SU KAYNAKLARI MÜHEND SL

SU KAYNAKLARI MÜHEND SL Prof. Dr. Cevat ERKEK Prof. Dr. Necati A IRAL O LU YED NC BASKI

Yay n No : 2968 Teknik Dizisi : 160 7. Bask - Ekim 2013 - STANBUL ISBN 978-605 - 377-993 - 3 Copyright Bu kitab n Türkiye deki yay n haklar BETA Bas m Yay m Da t m A.fi. ye aittir. Her hakk sakl d r. Hiçbir bölümü ve paragraf k smen veya tamamen ya da özet halinde, fotokopi, faksimile veya baflka herhangi bir flekilde ço alt lamaz, da t lamaz. Normal ölçüyü aflan iktibaslar yap lamaz. Normal ve kanunî iktibaslarda kaynak gösterilmesi zorunludur. Dizgi : Beta Bas m A.fi. Bask - Cilt : Yaz n Bas n Yay n Matbaac l k Trz. Tic. Ltd. fiti. (Sertifika No: 12028) kitelli Çevre Sanayi Sitesi 8. Blok No: 38-40-42-44 Baflakflehir/ stanbul (0-212) 565 01 22 - (0-212) 565 02 55 Kapak Tasar m : Gülgonca Çarp k Beta Bas m Yay m Da t m A.fi. (Sertifika No: 16136) Narl bahçe Sokak. Damga Binas No: 11 Ca alo lu - STANBUL Tel : (0-212) 511 54 32-519 01 77 Fax: (0-212) 511 36 50 www.betayayincilik.com

ALTINCI BASKIYA ÖNSÖZ Beflinci Bask s biten Su Kaynaklar Mühendisli i kitab yeni eklemeler, güncellefltirmeler ve düzeltmeler yap larak Alt nc Bask ya haz rlanm flt r. Kitab n iki özelli i dikkati çekmektedir. Birincisi, kitab n su kaynaklar ve su yap lar konusunda genifl bilgi ve teknolojileri içeren ngilizce ve Almanca dillerinde haz rlanm fl pek çok eser taranarak ve yazarlar n uzun y llar n birikimi eklenerek haz rlanm fl olmas d r. kincisi ise, ö renciler yan nda uygulamadaki mühendislere de faydal olmas için kitab n içine bol bol çizim ve flekiller ile yo un pratik bilgiler eklenmesidir. Okuyucuya faydal olmas n dileriz. C. E. / N. A. Maslak, stanbul fiubat 2010

ÖNSÖZ Su kaynaklar bak m ndan oldukça zengin bir ülke olan Türkiye'de, bu kaynaklar n gelifltirilmesini hedef alan pek az say da Türkçe kitap yaz lm flt r. Üstelik yaz lm fl olan kitaplar n ço u, su kaynaklar n gelifltirme amaçlar n n sadece bir k sm n kapsamaktad r. Bu konuda Türkçedeki yay n eksikli ini gidermek için bu eser haz rlanm flt r. Esas olarak mühendislik ö renimi yapan ö renciler için yaz lan bu kitab n uygulamada çal flan mühendislere de faydal olmas ümit edilmektedir. Üniversitelerimizin inflaat mühendisli i lisans ö retiminde "Su Kaynaklar " (Su Yap lar ) dersinden baflka, konu ile ilgili "Hidroloji" ve "Su Temini ve Çevre Sa l " zorunlu ders olarak okutuldu u için, kitapta bu konulara girilmemifltir. Ayr ca.t.ü. de lisans kademesinde "Sulama-Kurutma", "Barajlar" ve "Hidroelektrik Tesisler" gibi seçime ba l dersler aç ld ndan bu konulara ayr lan bölümler k sa tutulmufltur. Denizle ilgili su kaynaklar ise kapsam d fl b rak lm flt r. lk üç bölümde, sonraki bölümlere fl k tutmak üzere, su kaynaklar n gelifltirme ilkeleri, akarsu morfolojisi, akarsularda kat madde hareketi konular ele al nm flt r. Kitab n son bölümü su kaynaklar n n ekonomik analizine ayr lm flt r. Eserin ilk bask s 1986 da yap lm flt r. Kitap, yeniden gözden geçirilmifl, baz bölümleri güncel hale getirilerek ikinci bask s haz rlanm flt r. Maslak, stanbul Ocak 1993 C. ERKEK / N. A IRAL O LU

