ISLAH SEKİSİ VE TERSİP BENTLERİ. Yaşar DİNÇSOY Orman Mühendisi

Transkript

1

2 ISLAH SEKİSİ VE TERSİP BENTLERİ Yaşar DİNÇSOY Orman Mühendisi ANKARA-008

3 ÖNSÖZ Günümüze kadar çeşitli uygarlıkları ve ulusları barındırmış olan Anadolu topraklarında tarihi devirler içerisinde birbirlerinden farklı kuraklık ve erozyon evrelerine rastlanmıştır. Ülkemizde özellikle son 60 yılda nüfus yoğunluğunun da artmasıyla doğal kaynaklar aşırı ve bilinçsizce tahrip edilmeye başlanmıştır. Orman alanlarının azalması yanında meraların plansız ve aşırı otlatılması, eğimli arazilerde hiçbir koruyucu önlem alınmadan tarım yapılması nedeniyle toprağı yerinde tutan ve onu koruyan doğal bitki örtüsü azalmaya başlamış ve toprak, su ve rüzgar etkisiyle aşınmaya ve taşınmaya başlamış ve erozyon süreci hızlanmıştır. Sağanak yağışlar sonucu artan yüzey akışları nedeniyle dere mecralarında debilerin yükselmesi sonucu her yıl oluşan sel ve taşkınların sayısı artmıştır. Can ve mal kayıplarını önlemek, toprak ve su kaynaklarının geliştirilmesine yönelik çalışmaların devamlılığını sağlamak ve etkinliğini arttırmak bakımından erozyonun kontroluna ve dolayısıyla akarsu ve yan derelerde sediment hareketinin sınırlandırılmasına zorunluluk bulunmaktadır. DSİ Genel Müdürlüğü, yasal çerçevede su yönetiminde görev alan etkin bir kuruluş olarak sel ve taşkın ve erozyonun önlenmesinde daima duyarlı bir yaklaşım içerisinde olmuştur. Büyük yatırımlar yapılarak tesis edilen baraj ve göletler akarsu ve yüzey akışların taşıdığı toprak materyali nedeniyle, planlanan ekonomik ömürleri daha kısa sürede dolmakta ve işlevlerini yitirme tehlikesiyle karşı karşıya kalmaktadır. Taşkın kontrol amacıyla mansap arazilerde alınan taşkın kontrol önlemleri yan derelerin yukarı havzalarından taşınan rüsubat nedeniyle çoğu zaman işlev görmediğinden. DSİ, 958 yılında Erozyon ve Rüsubat Kontrol Şube Müdürlüğünü kurarak yan dere yukarı havzalarında erozyon ve rüsubat kontrol amacıyla etüt ve uygulama çalışmalarına başlamıştır. Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğünce 50 yıldır sürdürülen bu çalışmalarda oldukça önemli tecrübeler kazanılmış ve Ülkemiz koşullarına uygun bilgi birikimi edinilmiştir. Bu bilgilerin gelecek kuşaklara aktarılması ve geliştirilmesi oldukça önemlidir. Bu nedenle özenli ve ayrıntılı olarak hazırlanmış ve örnek projelerle desteklenmiş olan Islah Sekileri ve Tersip Bentleri kitabı bir eksikliği dolduracak ve erozyon ve taşkın kontrolu konusunda çalışacaklara oldukça faydalı olacaktır. Bu kitabın hazırlanmasında öncelikle Orman Mühendisi Yaşar DİNÇSOY a yaptığı bu güzel çalışmalardan dolayı Daire Başkanlığı olarak teşekürlerimizi belirterek bundan sonra yapacağı çalışmalar içinde gayretlerinin devamını diliyoruz. Ayrıca bu kitabın oluşturulmasında katkılarını esirgemeyen Erozyon ve Rüsubat Kontrolu Şube Müdürlüğünün diğer çalışanlarına da dairem adına teşekürlerimi belirtmek istiyorum. Yapacağınız bundan sonraki çalışmalarınızda da aynı çiddiyet ve istekle katkılarınızın azami ölçüde beklentisi içinde olduğumu da ifade etmek istiyor, yapılan bu çalışmaların hayırlı olmasını diliyorum. İsmail GÜNEŞ Etüd ve Plan Dairesi Başkanı II

4 YAZARIN ÖNSÖZÜ Tüm Dünyada ve yurdumuzda akarsuların yukarı havzalarındaki bitki, su ve toprak arasındaki doğal denge, insanın havzaya olumsuz müdahaleleri ve arazilerin niteliklerine uygun kullanılmaması dolayısıyla bozulmasıyla birlikte, su ve toprağı koruyucu işlevleri her geçen yıl azalmaktadır. Bunun sonucu, her yıl oluşan sel ve taşkınların sayı ve büyüklüklerinin artması yanında, beraberlerinde taşıdıkları sediment miktarı da artmaktadır. Sellerle taşınan sediment yerleşim yerleri, depolama tesisleri, tarım arazileri ve yollar ve diğer altyapı tesislerinde oldukça fazla zararlara neden olmaktadır. Yerleşim yerleri ile, taban tarım arazilerinde meydana gelen taşkın ve sediment zararları nedeniyle DSİ nin dere yataklarında, sulama, kurutma ve drenaj kanallarında yapmak zorunda kaldığı sediment temizliği büyük miktarlara ulaşmaktadır. DSİ Genel Müdürlüğü yasal çerçevede su yönetiminde görev alan etkin bir kuruluş olarak, bugüne kadar gerek doğal ve düzenlenmiş, gerekse inşa ettiği baraj ve göletlerin oluşturduğu 40 km 3 lük bir rezervuar kapasitesinin ekonomik işletme sürecine yaptığı olumsuz etki nedeniyle sedimantasyon konusuna önem vermek zorunluluğundadır. Çünkü bu kaynakları iyi bir tarzda ülke yararına sunmak, doğanın yağış ve akıştan oluşan olumsuz etkilerine karşı koruyucu ve durdurucu önlemler almak, DSİ nin başlıca görevleri arasındadır. Günümüzde orta ölçekli bir taşkın projesinin maliyetinin bile milyon $ a çıktığı düşünüldüğünde, mecralarda erozyon ve sediment kontrolüne yönelik en etkili enine yapılar olan ıslah sekisi ve tersip bentlerinin, bir derede uygun mecra kesitlerinde, asgari sayıda, doğru boyut ve nitelikte tespit edilmesi, oldukça fazla işgücü tasarrufu ve ekonomi sağlayacağı gibi, problemin de kısa sürede önlenmesine neden olacaktır. İşe başladığım ve arazide sel dereleri etütlerine çıktığım ilk yıllarda, ülkemizin çeşitli bölgelerinde incelediğimiz ve birbirlerine benzeyen, benim ise birbirleri arasında fazlaca bir fark görmediğim onlarca derede, meslektaşım ve değerli ağabeyim Suavi KIRIK, her dereyi farklı bir şekilde tanımlar ve her birine değişik çözümler önerirdi. O günlerde birbirine benzer gibi görünen derelerin, bu konuda yıllarca çalıştıktan sonra, incelediğimiz her bir derenin özelliği, oluşturduğu problem ve problemin nedenlerinin oldukça farklı olduğunu ve çözümünün ayrıntılı olarak düşünülmesi ve çalışılması gerektiğini anlıyorum. Öyle ki, bazen sediment problemi olan veya öyle gözüken bir derede hiçbir yapı yapmamak ve dereyi doğal haline bırakmak, erozyon ve sediment kontrolü yönünden daha uygun olmaktadır. Bunun yanında uygun olmayan yerlere yapılan yapıların ise ekonomik kayıplara neden olması yanında, aksine deredeki mevcut yapıyı bozarak problemi artırdığı görülmüştür. Bu kitap kapsamında mecralardaki erozyonu ve sediment hareketini önlemeye yönelik, en etkili enine yapılardan olan ıslah sekileri ve tersip bentleri anlatılmıştır. Tecrübe sahibi olmayan kişiler tarafından, fiziki görünüşlerinin birbirine benzemesi dolayısıyla oldukça sık birbirine karıştırılan, fakat inşa edildiği yerler ve görevleri oldukça farklı olan, ıslah sekileri ve tersip bentleri daha iyi anlaşılabilmeleri için aynı kitap içerisinde verilmiş, benzerlikleri, farlılıkları ve projelendirilmeleri anlatılmıştır. Islah sekileri ve tersip bentleri kitabı 5 bölüm halinde ele alınmıştır.. Bölümde; ıslah sekilerinin amaçları, sınıflandırılması, inşa edilecekleri yerler, yapılma şekilleri, çalışma sistemi, yükseklik ve sayılarının hesaplanması gibi konular işlenmiştir.. Bölümde; tersip bentleri ele alınmış ve amaçları, sınıflandırma, inşa edilecekleri yerler, depolama hacimleri hesabı gibi konular açıklanmıştır. 3. Bölümde; derelerde uygulanan erozyon ve sediment kontrolüne yönelik enine yapıların bütünlüğü açısından, ıslah sekileri ve tersip bentleri yanında, derelerde sıkça uygulamalarını gördüğümüz enine yapılardan olan, taban kuşağı ve britlerden kısaca bahsedilmiştir. III

5 4. Bölümde; ıslah sekisi ve tersip bentlerinin projelendirilmesine girilmiş, hidrolik ve statik hesapları ayrıntılı olarak açıklanmıştır. 5. Bölümde, ıslah sekisi ve tersip bentlerinin projelendirilmesi ve inşaatlarında dikkat edilmesi gereken hususlar üzerinde durulmuştur. Kitabın sonunda ıslah sekisi ve tersip bentleriyle ilgili olarak, toprak, su cinsinden toprak ve su basıncına göre örnek yapılar projelendirilerek, hidrolik ve statik hesaplamaları ile çizimleri ayrıntılı olarak verilmiştir. Ayrıca seddeli yapıların projelendirilmesi ve çizimi de verilmiştir. Bu kitabın hazırlanmasında beni destekleyen Şube Müdürüm Nuri SÜMER ve çalışma arkadaşlarım İbrahim BİROĞLU ve Mustafa PARLAK ile kitaptaki çizimlerin yapılmasında yardımcı olan çalışma arkadaşım Murat ÇAVUŞOĞLU na teşekkür ederim. Kitabın bu konuda çalışan ve çalışmaya başlayacak genç meslektaşlarıma, konuyla ilgilenenlere çalışmalarında yardımcı olması dileğimdir. ANKARA 008 Yaşar DİNÇSOY Orman Mühendisi IV

6 İÇİNDEKİLER Sayfa No.. BÖLÜM ISLAH SEKİLERİ. Tanımı...4 Amacı Islah Sekilerinin Sınıflandırılması Islah Sekisi Yerleri Seçimi Seki Yükseklik ve Aralıklarının Hesabı... 6 Islah Sekileri ve Bitkisel Çalışmanın Kombinasyonu...7. BÖLÜM TERSİP BENTLERİ. Tanımı...8. Amacı Tersip Bentlerinin Sınıflandırılması Tersip Bentleri Yapımında Kullanılan Malzemeye göre Kargir Beton ve Betonarme Tersip Bentleri Toprak Seddeli Tersip Bentleri Toprak Dolgu Gövdeli Tersip Bentleri Fildöfer Tersip Bentleri Depoladıkları Malzemeye Göre.. 4. Tersip Bentleri Yerleri Seçimi Tersip Bendi Yüksekliği ve Depolama Hacminin Hesabı.. 3. BÖLÜM TABAN KUŞAKLARI VE BRİTLER. Taban Kuşakları.. 4. Britler BÖLÜM TERSİP BENDİ VE ISLAH SEKİLERİNİN PROJELENDİRİLMESİ 6. Dip Savak ve Barbakanlar..7. Radye ve Kontur Sekiler Islah Sekisi ve Tersip Bentlerinin Hidrolik Hesabı Dolu Savak Formu ve Hesabı Düşü Havuzu Derinliği ve Uzunluğu Hesabı Düsü Havuzu Uzunluğu Hesabı V

