Bir su kaynağından yararlanma talebinin karşılanması için dört ana unsurun saptanması gerekir: Tarımsal Yapılar ve Sulama Dersi Sulama Yapıları Miktar: talep edilen su miktarı,(m³) Zaman: talep edilen suyun zaman boyunca değişimi, (saat, gün, ay, yıl) Yer: talep edilen suyun coğrafik dağılımı Kalite: talep edilen suyun kalitesindeki asgari limitler (Fiziksel, kimyasal, biyolojik, radyoaktif vb.) Prof. Dr. Belgin ÇAKMAK 1 Bunların arasında miktar-zaman en önemli olanıdır. 2 SULAMA YAPILARI Su depolama yapıları (Baraj, gölet, havuz, sarnıç) Kabartma ve çevirme yapıları (Bağlamalar) Su iletim ve dağıtım yapıları (Kanallar, kanaletler, boru hatları, sanat yapıları) Su alma yapıları Enerji kırıcı yapılar Akarsu düzenleme yapıları (kaplama, sedde vb. yapılar) 1. Su Depolama Yapıları Suyun akışını önleyerek rezervuar, gölet veya su birikimi oluşturan ve yönlendiren yapılara su depolama yapıları denir. Vadilerin kapatılması ile yapılan 15 m den yüksek su depolayan yapay yapılara baraj denir. Yükseklikleri 15 m ye kadar olan ve barajlara göre daha az su depolayan sistemlere gölet denir. 3 4 Su depolama yapıları; Kestel Barajı İzmir Sulama amaçlı, toprak dolgu İçme ve kullanma suyu temin etmek, Sulama suyu temin etmek, Endüstriyel kullanım için su temin etmek, Elektrik enerjisi üretmek, Rekreasyon alanı sağlamak, Su ürünleri yetiştiriciliği yapmak, Taşkınları kontrol etmek, Su taşımacılığının geliştirilmesini sağlamak amaçları ile yapılır. 5 6 1
Barajı Oluşturan Elemanlar Baraj gövdesi: Bütün vadiyi kapatarak baraj gölü oluşmasını sağlar. Beton veya dolgu malzemeden inşa edilir. Baraj gölü (Hazne): Gövdenin arkasında suyun depolandığı kısımdır. Göl haznesi ölü hacim, aktif hacim ve taşkın hacmi kapasitelerinin toplamıdır. Dip savak: İstenilen miktarda istenilen zamanda suyun alınabildiği unsurdur. Depolanan suyu mansaba vanalar vasıtasıyla, kontrollü olarak verir. 7 Dolu savak: Su yapılarında taşkın sularının membadan mansaba aktarılarak yapının emniyetini sağlayan tesislerdir. Barajın emniyet sübabıdır. 8 Derivasyon: Baraj inşaatının kuru bir ortamda yapılmasını sağlar, akarsu güzergahının geçici olarak değiştirilmesini sağlayan tünellerden oluşur. Cebri borular: Baraj gölündeki suyu hidroelektrik santrale taşıyan çelik borulardır. Dolusavak Enerji kırıcı havuz: Dolu savaktan geçen suyun akarsuya verilmeden önce enerjisinin kırılıp emniyetli bir şekilde barajdan uzaklaştıran yapılardır. Dipsavak 9 10 Su Depolama Yapısı Gövde Tipleri Su Depolama Yapılarının Yapım Aşamaları Etüt (ön inceleme) Topografik etütler Jeolojik etütler Hidrolojik etütler Hidrolojik etütler Planlama Projeleme İnşaat İşletme ve bakım 11 Dolgu Gövdeli Yapılar Beton Gövdeli Yapılar 12 2
22.02.2014 Dolgu Gövdeler Zonlu tip baraj gövdesi 13 Su Alma Yapısı) 14 DOLU SAVAK Hidroelektrik Santral Baraj Gövdesi Dip Savak Dolu Savak Enerji Kırıcı Havuz 15 16 ATATÜRK BARAJI Derivasyon Tünelleri 17 18 3