Ç NDEK LER BÖLÜM 1 G R fi 1.1. SU KAYNAKLARININ GEL fit R LMES... 15 1.1.1. Gelifltirmenin Önemi... 15 1.1.2. Gelifltirme Kapsam... 16 1.1.3. Gelifltirme Plan n n Kademeleri... 17 1.1.4. Gelifltirme Hedefleri... 18 1.1.5. Gelifltirme Amaçlar... 19 1.1.6. Yap Sistemleri... 21 1.1.7. Su Bütçesi... 24 1.2. TÜRK YE'N N SU KAYNAKLARI... 25 1.2.1. Su Kaynaklar Potansiyeli... 25 1.2.2. Su Kaynaklar ndan Faydalanma... 25 BÖLÜM 2 AKARSU MORFOLOJ S 2.1. GENEL B LG LER... 33 2.1.1. Tan mlar... 33 2.1.2. Akarsular n S n fland r lmas... 35 2.2. AKARSUYUN VE HAVZANIN ÖZELL KLER... 40 2.3. AKARSU YATA ININ OLUfiUMU... 44 2.3.1. Plan Durumu... 44 2.3.2. Enkesit Durumu... 45 2.3.3. Boykesit Durumu... 46 2.4. AKARSU YATA ININ DENGES... 48 2.4.1. Denge Prensipleri... 48 2.4.2. Denge Bozucu Etkenler... 49

8 BÖLÜM 3 AKARSULARDA KATI MADDE HAREKET 3.1. GENEL B LG LER... 51 3.2. KATI MADDE ÖZELL KLER... 55 3.3. TABAN fiek LLER... 60 3.4. HAREKET N BAfiLAMASI... 61 3.5. KATI MADDE M KTARININ HESABI... 64 3.5.1. Kat Madde Hareketine Etki Eden De iflkenler... 64 3.5.2. Ask Maddesi Miktar n n Hesab... 66 3.5.3. Sürüntü Maddesi Miktar n n Hesab... 69 3.6. KATI MADDE ÖLÇMELER... 73 3.6.1. Genel Bilgiler... 73 3.6.2. Yatak Malzemesinin Ölçülmesi... 73 3.6.3. Sürüntü Maddesinin Ölçülmesi... 76 3.6.4. Ask Maddesinin Ölçülmesi... 77 3.6.5. zleyiciler... 78 BÖLÜM 4 AKARSU DÜZENLEMES 4.1. DÜZENLEME AMAÇLARI VE HEDEFLER... 80 4.2. AKARSU DÜZENLEMES N N PLANLAMASI... 82 4.2.1. Planlaman n Kapsam... 82 4.2.2. Düzenleme le lgili Ön Çal flmalar... 83 4.2.3. Düzenleme Güzergâh n n Seçimi... 84 4.2.4. Düzenleme E iminin Seçimi... 87 4.2.5. Düzenleme Enkesitleri... 88 4.2.6. Planlama ve Tasar m Esaslar nda Geliflmeler...90 4.2.6.1. Problemlerin ve mkânlar n Belirlenmesi Basamaklar...90 4.2.6.2. Bilgi ve Veri Kaynaklar...91 4.2.6.3. Düzenleme Kadrosu ve Halk n Kat l m...92 4.2.6.4. fiehirleflmenin Etkisi...93 4.2.6.5. Ak m Modelleri...94 4.3. YAPI MALZEMELER VE ELEMANLARI... 95 4.3.1. Malzemeler... 95 4.3.2. Yap Elemanlar... 95