7 3.. Düşü Havuzu Derinliği Hesabı Sızma Tulü ve Alttan Basınç Diagramının Tespiti Sızma Tulünün Tespiti Alttan Basınç Diagramının Tespiti Tahkimat Tulünün Tespiti Islah Sekisi ve Tersip Bentlerinin Statik Hesabı Su Basıncına Göre Statik Hesaplar Gövdenin Statik Hesabı Düşü Havuzu Statik Hesabı Kanat Duvarlarının Statik hesabı Toprak Basıncına Göre Statik Hesaplar Sulu Cinsinden Toprak Basıncına Göre Statik Hesaplar Toprak Seddeli Islah Sekisi ve Tersip Bentleri Projelendirilmesi BÖLÜM ISLAH SEKİSİ VE TERSİP BENTLERİNİN PROJELENDİRİLMESİNDE DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR...6 -YARARLANILAN KAYNAKLAR EKLER EK : Bir Islah Sekisinin Hidrolik, Statik Hesapları ve Tip Projesi (Toprak Basıncına Göre)...64 EK : Konturlu Bir Islah Sekisinin Hidrolik, Statik Hesapları ve Tip Projesi (Su Cinsinden Toprak Basıncına Göre)...70 EK 3: Düşü Havuzlu Bir Islah Sekisinin Hidrolik, Statik Hesapları ve Tip Projesi (Su Basıncına Göre)...78 EK 4: Seddeli Bir Islah Sekisinin Hidrolik, Statik Hesapları ve Tip Projesi (Su Cinsinden Toprak Basıncına Göre)...87 VI

8 GİRİŞ Akarsuların yukarı havzalarında bitki örtüsünün tahribi, orman ve mera alanlarının hidrolojik niteliklerinin kötüleşmesi ve yanlış arazi kullanımı nedeniyle sel ve taşkınların sayıları ve etki alanları büyürken, aşağı havzalarda ise akarsu yataklarına yakın, taşkına maruz alanların tarım, sanayi ve yerleşim alanı olarak kullanılması dolayısıyla, ülkemizde ve tüm dünyada sel ve taşkın zararları gittikçe artmaktadır. Ülkemiz ortalama 3 m yüksekliğinde, dalgalı yüksek bir yayla görünümündedir. Yüksekliklerin artmasıyla birlikte yamaç eğimleri de dikleşir. Ülkemiz topraklarının % 60 ında yamaç eğimi 0, % 90 ında ise % 0 dan fazladır. Türkiye dağlık bir ülke olması dolayısıyla, erozyon ve sellerden en fazla etkilenen ülkelerden biridir. Akdeniz, Orta ve Doğu Anadolu bölgeleri erozyona oldukça yatkındır. Batıda ise Gediz ve Büyük Menderes yan dere havzalarında erozyon aktiftir. Buralardaki yan dere havzalarından, mansaptaki verimli tarım arazilerine oldukça fazla sediment taşınır. Karadeniz bölgesinde ise, bitki örtüsünün tahribi ve yol yapımı nedeniyle son yıllarda büyük heyelanlar, yamaç göçmeleriyle birlikte sel ve taşkınlar oluşmaktadır. Ülkemizde özellikle son 60 yılda orman alanlarının azalması yanında, meraların plansız ve aşırı otlatılması, eğimli arazilerde hiçbir koruyucu önlem alınmadan tarım yapılması nedeniyle bitki örtüsü tahrip olmuş ve sağanak yağışlar sonucu artan yüzey akışları nedeniyle erozyon başlamış, dere mecralarında debilerin yükselmesiyle her yıl oluşan sel ve taşkınların sayısı artmıştır. İnsan, yeryüzünde ortaya çıkışından günümüze kadar sürdürdüğü var olma sürecinde doğal kaynakları kullanırken çevresini en çok etkilemiş olan canlıdır. Bu etki, nüfus artışına ve teknolojik gelişmeye bağlı olarak kapsam ve yoğunluk açısından giderek büyümüş, günümüz uygarlığının çevre üzerindeki potansiyel ve gerçek etkileri ürkütücü boyutlara ulaşmıştır. Dünyada, sel ve taşkınlardan etkilenmeyen ülke yok gibidir. Doğal afetlerin oluşturduğu zararların yarısına yakını sel ve taşkınlardan oluşmaktadır. Seller ve taşkınlar, aynı zamanda her yıl oluşan can kayıplarının % 6 sının nedenidir. Ülkemizde en önemli çevre sorunu niteliğinde olan ve insanımızı, açlığa, yoksulluğa, susuzluğa ve göçe zorlayan toprak erozyonu ve seller çok önemli ekolojik bir sorundur. Ülkemizde her yıl ortalama kaybolan milyar tona (FAO, 959) yakın verimli topraklarla birlikte yaklaşık 9 milyon ton bitki besin maddesi de yitirilmektedir. Bu özelliği ile de erozyon, ekosistemin ve suların kirletilmesinde en büyük etken olmaktadır. Çünkü yüzeysel akışlarla taşınan bitki besin maddeleri ve pestisitler akarsuların, göllerin, barajların ve denizlerin kirlenmesine yol açmaktadır. Ülkemizin % 4 ünde hafif, % 0 sinde orta ve % 63 ünde ise şiddetli ve çok şiddetli düzeyde erozyon etkinliğini sürdürmektedir. Erozyona uğrayan topraklarımızın % 99 u su erozyonundan, geriye kalan % i ise rüzgar erozyonundan etkilenmektedir. Avrupa Birliği ülkelerinin tümünde toplam 5 milyon hektar alan erozyona maruzken, Türkiye de 57,6 milyon hektar alanda erozyon çok önemli boyuttadır. Ülkemizde, km² lik alandan oluşan ortalama yıllık toprak kaybı; Avrupa da oluşan kaybın 9,5 katı (Avrupa nın yüzölçümü ülkemizin 3 katı olmasına rağmen, ülkemizde oluşan toplam toprak kaybı Avrupa toplamından fazladır), Avustralya da oluşan kaybın,9 katı, Amerika da oluşan kaybın ise,6 katıdır. Ülkemizde Erozyon, Sel ve Taşkınları Oluşturan Nedenlere gelince iklim özellikleri ve topografik yapı, etkili toprak derinliği yetersizliği, topraklarımızın organik madde yönünden fakir oluşu gibi doğal etkenler;

9 arazilerin yeteneklerine göre kullanılmaması, ormanların çeşitli nedenlerle tahrip edilmesi, eğimli tarım arazilerinde erozyona karşı gerekli önlem alınmadan tarım yapılması, meraların düzensiz, kontrolsüz, zamansız ve ağır biçimde otlatılması ve gerekli ıslah tedbirlerinin alınmaması, gerekli bitkisel, kültürel ve fiziksel toprak koruma önlemlerinin yeterince alınmaması, çok dik eğimli arazilerde tarım yapılması vb. gibi teknik; ve arazi mülkiyet dağılımının düzensizliği, arazi toplulaştırmaya yeterince girilememesi, arazilerinin büyük bölümünün kiracılıkla işletilmesi, bu nedenle modern tarım teknolojisine yeterince önem verilmemesi, tarımsal işletmelerin küçülmesi ve çok parçalı hale dönüşmesi gibi sosyo-ekonomik nedenlerden oluşmaktadır. Dağlık arazilerdeki yan dereler de oluşan sellerle, havzadaki yüzey erozyonu, mecralardaki oyulma, yamaç göçmeleri ve kayalık alanlardaki fiziki ayrışmadan kaynaklanan oldukça fazla sediment ana dere ve nehirlere taşınır. Erozyon ve seller; yerleşim yerlerinde sel-heyelan ve taşkınların artmasına, baraj, gölet ve limanların sedimentle dolarak ekonomik ömürlerinin kısalmasına, kamu ve özel tesislerin işlevinin aksamasına, tarım arazilerinde taşkın ve sediment zararlarına, kırsal kesimden kente göçün hızlanmasına, meraların ve ormanların bitki örtüsünün zayıflamasına neden olurlar. Özellikle engebeli arazilerde köyler vadilerde, dere boğaz bölümlerinin hemen mansabına kurulduklarından, havzadaki orman ve meralar otlatma ve kesimler nedeniyle tahrip edildiğinden devamlı sel tehdidi altındadırlar. Can ve mal kayıplarını önlemek, toprak ve su kaynaklarının geliştirilmesine yönelik çalışmaların sürekliliğini sağlamak ve etkinliğini arttırmak bakımından erozyonun kontrolüne ve dolayısıyla akarsu ve yan derelerde sediment hareketinin sınırlandırılmasına zorunluluk bulunmaktadır. Doğal dengenin var olduğu bölgelerdeki yan derelerde, aşınma, taşınma ve çökelme olayları normal ölçülerde seyredip, çoğunlukla bir probleme neden olmazlar. Bitki örtüsünün tahrip edilmesi ya da yanlış arazi kullanımı sonucu sel ve taşkınlar ortaya çıkar. Sel; FAO tarafından görevlendirilen özel bir komite, sel deresi ile ilgili şu tanımı önermiştir. sel deresi, zaman zaman ya da sürekli olarak su akıtan, kuvvetli eğimlere sahip bulunan, şiddetli ve ani sellere neden olan, sıvı ve katı debisi çok geniş sınırlar içerisinde değişen küçük bir dağlık arazi deresidir. Taşkın; Sellerin birleşmesiyle akarsu vadileri boyunca oluşan su kabarmaları sonucu akarsuyun yatağını aşarak yayılması olayıdır. Seller yan derelerden ve doğrudan arazi yüzeyinden gelen akışlardan oluşmaktadır. Yukarı havzada erozyon ve sel kontrolü, bir yandan yamaç arazilerde yüzeysel akışların azaltılması ve sediment akımının önlenmesi ve stabilizasyonu için gerekli bitki örtüsünün iyileştirilmesine yönelik önlemlerin alınmasını, ayrıca dere yataklarında yüksek akışların ve sediment taşınımının kontrolüne yönelik mühendislik yapılarının inşa edilmesini gerektirmektedir. Yukarı havzada ıslah önlemlerinin amacı, yukarı havzalarda erozyon ve sel oluşumunun, sonuç olarak ta havzaların aşağı kesimlerindeki mansap arazilerde sedimantasyonun ve taşkınların azaltılmasıdır. (Keller, E. 995)

