhĢap koruyucu gerekir bu da maliyeti artırır. Ayrıca kanal derinleģtikçe yer altı suyu problem oluģturur. Hendeğin iki kenarı iksasız yapılmak istenirse Ģevler yatıklaģtırılır bu da kazı miktarını dolayısıyla maliyeti artıracaktır ġekil 8. Hendek geniģlikleri asgari Ġller bankası yönetmeliğinde 80 cm olacak Ģekilde yapılmalıdır. Büz ve sırlı künk mecralarda boru eklerinin yapılabilmesi için boru dıģ kenarı ile hendek kenarı arasında 30 cm lik bir mesafenin bulunması gerekmektedir. Yerinde dökme beton mecralarda ise dıģ kenarı ile hendek arasında 40 cm lik mesafe bulunmalıdır. 14

15 Hendek derinliği Hendek geniģliği Ek kazı 1 m B Hendek taban geniģliği Şekil 8. Kanal Hendek Kesiti 15

16 Kanalların Hendeklere Döşenmesi Boru kırılmasını önlemek için yükü geniģ bir yüzeye yaymak gerekir. Bu amaçla hendek tabanı 90º lik bir merkez açısını görecek Ģekilde çukurlaģtırılmalıdır (ġekil 9a). Eklerin bulunduğu yerde hendek tabanı ayrıca 10-15m derinleģtirilmelidir. Çürük zeminlerde aynı sebeple boru beton gömlek içine alınır (ġekil 9b). Sert zeminlerde (kayada) boruların sivri zemin çıkıntıları üzerine oturmasını önlemek için hendek tabanına kum-çakıl tabakası serilmeli ve boruyu bunun üzerine oturtmalıdır (ġekil 9c). Islak zeminlerde, yer altı su yüzeyini kanal tabakasının altına indirmek için dren boruları döģenebilir (ġekil 9d). Aksi halde kanallara yer altı suyunun girmesi ancak geçirimsiz eklerle teģkil edilmiģ borular vasıtasıyla önlenebilir. Örneğin yer altı suyunun sızmasını azaltmak için font borular kullanılabilir. Font boruların uzunlukları fazla olup, birleģim yerleri genellikle kullanılan beton boru Ģeklindeki kanalların ek yerlerine nazaran daha geçirimsizdir. Kumlu Zeminde Çürük Zeminde Dolgu Dolgu 90 (a) Toprak hendek içine döģeme (b) Beton gömlek içine alma 3/4D Beton Gömlek Kaya Zeminde Sulu Zeminde Dolgu Dolgu Ġks a 15 cm çakıl 15 cm çakıl (c )Kayada açılmıģ hendek (d) Drenaj borulu hendek Şekil 9. Kanalların farklı zeminlerde döģenmesi Dren borusu 16

17 Kanal Kesitleri Kanalizasyon Ģebekelerinin mecra kesitlerinde en yaygın daire kesitler kullanılmaktadır. Daire kesitten farklı bir kesit kullanılması teknik ve ekonomik nedenlerden olur. BirleĢik sistem kanallarında minimum ve maksimum debi arasında büyük fark vardır. Kurak havalarda kanalda yeterli bir hız sağlamak için kanalın alt kısmı sivri olan ve küçük debileri uygun bir su yüksekliği ile iletebilen yumurta enkesitler yapılmıģtır ġekil 18 (a). Yumurta Ģekilli kesitler dairesel iki kanalın bir araya gelmesinden oluģur. AĢağıdaki kanala atıksu kanalı, yukarıdakine ise yağmur suyu kanalı gözü ile bakılabilir. Bu kesitin diğer bir faydası da dıģ yüklere karģı dayanıklı olmasıdır. Çok büyük debilerin böyle bir kesitle iletilmesi halinde hendek derinliği çok yüksek olur. Düz yerlerde bu profil ekonomik olmayabilir. Çok büyük debilerde tabanında su arkı bulunan açık ağız enkesitler kullanılır. ġekil 18 (b). Kanal yüksekliğinin daha da sınırlandırılması gerekiyor ise dikdörtgen kesitler kullanılır ġekil 18 (c). Dikdörtgen enkesitler dıģ yüklere karģı dayanıksızdır. Atnalı enkesitler ise dikdörtgen enkesitin bu mahzurunu ortadan kaldırır ve makul bir su yüksekliği ile büyük debilerin iletilmesine imkan verir. (a) Yumurta Ģekilli enkesit (b)tabanında su arkı bulunan açık ağız enkesit (c ) Dikdörtgen enkesit (d) Atnalı enkesit Şekil 18. Kanal kesitleri 17

18 Kanal Boy Kesitlerinin Geçirilmesi Mecra Profili tespit edilirken normal olarak bilinen bir kottan veya kotlardan baģlayarak yukarı veya aģağıya doğru devam edilir Kanal boy kesitleri önceden tespit edilen kriterlere göre geçirilip boyutlandırılmalıdır. Bu kriterler; minimum ve maksimum eğimler, kanal derinlikleri düģüm yükseklikleri, iki baca arasındaki mesafedir. Genellikle düģüm yüksekliği 2,0 m yi geçmeyecek Ģekilde tespit edilir. Ġstisnai durumlarda yerel Ģartlarda uygun ise 4,0 m ye kadar Ģüt yüksekliği kabul edilebilir. Verilen d min ve d mak derinlikleri, kanal sırtı ile cadde (zemin) yüzeyi arasındaki minimum ve maksimum mesafeyi gösterir. Alınabilecek kanal hendeğinin maksimum derinliği, zemin durumu ve ekonomik Ģartlar sınırlandırır. Aynı zamanda bu derinlik bina temel durumlarına da bağlıdır. Düz yerlerde geoteknik problemler olmasa bile, pompaj ile kazı maliyetleri arasındaki fiyat karģılaģtırılarak maksimum hendek derinliği ortaya çıkar. Ortalama olarak maksimum hendek derinliği 5.0 m ile 6.0 m dir. Cadde ve sokaklara döģenen kanalların boy kesiti ġekil 10 da gösterilmiģtir. d1 J zemin b a J kanal d2 L Şekil 10. Kanal Boy Kesitinin Geçirilmesi d1= üst bacadaki zemin ile mecra iç sırtı arasındaki kot farkı (m) d2= Alt bacadaki mecra sırtı derinliği (m) L= Bacalar arası mesafe (m) a= Boru sırt veya taban seviyesindeki alçalma. a= L*J k (m) b= Zemin seviyesindeki alçalma. b=l*j z (m) d1+a=d2+b d1+l*j m =d2+l*j z Buradan; d2-d1=l(j m -J z ) olur 18

19 Kanal Eğimlerinin Belirlenmesi Kanalların içinde çökelme olmaması ve kanalın aģınmasına sebep olmayacak minimum ve maksimum hızları elde edecek eğimler projelendirme için önemlidir. Mecralara verilecek eğimler konusunda, asgari, azami hız ve pis suyun asgari derinlik Ģartı göz önünde tutularak Tablo 6 da çapa göre öngörülen eğimler alınabilir. Kanal eğimleri öngörülen bütün bağlantıların suyunu alacak ve en az masraf gerektirecek Ģekilde boyutlandırılmalıdır. Kanal eğimleri minimum ve maksimum eğim Ģartlarını her zaman sağlamalıdır. Kanal ağının geçirilmesinde eğim konusunda, J zemin= zemin eğimi, J mecra = mecra eğimini göstermek üzere aģağıdaki durumlarla karģılaģılır. Tablo 6. Mecra Çaplarına Göre Alınması Gereken Eğimler Mecralar Asgari Eğim Azami Eğim Normal Ġstisnai En Müsait Eğim Ev bağlantıları, 15cm. 1/100 1/15 1/7 1/50 - Doluluk Oranı BaĢl. Mecra cm 1/300 1:15 1/7 1/50-1/150 %40 - %50 Tali Mecra cm 1/500 1/25 1/15 1/100-1/200 %60 Ana Mecra cm 1/1000 1/50-1/200-1/500 %60 - %70 Ana Kollekr cm 1/3000 1/75-1/:300-1/750 %80 Durum I : J zemin =0 <J minimum ; d1=d min ise; J kanal =J minimum seçilir. d2> d min olur. Bu durum aģağıdaki ġekil 11 da verilmiģtir. d1 d2 L1 Şekil 11. J zemin =0 ve J mecra =J minimum durumu 19

20 Durum II : J zemin =J minimum ; d1=d min ise; J mecra =J minimum seçilir. d2=d min,dolayısıyla d2=d1 olur. Bu durum aģağıdaki ġekil 12 da verilmiģtir. d1 d2 L1 Şekil 12. J zemin = J minimum, J mecra =J minimum durumu Durum III : J zemin <0 Ters eğim; d1=d min ise; J mecra =J minimum seçilir. d2<d max. olur. Bu durum aģağıdaki ġekil 13 de verilmiģtir. Şekil 13. J zemin <0, J mecra =J minimum durumu d1 d2 L1 J zemin <0 Ters eğim; d1=d min ise; J mecra =J minimum seçilir. d2>d mak. olması durumunda d2=d min yapılır. Eğer d2>d mak ise terfi yapılması gerekir. Pompaj= d2-d min. Bu durum ġekil 14 de gösterilmiģtir. 20