9 4.4. DÜZENLEME YAPILARI... 98 4.4.1. Düzenleme Yap lar n n S n fland r lmas... 98 4.4.2. Koruma Yap lar... 100 4.4.2.1. Taban Koruma Yap lar... 101 4.4.2.2. K y Koruma Yap lar... 103 4.4.3. Daraltma Yap lar... 107 4.4.3.1. Daraltma Yap lar n n Su Seviyesine Etkisi... 107 4.4.3.2. Mahmuzlar... 107 4.4.3.3. Paralel Yap lar... 112 4.4.3.4. Hareketli Daraltma Yap lar... 114 4.4.4. Di er Düzenleme Yap lar... 115 4.4.4.1. Yarg nlar... 115 4.4.4.2. Taban Eflikleri... 116 4.4.4.3. Akarsu Kavflaklar... 117 4.4.4.4. Akarsuyun Kollara Ayr lmas... 118 4.4.4.5. Yataktaki Kayalar n Temizlenmesi... 120 4.4.4.6. Yatak Taramas... 120 4.5. VAHfi DERE DÜZENLEMES... 121 BÖLÜM 5 TAfiKIN KONTROLÜ 5.1. GENEL B LG LER... 125 5.1.1. Konu ve Tan mlar... 125 5.1.2. Taflk nlar n simlendirilmesi... 126 5.1.3. Taflk n Zararlar... 127 5.2. TAfiKIN KORUMA ESASLARI... 129 5.2.1. Planlama Kademeleri... 129 5.2.2. Taflk n Hesaplar... 129 5.2.3. Proje Taflk n... 130 5.2.4. Taflk n Ötelenmesi... 133 5.2.5. Taflk nlar Önceden Haber Verme... 136 5.3. TAfiKIN KONTROLÜ YAPILARI... 137 5.3.1. Taflk n Kontrolünün S n fland r lmas... 137 5.3.2. Havzan n Korunmas... 138 5.3.3. Akarsu Yata Düzenlemesi... 138 5.3.4. Taflk n Kanallar... 139

10 5.3.5. Taflk n Geciktirme Havuzlar... 139 5.3.6. Sel Kapanlar... 140 5.3.7. Barajlar... 142 5.3.8. Seddeler... 146 5.3.9. Taflk n Duvarlar... 153 BÖLÜM 6 AKARSU TAfiIMACILI I VE GEÇ filer 6.1. GENEL B LG LER... 155 6.2. AKARSU TAfiIMACILI I... 157 6.2.1. Boyutland rma Ölçüleri... 157 6.2.2. ç Su Yollar n n Gelifltirilmesi... 158 6.2.3. Tekneler ve Donan mlar... 167 6.2.4. Akarsu Limanlar... 168 6.3. AKARSU GEÇ filer... 169 6.3.1. Köprüler... 169 6.3.2. Menfezler... 177 6.3.3. Kanallar... 179 6.3.4. Tüneller ve Borular... 180 BÖLÜM 7 BA LAMALAR 7.1. GENEL B LG LER... 182 7.1.1. Tan mlar... 182 7.1.2. Baraj ile Ba laman n Karfl laflt r lmas... 183 7.1.3. Yap l fl Amaçlar... 184 7.1.4. Çevreye Etkileri... 184 7.1.5. Ba lamalar n S n fland r lmas... 185 7.1.6. Planlama Esaslar... 186 7.1.7. Ba lama Yeri Seçimi... 187 7.1.8. Kabartma Kotunun Belirlenmesi... 188 7.1.9. Ba lama Temelleri... 189 7.1.10 Ba lama Tipinin Seçimi... 189 7.2. SAB T BA LAMALAR... 191 7.2.1. Genel Bilgiler... 191 7.2.2. Savak Kapasitesi... 198 7.2.3. Hidrolik Profil... 201