10 Erozyon ve sediment kontrol amacıyla uygulanacak yöntemler, yukarı havzada su ve materyal kaybını azaltacak, aşağı kesimlerde ise suyu ve materyali zararsız bir şekilde akıtmaya yönelik olacaktır (Uzunsoy, O. 985) Erozyon ve sellerin kontrol altına alınması için uygulanacak önlemler, teknik ve idari önlemlerden oluşmaktadır. Teknik önlemler ise yamaç arazinin ıslahı ile oyuntu ve mecra ıslahı önlemlerinden oluşmaktadır. Problemli olan bir yan dere havzasında alınması gerekli yamaç arazi ıslahı önlemlerinin ana amacı, bozulmuş olan doğal dengenin yeniden tesis edilmesidir. Bu şekilde, yağmur damlasının toprak üzerindeki tahripkar etkisinin ortadan kaldırılması, yüzey akışlarının azaltılarak tehlikesiz bir şekilde akması, su ve toprağın korunması düşünülür. Yüzeyden gelerek oyuntu ve mecralarda toplanan sular, mecra yönünde akarak kazanmış oldukları kinetik enerji nedeniyle mecra taban ve kıyılarını aşındırıp, oyarak erozyon oluşturmaktadır. (M ) kütlesinde, (V ) hızı ile akan suyun kinetik enerjisi; K=/ M. V² olduğuna göre, akan suyun miktarı ve hızı ile erozyon oluşturması arasında sıkı bir ilişki vardır. Bu nedenle erozyon kontrol önlemleri, akan suyun kütle ve hız faktörlerini azaltmak amacına yöneliktir. Mecralarda erozyon ve sediment hareketinin durdurulabilmesi için, akan suyun oyma ve sürükleme gücüyle suyun üzerinde aktığı zeminin direnci arasında bir denge kurmak gerekir. Bu iki şekilde yapılabilir. Ya mecra ve oyuntularda taban eğimini düşürerek suyun hızını ve dolayısıyla sürükleme gücünü azaltmak. Derelerde taban eğiminin azaltılması amacıyla mecra eksenine dik olarak inşa edilen tek ya da kademeli tesislere enine yapılar denir ki, bunlar çeşitli cins eşikler ıslah sekileri, taban kuşakları, britler ve bazen de tersip bentleridir. Ya da mevcut dere profilini değiştirmeden yapılacak tahkimatla zeminin direncini arttırmak. Zeminin direncini arttıran tesisler, çeşitli cins kaplamalar ve boyuna inşa edilen yapılardır. Boyuna inşa edilen yapılar ile kaplamalar yukarı havzadan çok mansap ıslahında kullanılmaktadırlar. Yukarı havza ve aşağı havza çalışmaları birbirini bütünleyen fakat biri diğerinin yerini tutmayan çalışmalardır. Dünyada ve yurdumuzda ileriki yıllarda da, doğaya ve doğal kaynaklara olan olumsuz müdahaleler, nüfusun ve buna paralel ihtiyaçların artması ile devam edecektir. Ülkemizin dağlık bir yapıya sahip olması dolayısıyla, oldukça fazla sel deresi bulunmaktadır. Dağlar yükselirken bir yandan da dağ sıraları arasında vadiler derinleşerek 0-0 km uzunluğunda vadi tabanları oluştururlar. Bu ovalar kıyıya bağlanırken açılıp genişler. Kilometrelerce uzanan nehirlere bol miktarda sediment taşıyan, oldukça fazla sayıda yan dere karışır. Bu sel dereleri geçmişte olduğu gibi gelecekte de beraberlerinde taşıdıkları sular ve sediment nedeniyle zararlar oluşturmaya devam edecektir. Ancak yan derelerin oluşturacakları zararları önlemeye yönelik, DSİ de 50 yıldan fazla bir süredir yapılan ve oldukça başarılı olan ıslah çalışmaları da devam edecektir. Örnek verecek olursak, bugüne kadar Büyük Menderes sağ sahil yan dereleri, Gediz Nehri sol sahil yan dereleri, Erzincan sağ sahil yan dereleri gibi onlarca dere ile İskenderun Aşkarbeyli deresi, Senirkent Doğru ile Suyolu dereleri ve vb. gibi yüzlerce münferit vahşi sel deresinde başarılı çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalarda yamaçlarda erozyon ve sediment kontrol önlemleri almanın yanında, yan dere mecralarındaki oyuntu erozyonu ve yamaç göçmelerini önlemek ve sedimenti depolamak için binlerce ıslah sekisi ve tersip bendi inşa edilmiştir. Yapılacak çalışmalarda, yan derelerdeki mevcut problemin durumuna göre uygulanacak enine yapıların, bu konuda arazi tecrübesine sahip teknik elemanlarca yeterli sayı ve vasıfta tespiti, problemin çözümü ve ekonomik açıdan göz önünde bulundurulması gereken oldukça önemli bir husustur. 3

11 BÖLÜM ISLAH SEKİLERİ TANIMI Derelerde taban eğiminin düşülerek suyun hızının, dolayısıyla sürükleme gücünün azaltılması suretiyle mecralardaki erozyonu önlemek en etkili ıslah şeklidir. Bu amaçla, dere eksenine dik olarak inşa edilen tek ya da kademeli yapılara enine yapılar denilmektedir. Enine yapıların en etkili olanı ise ıslah sekileridir Islah Sekisi Sel derelerinde tabanın korunması, göçüntülü, heyelanlı kıyıların ve yamaç eteklerinin desteklenmesi, yatak yükü taşınımının azaltılması, ya da fazla taşıntının uygun yerlerde depolanması amacıyla, dere yataklarında yapılan tek ya da bir dizi (sistematik) yapılara denir (Şekil ) (Görcelioğlu, E. 005). AMACI Mecra ıslahında kullanılan enine yapılardan en etkili olanı ıslah sekileridir. Çoğu kez tersip bentleriyle karıştırılan ıslah sekilerinin ana fonksiyonları, inşa edildikleri yerde ve membaya doğru belirli bir mesafe içinde, dere taban ve kıyılarını erozyona karşı korumak, oyulmalar sonucu oluşan yamaç göçmesi ve heyelanları kontrol altına almaktır. Bu ana fonksiyonlarının yanı sıra; büyük boyutlu yatak yükünün hareketini durdurmak, belirli bir mesafede derenin eğimini düşürmek, dere tabanında çökelmiş materyali yeniden taşınmaktan alıkoymak, daha yukarıdan gelecek sedimenti durdurmak ve bir kısmını depolamak, daha yukarıda yapılmış ve yapılacak olan diğer tesislere dayanak oluşturmak, bir miktar suyu geçici olarak depolamak. Ancak esas amaçları, önceden açıklandığı gibi toprağı olduğu yerde tutup, aşınmayı ve taşınmayı yani sediment oluşumunu önlemektir. (Resim,). Islah sekileri adından da anlaşılacağı gibi derelerde bozulmuş olan doğal dengeyi eski haline getirerek ıslah görevi yaparlar. 4

12 Şekil :Düşü havuzlu bir ıslah sekisinin genel görünümü ve bileşenleri 5

13 Resim, :Bir mecra oyuntusunun ıslah sekileri ile kontrolü Suşehri-Çamlıgöze Barajı Uludere, (Sümer, N. 004.) 3 ISLAH SEKİLERİNİN SINIFLANDIRILMASI Sekiler inşaatlarında kullanılan malzemeye göre kargir, kuru taş, miks, beton, fildöfer, ahşap ve toprak seddeli ıslah sekileri olarak ayrılır. Bu tiplerin seçimini büyük ölçüde taşkın debileri, yöredeki malzeme cinsi ve ekonomi belirlemektedir. Ülkemizdeki uygulamalarda ıslah sekisi inşasında en çok kargir duvar kullanılmaktadır (Resim 3). Bazı zorunlu hallerde ise beton sekiler de inşa edilmektedir. Ana mecralarda kuru duvar ve miks duvarla seki inşası, mecralarda suyun seki memba tarafında birikmesi sonucu kuru duvar yarıklarından mansap yüze basınç yapması nedeniyle, bu yüzde hasırlar oluşturması ve yapının yıkılmasına neden olması dolayısıyla terkedilmiştir. Bu yapı tipleri oyuntu ve tali dereciklerin tahkiminde kullanılmaktadır. Ahşap sekiler, Ülkemizde ekonomik nedenlerle tamamen uygulama olanağını yitirmişlerdir. Fildöfer sekiler ise, fazla materyalli derelerde hasarlar oluştuğu ve fazla bakım ve onarım gerektirdiği için tercih edilmemektedir. 6

14 Resim 3 :Kargir bir ıslah sekisi Suşehri-Çamlıgöze Barajı Uludere, (Dinçsoy, Y. 003) Islah sekileri izdüşümlerine göre, düz eksenli sekiler ve kavisli (kemer) seki tipinde olabilir (Şekil ). Kemer sekiler derelerde açıklığın fazla olmadığı, yamaçların ise kayalık ve sağlam olduğu dere kesitlerinde, daha emniyetli yapılar yapmak ve küçük yapı kesitleriyle büyük kuvvetlere karşı koymak amacıyla kemer şeklinde inşa edilmektedir. Şekil :Düz eksenli (a) ve kemer (b) sekiler Kesit olarak en çok kullanılan ve tercih edilen seki tipi, ekonomi ve statik açıdan en uygun olan yamuk kesitli seki tipidir. Bu tipte memba yüzü dik olmakta, mansap yüzüne ise % 0-5 eğim verilmektedir. Ekonomi sağlanması açısından özellikle yüksek yapılarda memba yüzünde kademeli basamaklar yapılmaktadır (Şekil 3). Çok yüksek ve dar kayalık kanyonlarda memba ve mansap yüzü dik sekiler inşa basamaklar edilir. Geniş mecralarda ise ekonomik olmaları nedeniyle seki kanat duvarları kargir yerine toprak sedde olarak inşa edilmektedir. Sekiler işlevlerine ve derelerdeki problemin durumuna göre. Münferit, dere mecrasında olan oyulmalar ve yamaç göçmeleri boyunca sistematik (bir Şekil 3 :Bir ıslah sekisinin memba yüzündeki kademeli basamaklar. 7

15 sıra), heyelanlar ve büyük yamaç göçmelerini önlemek için, birbirinin dolgusu üzerine kademeli olarak inşa edilen breton sekiler (Resim 4) ve iri taşıntıyı tutup daha küçüklerini bırakmak üzere, gövdesinde bırakılan açıklığın yatay yada düşey doğrultudaki tutucu elemanlarla bölündüğü geçirgen ıslah sekileri olarak ayrılırlar. Resim 4 :Kademeli (breton) sekiler Kuyucak Şerabat dere, (Çokbaşaran, G. 978) Geçirgen ıslah sekileri enerji kırıcı yapılar olarak da adlandırılır (Fiebiger, G. 999). Geçirgen sekilerin Ülkemizde sadece Denizli Çürüksu Sulaması yan derelerinden Çınarlı derede uygulamasını gördüğümüz (Resim 5) ve oldukça faydalı olan bu sekiler, Avusturya da 970 yılından sonra sıkça yapılmaya başlanmış ve sel kontrolünde bir sistem olarak benimsenmiştir (Yeni Avusturya Sistemi). Avusturya da bu sistem, ülkede yakın zamana kadar uygulanan Alman sisteminin ele alınması sonucu geliştirilmiştir. 970 lerden önce yapılan ıslah sekilerindeki amaç sediment depolamak ve çürük yamaçlara destek oluşturmaktı. Ancak bu sistem yüksek ve uzun süreli sel akışlarını hafifletmemektedir. Bu düşünceyle Yeni Avusturya sisteminde, sel havzasının ayrıntılı bir analizi ile işe başlanmakta ve klasik ıslah sekileri yerine, taş-kaya iriliğindeki iri materyali alıkoyan, daha küçük boyutlu materyali ise akışa bırakan, çeşitli tiplerde (enerji kırıcı) yapılara ağırlık verilmiş ve oldukça başarılı sonuçlar alınmıştır. Enerji kırıcı yapılar, mevcut problemin durumuna göre tek ya da diğer yapıların fonksiyonlarını artırmak için birlikte kullanılırlar. Bunlar değişik tiplerde yapılmaktadır. Başlıcaları; İri taşıntı akımını kıran tesisler, iri taşıntıyla yüklü sel akışlarının yüksek hızını yavaşlatarak bunların sahip olduğu yüksek enerjiyi azaltan yapılardır (Resim 6). İri taşıntı tuzakları, taşıntıyı tuzaklayıp depolayan (tersip bendi görevi yapan) yapılardır. Odunsu materyal tuzakları, sellerle taşınan ağaç gövdeleri, kök ve dalları depolayan yapı sistemleridir. 8

16 Resim 5 :Denizli Çürüksu dere, (Çavuşoğlu, M. 005) H E ÇELİK A-IT SEL KONTROLU 6 Resim 6 :Enerji kırıcı yapılar, Avusturya, (Çelik, H.E. 00) Ülkemizde geçirgen yapıların araştırılarak vahşi sel derelerinin ıslahında daha fazla yer verilmesi, büyük boyutlu sel ve taşkınların önlenmesinde oldukça etkin olacaktır. Aynı zamanda diğer ıslah sistemleri ve yapılarla birlikte kullanılmaları durumunda, diğer yapıların emniyetini arttıracağı gibi, daha fonksiyonel olmalarını da sağlayacaktır. 4 ISLAH SEKİSİ YERLERİ SEÇİMİ Seki yerleri seçiminde; sekinin inşa nedeni, hidroloji, temel özellikleri gibi faktörler oldukça önemli rol oynar. Yer seçiminde en önemli faktör sekinin inşa nedenidir. Islah sekileri, problem olan mecra kesiminin hemen mansabında inşa edilecekleri için yerleri aşağı yukarı bellidir. En ekonomik kesit dar kesit olmakla beraber, her zaman dar bir kesit bulmak mümkün olmayabilir. Ayrıca bu, her zaman için en uygun yer de olmayabilir. Deredeki taşkın debileri büyük olduğu taktirde, dar kesitlerde savak yükünün normalin üzerinde çıkmasına neden olacaktır. Bu da, yapı kanat duvarlarının yüksek olmasına ve hidrostatik ya da su cinsinden toprak basıncına göre 9

