Drenaj nedir? Türkçe Sözlük: drenaj a.fr. 1. Akaçlama, kurutma, 2. hek. Yarada biriken sıvıyı akaçla boşaltma. Redhouse: drainage i. Süzülme, çekilme, su mecraları, kanalizasyon sistemi, suyu kurutulan arazi. 1950 ler: kurutma 2 Bitkiler büyümek ve gelişmek için suya ihtiyaç duyarlar. Bitkilerin ihtiyacı olan besinlerin kök bölgesindeki suda erimiş halde bulunması gerekir. Bu besin maddelerini kullanabilmesi için köklerin havaya da ihtiyacı vardır. Su bulunmasına rağmen toprakta hava yoksa bitki yaşayamaz. Topraktaki ideal su ve hava oranları 9 1
Bir saksının dibi delik değilse, saksı toprağı tamamen suyla doldurulduğunda toprak su ile doygun hale gelir ve bitki kök bölgesine hava giremez. Bitkinin bir süre sonra öldüğünü görürüz. Saksıdaki bitki gibi, bazı hallerde sulama ile veya yağışla toprakta ihtiyaçtan fazla su bulunabilir. Kök bölgesini işgal eden fazla su bitkiyi zayıflatır veya öldürür. Bitkilere veya yapılara zararlı olan istenmeyen fazla suyun uzaklaştırılmasına, akıtılmasına drenaj denir. Drenajsız bir sulama düşünülemez. 10 Bitki yetiştirmede iyi planlanmış sulama ve drenaj sistemleri kurmak çok önemli Sulama ve drenaj problemleri çözülmeyen alanlarda; Yağışlı bölgelerde taban suyu yükselmesi ve kök solunumu sorunları Kurak bölgelerde (yağış <300 mm) sulama sonucunda toprağın üst katmanında fazla miktarda tuz birikmesi Çoraklaşma DRENAJ sonucunda sağlıkta düşüş meydana gelir. 11 2
12 Sulama ve drenaj hangi iklim kuşağında olursa olsun bitki gelişmesinde sürekliliği sağlayan önlemlerdir. Bitki kök bölgesinde nem kontrolu iyi planlanmış sulama ve drenaj ile mümkündür. Sulama drenaj ilişkileri çözülemeyen alanlarda yüksek taban suyu, çoraklaşma ve tuzluluk verimi hızla düşürmektedir. Drenaj sadece peyzaj, tarım alanlarına değil yerleşim, sanayi, dinlenme tesisleri, ulaşım tesisleri vb. alanlarda da uygulanmak zorundadır. 13 3
Sulanan Alanlarda Drenaj Sorunu Yaratabilecek Faktörler: 1. Sulama suyunun getirilmesi veya alana verilmesi sırasında meydana gelebilecek su kayıpları 2. Artezyenik sular 3. Kontrolsüz ve fazla sulama 4. Toprak altından gelen yabancı sular 5. Fazla yağış ve taşkın suları 14 DRENAJIN FAYDALARI 1. Toprağın fiziksel özelliklerini iyileştirerek, bitki kök solunumunu kolaylaştırır. 2. Birim alandan elde edilecek ürünü artırır. 3. Erken ekim-dikim-hasat imkanı verir. 4. Vejetasyon dönemini uzatır. 5. Toprağın su hava dengesi kurulduğundan kök derinliğini artırır. 6. Toprağın havalanmasını ve yararlı bakteri faaliyetini sağlar. 7. Toprakta tuz birikmesini önler, tuzun yıkanmasını sağlar. 8. Hava + Sıcaklık + Yağış + Mikroorganizma faaliyetleri H. E. ÇELİK ile organik madde SULAMA ayrışmasını SİSTEMLERİ - DRENAJ arttırır. 15 4
8. Daha derine köklenen, daha dayanıklı gelişen bitkilerin kurak periyotlarda zarar görmemesini sağlar. 9. Toprak gözeneklerinde daha fazla hava bulunacağından toprak daha kolay ısınır, daha çabuk tava gelir, bitki gelişme süresi uzar. 10.Toprağın işlenmesini kolaylaştırır. 11. Fidanlık vb potansiyele sahip arazinin kullanılabilmesine imkân sağlar. 12. Daha elverişli arazi kullanım imkanı verir. 13. Arazideki mevcut yapılar, yollar vb korunur. 14. Islak ve bataklık alanlar ıslah edilerek kullanıma açılır. 15. Civardaki insanların sağlık koşulları iyileşir. 16 Drenajla taban suyunun düşürülmesi ve kök gelişmesi A. Drenaj yok, B. Açık drenaj kanalı, C. Borulu drenaj, D. Mol drenajı 17 5
18 Yok olmuş medeniyetler, drenaja dikkat etmeden suyu kullanmışlardır. 2500 yıl önce tarımda fazla suyun uzaklaştırılması anlamında Herodot Mısır da Memfis kentindeki drenajdan bahseder. Drenaj Anadolu, Mısır ve Roma Hitit (MÖ 1500) dönemlerinde de uygulanmıştır. Drenaj her zaman tarımla ilgili olmamıştır. Tarım alanı kazanmak, yaşam alanı kazanmak, sivrisinekle mücadele gibi değişik amaçlarla drenaj uygulanmıştır. Kuzey denizi kıyılarında arazi ıslahı amaçlı drenaj İngiltere de 10. yy da başlamıştır. Bu amaçla dünyada ve Türkiye de drenaj uygulanmıştır. 19 6