21 d2=d min d1 d2 Terfi L1 Şekil 14. J zemin <0, J mecra =J minimum pompaj durumu Durum IV : J zemin =J maksimum. ; d1=d min ise; J mecra =J maksimum seçilir. Bu durum ġekil 15 de gösterilmiģtir. d2=d1 olur. d1 d2 L1 Şekil 15..J zemin =J maksimum, J mecra =J maksimum durumu Durum V : J zemin >J maksimum ; d1= H/2 +d min ise; J mecra =J maksimum seçilir. H kadar düģüm yapılır. Bulunan bu düģüm değerinin yarısı d1 eklenir. ΔH L1* J zemin J maksimum d2=d min olur. Bu durum ġekil 16. da gösterilmiģtir. 21

22 d1 L1 d2 Şekil 16. J zemin > J maksimum, J mecra =J maksimum Durumu Örnek Problem Cadde baģlangıç ve bitiģ noktalarıyla baģlangıç noktalarındaki sırt kotu verilen kanalların döģeneceği kanal eğimi ve cadde sonundaki kanal kotunu belirleyiniz. Cadde No Cadde kotu(m) BaĢlangıç Kotu Kanal boyu(m) BaĢta Sonda , h mak =6m, h min =2m J mak =0.08, j min =

23 1.Cadde, J zem =0<J min ve h=h min olduğundan J k =j min =0.003 seçilir. Maksimum baca aralığı 50 m olduğundan kotlar: *50=97.85 m *50=97.7 m h son = =2.3m >h min =2.0m 100m 100m 98m 97,85m 97,7m 100m 2.Cadde 100m 98m h=2m 98m jc 0, m 96m J min <Jc<J mak 100m 98-0,02*50=97m 97-0,02*50=96 h son =98-96=2m =h min =2.0m 23

24 3.Cadde 100m 95m 90m 98m 97m 93m 92m 88m 50m 50m j c ,01 J 100 mak Jk J mak 1m lik 2 adet Ģüt yapılır. 98,0-1,0-(0,08*50)= 93,0m 93,0-1,0-(,08*550)=88,0m 4.cadde 101m 100m 98m 97,85m 97,7m J c = /100=-0,01 (ters eğim) 98-0,003*50=97,85m 97,85-0,003*50=97,7m Kazı derinliği ,7=3,30m<h mak 24

25 5.cadde A B 100m 98m x Hmin=2m D C 103,85 m 101,85 m Hp=4m E 107,7m 101,7m P 97,85m J c = ,7/100=-0,077(Ters eğim) Maksimum kazı derinliğine ulaģılınca terfi yapılır, terfi merkezinin sokak baģına mesafesi; A-J min *x+h mak =B+J c *x 98-0,003*x+6=100+0,077*x, x=50m pompa kotu =98-,003*50=97,85m C kotu=100+0,077*50=103,85m D nin kotu=103,85-h min (2,0m)=101,85 Terfi yüksekliği=101,85-97,85=4,0m 3 nolu bacanın kotu=101,85-0,003*50=101,70m 6.cadde 107m Jc=0,03 104m 101m 100,85m h=3,3m 100,7m Jk=Jmin J c = /100=0,03>J min 2 nolu bacanın kotu=101-0,003*50=100,85m 3 nolu bacanın kotu=100,85-0,003*50=100,7m Kazı derinliği= ,7=3,3m 25

26 7.cadde 100m 97m 97m 96m 95m hmin=2m 1.yöntem tek eğimle J k =97-95/100=0,02 97,0-50*0,02=96,0m 96,0-500*0,02=95,0m 97,0-95,0=2,0m 100m 97m hmin=2m 96,89m Jc=0,03 97m Jk=Jmin x Jk=Jc 95m 2.yöntem J c =100-97/100=0,03 J k =J min alarak, 97-0,003*x+2=100-0,03*x, 97-0,003*37=96,89m 96,89-(100-37)*0,03=95m x=37m 26

27 Maksimum ve Minimum Akış Hızları Mecralarda kullanılmıģ su kanalları için D min =20 cm için V min = m/sn, yağmur suyu için D min =30 cm için V min =0.5 m/sn, birleģik sistem kanallarında D min =30 cm için V min = m/sn olarak minimum hız Ģartları vardır. Hız yukarıda verilen minimum değerlerin altında kaldığı zaman boru içinde katı maddelerin çökelmesi ve tıkanmalar olur; bu birikimler kokuģur, etrafı rahatsız eder, H 2 S açığa çıkarak korozyonu hızlandırır. Hızlar minimum değerin üzerine çıkarılamadığı zaman kanalın baģına yıkama bacası konur. KullanılmıĢ su kanalları için V mak = m/sn, yağmur suyu ve bileģik sistem kanalizasyon Ģebekelerinde ise V mak = m/sn olarak kabul edilmiģtir. Hızın fazla olması, sürüklenen katı maddeler tarafından borunun aģınmasına sebep olur ve bu nedenle hızlar V min ve V mak arasında kalması sağlanır. Minimum Su Derinliği Minimum su derinliği birleģik sistem ve kullanılmıģ su Ģebekelerinde kaba pisliklerin dibe çöküp kalmaması, yüzerek sürüklenebilmesi için 20 mm den az olmamalıdır. Bazı kaynaklarda bu derinlik h D/10 olarak verilmektedir. KullanılmıĢ su mecralarında su derinliği en az çapın %10 kadar olmalıdır. AĢağıdaki ġekil 17 de gösterilmiģtir. Boru D h h= su derinliği (cm) D= Boru çapı (cm) Şekil 17. Kesitteki Minimum Su Derinliği 27

28 Kanalizasyon Bacaları Bacalar, kanalizasyon mecralarının zemin yüzeyi ile irtibatını sağlayan elemanlardır. Kanalizasyon tesislerinde kullanılan bacalar dörde ayrılır. Muayene Bacaları DüĢümlü Bacalar Yıkama Bacaları Parsel Bacaları Mecraların muayenesi bakımı ve temizliği yönünden aģağıdaki Ģartların sağlandığı her yerde bacalar tesis edilmelidir. Yön değiģmelerinde, Eğim değiģmelerinde, Mecra çapı değiģmelerinde, Sokak mecralarının bağlantı noktasında, Demiryolu, karayolu, kanal ve dere geçiģlerinin her iki tarafında. Proje kriterleri arasında verilmesi gereken bir değer de iki baca arasındaki müsaade edilen maksimum mesafedir. Bacaları daha sık yapmak süratiyle, birçok hallerde kazı hacmini azaltmak mümkündür. Fakat kazı maliyetinden yapılacak tasarrufun, ilave baca yapımında harcanacak maliyetle karģılaģtırılması gerekir. Bacalar arası mesafeler kullanılan mecra çaplarına göre değiģmektedir. Bu değerler Tablo 5 de verilmiģtir. Baca mesafelerinin belirlenmesinde belediyelerin elindeki temizleme aletlerinin boy yönünden kapasitesi önemlidir. Eğer giriģ çıkıģ mecraları aynı çaplı ise, düz kısımlardaki çıkıģ borusu tabanı giriģinkinden 30 mm kadar aģağıya döģenir. Tablo 5 Mecra Çapına Göre Maksimum Baca Arası Mesafeleri Mecra Çapı (mm) Bacalar Arası Maksimum Mesafe (m) den büyük ise

29 Kanalizasyon sisteminin iģleyiģini, parsel bacası, muayene bacası gibi rögarların (menhollerin) bağlantı Ģeklini aģağıdaki resim üzerinden görülmektedir. ġekil 18 Baca çeģitleri ve bağlantıları Muayene Bacası ( Menhol / Rögar) Toplayıcı / taģıyıcı yağmursuyu ve kanalizasyon hatlarında kontrol, müdahale, havalandırma, bağlantı, dönüģ gibi amaçlarla kurulan bacalara Muayene Bacası denir. Halk arasında menhol, beton baca, rogar, rögar ve logar Ģeklinde de anılır. Bu bacalar mecra baģlarında, yön değiģtirme noktalarında, kavģak yerlerinde, eğim ve kesit değiģen yerlere; mecra çapına bağlı olarak 50 m ile 120 m de bir olmak üzere düz kısımlara konur. Ġki baca arasındaki kanal mutlaka düz gitmelidir. Ġçinde insan yürüyebilecek olan kanallar yatay kurp yapılabilir. Baca tabanında çökelme ve yığılmalara meydan verilmemelidir. Kanalların baca içerisinden rahatça temizlenebilmeleri için yeteri kadar büyük olması gerekir. Baca tabanı kare planlı yapılmalıdır. Bazı özel temel durumları için daire plan da seçilebilir. Baca tabanının oturduğu temel, beton veya kâgirden inģa edilebilir. Temel kalınlığı 20 cm nin altına inmemelidir. Baca tabanında bırakılan suyollarına bu kısmın betonlanması sırasında Ģekil verilir. Baca tabanında 29