17 projelendirilen seki ve düşü havuzu ebatlarının çok büyük olmasına neden olacaktır. Bu ise, derelerde inşa edilecek sekilerin maliyetlerinin artmasına neden olmaktadır. Ayrıca düzenlenecek seki savağının metreküp debisinin fazla olması durumunda, dar kesitlerde akımın serbest naplı olması dolayısıyla, seki mansabında oyulmaların fazla olacağı göz önüne alınarak, kaçınmak gerekir. Dolayısıyla derenin en dar yeri her zaman için seki inşasında en uygun yer olmamaktadır. Temel, sekinin maliyeti açısından oldukça büyük rol oynar. Seki temelinin sağlam olması açısından, dere tabanındaki kayalıklar en uygun yerler olup, inşaat ucuza mal olur. Özellikle sistematik ıslah sekilerinde, en mansaptaki dayanak sekinin inşasında kayalık bir zemin bulunmasına çalışılmalıdır. Ancak, derelerde kayalık zeminler az bulunduğu için, sekileri genellikle kum-çakıl bir zemin üzerine oturtmak zorunluluğu doğmaktadır. Kum-çakıl tabakasının yeterli olması ve diğer temel koşullarının yerine getirilmesi durumunda, bu zeminlerin stabilite yönünden bir sakıncası yoktur. Dere mecrasında çakılların büyük olması durumunda ise sızma tulü oldukça büyük çıkmaktadır. Bu tulü karşılamak için bir geçirimsizlik perdesi oluşturmak oldukça zor ve masraflıdır. Bu dikey paplanşlar çakılarak sağlanır. Ancak, yan dere ıslahlarında ekonomik olmadığı için zorunlu olmadıkça paplanş kullanılmamaktadır. Kil ve çamurlu zeminlerden genel olarak kaçınmak gerekir. Killi temellerde sızma tulü kısa çıkar. Kil zeminler su aldıklarında şişer, bünyelerindeki suyu attıklarında ise büzülmeler olur. Bu nedenle zeminde kayma ve çökmeler oluşur. Ayrıca yamaçlardaki çökmelerden dolayı kaymalar da olmaktadır. Derelerde yamaçları stabil olmayan, göçme ve heyelan olan mecra bölümlerinden kaçınılmalı ve mecbur kalmadıkça bu kesimlerde seki inşa edilmemelidir. En mansapta inşa edilecek sekilerde mecrada kayalık zemin bulunamadığı zamanlarda, temelin emniyeti ve sağlamlığı yönünden önünün anroşmanla kaplanması, temelin mansaba doğru uzatılarak dişli yapılması ve kontur seki inşası gibi gerekli önlemler alınmalıdır. Sekilerin temellerini suyun oyma zararlarından korumak için yeteri kadar derin açılmalıdır. Uygulamada derelerin çoğunda mevcut olan kum-çakıl zeminlerde seki yüksekliğine (temel ve dolu savak yüksekliği hariç) göre, Tablo deki temel derinlikler alınmaktadır. Tablo :Seki Yüksekliklerine Göre Temel Derinliği Seki Yüksekliği (m) Temel Derinliği (m) >0 3.0 Derelerde inşa edilecek ilk ve aralardaki kilit yapılarda temel için kayalık zemin bulunmadığı takdirde, zemin sert toprağa kadar kazılır ve bunun üzerine basıncı daha iyi yaymak için betondan bir hatıl atılır. Ayrıca yapıyı oyulmalara karşı korumak için kontur seki ve düşü havuzu gibi yapılar da yapılır. Derelerde mevcut materyal birikintileri üzerine inşa edilmesi zorunlu olan sekilerde genelde bu şekilde yapılır. Yamaçlarda temeller dik açılı dişler şeklinde yapılır. Yapı kanat duvarları yamaçlara en az.5 m girmelidir. Çünkü don tesiri araziyi gevşetebilir, ayrıca oyulmalar dolayısıyla yapı emniyeti tehlikeye girer. Ancak gereğinden fazla da girmemelidir. Çünkü kazı miktarının artması dolayısıyla seki maliyetinin de artmasına neden olur. Sekiler doğrularda dere eksenine, kurplarda ise kurp eksenine dik olacak şekilde inşa edilirler (Şekil 4). 0

18 Şekil 4 :Akım doğrultusu ile seki ekseni arasındaki ilişki 5 SEKİ YÜKSEKLİK VE ARALIKLARININ HESABI Sekilerin inşasındaki ana amaç, seki aralarında biriktirilecek sedimentle derede bir denge eğimi oluşturarak, kıyı ve taban oyulmaları ile bu oyulmalar sonucu oluşan yamaç göçmeleri ve heyelanları önlemek olduğuna göre, projelendirmeden önce oluşacak denge eğiminin bilinmesine ihtiyaç vardır. Bir mecrada mevcut topografik, jeolojik ve hidrolojik koşullar altında, suyun erozyona neden olmadan akmasını sağlayan eğime denge eğimi denmektedir. Diğer bir deyişle; suyun aşındırma gücü, zeminin aşındırmaya karşı olan direncine eşittir. Denge eğimi zeminin cins ve yapısına bağlı olarak büyük değişiklikler gösterdiği gibi, suyla taşınan malzemenin özgül ağırlığı, tane boyutu ve granülometrisi, denge eğiminin oluşmasını etkileyen en önemli faktörlerdir. Bir dere için denge eğiminin değeri bir taraftan en yüksek su seviyesine, diğer taraftan tabandaki taşıntının büyüklüğüne tabidir. Bundan dolayı denge meyli kısa mesafeler içerisinde değişmeyebilir. Ancak dere boyunca denge meyli sabit kalmaz. Çünkü, derede ki yüksek su seviyesi ve buna bağlı olarak suyun taşıma kuvveti yukardan aşağıya doğru, dere havzasının genişliğine bağlı olarak yavaş yavaş yükselmektedir. Taşıntı malzemesi boyutları ise, yukarıdan aşağıya taşınırken birbirlerine sürtünmesi nedeniyle küçülmektedir. Bu nedenle derelerde denge meyli mansap bölümlerine doğru devamlı olarak azalır. Denge meylinin değişmemesi için, derede enine profilin ve akım şartlarının değişmemesi gerekir. Bu ise sel derelerinde mümkün değildir. Denge eğimini yaklaşık olarak veren bazı formüller geliştirilmiş olmasına rağmen, bu formüllerdeki parametreleri tespit etmek oldukça zordur. Bundan dolayı, özellikle sel derelerinde denge meylini veren formüller takribi sonuçlar vermektedir. Bunların en basitlerinden biri olan Valentini formülü; c a tga = R Burada; tga = denge eğimi (%) c =bir katsayı (c=0,093) a =ortalama sediment tanesinin hacmine eşit hacimdeki bir küpün kenar uzunluğu (m) R =yatak enkesitinin hidrolik yarıcapı (m), (Rıeld / Zachar, 984) Diğer bir basit formül de Steiger formülü olup;

19 k L tga = h tga = denge eğimi (%) k =bir katsayı (ortalama olarak k = 0, 5 ) L =derede taşınmakta olan en büyük tanenin uzunluğu (cm) h =suyun derinliği (cm), (Tavşanoğlu, F. 974) Kritik hızdan hareketle denge eğimini veren formül ise; v kr i = c v kr = c R R i şeklinde ifade edilir. Burada; v kr =kritik hız (taşıntının harekete geçmesi için gerekli olan en düşük su hızı (m/s) c =hız katsayısı (Bazin formülü ile hesaplanır, boyutsuz) R =hidrolik yarıçap (m) i = denge eğimi (%) Denge eğimi, geçmiş tecrübelerden elde edilmiş bilgilere ya da laboratuar sonuçlarına dayanarak belirlenir. En iyi yaklaşımı ise uzun zaman değişmemiş iki profil arasında kalan mesafenin eğimi verir. Uygulamada çok düşük eğimli (% -) dere yataklarında denge eğimi sıfır (0) olarak alınmaktadır. Yüksek eğimli (%5 den fazla) yan kollarda ise, pratik olarak mevcut eğimin yarısı denge eğimi olarak kabul edilmektedir (Kırık, S.985). Aradaki eğimlerde ise tecrübelere dayanarak veya oluşmuş denge eğimleri varsa, bu eğimler göz önüne alınarak denge eğimi belirlenmektedir. Tahminlere dayalı eğimin biraz yüksek tutulması ileride dengenin oluşmadığı anlaşıldığında, mevcut yapıların biraz daha yükseltilmesi ya da mevcut yapıların arasına yeni yapılar inşa edilerek amaca ulaşılması uygulamada tercih edilen geçerli yoldur. Sekilerin yüksekliği, sekinin inşa amacı, yapılacakları yerlerdeki tabanın eğimi, korunacak yatak uzunluğu ve yamaçların jeolojik yapılarına göre değişir. Kayalık, sarp, dar ve sağlam yamaçlı kesitlerde, yayvan ve çürük arazide inşa edilen geniş ve alçak sekilere göre daha yüksek sekiler inşa etme olanağı vardır. Ayrıca, dere boyunca yol ve yerleşim yerlerinin durumu da seki yüksekliğinin belirlenmesinde göz önünde bulundurulur. Derelerde erozyonla kısa bir mesafede mücadele etmek gerektiği takdirde, yeterli yükseklikte tek bir sekiyle dere, taban, kıyı ve yamaçlarına hakim olmak mümkündür. Sekinin etkisi, denge hattının dere tabanını kestiği yere kadar devam eder. Bu durumda sekinin yüksekliği oranında etki alanı da büyür. Sekileri fazla yüksek inşa etmemek gerekir. Çünkü yüksek sekilerin inşası teknik açıdan daha komplike ve zor olduğu gibi, yapım ve onarım masrafları da fazladır. Yüksek bir seki, aynı yükseklikteki alçak bir kaç sekiye oranla daha fazla sediment depolayabilirse de gövde hacmi, bu sekiye verilmesi gereken boyutlar nedeniyle alçak sekilerin gövde hacimleri toplamından daha fazladır. Erozyon kontrol çalışmalarında asıl amaç sediment tutmak olmadığı gibi, suyun, yüksek bir sekiden geçmesine göre, yukardan aşağıya alçak birkaç sekiden geçmesi sonucu hızından daha fazla kaybedecek ve daha az erozyon oluşturacaktır. Ancak sekileri fazla alçak yapmamak da gerekir. Çünkü, bu takdirde suyun hızını azalma bakımından yeterli fonksiyonu olmayabilirler. (V) kesitli ve fazla sediment taşıyan mecralarda, yüksek sekilerle tahkimat çoğu zaman daha iyi sonuç verir. Çünkü, alçak sekilerin böyle mecralarda yamaçlara hakim olamaması ya da sediment altında gömülme olasılığı vardır.