Atatürk Barajı / ŞANLIURFA Fırat Nehri üzerinde, Enerji ve sulama amaçlı, Yüksekliği 169m, 1992 yılında işletmeye açıldı. Beydağ Barajı 19 20 Tahtalı Barajı Karaburun Mordoğan Göleti 21 22 Ermenek Barajı/KARAMAN Göksu Nehri üzerinde, Enerji amaçlı, Yüksekliği 210m, 2009 yılında işletmeye açıldı. Oymapınar Barajı / ANTALYA Manavgat Nehri üzerinde, Enerji amaçlı, Yüksekliği 185m, 1984 yılında işletmeye açıldı. 23 24 4
22.02.2014 ELMALI BARAJI Karakaya Barajı / DİYARBAKIR Fırat Nehri üzerinde, Enerji amaçlı, Yüksekliği 173m, 1987 yılında işletmeye açıldı. 25 26 27 28 MARDİN-CEYLANPINAR ANA KANALI MARDİN-CEYLANPINAR ANA KANALI 29 30 ANA İLETİM KANALI 5
2. Kabartma ve Çevirme Yapıları (Bağlamalar) Bağlama Bağlamalar, su seviyesini yükseltmekte ve suyu çevirmede kullanılan yapılardır. Suyu depolamaksızın akarsudan doğrudan alınmasında kullanılır. Sulanacak arazilerin memba sınırına yerleştirilir. Böylece akarsu yatağında kabartılan suyun iletim kanallarına en düşük maliyetle verilmesi sağlanır. 31 32 Bağlamaların yapılış amaçları: 1. Memba bölgesindeki suyu belirli bir seviyeye kadar kabartarak istenilen seviyeden su almayı sağlamak, 2. Su alma ağzı önündeki su seviyesi değişimlerini azaltmak, 3. Suyu kabartarak düşü yüksekliği eldeetmek, 4. Su iletim kanalının boyunu kısaltmak, 33 5. Akarsu yatağındaki kıyı ve taban aşınmalarını önlemek ve mevcut yapıları oyulmalara karşı korumak için akım hızını düşürmek. 34 3. Su İletim ve Dağıtım Yapıları Su İletim ve Dağıtım Yapıları Suyun temin edildiği baraj, bağlama, kuyu, kaptaj tesisi vb. yapılardan suyun alınıp, gerekli alanlara dağıtılmasını sağlayan yapılara su iletim ve dağıtım yapısı denir. Su iletim ve dağıtım sistemi; açık kanallar, kanaletler ve boru hatları ile dağıtılan suyun kontrolünü, paylaştırılmasını ve dağıtımını sağlayan tüm sanat yapılarını kapsar. 35 Yerçekimi ile suyun iletildiği sistemlerde; iletim kanalı, ana kanal, yedek (sekonder) kanal, tersiyer kanal ve tarla içi su iletim kanalı bulunmaktadır. 36 6
Su iletim ve dağıtım sistemi İletim kanalı: Sulama suyunu depolama veya çevirme yapısından alarak ana kanala ileten kanaldır. İletim kanalından sulama yapılmaz, sadece suyun iletilmesi için kullanılır. Ana kanal: Sulama suyunu sulama alanı içinde taşıyan ve sekonder kanallara ileten kanaldır. Ana kanal, alanın en yüksek sınırından ve eş yükseklik eğrilerine paralel olarak geçirilir. 37 Ana kanalda akan suyun hızı tıkanma ve süprüntü malzemelerinin kanalda birikmemesi (sedimantasyon) için 0.30 m/s den küçük, oyulma ve aşınmaları önlemek amacıyla 2.4 m/s den de yüksek olmamalıdır. 