30 bırakılan suyollarına, bacadan uzaklaģan kanala doğru uniform bir eğim verilecektir. Eğer bacaya birbirinden farklı profilde olan kanallar birleģiyorsa, kanal sırtları aynı yükseklikte olacak Ģekilde inģa edilir. Baca tabanında çamur yığılmasını önlemek için su yolu ile baca duvarı arasında kalan yan yüzeylere 1/10 kadar bir eğim verilmelidir. Suyolu ile baca tabanındaki yan yüzeyler gerekirse kaplanır veya betondan yapılarak üzerleri sıvanır. ĠnĢaat iģlerini kolaylaģtırmak için, bacaya giren ve oradan çıkan kanallar baca duvarlarının iç yüzüne kadar uzatılırlar. Bacalarda kullanılacak harç ve betonun imalinde, içinde kireci az bulunan çimentoların kullanılmasında tavsiye edilmektedir. Günümüzde normal bacalar prefabrik olarak, beton halkalar Ģeklinde, fabrikada imal edilmekte ve inģaat mahallinde bu beton halkalar üst üste geçirilerek bacalar oluģturulmaktadır. Prefabrik bacaya mm den daha büyük çaplı borular bağlanacağı zaman alt kısımlar yerinde dökülür. Betondan yapılan bacalarda aģındırıcı etkisi olan sulara karģı önlem alınmalı, yer altı su seviyesi yüksekse dıģ yüzeylere 2cm sıva ve en az üç kat yalıtım malzemesi sürülmelidir. Ġçeri inmek için cm aralıklı basamaklar konulmalıdır. Baca kapağının en az çapı 60 cm olmalıdır. Trafiğe açık caddelerdeki bacalar ve kapakları, üzerinden nakil vasıtaları geçecek Ģekilde dayanıklı yapılmalıdır. Baca kapağındaki hava delikleri kanal ağının havalanmasına yeterli olmalıdır. Büyük çaplı kollektör hatlarına kurulacak bacalar yerinde dökme özel ölçülü imalatlardır. Derinliği 4,00 mt den fazla olan, zemin Ģartlarının müsait olmadığı ve ağır yük altında kalacak Muayene Bacalarının imalatında donatı ( demir / hasır çelik ) kullanılmalıdır. Projelendirme, hesap, özen ve dikkat gerektiren bir mühendislik iģidir, pahalı bir imalattır. 30

31 ġekil 19 Örnek baca görünüģ ve ölçüleri 31

32 Düşümlü Bacalar Zemin eğiminin, boru malzemesinin aģınması açısından, izin verilenden fazla hız meydana gelmesine sebep olduğu yerlerde kullanılan bacalardır. Bu bacalar kanal eğimini azaltır ve dolayısıyla hız istenilen düzeyde tutulur. DüĢü yüksekliği 2 m yi geçmez fakat zorunlu hallerde 4 m ye çıkabilir. DüĢü yüksekliği fazla büyük olunca kinetik enerjiyi kıracak tedbiri almak gerekir. Oyulmaların önlenmesi su, beton yerine su kütlesi üzerine düģürülür. DüĢümlü bacalar ikiye ayrılır. DıĢtan düģümlü Bacalar Ġçten DüĢümlü Bacalar DıĢtan düģümlü bacalar giriģ borusu çapı 400 mm ye kadar olan küçük çaplı mecralar için yapılırlar. GiriĢ borusu çapı 400 mm den küçükse düģü borusu çapı D 1 =150 mm, D=400 mm ise D 1 =200 mm yapılır. Bazen küçük D 1 çaplı düģü borusu doğruca baca içine monte edilir. GeliĢ borusu 400 mm den büyükse aģağıdaki Ģekildeki düģümlü baca tipi tercih edilir. Bu bacaların düģüm yatağı, akıģın düzgün olması için parabol Ģeklinde yapılır. 32

33 A B Şekil. DıĢtan DüĢümlü Baca Planı Şekil. DıĢtan DüĢümlü Baca A-A Kesiti Şekil 19. DıĢtan DüĢümlü Baca B-B Kesiti 33

34 DüĢüm yüksekliği 50 cm 50 cm 60 cm 50 cm Şekil. Ġçten DüĢümlü Baca Planı 62.5 cm 100 cm 0.5d 200 dozlu beton 300 dozlu beton Çakıl Şekil Ġçten DüĢümlü Baca Ölçüleri, D=20 cm Çaplı GiriĢ ve ÇıkıĢ boruları 34

35 Rögar- Parsel Bacası Pis su bağlantı hatları inģaatında bina çıkıģlarına kontrol ve müdahale amaçlı konan bacalara Parsel Bacası denir. Adından da anlaģılacağı üzere o parsele ait ve parselin sınırları içerisinde kalan müstakil bir imalattır. Bir apartmana ait dairelerin pis suları o apartmanın bahçesinde yapılan bir parsel bacasında toplanır. Buradan tek bir boru hattı ile caddedeki pissu kanalına bağlanır. Bir binanın pissuyu mümkün olduğu kadar tek bir çıkıģta toplanmalı ve bu çıkıģ bir çatal parçası ile mecraya bağlanmalıdır. Fakat sokakta Ģebeke borusu çok derinde bulunuyorsa, Ģebeke borusu yer altı suyu içinde ise veya sokakta Ģebeke borusu yoksa yani bağlantının ekonomik olmama durumu söz konusu ise, Ģebekeye birden fazla bina birlikte bağlanabilir. Parsel bacaları bahçe yoksa yaya kaldırım altında yapılır. Ev bağlantı hattında en uygun eğim 1/50 dir. Belediyelerin uyguladığı Parsel Bacaları genellikle daire kesitlidir, örneği aģağıda görülmektedir. ġekil Parsel bacası ölçüleri 35

36 Yağmursuyu Izgara Menholü Yollardaki yağmur sularını alarak sisteme aktaran Izgara Menholleridir. Sudaki teresibatı çökelttiği için ana hattın tıkanmadan çalıģmasına yardımcı olur. Belli aralıklarla temizlenmesi gerekir. ġekil Yağmur suyu ızgarası Yıkama Bacaları Kanallarda çökerek biriken çamurların sökülerek atılması için kanala gerekli yıkama suyunu sağlayan bacalara yıkama bacası denir. Pis su mecralarının baģnoktalarına ve ayrıca, yeterli eğim olmayan yerlerde çöken maddelerin yıkanması gerekir. Bu nedenle mecralara yıkama bacası gerekir. Ayrık ve bileģik sistemde hızın 0,5 m/sn ve kanaldaki su yüksekliğinin 20 mm den küçük olduğu hallerde mecra kısımlarının baģlarına yıkama bacası yapılması gerekir. Kanalizasyon mecralarının etkili bir Ģekilde temizlenebilmesi için su hızının yüksek olması ve boruda sürüklenme meydana getirmesi gerekmektedir. Yıkama bacaları çapları 500 mm ye kadar olan kanallar için tavsiye edilir. Çünkü daha büyük çaplı kanallarda yıkama etkili olmaz. 36

37 Boru çeşitleri Beton Büz / Beton Boru Büz, Beton Boru ( künk ) gibi isimlerle anılan ürünler milimetre cinsinden iç çap geniģlikleri ile adlandırılır. C30 Sınıflı betondan imal edilir. Üretim sonrası mukavemetini artırmak ve ömrünü uzatmak için Buhar Kürü'ne tabi tutulur. Buhar Kürü aynı zamanda betonun en çok ihtiyaç duyduğu suya doyurmuģ olur. Maliyetli ve zahmetli bir kürleme Ģekli olmasına rağmen buhar kürü uygulaması beton imalatlar için çok önemlidir. Basınçsız isale hatlarında tıpkı kanalizasyonda olduğu gibi beton borular kullanılır. Bu borular 600 mm den büyük çaplar için kullanılır. Sızdırmazlığı temin edilmesi zordur. Ġnce cidarlı borularda dozaj kg, kalın cidarlarda kg dır. Boruların boyu 6 metreye kadar yapılır. ĠĢletme basıncı 100 mss dur. ġekil Beton boru 37

38 Çatal Boru '' C '' Parçası veya Çatal Boru olarak adlandırılan yandan giriģli borular, parsellerden gelen hatların toplayıcı hatlara bağlanmasında kullanılır. Boyları 70 cm dir. Çaplarına göre cidarları ve ağırlıkları değiģmektedir. ġekil Çatal Boru 38