20 Islah edilecek mecra uzunluğu (L), mevcut mecra eğimi (x), seki arkasının sedimentledolmasından sonra oluşması beklenen denge eğimi (y ) ile ifade edilirse, seki yüksekliği (H ), (Şekil 5); l ( x y) H = formülüyle bulunur. 00 Eğer seki inşa edilecek yerde yükseklik sınırlı ise ( bu sınırlılık yamaçların topografik ve jeolojik yapısı, ya da yerleşim yeri, yol vb. gibi tesislerin varlığı olabilir), yüksekliği bilinen ıslah sekisi ile kontrol edilebilecek yatak aralığı (L), 00 H L = formülüyle bulunur. ( x y) Şekil 5 :Islah sekilerinde yüksekliğin hesabı ' H / L = ( tga tga ) L ( x y) H = 00 L = ıslah edilecek mecra uzunluğu (m) x = mevcut mecra eğimi (%) y = denge eğimi (%) H = seki yüksekliği (m) Bulunan ( L ) mesafesi, mecradaki erozyonu kontrol edemiyorsa daha membada başka seki ya da sekilerin inşası zorunluluğu ortaya çıkar. Bir mecrada, belirli bir mesafe içinde birbirini izleyen ve birbirini kontrol edecek şekilde düzenlenen sekilere sistematik sekiler denilmektedir (Resim 7). 3

21 Resim 7 :Sistematik ıslah sekileri Suşehri-Çamlıgöze Barajı Uludere, (Dinçsoy, Y. 004) Belli bir mesafe içinde yükseklikleri eşit olan bir sıra sistematik seki inşa etmek istendiğinde, bunların sayısını veren formül (Şekil 6); Şekil 6 :Islah sekisi sayısının hesabı S S a b = h = seki sayısı (adet) a = mevcut mecra eğimine ait ordinat (m) b = denge eğimine ait ordinat (m) h = seki yüksekliği (m) Ancak, uygulamada böyle düzenli ve elverişli bir mecra bulmak genellikle mümkün olmaz. Bu takdirde, kararlaştırılan seki yerlerinde birbirini kontrol edecek şekilde yüksekliklerinin belirlenmesi gerekir. Genelde seki yükseklikleri -6 m arasında alınır. Bu yükseklik gerekirse m ye kadar çıkar. Tek ya da sistematik olarak inşa edilen ıslah sekilerinin dışında, bir de kademeli ıslah sekileri (breton sekiler) uygulamada kullanılmaktadır (Resim 4), (Şekil 7). Derelerde taban ve kıyıların oyulması nedeniyle yamaçlarda oluşan büyük göçme ve heyelanların kontrolünde, 4

22 kademeli düzenlenen sekilerin inşasına yönelmek gerekir. Bu düzenlemede, problemli yamaçların mansabında, sağlam bir kesitte, bir dayanak sekisi inşa edilir. Bu seki arkasının sedimentle dolmasından sonra gerekirse, geriye doğru öndeki sekinin dolgusu üzerine başka sekiler sırasıyla inşa edilirler. Böylece talveg kotu yükseltilerek, göçme ve heyelanları önleyecek hacimde bir topuk (destek) kitlesi oluşturulur. Oluşturulan kitle ile hareket halindeki yamaçların ve heyelanların stabilitesi sağlanır. Breton sekilerin düzenlenmesinde dikkat edilecek noktaları hatırlatacak olursak; oluşturulacak kitlenin yamaçları stabil hale getirecek büyüklükte olması, dayanak sekinin sağlam bir zemine oturtulması ve gerekirse önünün tahkim edilmesi, seki aralıklarının sıçrama tulünden kısa olmaması, her sekinin temel alt kotunun öndeki seki kret kotundan en az m aşağıda olması, dolu savaklarla oluşturulan akım seksiyonunun yamaçları etkilemeyecek şekilde düzenlenmesi gerekmektedir. Şekil 7 :Kademeli (breton) ıslah sekileri ile heyelan kontrolü (Bernard, J. 960) Tek olarak inşa edilen ıslah sekileri ile sistematik olarak inşa edilen ıslah sekilerinin en mansabındaki dayanak sekilerde, eğer temel kayalık sağlam zemine oturmuyorsa, oluşacak oyulmaya karşı önlerinde tahkimat yapılması şarttır. Bu tahkimat, ya düşü havuzu ya da kontur seki inşa edilerek karşılanır. Düşü havuzu; radye, kanat duvarları, parafuy ve parafuyun önündeki istifli ya da istifsiz tahkimattan oluşur. Sistematik olarak inşa edilen ıslah sekilerinin oturdukları zeminler oyulmaya uygunsa, ya da seki arkalarının dolması uzun zaman alacaksa, bu taktirde seki önlerinin geçici önlem olarak anroşmanla tahkim edilmesi yararlı olur. Kontur sekilerde düşü havuzu işlevi gören ve seki temeli sağlam bir zemine dayanan, akıntı ekseni yönünde çok az çıkıntı yapan küçük bir sekidir (Şekil 8). Kontur sekinin fonksiyonu, savaktan dökülen suların oyucu tesirini önlemek amacıyla, radye üzerinde bir miktar su ve sediment biriktirmek suretiyle oyulmaları önlemektir. 5

23 Temel hariç, savak dahil seki yüksekliğinin iki katı bir mesafeye inşa edilen kontur sekiler ile ana yapı arasında, düşü yüksek ve zemin oyulmaya uygunsa radye tesisi düşünülmelidir. ana seki h kontur seki temel % 0 h % x Şekil 8 :Ana seki ve kontur Seki Derelerde çalışma düzenine gelince, genellikle çalışmaya önce membada yan kollardan başlanır ve her yan kolda, ana mecra ile birleşim yerinden membaya doğru devam edilir. Ana mecrada yapılan çalışmalarda, mansaptan membaya doğru yapı arkaları sedimentle doldukça çalışmaya devam edilir. Bazı zorunlu hallerde bunun tersi de olabilir. Örneğin, mecra içerisinden geçen yol dışında başka yol yoksa, ıslah işlemine membadan başlanır ve mansaba doğru devam eder. Bu gibi durumlarda, mansaptaki yapıların sediment ile dolmayarak, sedimentten arınmış temiz suyun yüksek aşındırma gücü dolayısıyla, önlerinin oyularak zarar görmemesi için önlemler alınmalıdır. Bazı zorunlu durumlarda ise ıslahın çabuk bitirilmesi gerekebilir. Bu gibi durumlarda, mecra birkaç bölüme ayrılır ve her bölümün mansabında sağlam bir kesit bulunarak inşaata başlanır. Daha sonra her bölümde çalışmalara membaya doğru devam edilir. Bir havzada mecra ve oyuntu ıslahındaki öncelikler her havzanın kendi özel koşulları dikkate alınarak belirlenmeli ve havzanın değişen nitelikleri göz önünde bulundurularak dengeli bir şekilde gerçekleştirilmesi uygun olur. Genel olarak bir dere havzasındaki çalışma sırası ve öncelikleri Şekil 9 da verilmiştir. Şekil 9 :Bir dere havzasındaki çalışma sırası 6

24 6 ISLAH SEKİLERİ VE BİTKİSEL ÇALIŞMANIN KOMBİNASYONU Bir mecrada kıyı, taban oyulmaları ve yamaç göçmelerinin önlenmesinde ıslah sekileri hayati öneme sahiptir. Islah sekilerinin devamlılığı ve mecralarda doğal dengenin tam olarak oluşması için bitkisel çalışma ile kombine edilmesi oldukça önemlidir. Islah sekilerinin rezervuarları sedimentle dolduktan sonra, onu takip eden ekim ve dikim mevsiminde, özellikle yörede yetişen bitkilerin fidan, çelik ve tohumları ile bitkisel çalışmaya başlanmalıdır. Çalışmalara şev diplerinden başlanmalı ve şevleri kapsayacak şekilde devam edilmelidir. Dar mecralarda bitkisel çalışma akımı engelleyeceği için mecra içinde çalışma yapılmamalıdır. Geniş mecralarda ise akım seksiyonu dışındaki mecra bölümlerinin tamamında bitkilendirme yapılabilir. Bitkiler gelişme gösterip mecrayı kapladıktan sonra, mekanik önlemlerin işlevini üzerlerine alır ve mecrada sürekli bir stabilite oluştururlar (Resim 8, 9, 0). 968 Aynı havza 5 yıl sonra 5 yıl sonra Resim 8,9,0 :Islah sekileri ve bitkisel çalışmanın kombinasyonu Kuyucak Şeraabat dere, (Çokbaşaran, G.) 7

25 BÖLÜM TERSİP BENTLERİ TANIMI Fazla miktarda sediment taşıyan ve bu nedenle mansapta çeşitli problemlere neden olan akarsularda, sediment kaynaklarına yukarı havza erozyon ve sediment kontrol önlemleriyle müdahale olanağı bulunmadığı (sediment oluşumunun kayalık alanlardaki fiziki ayrışma, yol inşaatı artıklarından kaynaklanması vb. gibi), sediment oluşumunun kabul edilebilir ölçüde önlenemediği ya da sedimentin tersip bentleriyle depolanmasının yukarı havza erozyon ve sediment kontrol önlemlerine göre çok avantajlı olduğu durumlarda, sedimentin mansaba taşınmadan kontrolü düşünülmektedir (Dinçsoy, Y. 99). İşte yağış havzalarından kaynaklanan sedimenti mansaba intikal etmeden depolamak amacıyla akarsu yataklarında inşa edilen enine yapılara tersip bendi ya da biriktirme barajları denmektedir. AMACI Tersip bentlerinin amacı, yukarıdaki tanımından da anlaşılacağı gibi, dere yağış havzalarında oluşan ve sarfiyatlarla taşınan sedimentı depolamak suretiyle, mansaba sediment intikalini önlemektir. Bu nedenle, tersip bentlerinin asıl işlevi koruyucu niteliktedir. Bunun yanında, dolaylı olarak arkalarında biriktirdikleri sedimentle, dere yatak eğimini kırmaları ve yatakta su yükünü azaltmaları sonucu, suyun aşındırma ve sürükleme gücünü düşürdükleri için, belirli bir yatak uzunluğunca mecrada oyulmaları da önlerler. Bu nedenle, bazı durumlarda belirli bir yatak uzunluğunda dolaylı olarak ıslah edici fonksiyonları da olabilir. Tersip bentlerinin rezervuarı tamamen sedimentle dolduktan sonra işlevleri de sona erer. Bazen rezervuarlarının suni olarak boşaltılması ya da malzeme ocağı olarak kullanılması düşünülebilir. Bu gibi durumlarda rezervuarlarının boşaltılması işlevi periyodik olarak devam ettiği müddetçe koruyucu fonksiyonları da devam eder. 3 TERSİP BENTLERİNİN SINIFLANDIRILMASI Tersip bentlerini, yapımlarında kullanılan malzemeye ve rezervuarlarında depoladıkları malzemenin cinsine göre sınıflandırmak mümkündür. 3. Tersip Bentleri Yapımında Kullanılan Malzemeye Göre Tersip bentleri yapımlarında kullanılan malzemeye göre dört grupta sınıflandırılabilir. 3.. Kargir, Beton ve Betonarme Tersip Bentleri Derelerde, tersip bendi inşa edilecek aks yerinin fazla geniş olmadığı durumlarda, tersip bendinin tamamen kargir olarak inşası tercih edilir. Ancak uygun özellikte ve yakınlıkta taş malzemenin bulunmadığı ve naklinin oldukça pahalı olduğu durumlarda ise, beton veya betonarme olarak inşa edilmesi düşünülebilir. Beton ve betonarme olarak inşa edildiği takdirde dolu savağın aşınmaya karşı taşla kaplanmasına dikkat edilmelidir. Kargir yapılar estetik olarak doğaya daha uygun oldukları gibi, bakım ve onarımları daha kolaydır. Özellikle fazla sediment taşıyan derelerde inşaatlarının özenle yapılmaları durumunda aşınmalara karşı daha dayanıklıdırlar (Resim ). 8