11 7.2.4. Statik Profil...203 7.2.5. Uygulama Profili... 206 7.2.6. Sifonlar... 207 7.3. HAREKETL BA LAMALAR... 208 7.3.1. Genel Bilgiler... 208 7.3.2. Kapak Tipleri... 214 7.3.2.1. Düfley Kapaklar... 215 7.3.2.2. Radyal Kapaklar... 218 7.3.2.3. Sektör Kapaklar... 219 7.3.2.4. Silindir Kapaklar... 220 7.3.2.5. Bal kkarn Kapaklar... 221 7.3.2.6. Çat Kapaklar... 221 7.3.2.7. Yedek Kapaklar... 222 7.3.3. Orta Ayaklar... 223 7.4. GEÇ R ML ZEM NLERDE BA LAMA NfiAATI... 225 7.4.1. Ak m A n n Belirlenmesi... 225 7.4.2. S zma Suyu Miktar... 227 7.4.3. S zma Suyu Bas nc... 228 7.4.4. Kritik S zma Boyu... 229 7.4.5. Taban Su Bas nc n n Azalt lmas... 230 7.5. BA LAMALARDA ÖZEL YAPILAR... 231 BÖLÜM 8 BARAJLAR VE BARAJ HAZNELER 8.1. GENEL B LG LER... 233 8.1.1. Baraj n K s mlar... 234 8.1.2. Baraj Yerinin Seçimi... 235 8.1.3. Baraj Yapma Amaçlar... 236 8.1.4. Barajlar n Çevre Etkileri... 237 8.1.5. Barajlar n S n fland r lmas... 237 8.1.6. Baraj Tipinin Seçimi... 239 8.1.7. Barajlara Etki Eden Kuvvetler... 239 8.2. BARAJ T PLER N N GENEL ÖZELL KLER... 242 8.2.1. A rl k Barajlar... 242 8.2.2. Kemer A rl k Barajlar... 247 8.2.3. Payandal Barajlar... 247

12 8.2.4. Kemer Barajlar... 251 8.2.5. Dolgu Barajlar... 256 8.3. BARAJ HAZNELER... 262 8.3.1. Genel Bilgiler... 262 8.3.2. Hazne Özellikleri... 262 8.3.3. Hazne K s mlar... 264 8.3.4. Hava Pay ve Baraj Yüksekli i... 268 8.3.5. Hazne flletme Çal flmas... 272 BÖLÜM 9 ENERJ KIRICI YAPILAR 9.1. GENEL B LG LER... 275 9.2. H DROL K SIÇRAMA HAVUZLARI... 282 9.2.1. Genel Bilgiler... 282 9.2.2. Froude Say s na Göre Havuzlar n Boyutland r lmas... 283 9.2.3. Hidrolik Yük ve Havuz Derinli i... 285 9.2.4. Mansap Su Seviyesinin ncelenmesi... 286 9.2.5. Hava Pay... 287 9.3. HAVAYA FIRLATMALI ENERJ KIRICILAR... 287 9.4. YUVARLAK UÇLU ENERJ KIRICILAR... 289 9.5. ÇARPMALI HAVUZ T P... 290 9.6. BATIK GÖL T P... 292 9.7. SERBEST DÜfiÜMLÜ AKIMLARDA ENERJ KIRICILAR... 292 9.8. BASINÇLI ÇIKIfiLAR Ç N ENERJ KIRICILAR... 294 BÖLÜM 10 SU ALMA YAPILARI 10.1. GENEL B LG LER... 295 10.2. SERBEST YÜZEYL SU ALMALAR... 296 10.2.1. Elemanlar ve Fonksiyonlar... 296 10.2.2. Yük Kay plar... 298 10.2.3. Yandan Su Alma... 302 10.2.4. Tabandan Su Alma... 303 10.2.5. Karfl dan Su Alma... 305 10.3. BASINÇLI SU ALMALAR... 306 10.3.1. Elemanlar ve Fonksiyonlar... 306 10.3.2. Yük Kay plar... 307 10.3.3. Yap Gövdesinden Su Alma... 310