39 Betonarme Borular Boruyu güçlendirmek için üretim sırasında içine donatı ( demir / hasır çelik ) koyularak üretilen boruya Betonarme Boru denir. TS 821 EN 1916 Standardı ile üretilen Betonarme Borular milimetre cinsinden iç çap geniģlikleri ile adlandırılır. Genelde 600 mm' den büyük çaplı borularda donatı kullanılır. Borunun kullanım yerinde maruz kalacağı yüklerin statik hesabı yapılarak bulunacak değer üzerinden donatısı seçilmelidir mm'den daha büyük çaplarda her ne olursa olsun çap büyüdüğü için donatı 2 sıra halinde hasır çelik konularak oluģturulur. Muflu Betonarme Boru ve Lamba Zıvanalı Betonarme Boru olarak iki ayrı kesitte üretim yapılmaktadır. Cidar kalınlığının birleģim yerindeki azalmasının mukavemeti etkilemeyeceği çaplarda Betonarme Borular Lamba Zıvanalı birleģimli olarak imal edilir. Bu sayede gereksiz kazı, dolgu, beton, donatı vs. maliyetlerden kaçınılmıģ olur. Lamba Zıvanalı Borular 1600 mm ve üstü çaplar için uygulanan üretim yöntemidir. 39

40 Plastik Borular PE(poly ethylene) ve sert PVC (Polyvinylchloride) den imal edilen plastik borular, son yıllarda geniģ uygulama alanı bulmuģtur. PVC için maksimum iģletme basıncı yüksekliği 160 mss kabul edilebilir. bu basınç için en büyük çap mm arasında değiģir.pe borular için ise maksimum iģletme basıncı yüksekliği 100 mss dur. Plastik borular, sıcaklık değiģimine karģı çok hassastırlar. Sıcaklığın düģmesi ile malzemenin çarpmaya karģı mukavemeti azaldığından 5 o C den daha düģük sıcaklıklarda boruların döģenmesi durdurulmalıdır. Don olan zamanlarda boruların taģınmasına özen gösterilmelidir.10-16kg/cm 2 basınca dayanıklıdırlar. Çok uzun olarak imal edilebilirler. Fakat ticari olarak 5-12m boyda üretilirler. Asitlere karģı dayanıklı, korozyon tehlikesi yok ve hafiftir. Ġçlerine koruyucu madde sürülmez. ġantiye Üretimi Menhol 40

41 Montaj, Boru Bağlama Boru İndirme Dirsekler Menfez 41

42 Çelik Boru Doğal olarak bulunan bir element olan demir, ilk olarak M.Ö. 2,400'te gümüģsü/beyaz metale ergitilmiģtir. Dökme demir, sert ve kırılgandır; buna karģın dövme demir yumuģak ve iģlenebilir. Yüksek fırından çıkan demir (pik demir), az miktarda silisyum, mangan, fosfor, kükürt ve diğer elementler barındıran bir demir ve karbon (yaklaģık %4) alaģımıdır. Bir demir alaģımı olan çelik oksijen fırınlarında üretilir ve daha az karbon içeriğine sahiptir. Diğer elementler, özellikle mangan, istenen özelliklere ulaģmak için ayarlanır veya eklenir. Bugün binlerce çelik kalitesi bulunmaktadır. Yüksek karbonlu çelikler bile artık %1.5'ten fazla karbon içermez ancak bazı yüksek alaģımlı çeliklerde bu oran %2.5'e çıkabilir. Karbon, çeliğin ısıl iģlem yoluyla sertleģmesine imkân tanır. Ġsale hattının yüksek basınca maruz büyük çaplı kısımlarında çoğu kez çelik borular kullanılır. Boylarının uzun olması, boru hattının kısa zamanda döģenmesine izin verir. Heyelan bölgeleri için çok uygundur. Metropolitan Ģehirlerde istisnaları olmakla beraber, eklerinin yapılmasındaki güçlük sebebiyle, su Ģebekelerinde nadiren kullanılırlar. Boyları 16 metreye kadar vardır. 40 cm den küçük çapta yapılmazlar.16 kg/cm 2 den daha fazla basınçlarda kullanımı yaygındır. Korozyona karģı dayanımları azdır. Bağlantıları, font borulara ek olarak kaynak yapımı da mümkündür. 42

43 Font borular- Duktil Döküm Borular Duktil Döküm Borular, santrifüj döküm tekniği ile üretilmiģ dökme demir borulardır. Bu döküm tekniğiyle üretilen borular normal dökme demir borulara göre, daha esnek olup yüksek mukavemet değerlerine sahiptir. Normal dökme demirde grafitler lameller Ģeklindedir ve bu kırılgan bir yapıya neden olur. Halbuki duktil dökme demir küresel grafitli bir yapıya sahiptir. Bu da malzemenin çelik gibi esnek olmasını sağlar. Mukavemet değerleri yüksek olup, basınçlı hatlar için uygun bir boru malzemesidir. Ġçme suyu hatlarında kullanılan borularla ilgili standartlar: EN 545 / ISO Boruların iç ve dıģ kaplamaları teknik Ģartnamelerde belirtilmelidir. Epoksi, bitüm, poli-üretan gibi çeģitli alternatifler mevcuttur. Boruların iç kaplamaları: beton kaplı, ISO 4179 Standardına uygun DıĢ kaplama: çinko astarı 200g/m² (ISO 8179) + bitüm kaplamalıdır. ġehirlerin su Ģebekelerinde en çok kullanılmıģ olan borulardır. Bu borular düģey vaziyette duran kum kalıplarında düģey dökümle, veya su ile soğutulan ve yatay bir eksen etrafında döndürülen kalıplarda savurma usulü ile üretilir. Ömrü uzundur, korozyona dayanıklıdır. Savurma ve düģey döküm boruları 60, 80, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1000, 1250 mm olarak imal edilirler.boyları 7 metreye kadar mevcuttur.kullanılmadan önce iç yüzeyleri bitümle kaplanır. Boruların bağlantıları; flanģlı bağlantı, ambuatman ve kordonlu bağlantı ve lastikli bağlantı. 43

44 Atık Su Kanallarının Hidrolik Hesabı Kanal boy kesitleri geçirilip eğimler tespit edildikten sonra kanallara çap verilir. Hesaplar sırasında dikkat edilecek husus boru çaplarının kanal ağı boyunca artması veya aynı kalması gerekir [2]. Atık su yağmur suyu ve birleģik sistem kanaları içerisinde serbest yüzeyli akımlar olacak Ģekilde olacak Ģekilde projelendirilir. Hesaplamalarda Manning veya Kutter formülleri kullanılır. Manning denklemi; V=akımın hızı(m/sn) R=hidrolik yarıçap(m) N=pürüzlülük katsayısı J=eğim V=1/n. R 2/3.J 1/2 Beton borularda n= Çelik borularda n= Beton kaplamalı borular n= Kutter formülü; 100 R 100 R V C. R. J, C, V R. J m R m R m=kutter pürüzlülük katsayısı R=A/P (m) P=ıslak çevre (m) Boru türleri m Asbestli çimento boru 0,12 Santrifüj ve beton boru 0,20 Diğer beton boru 0,35 Korige Boru 0,13 44

45 Örnek: J=1 olması durumunda, D=200mm çapındaki beton borunun dolu olarak iletebileceği debiyi hesaplayınız. Beton Boru için m= R V C R.J, V R. J m R m=0.35 (Beton borular için), J=1 alınarak V k C R m / s Q k.0.2 Vk.A m 3 /s 274lt /s Benzer Ģekilde Eğimin 1/1 olması durumunda farklı çaptaki dairesel boruların taģıyabileceği debi ve hız değerleri Tablo 1 de verilmiģtir. Tablo 1 Dolu Halde Eğimin 1/1 Kabulünde Bulunan Değerler Çap Q k V k mm Lt/s m/s

46 Çap sabit kalıp eğim değiģtiğinde V Dolu ve Q Dolu değiģecektir ve çapa bağlı olarak; V 1. a D V k Q 1. a D Q k Formülleri ile hesaplanabilir. Atık su kanalarında su derinliği h ve borunun çapını D ile göstererek kısmen dolu kanalara ait ıslak kesit, ıslak çevre, hidrolik yarıçap gibi büyüklükler h/d oranına bağlı olarak hesaplanabilir. Örnek olarak Manning formülünü kullanarak kısmen dolu kanallara ait büyüklükleri küçük harflerle, tam dolu kanalara ait büyüklükleri büyük harflerle gösterelim. Önce merkez açısını hesaplanır ise; θ D h cos 2 D 2 a=ıslak kesit h D/ 2 r=hidrolik yarıçap 2h 1 (rad) D D sin a Tam dolu kesit A=πD 2 /4 R=D/4 a A sin r R D 360sin r sin 1 2 Bütün bu formüllerde derece cinsinden yerine konmalıdır. Üniform akım kabulü ile j=j yazılır ve bu ifadeler Manning denkleminde yerine yazılır ise kısmen dolu v=1/n r 2/3 j 1/2 (kısmen dolu) V=1/N R 2/3 J 1/2 (tam dolu) v V N n r R 2 / 3 N=n için 46