26 Resim :Düşü havuzlu kagir bir tersip bendi Kırıkkale-Hasandede kasabası Kale dere, (Dinçsoy, Y. 006) 3.. Toprak Seddeli Tersip Bentleri Derelerde tersip bendi inşa edilecek aks yerinin geniş olduğu durumlarda, yapının ekonomisi nedeniyle tercih edilmektedir. Bu yapılarda, dolu savağa rastlayan gövde bölümü ile enerji kırıcı tesisler (düşü havuzu, radye, düşü havuzu duvarları ve parafuy savak) kargir veya beton olarak inşa edilmekte, geri kalan gövde uzantıları toprak seddeyle teşkil edilmektedir. Seddeli tersip bentlerinde dolusavağın kenarından başlayan tek ya da iki taraflı seddeler yamaçlara kadar uzatılır (Resim ). Resim :Toprak seddeli tersip bendi, Isparta, (Kırık, S.) 3..3 Toprak Dolgu Gövdeli Tersip Bentleri Toprak dolgu gövdeli tersip bentleri, göletlerde olduğu gibi toprak dolgu gövde ile yandan veya ortadan akışlı bir dolu savaktan oluşmaktadır (Resim 3). Dolu savak kargir veya beton olarak yapılmaktadır. Tersip bendi rezervuarlarında suyun göllenmesi barbakan ve dip savaklarlar nedeniyle kısa sürede tahliye edildiğinden dolayı, seddelerin geçirimsiz ya da yarı geçirimli, homojen dolguyla yapılması yeterli olup, zonlu veya perdeli dolgu tesisine gerek yoktur. Bu amaç içinse, çoğu zaman deredeki mevcut malzeme yeterli olmaktadır. 9

27 Dere malzemesinin sedde oluşturmak için yeterli olmadığı durumlarda, malzemenin uygun yerlerden temini ve taşınması gerektiği takdirde, ekonomi göz önünde bulundurularak karar verilir. Resim 3 :Toprak dolgu gövdeli tersip bendi, Isparta, (Kırık, S.) 3..4 Fildöfer Tersip Bentleri Kum ve çimento temininin zor ve naklinin pahalı olduğu, inşa yerinde ise uygun ve yeterli taş bulunması durumunda maliyet açısından düşünülen yapılardır (Resim 4). Fildöfer (gabion) sandıkların taşla doldurularak tersip bendi biçiminde düzenlenmesi ile yapılırlar. Bakımları oldukça zor ve pahalıdır. Ayrıca fazla miktarda iri malzeme (çakıl-taş-kaya) taşıyan derelerde, yapılarda fazla hasar olması ve sık onarıma ihtiyaç göstermeleri nedeniyle yapılmaları tavsiye edilmemektedir. Derelerdeki acil problemlerin halledilmesinde geçici tesisler olarak yapılmaları düşünülmelidir. DSİ Genel Müdürlüğünce Ülkemizde yürütülen sediment kontrol uygulama çalışmalarında en çok, yekpare kargir gövdeli tip ile savak bölümü kargir diğer bölümleri seddeli tersip bentleri ve toprak dolgu gövdeli tersip bentleri yapılmaktadır.. Son yıllarda ise kalifiye kargir ustalarının bulunamaması ve taş temini ve naklinin güçlüğü nedeniyle beton tersip bentleri sıkça yapılmaktadır. Ancak koşulların uygun olduğu durumlarda, bakım onarım kolaylığı, dayanıklılığı ve tabiata uygunluğu dolayısıyla kargir tersip bendi yapılması tercih edilmelidir. Resim 4 :Fildöfer bir tersip bendi Antalya-Elmalı Koçaçay, (Biroğlu, İ. 005) 0

28 3. Depoladıkları Malzemeye Göre Tersip bentleri havzadan taşınan (kum-çakıl-taş-kaya vb. gibi) her cins malzemeyi depolayacak şekilde inşa edildikleri gibi, yalnızca kaba malzeme (taş-kaya) depolayacak şekilde de inşa edilirler. Ülkemizde henüz örneği görülmeyen kaba malzeme depolayan tersip bentleri, Avusturya, Fransa, Japonya gibi ülkelerde sıkça yapılmaktadır. Fazla miktarda kaba malzeme taşıyan derelerde, yalnızca kaba malzeme depolayan tersip bentleri inşasında iki amaç düşünülmektedir. Birinci olarak, kum-çakıl gibi inşaatlarda kullanılan malzemenin temininde zorluk çekildiği durumlarda, kaba malzeme tersip bendi rezervuarında tutulmakta ve mansaba taşınan kum-çakıl malzemesi biriktirme havuzlarında toplanarak kullanılmaktadır. İkinci olarak kaba malzemenin tersip bendinde tutulması sonucu, mansaba taşınan kum-çakılın problem oluşturmadığı durumlarda inşa edilirler. Başka tersip bendi inşa olanağı yoksa kaba malzeme ile dolan rezervuarların boşaltılarak tersip bendi işlevinin sürekliliğinin sağlanması düşünülmektedir. Bunun için, ya bent gövdesi sökülebilir şekilde inşa edimekte, ya da rezervuara inen rampalar tesis edilmektedir. Her iki durumda da depolanan malzeme vasıtalarda taşınmaktadır. İnşa şekilleri çeşitli olmakla birlikte en çok kullanılan tip, dolu savağa rastlayan gövde bölümü yatay ve dikey putrellerle inşa edilmektedir (Resim 5). Diğer bir tipte ise barbakanlar geniş ve ızgaralı olarak inşa edilmektedir. Kaba malzeme depolayan tersip bentlerinde yatay ya da dikey profillerin aralarındaki mesafe, önceden belirlenen boyuttaki sedimentin geçmesine yetecek fakat daha büyük boyutlu materyali tutacak boyutta ayarlanır. Günümüzde, Ülkemizde büyüyen inşaat sektörüne paralel olarak, çoğu bölgede kum-çakıl malzemesine oldukça fazla ihtiyaç olduğu ve temininin güç olduğu düşünülürse, mecralarda uygun kesillerde bu tip yapıların inşa edilmesi yoluna gidilmelidir. Resim 5 :Kaba malzeme depolayan tersip bendi, Japonya, (DSİ Eroz. Şb. Aşv.) 4 TERSİP BENTLERİ YERLERİ SEÇİMİ Ekonomik olmaları ve fazla miktarda sediment depolayabilmeleri için tersip bentlerinde yer seçimi oldukça önemlidir. Bu bakımdan, dar kesitli ve düşük eğimli, ancak depolama kapasitesi bakımından geriye doğru genişleyen yatak bölümleri en uygun yerlerdir. Bu bölümler genel olarak, dere havzaları materyal toplanma bölgesinden dere boğaz bölgesine geçişte yer alırlar. Bu kısımlar, büyük havzaya sahip derelerde birkaç yerde bulunabildiği gibi, bazı dere havzalarında tersip bendi inşasına uygun hiçbir kesit bulunmayabilir.

29 Tersip bendi inşa edilecek dere aks yerinde zeminin, temel ve yamaçlarda sağlam olmasına dikkat edilmelidir. Kayalık bir zemine oturtulan tersip bentlerinde enerji kırıcı tesislere gerek olmayacağından dolayı ekonomik olacaği gibi, stabilite açısından problemler asgariye indirilmiş olur. Ancak derelerde tersip bendi yapımına uygun olan yerlerde, her zaman için sağlam zemin bulmak mümkün olmayabilir. Bu takdirde, zemini iyileştirici önlemler alınarak inşaat yapılmalıdır. Tersip bentleri göletler gibi rezervuarlarında devamlı su tutmayacağından dolayı, temelin mutlaka sağlam zemine kadar indirilmesine gerek yoktur. Derelerde bulunan ve yapının stabilitesi için uygun olmayan killi ve şiltli zeminlerden ise olabildiğince kaçınılmalıdır. Bir oyuntunun direk mansap olduğu aks yerine tersip bendi yapılmamalıdır. Yer seçimi yapılırken, bent gövdesi ve arkasında oluşacak rezervuarın mümkün olduğu kadar kamulaştırma gerektirmeyecek yerler olmasına dikkat edilmelidir. Ekonomi açısından, tersip bendi inşasında kullanılan malzeme kaynaklarına yakın olması, yapı malzemesi taşınımı için yol mevcut değilse, arazinin hizmet yolu inşasına uygun olması göz önünde bulundurulmalıdır. Yer seçiminde dikkat edilecek oldukça önemli bir hususta, tersip bendi inşa edilecek aks yerinin sedimentı oluşturan havzanın tamamını, yada büyük bölümünü kapsamasıdır. Aksi takdirde tersip bendinden beklenen fayda tam olarak sağlanamaz ve mansaba sediment taşınımı devam eder. Havzasında önemli ölçüde sediment taşınımı olan bir yan derenin, ana mecraya mansap olduğu yerin membaına yapılacak bir tersip bendi, inşasından beklenen amacı sağlamaktan uzak kalır. 5 TERSİP BENDİ YÜKSEKLİĞİ VE DEPOLAMA HACMİNİN HESABI Tersip bendi yüksekliğinin tayininde en önemli etken, depolanmak istenen malzemenin miktarıdır. Bir dere yağış havzasından 50 yıllık ekonomik periyot içerisinde gelen sedimentin depolanarak kontrolü amaçlanıyorsa, hacım-yüzey grafiği çizilerek, havza sediment verimine göre tersip bendi yüksekliği belirlenir. Ancak, yan derelerde sediment ölçümleri yapılmadığından dolayı uygulamada, çeşitli ampirik formüllerle havza sediment verimi hesaplanmakta ve hesaplanan yıllık sediment miktarı, arazi gözlemleri sonucu yapılan yıllık sediment miktarı tahminlerimizle karşılaştırılarak bir sonuca varılmaktadır. Bu sonuca göre, belirli bir yükseklikte inşa edilecek tersip bendi rezervuarının depolayacağı sediment miktarı bulunmaktadır. Tersip bendi yüksekliğinin 5 m den fazla olmaması gerek inşaat gerekse maliyetler bakımından avantajlıdır. Genelde tersip bendi yükseklikleri 5-0 m arasında alınmaktadır. 0 m den yüksek tersip bentlerinin inşası iki kademede yapılmalıdır. İnşa edilen birinci yarısı sedimentle dolduktan sonra ikinci kısmı yükseltilerek tamamlanmalıdır. 5 m den yüksek tersip bendi yapmak gerektiğinde ise, toprak dolgu gövdeli tersip bendi yapılması tercih edilmeli ve bu tipte, biraz toleranslı olmakla birlikte büyük su yapıları proje kriterleri dikkate alınmalıdır. İnşa edilen bir tersip bendinin rezervuarının sedimentle dolmasından sonra hemen membaına inşa edilen bir tersip bendi (aks yeri ve rezervuarı uygun ise), derede mecra eğiminin düşmesi ve rezervuar alanının genişlemesi nedeniyle daha fazla sediment depolamaktadır. Ülkemizdeki uygulamalarda da sıkça kullanılan bu sistemde, yapıların temel ve sızma koşullarına ve enerji kırıcı tesislere özen gösterilmesi gerekmektedir. Tersip bentlerinde depolama hacminin hesaplanması; bent inşası ile sediment probleminin çözülüp çözülmeyeceği, tersip bendinin kaç yıl süre ile koruyucu işlevini sürdüreceği, bent yüksekliği tespiti ve ekonomisi açısından gereklidir. Bu amaçla tersip bendi rezervuarının /000 veya /000 ölçekli ve - m kot eğrili, aks yerinin ise /500 ölçekli plankotesi çıkarılarak hacimyüzey grafiği çizilmeli ve çeşitli bent yüksekliğine göre depolama hacmi hesaplanmalıdır. Hacim hesabında rezervuarda sediment birikiminden sonra oluşacak yeni denge eğiminin depolama hacmine katacağı ilave hacimde dikkate alınmalıdır. Hacım satıh grafiğinin çizilmediği durumlarda depolama hacmini; V = H B ort L formülüyle pratik olarak ve kabaca hesaplamak mümkündür.