38 Ana kanal 39 40 Sekonder (yedek) kanal: Suyu ana kanaldan alıp tersiyerlere ulaştırır. Sulama alanında eş yükseklik eğrilerine dik olarak yol alır. Sulama alanının en yüksek yerinden geçer. Kanal aralıkları 5-6 km civarında olabilir. Sekonder kanal Tersiyer kanal: Yedek kanaldan aldığı suyu sulama alanına ileten kanaldır. Eş yükseklik eğrilerine paraleldir. Tersiyer aralıkları 300-400 m dir. Tersiyer uzunluğu genelde 2-3 km kadardır. Tersiyer üzerinde 200-250 m aralıklarla priz yapısı inşa edilir. Prizden alınan su araziye veya tarla başı kanalına verilir. Tarla içi su dağıtım ve iletim yapıları: Tersiyer prizinden suyu alıp tarla içinde dağıtankanallardır. Çiftçi tarafından inşa edilir. En fazla 500 m boyundadır. Aralıkları ise 200 m kadardır. 41 42 7
Kanaletler Prefabrike olarak yapılan ve değişik yükseklikte prefabrike ayaklar üzerine yerleştirilen kanallardır. Eliptik ve yarım daire şeklindedir. Kanaletler 5-7 m uzunluğunda imal edilir. Birleşme yerlerinde dayanma eyerlerine oturtulur. Eyerler ayaklara, ayaklar da temel parçaları üzerine oturur. 43 44 45 46 KANALET Kanalet ve sulama sifonu 47 48 8
Sulama ve Drenaj Sistemlerinde Sanat Yapıları Sanat yapıları; İletim görevi yapan (geçiş yapısı (rakortman), sifon, şüt, düşü, akedük, tünel, galeri, çökeltim havuzu) A. İletim Görevi Yapan Sanat Yapıları Kanallardaki suyu bir noktadan diğer bir noktaya ileten yapılardır. Geçiş yapısı: (Rakortman)Kanallarda kesit değişince, değişik iki kesiti birbirine bağlayan yapılardır. Kontrol görevi yapan (Çek yapısı, otomatik su seviyesi kontrol yapıları) Geçit görevi yapan (Sel geçidi, yol geçidi) yapılar olmak üzere ikiye ayrılır. 49 50 Akedük: Su taşıyan kanalları geniş ve debisi büyük akarsulardan geçirirken dere derinliği 5myigeçmiyorise akedük yapısı inşa edilir. Sifon: sulama kanallarının derin vadiler içindeki kuru dereleri, köprü yapımına uygun olmayan yol ve demiryollarını, çok fazla sediment taşıyan akarsuları geçmeleri halinde ve kanal olarak dolaşılmasının ekonomik olmadığı durumlarda sifon kullanılır. 51 52 Düşü veşüt: Topoğrafyanın gerektirdiği yerlerde kanal güzergahında kot düşmeleri zorunludur. Bu kısımlarda düşü veşütler yapılır. Düşü, 4.5 m den küçük seviye farklarında kullanılır. Su seviyeleri arasındaki farkın 4.5 m den büyük olduğu yerlerde ise uzun boylarda şütler inşa edilir. B. Kontrol Görevi Yapan Sanat Yapıları Kanallardaki su seviyesini istenilen düzeyde tutmaya yarayan yapılardır. Kanalın taşıyabileceği fazla su gelmesi durumunda fazla suyu uzaklaştırırlar. Diğer bir görevleri de suyun debisini ölçmektir. 53 Bunlar; debi ölçme yapıları (savak), sualmayapısı (priz), su seviyesini kontrol yapısı (çek) ve emniyet yapısı (yan savak, otomatik sifon) olarak gruplandırılırlar. 54 9