47 v V r R 2 / 3 Debi oranı için q=v a Q=V A q Q v V a A a A r R 2 / 3 Formülleri elde edilebilir n=n için bu formüllerden elde edilmiģ hız ve debi oranları Tablo 2 de yazılmıģ ve ġekil 15 de kesikli çizgilerle gösterilmiģtir. ġekil 16 de bu eğrilerinin %30 doluluk oranına karģı gelen kısmının hassas gösterimidir. ÖRNEK Bir kanalda h/d=0.4 için v/v ve q/q oranlarını hesaplayıp bunların Tablo 2 de yazılı değerler olduğunu gösterelim. cos/2=1-2h/d=1-2x0.4=0.2 /2=arccos 0.2 =2.739 rad =2.739 rad 2 rad =2.739x360/2 = derece X derece 360 derece a A sin sin r R 360sin 360sin(156.93) (156.93) 2 / 3 v 2 / 3 r V R (0.8569) q Q a A v * V 47

48 Tablo 2 Daire Enkesitli Bir Kanalın Hidrolik Elemanları Su Islak N/n=1 için Derinliği Kesit r/r v/v q/q N/n h/d a/a Pratikte serbest su yüzeyindeki havanın sürtünme etkisi ve kanal çevresindeki sürtünme ile Tablo 5 de hesaplanan değerlerin gözlem neticelerine tam olarak uymadığı bilhassa debide ġekil 15 de kesikli çizgilerle gösterildiği gibi bir artıģ olmadığı,yani hiçbir zaman q nun, Q dan büyük olmayacağı anlaģılmaktadır. Dolayısıyla bu etkileri göz önünde tutarak ġekil 15 de dolu çizgilerle gösterilmiģtir. Hesaplarda bu eğrilerin kullanılması tavsiye edilmektedir. 48

49 ġekil 15 Kısmen dolu kanallarda debi su yüksekliği ve hız arasındaki bağıntılar, Dairesel kanallar ġekil 16 Küçük doluluk oranlarında q/q ve v/v değerleri 49

50 TABLO 3 Q H/Q D % (h/d) V H/V D Q H/Q D % (h/d) V H/V D Q H/Q D % (h/d) V H/V D

51 ÖRNEK 20cm çaplı bir atık su kanalında h/d oranı %10 olup kanalın dolu iken hızının V min =0.9m/sn.den büyük olması istenmektedir. a-minimum kanal eğimini bulup bu eğimi Ġller bankası yöntemindeki Ģartları sağlayıp sağlamadığını kontrol ediniz.(n=n=0.013) b-kanaldan geçen debiyi bulunuz. V N R 2 / 3 1/ 2 j 1 (0.05) J Q VA 0.9* 4 J 2/3 1/ m h/d=0.10 için d=0.1x0.2=0.02m=2cm v/v=0.401 için v=0.9x0.401=0.361m/s <0.5m/s q/q= /s Buna göre kanal eğimi Ġller bankası yönetmeliğindeki hız Ģartını sağlamamaktadır. Fakat su derinliği yeterlidir. Hız Ģartını sağlaması için dolu kesite ait hız 0.9m/sn.den biraz büyük olmalıdır. q=0.021x q= m 3 /sn =0.59 lt/sn 51

52 ÖRNEK 60cm çaplı bir atık su kanalında h/d oranı %60 olup dolu iken hızın V min 0.6m/s den büyük olması istenmektedir. a) Buna göre minimum kanal eğimini bulup, bu eğimin Ġller bankası yönetmeliğindeki Ģartları sağlayıp sağlamadığını kontrol ediniz. b) Bu doluluk oranında kanaldan geçen debi nedir? (n/n=1 V N R 2 / 3 1/ 2 J N=0.013 alınacaktır.) 2 / 3 1/ 2 J J (0.60) Q VA m 3 /sn h D v V 0.60 d 0.6x m v 0.6x m/sn q q 0.671x m Q /sn 52

53 Kanalizasyon Hesap Tablosunun Doldurulması 1.Kolon: Kanal BaĢlangıç ve bitiģ kodları 2.Kolon: Kanal Uzunluğu (m) 3.Kolon: Hesap yapılan bölge no 4.Kolon: Kanal birim boyuna gelen debi (q=lt/sn/m) 5.Kolon: Kanal pis su debisi Q Kanal =q.l(lt/sn) 6.Kolon: Kanala su veren baca no 7.Kolon: Kanala su veren bacadan gelen su miktarı(lt/sn) 8.Kolon: Kanaldan geçen toplam debi (lt/sn) {(8)=(5)+(7)} 9.Kolon: Kanal baģı zemin kotu (m) 10.Kolon: Kanal sonu zemin kotu (m) 11.Kolon: Kanal sırt kotu baģta (m), [Zemin kotu-mecra derinliği] 12.Kolon: Kanal sırt kotu sonda (m), [Zemin kotu-mecra derinliği] 13.Kolon: Kanal baģı mecra taban kotu (m), [(11)-D] 14.Kolon: Kanal sonu mecra taban kotu (m), [(12)-D] 15.Kolon: Kanal sırt derinliği baģta (m), [(9)-(11)] 16.Kolon: Kanal sırt derinliği sonda (m), [(10)-(12)] 17.Kolon: Kanal baģ ve son sırt kot farkı (m), [(11)-(12)] 18.Kolon: Kanal sırt eğimi, [(17)/(2)] 19.Kolon: Seçilen çap (mm) 20.Kolon: Tablo 1 den seçilen çapa bağlı olarak Q k ve V k değeri alınır. Q D = 1/a.Q k hesaplanır, Q h /Q D oranı bulunur,[q h =(8)], Tablo 2 den Q h /Q D oranına karģı Gelen doluluk oranı (%h/d) alınır. 21.Kolon: %50 dolu iken borunun iletim kabiliyeti: Q D= 1/2.( Q k. 1/a) (lt/sn) 22.Kolon: V D = 1/a.V k hesaplanır, Tablo 2 den Q h /Q D ye karģı gelen V h /V D bulunur, V h hesaplanır. 23.Kolon: Doluluk oranı (h/d),(20) ve seçilen çap (D), (19), belli olduğuna göre h=(19).(20) 53

54 Kanal No Kanal Uzunluğu Bölge No Bölge Pis su Debisi KANALİZASYON PROJESİ HESAP TABLOSU Kanal Pis su Debisi Pis Su Sarfiyatı Kotlar Yukarıdan Gelen Toplam Zemin Kotu Kanal Sırt Kotu Kanal Taban Kotu No dan Sarfiyat BaĢta Sonda BaĢta Sonda BaĢta Sonda gelen m Lt/s/m Lt/s Lt/s Lt/s m m m m m m (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) 54

55 Mecra Sırtının Derinliği BaĢ ve Son Sırt Kot Farkı Kanal Üst Sırtının Eğimi Kesit Karakteristikleri %50 Dolu Ġken Ġletim DüĢünceler Seçilen Çap Doluluk Oranı Hızı Pis Suyun Derinliği m m m 1/a mm % Lt/s m/s cm (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) 55

56 Örnek Şebeke hesabı 1-Mecra cinsi ve özellikleri; Kanalizasyon Ģebekelerinde beton mecra kullanılacaktır. Minimum mecra çapı 20cm beton borular kullanılacak olup Manning pürüzlülük katsayısı n= alınacaktır. 2-AkıĢ hızları; Askıdaki maddelerin çökelmemesi için bir minimum hız V min = m/s ve maksimum hız V mak =3.0 m/s olarak alınacaktır. 3-AkıĢ derinliği; Mecra çapı D olmak üzere D/10 (minimum akıģ derinliği) 4-Doluluk oranı; Yönetmeliğe göre %60 özel durumlarda %80 e kadar alınabilir. 5- Maksimum hendek derinliği 4.0m, minimum hendek derinliği 2.0m alınacak.. 6-DüĢü yüksekliği; Maksimum düģü 2.0m, 0.4m ye kadar uygulanacak düģüler baca içinde 2.0m ye kadar olan düģülerde baca dıģında yapılacaktır. 7-Minimum kanal uzunluğu; Minimum kanal uzunluğu 50.0m alınacaktır. 8- Gelecekteki nüfusu kiģi, 9- Maksimum günlük su ihtiyacı q mak =100lt/N-G olan bir yerleģim bölgesinin yerleģim planı aģağıda verilmiģtir. (75,0) L=157m k=1 L=200m k=2 (70,0) L=270m k=1 (50,0) (45,0) L=180m k=1 L=220m k=1 L=50m k=1 (30,0) 11232x100 Qil 13lt /sn

57 L izaficadde uzunlugu L kl kl kl kl kl L 1x157 1x270 1x180 2x200 1x50 1x220 L 1270m q k Qkul Qil 1x2x lt L L /sn/ m m 50m m 50m m 53m 50m 5 50m 6 50m 7 50m 8 50m 9 50m 15 50m 16 50m 50m 20 50m m 30m 22 20m m 20m 50m m caddesinin hesabı h=2m (75.0) 1 k=1 (73.0) 2 k=1 (71.5) 0) 3 k=1 (70.0) 0) = 157 J 1 4 (73.0) (71.0) (69.5) 52m 52m 53m Kanal baģlangıç bacası olduğundan boru çapını; D=20cm seçelim D=20cm için; J min = (1/300), J mak =0.067 (1/15) J min =0.0033<J 1-4 < J mak =0.067, olduğundan J kanal = J zemin alınır. (68.0) 57