30 Burada; V =depolama hacmi (m³) H =temel hariç, dolu savak kretine kadar olan bent yüksekliği (m) B ort =sedimentin birikeceği rezervuar alanının ortalama genişliği (m) L =tersip bendi arkasında birikecek sedimentin etki mesafesi (m) x =mevcut mecra eğimi (% ) y =oluşan denge eğimi (%) H L = 00 formülü ile hesaplanır x y Örnek H =8 m B ort = 75 m x = 0,04 y =0,0 00 H 00*8 L = = = 400 m x y 4 V = H Bort L = *8*75* 400 = 0000 m³ Burada dikkat edilmesi gereken önemli bir husus, tersip bendinin depolama süresidir. İnşa edilen tersip bendi, DSİ uygulama projelerinde dikkate alınan ekonomik periyot olan, 50 yıllık süreden daha az bir sürede dolarak koruyucu fonksiyonunu yitiriyorsa, proje ekonomisinde yıllık giderler hesaplanırken, amortisman faktörünün tersip bendi depolama süresine göre düzenlenmesi gerekmektedir. Örneğin; 50 yıl yerine 30 yılda dolması beklenen bir yada birkaç tersip bendinin amortisman faktörünün hesabı; c i (+ i) a = n (+ i) n (- c) i (+ i) + N (+ i) N % i= faiz oranı N= tesis ömrü n= yenileme süresi % c= yenileme oranı Bu formüle göre yenileme oranı ve yenileme süresi sıfır olan ve 30 yılda dolması beklenen tersip bendinde kullanılacak amortisman faktörü; 0*0,05*(+ 0,05) a = 0 (+ 0,05) 0 (- 0) *0,05*(+ 0,05) + 30 (+ 0,05) a =0+0,06505= 0,06505 olmaktadır. Bulunan bu değer 50 yıllık amortisman faktörü olan 0,05478 den daha büyük bir değerdir. Ender olmakla birlikte, sedimentle dolan tersip bendi rezervuarının periyodik olarak temizlenmesi öngörülüyorsa, yıllık temizlik giderleri, ya işletme bakım faktörü düzeltilmek şartıyla ya da doğrudan işletme bakım giderlerine dahil edilmelidir. 30 3

31 BÖLÜM 3 TABAN KUŞAKLARI VE BRİTLER Bu bölümde, derelerde ıslah sekisi ve tersip bentleri dışında sıkça uygulamalarını gördüğümüz enine yapılardan olan, taban kuşakları ve biritlerden kısaca bahsedilmiştir. Derelerde inşa edilen britler mansap ıslah önlemleri içerisinde yer almakta, taban kuşakları ise hem yukarı havza hemde mansap önlemleri içerisinde uygulama olanağı bulmaktadır. TABAN KUŞAKLARI Geniş tabanlı doğal yataklar içinde malzeme hareketinin durmadığı ve mansaba intikalinin devam ettiği durumlarda, derelerde belirli bir denge eğimi oluşturarak, hareket eden malzemeyi durdurmak için yapılırlar. Aynı zamanda, önceki yıllarda birikmiş sedimentin oyularak mansaba taşınmasını önlemek ve bu sedimenti yerinde tutmak, kıyı oyulmaları olan yatak kesitlerinde oyulmaları önleyip, geniş yataklarda düzenli bir akım da sağlamak amacıyla inşa edilen enine yapılardır (Resim 6). Bu yapılar söz konusu oyulmaları önledikleri gibi, yatakta düzgün bir akımda sağlarlar. Fazla yüksek olmayan (0,5-,5 m) bu yapıların tamamı, bazı durumlarda savak olarak çalıştırılır. Taban kuşakları da ıslah sekileri gibi projelendirilir ve yöredeki malzemenin durumuna bağlı olarak kargir ya da beton olarak inşa edilirler. Resim 6 :Taban kuşakları görünümü, (DSİ Eroz. Şb. Aşv.) 4

32 BRİTLER Britlerde taban kuşaklarına benzer yapılardır. Ayrıcalıkları sediment akımı olmayan ya da sediment akımının problem oluşturacak düzeyde olmadığı, ancak oyulma problemleri olan doğal ve yapay mecralarda, suyun enerji hattı eğimini düşürerek oyulmaları önlemek, yatak tabanını korumak için yapılan kaplama, taş, kaya tesisler ve kıyı duvarlarının korunması amacıyla inşa edilen alçak enine yapılardır.(resim 7). Seçilen proje eğimi nedeniyle, taşınan ve sürüklenen ince materyalin zamanla britler arasında birikmesi olağandır. Resim 7 :Britlerin görünümü, (DSİ Eroz. Şb. Aşv.) 5

33 BÖLÜM 4 TERSİP BENDİ VE ISLAH SEKİLERİNİN PROJELENDİRİLMESİ Islah sekisi ve tersip bentlerinin projelendirilmelerinde hidrolik hesaplar ve statik tahkikler her iki yapıda da aynı şekilde yapılmaktadır. Hidrolik hesaplarda, yapının inşa edileceği yer ve yapının amacına göre farklı tekerrürlü debiler alınmaktadır. Yapıların statik tahkiki, etki altında bulunacakları toprak, su cinsinden toprak ve hidrostatik basıncına göre farlı olmaktadır. Genelde ıslah sekileri yüksekliği 4-6 m, tersip bentlerinin ise 5-0 m olmaktadır. Çoğu zaman toprak basıncına göre yapılan hesaplarla elde edilen değerler, su basınsına göre yapılan hesaplamaların yarısını geçmemektedir. Sulu cinsinden toprak basıncına göre yapılan hesaplarda ise ikisinin arasında değerler elde edilmektedir. Islah sekileri ve tersip bentlerinin üst ve alt genişliklerini veren çeşitli ampirik formüller vardır. Bunlardan bazıları; a) Hoffmann formülü; b = 0, 46 H Yüksekliği 8 m ve daha fazla olan yapılar için bu formül; b = 0,45 ( H + x) şeklinde kullanılır (Hattinger, 976). Yüksekliği 8 m ve daha az olan yapılar için ; b = 0,35 ( H + x) Kronfellner Kraus formülü de kullanılır. Bu formüllerde; b =yapının taban genişliği (m) H =yapının temel dahil yüksekliği (m) x =dolu savak (akım seksiyonu) derinliği (m) b) Yüksekliği 5 m yi aşmayan yapılarda, yapının üst genişliği Avusturya da çoğunlukla; k = 0, 4 H veya; k = + H 0 ampirik formülle hesaplanmakta ve üst genişliğin, taban genişliğinin yarısını aşmamasına dikkat edilmektedir. Bu formülde; k =yapının üst genişliği (m) H =yapının temel dahil yüksekliği (m) c) Yapıların üst genişliklerinin hesaplanmasında Fransa'da kullanılan ampirik formül; k = 0, 44 h e olup, burada; 6

34 k = yapının üst genişliği (m) h e =yapının efektif (temel hariç) yüksekliği (m) d) Yükseklikleri 4 m' ye kadar olan yapılarda üst genişlik İtalya da; k = 0, 70 + c h e şeklinde ampirik formülle hesaplanmaktadır. Bu formülde; k =yapının üst genişliği (m) c =yatak yükünün büyüklüğüne göre 0,0-0,0 arasında değişen bir katsayı h e =yapının efektif (temel hariç) yüksekliği (m) (boyutsuz) e) Hidrostatik basınca maruz, memba yüzü dik, mansap yüzü /5 eğimli yamuk kesitli ıslah sekisi ve tersip bentleri için Domentzey-Wang-Strele formülü; d = 0,6 ( H + x) burada; d =yapının taban genişliği (m) H =temel dahil yapı yüksekliği (m) x =savak yüksekliği (m) Bulunan taban genişliğinden eğime göre üst genişlik hesap edilir. Boyutları ampirik formüllerle hesaplanan yapıların boyutları, stabilite bakımından kesinlikle tahkik edilmeli ve istenilen stabiliteyi sağlamadığı takdirde boyutlar duruma göre artırılıp azaltılmalı ve istenilen sonuca göre hesaplar tekrarlanmalıdır. Yapıların kendi ağırlıklarıyla etki altında bulundukları basınçlara karşı dengede durabilmeleri için, yapının; ) kaymaması, ) devrilmemesi, 3) çatlayıp yarılmaması, 4) ezilmemesi; a) zeminin ezilmemesi, b) yapının ezilmemesi, gerekir. DİP SAVAK VE BARBAKANLAR Islah sekileri ve tersip bentlerinin inşaatları süresince inşaatın, derede bulunan akım dolayısıyla aksamaması ve suların tahliyesi için, derenin mevcut debisinin büyüklüğüne göre, dere talveg hizasında, yapıda dip savak dediğimiz bir ya da birkaç boşluk bırakılır. Yapının inşaatı tamamlandıktan sonra, memba yüzünde ince malzemeyi geçiren ancak iri malzemenin birikmesini kolaylaştırmak amacıyla, dip savakların önüne ahşap ya da demirden ızgaralar konması gerekir. Dip savaklar, dik ayaklar üzerinde duran, silindirvari kemer şeklinde ya da dikdörtgen şeklinde taştan inşa edilir. Son yıllarda ki uygulamalarda ise, inşaat kolaylığı bakımından 0,40-0,60 m çapında büzler kullanılarak yapılmaktadır. Derelerde inşa edilen yapıların rezervuarları havzadan gelen materyalle, durumuna göre belirli bir süre sonra dolacaktır. Bu materyalin küçük çaplı parçalardan oluşması ve fazla miktarda su içermesi nispetinde, yapıya yapacağı basınç büyük olmaktadır. Bu nedenle yüksek inşa edilen 7

35 (genelde >,5 m den) yapılarda, materyal kitlesinin ihtiva ettiği suyu tahliye etmek için, ıslah sekisi ve tersip bentleri gövdelerinde barbakan adı verilen boşluklar bırakılır (Şekil 0). Barbakanların şekil, büyüklük ve sayıları mevcut şartlara göre değişir. Barbakanların boyutları genelde 0,0 genişlik ve 0,30-0,40 m yükseklikte olup, m yatay aralıklarla şaşırtmalı olarak yapılırlar. Barbakanlar arasındaki dikey aralık ise,5 m alınır. Barbakanlar yapı gövdesinde dikdörtgen şeklinde boşluklar şeklinde olabilecekleri gibi, 5-0 cm lik büzlerin kullanılmasıyla da yapılırlar. dip savak Barbakanlar Şekil 0 :Bir yapıda dip savak ve barbakanların görünümü Dip savak ve barbakanlara mansaba doğru 6/ oranında eğim verilir. Suların dip savak ve barbakanlardan tahliyesi esnasında, yapı içerisine sızıp zarar vermemesi için barbakanların yapımlarında yeterli titizlik gösterilmelidir. Barbakanlar büz kullanılarak yapıldığı takdirde, dolu savak üzerinden akan suların çarpma etkisiyle kırılmamaları için gövde hizasından kesilmeleri gerekir. RADYE VE KONTUR SEKİLER Islah sekisi ve tersip bentlerinde dolu savaktan düşen suyun çarpma etkisi nedeniyle yapının mansap bölümünde, korunmamış doğal zeminde, tabanda oyulmaya neden olur. Bu oyulmanın derinlik ve genişliğini, yapının yüksekliği, kret üzerindeki su düzeyinin yüksekliği, akımın şiddeti (debisi) ve zemini oluşturan materyalin kompozisyonu belirler. Oyulmanın derinliği T = (4,75/ d )* H 0, * q 0, 57 Şeklindeki Shocklitsch formülüyle hesaplanabilir (Hattinger, 976), (Şekil ). Şekil :Düşü yapısı önünde düşen suyun yatak tabanında yol açtığı oyulma ve uzunluğu 8