13 10.3.4. Yamaçtan Su Alma... 311 10.3.5. Dipten Su Alma... 312 10.3.6. Kuleli Su Alma... 312 10.3.7. Kuyulu Su Alma... 313 10.4. ÇÖKELT M HAVUZLARI... 313 10.4.1. Çökeltim Esaslar... 313 10.4.2. Boyutland rma Esaslar... 315 10.4.3. Çökeltim Havuzu Tipleri... 316 BÖLÜM 11 SU KUVVET TES SLER 11.1. GENEL B LG LER... 318 11.1.1. Tan mlar... 318 11.1.2. Su Enerjisinden Faydalanma... 319 11.1.3. Elektrik Enerjisi htiyac n n De iflimi... 320 11.1.4. Su Gücünün Belirlenmesi... 320 11.1.5. Su Kuvveti Tesislerinin S n fland r lmas... 323 11.2. SU KUVVET TES SLER N N YAPI T PLER... 323 11.2.1. Alçak Bas nçl Tesisler... 324 11.2.2. Yüksek Bas nçl Tesisler... 327 11.2.3. Pompaj Biriktirmeli Santrallar... 328 11.2.4. Gel-git Santrallar... 329 11.3. SU KUVVET TES SLER N N YAPI ELEMANLARI... 329 11.3.1. Aç k Kanallar... 330 11.3.2. Galeriler... 332 11.3.3. Bas nçl Borular... 334 11.3.4. Denge Bacalar... 337 11.3.5. Yükleme Odalar... 338 11.3.6. Türbinler... 338 11.3.7. Jeneratörler ve Transformatörler... 342 BÖLÜM 12 SULAMA-KURUTMA 12.1. GENEL B LG LER... 343 12.1.1. Tan mlar... 343 12.1.2. Toprak Özellikleri ve Çeflitleri... 343 12.1.3. Toprak, Su ve Bitki liflkileri... 345

14 12.2. SULAMA... 347 12.2.1. Sulama Suyu htiyac... 347 12.2.2. Sulama Suyunun Kalitesi... 348 12.2.3. Sulama fiebekeleri... 349 12.2.4. Su Da t m Metotlar... 352 12.2.5. Sulama Metotlar... 353 12.2.6. Sulamada Sanat Yap lar... 356 12.3. KURUTMA... 356 12.3.1. Kurutma htiyac... 356 12.3.2. Kurutma Debisi... 357 12.3.3. Tar m Alanlar nda Drenaj... 358 12.3.4. Çevre Düzenlemesinde Drenaj... 362 12.3.5. Yap larda Drenaj... 363 12.3.6. fiehirlereras Yollarda Drenaj... 365 BÖLÜM 13 SU KAYNAKLARININ EKONOM K ANAL Z 13.1. GENEL B LG LER... 367 13.1.1. Ekonomik Analiz Kavram... 367 13.1.2. Ekonomik Analizin lkeleri... 368 13.2. SU KAYNAKLARINDA FAYDA VE MAL YETLER... 369 13.2.1. Faydalar... 369 13.2.2. Maliyetler... 370 13.2.3. Gelecekteki Belirsizlikler... 371 13.3. EKONOM K ANAL Z FAKTÖRLER... 372 13.3.1. Karfl laflt rma Süresi... 372 13.3.2. Faiz Oran ve Vergiler... 373 13.4. B RLEfi K FA Z KATSAYILARI VE BUNLARIN KULLANILIfiI... 374 13.4.1. Fayda - Maliyet Ak fl Diyagram... 374 13.4.2. Birleflik Faiz Katsay lar... 374 13.4.3. Katsay lar n Kullan l fl... 377 13.5. EKONOM K ANAL ZDE PROJE DE ERLEND RMES... 378 13.5.1. De erlendirme Metotlar... 378 13.5.2. Tek ve Çok Amaçl Projelerde De erlendirme Esaslar... 383 KAYNAKLAR... 385 KONU NDEKS...357