58 1-2 Kanalı (mecrası) = J Tablo 1. den D=200mm için θ k =274 lt/s V k =8.7 m/s Q D = 1 a Q K QH = ql x (20).Sütun Q Q D = H Tablo 2. den (0.02) için %(H/D)=10.0 V H /V D =0.380 (21).Sütun %50 dolu iken borunun isale kabiliyeti 1 1 Q D = x274x (22).Sütun θ H / θ D = V H /V D =0.380 V k =8.7m/s θ k =274lt/sn D=200 için Çap sabit eğim değiģtiğinden θ D ve V D değiģecek. V D V V H D = 1 a V =0.380 K 1 x V H =0.380x m/s (23).Sütun Su derinliğinin tayini Doluluk oranı %10.0 olarak bulunmuģtu H D =0.10 H =0.10x200 20mm 2cm 58

59 2-3 Kanalı = J Tablo 1. den D=200mm için θ k =274 lt/s V k =8.7 m/s Q D = 1 a Q K 1 x lt /s QH = Q1 2 qxl x lt /s (20).Sütun Q Q D = H Tablo 2. den için %(H/D)=14.80 V H /V D =0.499 (21).Sütun %50 dolu iken borunun isale kabiliyeti 1 1 Q D = x274x (22).Sütun θ H / θ D =0.046 V H /V D =0.499 V k =8.7m/s θ k =274lt/sn D=200 için Çap sabit eğim değiģtiğinden θ D ve V D değiģecek. V D V V H D = 1 a V =0.499 K 1 x V H =0.499x m/s (23).Sütun Su derinliğinin tayini Doluluk oranı %10.0 olarak bulunmuģtu H D =0.148 H =0.148x mm 2.96cm 59

60 3-4 Kanalı = J Tablo 1. den D=200mm için θ k =274 lt/s V k =8.7 m/s Q D = 1 a Q K 1 x lt /s QH = Q2 3 qxl 34 2,118,02036*53 3,197 lt /s (20).Sütun Q Q D = H Tablo 2. den için %(H/D)=17.80 V H /V D =0.561 (21).Sütun %50 dolu iken borunun isale kabiliyeti 1 1 Q D = x274x (22).Sütun θ H / θ D =0.069 V H /V D =0.561 V k =8.7m/s θ k =274lt/s D=200 için Çap sabit eğim değiģtiğinden θ D ve V D değiģecek. V D V V H D = 1 a V =0.561 K 1 x V H =0.561x m/s (23).Sütun Su derinliğinin tayini Doluluk oranı %10.0 olarak bulunmuģtu H D =0.178 H =0.178x mm 3.56cm 60

61 Kanalizasyon Projesi Hesap Tablosu Kotlar Pis Su Sarfiyatı Bölge Kanal Kanal Bölge Zemin Kotu Kanal Sırt Kotu Kanal Taban Kotu Pis su Kanal Yukarıdan Gelen No Uzunluğu No Debisi Pis su Toplam Sonda No dan BaĢta Sonda BaĢta BaĢta Sonda Debisi Sarfiyat gelen m Lt/s/m Lt/s Lt/s Lt/s m m m m m m (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14)

62 Mecra Sırtının Derinliği BaĢ ve Son Sırt Kot Farkı Kanal Üst Sırtının Eğimi Seçilen Çap Doluluk Oranı Kesit Karakteristikleri %50 Dolu Ġken Ġletim Hızı Pis Suyun Derinliği DüĢünceler m m m 1/a mm % Lt/s m/s cm (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) / / /

63 63

64 Yağmursuyu Toplama Sistemleri YerleĢim bölgelerinde yağıģlardan sonra meydana gelen fazla suların uzaklaģtırılmasına meskûn bölge drenajı denir. Meskûn bölge yollarında, baģta asfalt veya beton kaplı yollar olmak üzere, park alanları ve Ģehirlerarası otobanlar etkin birer yağmursuyu kontrol sistemine ihtiyaç duyar. Etkin bir yağmur suyu sistemiyle yolların mevcut yapısal durumları korunmuģ olur. Bu kontrol sağlanamazsa yol yüzeyinde biriken su çok ciddi sorunları beraberinde getirir. Yağmursuyu toplama ve uzaklaģtırma sistemlerinin bazı faydaları aģağıdaki gibi sıralanabilir. Kent içinde su baskınlarının ve taģkınların önlenmesi, Karayollarının hasar görmesinin önlenmesi, kenarlarında ve yol kaplamalarının tamamlanmadığı yerleģim bölgelerinde erozyonun önlenmesi, ġiddetli yağıģlarda trafik tıkanmalarının önlenmesi, Dere yataklarındaki toprak erozyonunun ve dolayısıyla dik vadilerdeki binaların maruz kalabileceği toprak kaymalarının önlenmesi, Araçların ve zemin katlarındaki mülklerin cadde taģkınlarından zarar görmesinin önlenmesi. ġekil 1. Meskûn bölge drenajının yağmursuyu giriģ elemanlarından biriyle sağlanması Yağmursuyu toplama ve uzaklaģtırma sisteminin oluģturulması için öncelikle kanala gelecek debinin daha önce yapılmıģ ölçümler yardımıyla bilinmesi, bilinmiyorsa tahmini gerekir. Debi tahmini için de yağıģ miktarının belirlenmesi gereklidir. Daha sonra bu yağıģın ne kadarının, ne kadar süre içinde yüzeysel akıģ olarak veya yer altı suyu olarak planlaması yapılacak kanala geleceği belirlenmelidir. 64

65 Yağış Analizleri Birim zamanda düģen yağıģ miktarına veya yüksekliğine yağıģ Ģiddeti (mm/dk) denir. Birim alana birim zamanda düģen yağıģ miktarına ise yağıģın verimi (lt/sn/ha) denir. YağıĢlar belirli bir zaman aralığında meydana gelmektedir. Birim zaman aralığı Δt, bu aralıkta düģmüģ olan yağıģ yüksekliği ΔP ile gösterilirse; (1) bağıntısı, Δt süresi için yağıģın ortalama Ģiddetini verir. YağıĢ Ģiddeti (i) (mm/dk) olmak üzere yağıģ verimi (r) (lt/sn/ha); (2) Bir bölgenin yağıģ özelliklerinin belirlenmesi için üç temel unsur vardır. Bunlar, YağıĢ Ģiddeti, YağıĢ tekerrür süresi ve ġiddet-süre-tekerrür (ġst) eğrileridir. YağıĢların Ģiddeti ne kadar fazla olursa, bunların meydana gelme sıklığı (tekerrürü) veya frekansları o derece az olur. Meteorolojik gözlem sonuçları istatistiksel analizler sonucunda değerlendirilerek genel bir Ģiddet-süre-frekans bağıntısı bulunur. Bu gözlemler ne kadar uzun süreli olursa ulaģılan sonuçlar o kadar sağlıklı olur. YağıĢ verileri aģağıdaki bağıntıya uydurularak a, b ve x değiģkenleri tespit edilir. (3) Buradaki a, b ve x katsayıları bölgeye ve iklim Ģartlarına göre değiģmektedir. a ve b daima pozitif olup, x ise 1 den küçüktür. Süre-Ģiddet-frekans eğrileri bir yağıģ örneği değil, belli bir frekansa (tekerrüre) sahip en yüksek yağıģ Ģiddetlerinin dağılımını gösteren eğrilerdir. ġekil 2 de örnek süre-ģiddet-frekans eğrileri görülmektedir. Yağmursuyu toplayıcılarının planlanmasında daha çok 2 yılda bir görülen ve 15 dakika süren yağışın şiddeti dikkate alınır. Ancak bu istatistiksel anlamda 2 yılda bir planlanan hatların kapasitesinin üzerinde bir yağıģ Ģiddeti ile karģılaģılması, yani taģkın görülmesi demektir. Mümkün olan en büyük tekerrürde planlama yapılması taģkınların az görülmesi için yararlı olmasına rağmen fayda/maliyet analizleri de dikkate alındığında yağmursuyu toplayıcılarının 5 yılda bir görülen ve 15 dakika süren yağıģ Ģiddetine göre planlanması uygun olarak değerlendirilebilir. Daha fazla debi ve risk taģıyan yan dereler 50 yıl, dereler ise 100 yıllık yağıģ Ģiddeti dikkate alınarak planlanabilir. 65