36 Burada; T =yapı önündeki oyulma derinliği ile su derinliğinin toplamı (m) d 90 =yatak tabanını oluşturan toprak partiküllerinin % 90'ının daha küçük, % 0'unun daha büyük olduğu standart çap (mm) H =yapının arka ve ön yüzündeki su düzeyleri arasındaki kot farkı (m) q = savağın m'lik kısmından birim zamanda geçen akım miktarı (m³/san) Bu formül ile elde edilecek (T )'nin, yatak tabanındaki oyulma derinliği (t ) ile yapı mansabındaki oyulmamış yataktaki su derinliği ( h )'ın toplamı olduğuna dikkat edilmelidir. Oyulmanın yapının ön yüzünden itibaren etkili olacağı mesafe ve oyulmanın hangi noktada meydana geleceği de yaklaşık olarak hesaplanır. T = t + h I = T (0,5 ± 0,) I = T (,8 ± 0,) L = I + I olmaktadır. Burada; T =tabandaki oyulma derinliği ile yataktaki su derinliğinin toplamı (m) t =tabandaki oyulma derinliği (m) I =suyun düştüğü noktanın yapıdan uzaklığı (m) I =suyun düştüğü noktanın oyulma ön kenarından uzaklığı (m) L =yapıdan itibaren oyulmanın ulaşacağı mesafe (m) dir (Şekil ). Oyulma derinliğinin bulunmasında; H T = W d 0,5 * q 0,4 90 0,6 formülünden de yararlanılabilir (Rield/Zachar, 984). Bu formülde; T = t + h W =bir oyulma faktörü olup, ( d ) değeri mm cinsinden verilmişse, bu faktörün değeri yaklaşık olarak 0 dur. Bir yapının mansabında oluşan oyulma sonucu, temelin açığa çıkması durumunda yapının stablitesini tehdit etmektedir. Bunu ortadan kaldırmak için, yapı temelini çok derine indirmek, kayalık zeminlere yapı yapmak gibi önlemler düşünülebilir. Bunun yanında radye, kontur seki ve anroşmanlarda kullanılır. Radye yapı temelini oyulmalara karşı korumak, dolu savaktan geçen taş ve suların çarpma etkisini azaltmak, suyun hızını düşürmek amacıyla, yapının mansap tarafına yapılan ve toprağa gömülmüş bir nevi kaldırımdır. Radye harçlı kuru taş tarzında, ya da çimento harcı üzerine döşenmiş kesme taşlardan bir kaplama (pere) şeklinde yapılabilir. Düşü yatağına düşen suyun çarpma (darbe) etkisi yaratması nedeniyle, yatak koruma çalışmasının titizlikle yapılması gerekir. Gerek harçlı ve kuru taş, gerekse kaplama yapımında büyük boyutlu taşlar kullanılır. Bazen taşların yerlerinden oynamalarını önlemek amacıyla, beton bir alt tabaka içine gömülmesi düşünülebilir. Radyenin aşağı ucunda, alttan oyulma tehlikesine karşı emniyet altına alınması gerekir. Bunun için genellikle kontur seki yapılır. 9

37 Kontur seki temeli sağlam bir zemine dayanan, akıntı ekseni yönünde çok az çıkıntı yapan küçük bir sekidir. Kontur sekinin fonksiyonu, savaktan dökülen suların oyucu tesirini önlemek amacıyla, radye üzerinde bir miktar su ve sediment biriktirmek suretiyle oyulmaları önlemektir. Kontur seki iki şekilde yapılır. Ya kontur sekinin kretini radye içine gömerek ya da kreti radye seviyesinden yukarıda yapmaktan ibarettir. Birinci şekil sarfiyatın az olduğu mecralarla, yapı yüksekliğinin fazla olmadığı durumlarda yapılır. İkinci şekil ise sarfiyatın fazla olduğu mecralarda, yüksek inşa edilen yapılarda, radye üzerinde bir miktar su biriktirerek suyun hızının ve oyma tesirinin azaltılması gereken durumlarda uygulanır. Bazen kontur sekinin mansabında da oyulmalar görülebilir. Bu gibi durumlarda, kontur seki bir radye ve radye başı, yada anroşman tahkimatla oyulmaya karşı korunur. Radye, kontur seki ve anroşmanlar ıslah çalışmalarında önemli ve kilit yapıları korumak için uygulanırlar. Pahalı ve inşaatları zordur. Sık sık tahrip oldukları için devamlı bakım isterler. Münferit yapılarda, sistematik ıslah sekilerinde ilk kademe yapısında, kilit yapılarda önlerinin oyulma tehlikesi varsa yapılmaları zorunludur. Radye uzunluğu hesabında, İtalya. Fransa ve diğer bazı ülkelerde, L = ( h + x) formülü kullanılmaktadır. Burada; L =radye uzunluğu (m) h =temel hariç yapı yüksekliği (m) x =dolu savak yüksekliği (m) 3 ISLAH SEKİSİ VE TERSİP BENTLERİNİN HİDROLİK HESABI Dağlık arazi yan derelerinde genellikle yeterli akım gözlemleri yapılmadığı gibi, çoğu yan derenin devamlı bir sarfiyatı da yoktur. Genellikle yağışlı aylarda veya sağanak yağışlar sonucu oluşan taşkın anlarında sarfiyatları vardır. Bu nedenle, derenin herhangi bir kesitinde beklenen akım değerleri formüllerle hesaplanır. DSİ de, 0-5 km² arasında yağış alanına sahip derelerde akım değerleri Rasyonel metotla, daha büyük yağış alanına sahip derelerde ise Mockus ve DSİ Sentetik Metot kullanılarak muhtelif tekerrürlü akımlar hesaplanmaktadır. 3. Dolu Savak Formu ve Hesabı İçinden su akan düzgün şekilli boşluklara savak denir. Savağın üst tarafından akan kısma memba, alt tarafına mansap denir. Savağın üzerinden akan su hüzmesine nap denir. Nap hiçbir engele rastlamadan oluşursa serbest akışlı savak adını alır. Suyun akmasına neden olan su derinliği ise yüktür. Islah sekisi ve tersip bentlerinde, akım seksiyonu ve dolu savak olarak ifade edilen kısım yapının emniyetli bir detayını oluşturur. DSİ de genellikle dolu savak terimi kullanılmaktadır. Dolu savak ile suların yapının gövdesi üzerinde, yamaçlara zarar vermeden emniyetli bir şekilde akışı sağlanır. Dolu savak olarak adlandırılan bu akım seksiyonu genellikle simetriktir. Ancak yamaçların durumuna göre asimetrikte olabilmektedir. Yatak içerisinde sağa sola kaymış ve kıyı oyulmaları oluşturmuş, ayrıca bu oyulmaların ilerleme durumunda olduğu derelerde, savak suya verilmek istenen yöne uygun bir yere yerleştirilir. Bu duruma derenin kavis yaptığı yerlerde sıkça rastlanır. Buralarda savağı sağa sola kaydırmak suretiyle su kıyıdan uzaklaştırılarak oyulmalarının önüne geçilir. Genel olarak savağa yamuk ve kavisli form verilir (Şekil ). Bazen de dikdörtgen form verilir. Bu form daha ziyade kesitin yeterli olmadığı dar derelerde ve kemer sekilerde kullanılır. Dikdörtgen form tersip bentlerinde ıslah sekilerine göre daha fazla kullanılmaktadır. 30

38 Şekil :Yamuk ve kavisli bir formdaki savakta suyun dağılışı Savaklara verilen formların avantaj ve dezavantajlarına bakıldığında; yamuk formda, su yüksekliği ne kadar olursa olsun, sular savağın genişliği kadar olan alana yayılır. Bu, suyun düşme anında oyma kuvvetinin azalmasına neden olacağından avantajlıdır. Ayrıca, iri materyal taşınması esnasında malzeme farksız olarak her kısımdan geçebilecek, bu nedenle yapının tahrip olma ihtimali geniş bir alana yayılacaktır. Dezavantajı ise, suları materyal birikintisinin ortasından sevk etmenin zorluğudur. Dere mecrası içerisinde geniş bir saha kaplayan materyal birikintisi değişen koşullara göre şekil alır ve sular sağa sola kaymak zorunda kalır. Bu şekilde oynak bir yatak oluşacağından kıyıların stabilitesi için yapılacak ağaçlandırma zorlaşır. Ayrıca akımı engellediğinden dolayı materyal birikintisinin ortasında kalan iri blokların devamlı kenarlara atılması gerekir. Kavisli savak formunda sular derenin ortasında kolayca toplanır. Fakat bunun sonucu, bu kısımda toplanan materyal daha fazla zarar yapar. Yapıda tahrip olan kısım lokalize edilmiş olur. Savak formların avantaj ve dezavantajları dikkate alınarak derelerin özelliklerine göre savağa form vermek gerekir. Bazı durumlarda savağa özel bir form vermekte fayda vardır. Derede yamaçlardan biri kayalık ise, bu durumda sarfiyatları kayalık kısımdan akıtabilmeyi sağlayacak formlardan birinin kullanılması uygun olur (Şekil 3). Şekil 3 :Bir kenarı kaya olan yatakta özel dolu savak formları Belirli bir debiye göre savak form ve boyutlandırması yapılırken, savaktan düşecek sarfiyatların yapının mansap kısmına düşmesi esnasında, yamaçlarda oyulmalara neden olmaması için, savak üst genişliğinin yatak taban genişliğinden fazla olmamasına dikkat edilmesi gerekir. Ancak bu her zaman için mümkün olmaz, özellikle genç sel derelerinde mecrada taban oyulması fazla olduğundan yatak dardır. Bu durumda bir form vermek gerekirse, savak tabanı dar ve oldukça yüksek bir form vermek gerekir ki bu, anormal bir şekil oluşturur ve seki boyutlarının büyük çıkmasına neden olur. Bu durumda, savağa yatak tabanına göre daha geniş bir form verilir ve yamaçların oyulmasının önlenmesi için gerekli önlemler alınır. 3

39 Lav akımı olan derelerde, savağın devamı olan kanat duvarlarına yamaçlara doğru % 0-5 gibi bir eğim verilmesi, lav akımları esnasında sarfiyatları dere ortasına doğru sevk etmekte ve kıyılara zarar vermesinin önlenmesi bakımından tavsiye edilmektedir. Yapılarda, akımların dolu savak bölümünde olması dolayısıyla en fazla yıpranmada bu kısımlarda oluşur. Bu nedenle, dolu savağın özenle ve oldukça sağlam yapılması gerekmektedir. Dolu savak iri, sağlam, düzgün veya yontma taşlardan inşa edilmelidir. Yeterli uygun taş bulunamadığı durumlarda, yontma taşlar savağın üst kısmının inşasında kullanılır. Bu kısımda taşların uzunluğuna konması ve 450 dozlu çimento harcı kullanılarak düzenlenmeleri gerekmektedir. Yapıların dolu savaklarının alt kenarına kuronman (Resim 8) adı verilen, 0-5 cm lik bir çıkıntı verilmesi, su ve materyal tesiriyle yapı ön yüzünün yıpranmasını azaltacağından oldukça faydalıdır. Resim 8 :Dolu savak alt kenarındaki kuronman, Japonya, (DSİ Eroz. Şb. Aşv.) Dolu savakların boyutlandırılmasında, tarım arazilerinde inşa edilecek ıslah sekilerinde 5 yıl frekanslı debiler kullanılmaktadır. Ancak yükseklikleri fazla ıslah sekisi ve tersip bentleri dolu savak projelendirilmesinde şartlara göre, 50 ve 00 yıl tekerrürlü debiler kullanılmaktadır. Yerleşim yerlerinde, yıkılmaları halinde can kaybının olabileceği, devamlı yüksek sarfiyatların olduğu derelerde inşa edilecek yapıların dolu savakları projelendirilirken 00 yıl tekerrürlü debiler kullanılmakta ve 500 veya 000 yıla göre hava payı verilmektedir. Her durumda dolu savak yüksekliklerinin -,5 m yi geçmemesine özen gösterilmelidir. Yapıların dolu savak ebatlarının tespitinde, yaklaşım hızının hesaba katılıp katılmaması sonucu oldukça etkilemektedir. Islah sekisi ve tersip bentlerinde yapının membaında; L =, 5 h (h =savak yüksekliği) mesafedeki kesitte hesaplanan hız, yaklaşım hızı olarak kabul edilebilir. Devamlı olarak su depolayan rezervuarlarda yaklaşım hızı oldukça düşüktür ve ihmal edilebilir. Islah sekilerinin rezervuarları kısa sürede sediment ile dolduğundan, feyezan suları oldukça yüksek yaklaşım hızları ile dolu savağa dahil olurlar. Eğer yan derelerde mecra kesiti yeterli ise, dolu savak boyutlandırmasında yaklaşım hızı almamak emniyet açısından tavsiye edilmektedir. Ancak mecra genişliği yeterli değil ise, yüksek debilerin olduğu derlerde oldukça büyük çıkan savak tüllerini mecraya sığdırmak mümkün olmamaktadır. Bu gibi durumlarda yaklaşım hızını hesaba katmak gerekir. 3