Debi ölçme yapıları: Sulama kanallarındaki su seviyesini ayarlamak ve gerekli miktardaki suyu iletmek için sürekli debi ölçümü yapılmalıdır. Savak 55 56 Priz: Kanallardan su alma yapısıdır. Yedek sulama kanallarından tersiyerlere su prizlerle alınır. Çek: Kanallarda suyun az olduğu zamanlarda su seviyesinin temini için çek adı verilen kontrol yapısı inşa edilir. Genellikle kapaklı yapılardır. 57 58 Emniyet yapıları: Kanallarda yamaç sularının kanala alınması durumunda veya ani priz kapatma halinde kanallardaki su seviyesini kontrol eden otomatik sifon, yamaç sularının kanala zarar vermemesi için yapılan yamaç su alma tesisleri, yan derelerin taşkın sırasında kanala zarar vermeden geçebilecekleri sel geçitleri, ana sulama kanalının suyunu boşaltan ana kanal tahliyeleri, doğal tahliye ve tersiyer drenaj kanallarını koruma yapıları ile ana drenaj kanalının boşaldığı yerlerde ana drenaj kanalının mansabını koruma yapıları olarak özetlenebilir. 59 60 10
C. Geçit Görevi Yapan Sanat Yapıları ulama kanalları uzun mesafeler katettiği için, bazen yerleşim yerleri arasındaki yolları, demiryollarını kesebilir. Bu tür geçişler köprü veya menfez biçiminde olur. Kararlı zeminlerde köprü, kararlı olmayan zeminlerde menfezler inşa edilir. İller arasındaki büyük kapasiteli yollarda karayolu köprüleri inşa edilir. 61 4. Su Alma Yapıları Akarsudan veya su depolama yapısından suyu alıp iletim sistemlerine veren yapılara su alma yapısı denir. Bir su alma yapısının planlanmasında aşağıdaki özellikler dikkate alınmalıdır. 1. Gerekli olan su miktarı her zaman alınabilmeli, 2. Taşkınların gerek iletim sistemine ve gerekse diğer yapılara zarar vermesi önlenmeli, 3. Yüzen cisimlerin iletim sistemine girişi önlenmeli, 4. Katı maddelerin iletim sistemine girişi önlenmeli, 5. Balıkların iletim sistemine girişi önlenmeli, 6. Su alma yapısındaki yük kayıpları az olmalı, 7. Gerektiğinde alınacak su miktarı denetlenebilmeli ve ölçülebilmeli, 8. Su alma yapısının işletme ve bakımı kolay olmalıdır. 62 5. Enerji Kırıcı Yapılar Bir su yapısından yüksek hızla çıkan suyun enerjisini kırarak yapıya ve çevredeki yapılara zarar vermeden suyu mansaba aktaran tesise enerji kırıcı yapı denir. Enerji Kırıcı Havuz 63 64 6. Akarsu Düzenleme Yapıları Akarsular, kendi halinde akmaya bırakılırsa dar vadilerde yamaç kaymalarına neden olurken, geniş vadilerde ise kollara ayrılarak morfolojik değişikliklere uğrar. Bu durumdan yerleşim yerleri, tarım, ulaşım ve enerji alanları etkilenir. Akarsuyun morfolojik değişikliğe uğramasını engellemek, taşkınları önlemek, su yapılarının stabilite ve işletme emniyetlerini sağlamak, bir akarsudan daha iyi yararlanmak amacıyla, taban ve kıyılarda yapılan çalışmalara akarsu yatağı düzenlemesi ve bu amaçla yapılan yapılara da akarsu düzenleme yapıları denir. 65 Akarsu Düzenlemesinin Amaçları: Taşkın zararlarını önlemek, azaltmak Suyun enerjisinden yararlanmak Yeni tarım ve yerleşim alanları kazanmak Sulama ve drenaj şartlarını düzeltmek Akarsu yatağındaki kenar ve taban oyulmalarını önlemek Akarsu ulaşımını sağlamak Su yapılarının emniyetini sağlamak Yer altı su seviyesini düzenlemek Akarsuyun kendi kendini temizlemesini sağlamak Akarsuyun doğa ile uyumunu sağlamak 66 11