66 ġekil 2. Örnek Süre-ġiddet-Tekerrür Eğrileri Planlamalarda genellikle 1889 yılında Amerika BirleĢik Devletleri nde Emil Kuicling tarafından geliģtirilen Rasyonel Metod kullanılmaktadır. Bu metotta yağıģ ile akıģ arasında lineer bir iliģki olduğu yani akıģ katsayılarının zamanla değiģmediği ve yağıģın üniform olduğu kabul edilir. YağıĢ Ģiddeti zamanla azaltılarak (süre-ģiddet eğrisi) kanala gelecek debi hesaplanır. Ancak günümüzde yağıģın zamanla değiģimi de dikkate alınacak Ģekilde modeller geliģtirilmiģtir. YağıĢın zamana bağlı olarak değiģimini gösteren grafiklere hiyetograf denir. Hiyetograflar süre-ģiddet-frekans eğrileri gibi yıllarca yapılan ölçümlerin istatistiksel olarak analizlerinin sonucu (sentetik hiyetograf) veya gözlemlenen bir tek yağıģın ifadesi olabilir. Planlama çalıģmalarında daha çok istatistiksel yollarla elde edilmiģ yağıģ hiyetografları kullanılır. Örnek olarak 50 yıllık yağıģ ölçüm sonuçları dikkate alınarak oluģturulan sentetik hiyetograflar ġekil 3 de verilmiģtir. 66

67 ġekil 3. Örnek Sentetik Hiyetografları Yüzeysel Akış Yeryüzünde yağıģlardan sonra meydana gelen akım, suyun buharlaģması, yer yüzeyindeki çukurlarda toplanması, akıģa geçmeden önce zemine sızması gibi nedenlerle azalır. YağıĢın akıģa geçen kısmı akıģ katsayısı veya alanın su verme karakteristiği olarak tarif edilir. Yüzeysel akıģ katsayısı verilen bir drenaj alanı için sabit bir oran olarak kullanılmasına karģın gerçekte katsayı, yağıģ ile yüzeysel akıģ arasındaki kayıplar ile iklimsel ve mevsimsel değiģimlere bağlı olarak farklılıklar gösterebilmektedir. Dolayısıyla akıģ katsayısının tayininde bitki örtüsüne, alanın jeolojik-hidrojeolojik-jeomorfolojik özelliklerine ve diğer hidrolojik parametrelere de dikkat edilmesi gerekmektedir. Yüzeysel akıģ debisinin hesabında kullanılan bazı yöntemler akıģ katsayısının yağıģ süresince sabit kaldığını (rasyonel metod) kabul ederken, bazı yöntemlerde ise (SCS yöntemi) akıģ katsayısı yağıģ öncesi toprağın nem seviyesine göre belirlenen bir değerden, yağıģ boyunca artarak doygunluk değerine ulaģabilecek ve havzaya düģen tüm yağıģ akıģa geçebilecektir. SCS yöntemi kırsal havzalar, rasyonel metot ise kent havzaları için uygun yöntemlerdir. Rasyonel Metotta kullanılan bazı akıģ katsayıları Tablo 1, Tablo 2 ve Tablo 3 te verilmiģtir. Küçük alanlarda rasyonel metodun, büyük alanlarda ise hidrograf metodunun kullanılması daha doğru bir sonuç vermektedir. 67

68 Tablo 1 Drenaj Alanı Büyüklüklerine Göre Tasarım Metotları Drenaj Alanı (km 2 ) Tasarım Metodu <1 Rasyonel Metot 1-10 Mockus Sentetik Metot >1000 SCS Metodu Tablo 2 Arazi Kullanımına Göre Yüzeysel AkıĢ Katsayıları Alan Tanımı Yüzeysel AkıĢ Katsayısı Aralığı ĠĢyeri Merkezi Çevresi Apartmanlar Konut Tek Aile Çok Katlı Ayrık Çok Katlı BitiĢik Konut (Gecekondu) Endüstriler Hafif Ağır Park ve Mezarlıklar Çocuk Bahçeleri Tablo 3 Yüzey Kaplamasına Göre AkıĢ Katsayıları Yüzey Kaplaması Yüzeysel AkıĢ Katsayısı Aralığı YapılaĢmıĢ alanlar Asfalt ve Beton Tuğla Çatılar Çimenlik, kumlu topraklar Düz, % Orta, % Dik, % Çimenlik, ağır toprak Düz % Orta % Dik % AkıĢ katsayılarını etkileyen bir diğer faktör ise nüfus yoğunluğudur. Nüfus yoğunluğuna bağlı olarak kullanılan yüzeysel akıģ katsayıları ise Tablo 4 de verilmiģtir. 68

69 Tablo 4 Nüfus Yoğunluğuna Bağlı Yüzeysel AkıĢ Katsayıları Alanın Tanımı Nüfus Yoğunluğu, kiģi/ha Yüzeysel AkıĢ Katsayısı Aralığı Apartmanlar Apartmanlar Apartmanlar BitiĢik evler Müstakil evler YerleĢilmemiĢ alanlar, parklar, 20 den az mezarlıklar vs. Yüksek değerli iģ ve ticaret alanları 20 den az Yönetim ve Ġdare alanları 20 den az Sanayi alanları Havaalanları da dâhil olmak üzere diğer özel alanlar Yüzeysel Akışı Etkileyen Faktörler Drenaj Alanı (Havza) Yağmursuyu debisinin hesabında drenaj alanının çok iyi tanımlanmıģ olması gerekmektedir. Drenaj alanının sınırları, saha araģtırmaları veya uygun harita ve hava fotoğraflarından temin edilebilmektedir. Hesaplar sırasında, drenaj alanının tamamı bazı uygun alt bölümlere ayrılır. Arazi kullanımı, mevcut ve gelecekte arazi kullanımına göre tahmin edilen geçirimsizlik yüzdesi, akıģ debilerini ve taģkınlardan korumanın derecesini etkiler. AkıĢ katsayıları, drenaj alanında nüfus yoğunluğuna ve toprağın/kaplamanın özelliğine bağlı olarak değiģir. Toplanma süresi, drenaj alanının Ģekline ve kaplamanın özelliğine bağlı olarak değiģir. Toplanma Süresi Toplanma süresi, yağmursuyu kanallarında giriģ süresi ile kanal içindeki akıģ süresinin toplamı olarak tanımlanmaktadır. Toplayıcıların birçoğu için toplanma süresinin bir saatten az olduğu görülmektedir. 69

70 Giriş Süresi GiriĢ süresini yağıģın süre ve Ģiddeti, yüzeyin eğimi, yüzey kaplamasının cinsi, yüzey debisinin izleyeceği güzergâh uzunluğu, sızma ve birikme miktarları gibi drenaj alanı özellikleri etkilemektedir. Tablo 5 Yağmursuyu Kanalına GiriĢ Süreleri Arazi Türü GiriĢ Süreleri Dik eğimli Ģehirsel alanlar (J 1/20) 5 dakika havza Normal eğimli Ģehirsel alanlar (1/20 > J 1/50) 10 dakika havza Düz Ģehirsel alanlar (1/50 > J ) 15 dakika havza Banliyö 20 dakika Kırsal alanlar 25 dakika GiriĢ süresi aģağıdaki bağıntıdan da (Kiprich Bağıntısı) hesaplanabilir. [ ] (4) T 0 : GiriĢ süresini (havza akıģ süresi) (dk) L : Ana akıģ güzergahının uzunluğunu (km) dh : Ana akıģ güzergahının baģlangıç ile sonu arasındaki zemin kotu farkını (m) ifade eder. Bulunan T 0 giriģ süresi aģağıdaki kriterlere göre değerlendirilir ve uygun bir giriģ süresi seçilir. T 0 < 5 dk ise T 0 = 5 dk, 5 dk < T 0 <30 dk ise T 0 = T 0 T 0 > 30 dk ise T 0 =30 dk alınır. Akış Süresi En uzaktaki kanaldan, toplanma noktasına kadar suyun gelmesi için geçen süredir. Bu süre, kanal uzunluğunu kanaldaki akıģ hızına bölerek bulunan değerleri toplamak suretiyle hesaplanır. 70

71 Yağmursuyu Toplayıcıları Proje Kriterler Tablo 6 da örnek yağmursuyu toplayıcıları tasarım kriterleri verilmektedir. Ayrıca karģılaģtırmalı olarak çeģitli kamu kurum ve kuruluģlarının yağmursuyu toplayıcıları tasarım kriterleri verilmektedir. MADDE Tasarım Metodu Tekerrür Süreleri GiriĢ Süresi Minimum çap Minimum dolgu derinliği Tablo 6 Yağmursuyu Toplama Sistemi Tasarım Kriterleri PARAMETRE Drenaj alanı büyüklüğüne göre Ģehre giriģ noktasında toplama alanı 5km 2 ye kadar olan havzalarda Rasyonel Metod Daha büyük alanlarda SCS (DSĠ) ve/veya Mockus kullanılabilir. ġebekelerde 2 yıl 15 dakika Ana arter ve kollektörlerde mevcut hatların bulunduğu alanlarda 2 yıl 15 dk yeni planlanan alanlarda idarenin görüģü alınmak kaydıyla 5 yıl 15 dakika. Ana derelerde 100 yıllık (500 yıllık tahkik) Dere yan kollarında 50 yıllık (100 yıllık tahkik) Tali kollarda 25 yıllık (50 yıllık tahkik) Drenaj ve tahliye kanallarında 10 yıllık (25 yıllık tahkik) Karayolları, demiryolları geçiģlerinde kullanılan tekerrür yılı esas alınacak bir üst tekerrür yılına göre tahkik yapılacaktır. (Boyutlandırma için min tekerrür yılı 10 yıl alınacaktır.) ġebeke ve Kollektör Sistemleri için Dik meskun alanlarda J>(1/50) : GiriĢ süresi To :5 dk. Normal meskun alanlarda (1/50 >J>1/100) : GiriĢ süresi To:10 dk Düz meskun alanlarda J<1/100 : GiriĢ süresi To :15 dk. GiriĢ süresi; To= 60* [0,87*L3/ dh] 0,385 bağıntısından hesaplanacaktır. To < 5 dk To=5 dk 5 dk. < To < 30 dk. To = To To > 30 dk. To = 30 dk alınacaktır. Hesap süresi 15 dk. alınacaktır. Dere Islah Projeleri için GiriĢ Süresi ; Havza içindeki su yatağı eğiminde belirgin değiģiklikler olduğunda, toplama alanı ikincil havzalara bölünerek aģağıdaki metodlarla ayrı ayrı hesap yapılarak parçalar için geçen zamanların toplamı alınacaktır. To = T1 + T2 T1 = Belirli bir mecradaki (yataktaki )akıģ süresi T1 = 60* [0,87*L3/ dh] 0,385 bağıntısından hesaplanacaktır. T2 = Arazi üstü akıģ süresi (Ekte verilen nomogramdan belirlenecektir.) 400 mm Tüm borularda minimum dolgu derinliği 1.30 m alınacaktır Not:Yağmursuyu taban kotu ile kanalizasyon sırt kotu arasında minimum 30 cm olmalıdır. 71

72 Tablo 6 Yağmursuyu Toplama Sistemi Tasarım Kriterleri (Devamı) MADDE PARAMETRE Hidrolik Hesaplar Colebrooke-White/Darcy Weisbach Formülleri ve/veya Manning Formülü kullanılacaktır Boru Pürüzlülüğü Boru cinsine göre değiģken Mak Doluluk Oranı Q/Qd = %85 Hız Limitleri Minimum hız = 0.60 m/saniye Maksimum hız = 6.0 m/saniye ġüt yüksekliği 0.50 m lik Ģütler baca içinde yapılacaktır. Maksimum Ģüt yüksekliği 2.5 m dir. ġütlü baca ara mesafesi minimum 8 m. olup, daha kısa mesafelerde boru cinsi değiģtirilecektir. Eğim Limitleri Min. Maks. Ġstisnai Ø 400 Ø /Ø Ø 800 Ø /Ø > Ø /Ø Not: Maksimum eğim, maksimum hız ile kontrol edilecektir. Maksimum Muayene Bacası Ø 400-Ø m aralığı ve boyutu Ø 800-Ø m (Hali arazide 80 m) Ø 1000-Ø m (kutu kesite geçiģ sınırı) Kutu Kesitler 100 m KavĢaklara, dönüģ noktalarına, yol ağızlarına ve bağlantı noktalarına muayene bacası konulacaktır. Gerekli yerlere ızgara yerleģtirilecektir. Izgara bağlantıları muayene bacalarına yapılacaktır. AkıĢ Katsayıları Drenaj alanlarında kullanılması önerilen akıģ katsayıları Gast Rapor unda da belirtildiği gibi aģağıda verilmiģtir: Alan Tipi Düz** Dik * Konut Alanı Nüfus Yoğunluğu 0-99 kiģi/ha kiģi/ha kiģi/ha kiģi/ha kiģi/ha Ticari ve ĠĢ Alanları Sanayi Alanları Kamu Alanları YeĢil Alanlar Açık Alanlar Yüzeysel AkıĢ Limitleri 80 l/s Izgara Her kavģak noktasına yerleģtirilmek Ģartıyla ızgaralar arası sokak boyu, yol eğimine bağlı olarak m olacaktır. NOT: Eğim kriterlerinin uygulanamadığı yerlerde boru malzemesi değiģtirilebilir. Bu durumda aģağıdaki listede verilen malzemeler kullanılabilir. HDPE : Yüksek Yoğunluklu Polietilen Boru CTB (GRP) : Cam Elyaf Takviyeli Boru 72

73 Tablo 7 Tipik Pürüzlülük Katsayıları Kanalın Yapıldığı Manning Hazen-Williams Darcy-Weisbach Malzeme Katsayısı N Katsayısı C katsayısı F Asbest Çimento 0, ,0015 Pirinç 0, ,0015 Tuğla 0, ,6 Dökme Demir 0, ,26 Çelik Formları 0, ,18 Sert Formları 0, ,6 Bakır 0, ,0015 Galvaniz Demir 0, ,15 Cam esaslı 0, ,0015 KurĢun 0, ,0015 Plastik 0, ,0015 Kömür Katranı Minesi 0, ,0048 PerçinlenmiĢ 0, ,9 Yağmursuyu Giriş Yerlerinin Yerleştirilmesi Yollardaki trafik Ģeritlerinin su altında kalmasını önlemek için yağmursuyu giriģ yerleri yeterli büyüklük ve sayıda yapılırlar. Bunların yerleri ve sayıları aynı zamanda yaya geçitlerini su baskınından korumalıdır. Bağlantı borularının kontrol ve temizlenmesine imkân vermek için yağmur suyu giriģ yerlerinin bacalara bağlanması tercih edilir. Meskûn bölgenin tesviye eğrili bir planı üzerinde giriģ yerleri yerleģtirilirken en ideal durum ġekil 13'de görüldüğü üzere, caddenin eğimine göre her bir kavģakta 4 adet giriģ bırakılmasıdır. Böylece yaya geçitleri su baskınından korunur. Bu halde arktaki akıģ yolu, bir blok uzunluğu kadardır. Caddenin eğim durumuna göre, kesiģen caddeler arasındaki mesafe 90 ile 150 metreyi geçiyorsa veya çatı ve kaplamalı yüzeylerden gelen yağmursuları doğrudan cadde arkına veriliyorsa, daha giriģ yerine gelmeden arktaki su derinliği trafiği engelleyecek bir değere ulaģabilir. Böyle hallerde arada baģka bir yağmursuyu giriģ yerinin bırakılması zaruri olmaktadır. Cadde boyuna eğiminin fazla olması halinde ise, yağıģ sularının caddeden hızla uzaklaģtırılması için ara yerlerde baģka giriģlere gerek duyulabilir. Böyle hallerde giriģ yerlerinde çukurlaģtırmaya gidilebilir. 73

74 ġekil 13. Caddeye yerleģtirilen her kavģakta dört adet yağmursuyu giriģi olan ideal yerleģtirme Ekonomik durumun elveriģli olmadığı yerlerde, daha ucuz olan bir tertip tarzı ġekil 14'de gösterilmiģtir. Burada her kavģakta yalnız iki ızgara bulunmaktadır. Çok daha önemsiz yerlerde, yağmursuyu giriģlerinin birkaç blok arayla yerleģtirilmesi yoluna da gidilebilmektedir ġekil 15. ġekil 14. Ekonomik durumun elveriģli olmadığı yerlerde, daha ucuz olan her kavģakta iki adet yağmursuyu giriģi 74

75 ġekil 15. Önemsiz yerlerde, yağmursuyu giriģ yerlerinin birkaç blok arayla yerleģtirilmesi Özet olarak genel bir değerlendirme yapılacak olursa giriģ yeri elemanlarının kapasitesi Ģunlara bağlıdır; GiriĢ yerinin geometrisi AkıĢ halinde olan yağmur suyunun derinliği ve hızı Enine ve boyuna eğim GiriĢ yerlerinin hidrolik kapasitesi giriģ tipinin seçimine bağlı olarak değiģiklikler gösterir. Cadde arkında bırakılan ızgaralı giriģ yerleri için kapasiteyi ızgaraya gelen yağmur suyu miktarı, seçilen ızgaranın modeli ve suyun ızgaraya alındığı boģluklar belirlemektedir. Bordürde bırakılan giriģ yerleri için kapasiteyi yağmur suyunun bordürdeki hızı, yol ve arkın enine eğimi ve bordürdeki yağmur suyunun derinliği belirlemektedir. Bordür önünde yapılmıģ bir çukurlaģtırma da kapasiteyi önemli ölçüde etkilemektedir. Bordürde bırakılan ızgaralı giriģin ve düz ızgaralı giriģin birlikte çalıģtığı kombine giriģlerde kapasiteyi iki giriģ yerinin ayrı düģünüldüğü durumdaki belirleyiciler gösterilebilir. Cadde boyunca yerleģtirilen ızgaralı giriģlerde de akımın hızı ve derinliği önemlidir. 75