Babil, Mısır, Çin, Romalılar, Efes ve Hititlerde drenaj yapıları görülmekte. Ancak 1650 de İngiltere ye kadar orta çağda pek uygulama yok. 1840 larda pişmiş kil künklerle borulu drenaj kullanılıyor. İkinci dünya savaşından sonra drenaj kanal açılmasında makineler kullanılmış. 1962 yılından itibaren Almanya da PVC drenaj borusu kullanılmış. Drenaj açık kanallarla, borulu drenaj kanallarıyla, kanal açmadan boru ve filtre malzemesini döşeyen makinelerle yapılabilmektedir. 20 Drenaj ikiye ayrılır. 1. Yerüstü drenajı: araziye eğim vermek, suyu yerüstü kanallarla uzaklaştırmaktır. 2. Yeraltı drenajı: suyu toplamak ve yeraltına yönlendirmek, yeraltı boru şebekesiyle belirli bir yere taşımak ve boşaltmaktır. Yeraltı ve yerüstü drenajı bir bütündür. 21 7
23 24 8
DRENAJ SORUNLARININ BELİRTİLERİ Çukur alanlardaki göllenmeler Yüzeyde tuz lekelerinin görülmesi Bitkilerde yaprak yanması ve kök çürüklüğü görülmesi Fazla sivrisinek üremesi Suyu seven yabani ot gelişimleri (Digitoria, Echinocloa) Ekim ve hasat zamanlarının gecikmesi Tarım makinelerinin toprak yüzeyinde derin iz bırakması Toprak yüzeyinde ıslaklık görülmesi Verimde düşüş Neme bağlı hastalıkların artması 25 YERÜSTÜ DRENAJI Yerüstü drenajı eğim ve şekil verilmiş yüzey şekilleri yardımıyla sağlanır Şekil verilmiş yüzeyler: Kanallar Arklar Toprak setler Yerüstü drenajı küçük alanlarda veya küçük yüzeysel akışlarda daha etkilidir. 29 9
YERÜSTÜ DRENAJIN UYGULAMA ALANLARI : Geçirimsiz toprak tabakasının yüzeye yakın olduğu durumlarda, Geçirgenliği düşük killi ve ağır killi toprak tipindeki alanlarda, Sığ çukurların bulunduğu arazilerde Sıkça yüzeysel akışa maruz kalan alanlarda, Yer altı drenajı için uygun derinlikte boşaltım ağzı olmayan alanlarda, Yer altı drenajına yardımcı olması amacıyla, Yer altı drenajının ekonomik olmadığı alanlarda. 30 Yerüstü drenajı ile, Toprak yüzeyindeki göllenmeler engellenir, Toprağın uzun süre doygun halde kalması önlenir, Erozyona ve sediment birikimine yol açmadan fazla sular tahliye edilir. Suyun arazi yüzeyinden boşaltılma hızı, -Toprak, - Topografya - İklim, - Yetiştirilen bitki türü -Arazi kullanımı, -Toprak verimi gibi faktörlere bağlıdır. 31 10
Yerüstü drenaj yönteminde amaç, Toprak yüzeyinde biriken yüzeysel akışların uzaklaştırılmasıdır. Bunun için bu yöntemde açık drenaj sistemleri kullanılır. Yer altı drenaj yönteminde amaç, Hem yüzeysel akışın uzaklaştırılması, hem de taban suyu düzeyini kontrol altında tutmaktır. Bunun için yer altı drenaj yönteminde hem kapalı (borulu), hem de açık drenaj sistemleri kullanılır. 32 AMACI: YERALTI DRENAJI Yağışlı bölgelerde yüzeysel akış sularını; Kurak bölgelerde ise sulamadan arta kalan fazla yüzey sularını toplamaktır. 35 11
DRENAJ SİSTEMİ ŞEKİLLERİ PARALEL AĞAÇ KILÇIK IZGARA 36 41 12
42 C. DREN ARALIKLARININ BELİRLENMESİ Tekstür Aralık (m) Derinlik (m) Killi toprak 3-9 0,75 0,9 Balçık 9 30 0,9 1,2 Kumlu toprak 30 45 1,0 1,5 Organik topraklar 25 60 1,0 1,5 43 13
D.DREN ÇAPLARININ BELİRLENMESİ Dren boru çaplarının belirlenmesinde; o Hidrolik eğim o Borunun yüzey şekli (düz veya kıvrımlı) o Borunun iç yüzey sürtünme katsayıları o Drenaj alanı o Siltasyon gibi faktörler rol oynar 44 E.DREN EĞİMLERİNİN BELİRLENMESİ 1) Arazinin topoğrafik özelliklerine ve boşaltım yeteneğine bağlıdır. (eğim, boşaltım noktası kotu) 2) Boru çeşidi, boru çapı ve borudaki suyun akış hızına bağlıdır. Borudaki suyun akış hızı plastik borunun giriş deliklerinde erozyon yaratmayacak ve boru içindeki ince taneli sedimenti uzaklaştırabilecek boyutlarda olmalıdır. Genellikle en düşük hız 60 cm/sn kabul edilir. Eğim olarak da çoğunlukla %1 değeri kullanılır. Eğimin %0,5 ve daha az olduğu durumlarda yapım işleri zorlaşır. Ana ve toplayıcı dren borularında maksimum eğim %1-2 oranında H. değişmektedir. E. ÇELİK SULAMA SİSTEMLERİ - DRENAJ 45 14
SUYU PARSEL DIŞINA ÇIKARMADAN DRENAJ 48 49 15
DRENAJ SİSTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRMASI Özellik AÇIK KAPALI Hem yüzey hem yeraltı sularını uzaklaştırmak + Yeraltı suyunun yüksekliğini gözleme + Kanaldaki olumsuz değişmeleri gözleme + İlk tesis masrafı + Araziyi bölme, arazi kaybı + Düşük sıcaklıklarda çalışma + Yabancı ot gelişimi + Mekanizasyonu engelleme + Bakım ve koruma giderleri fazla + Ağır, geçirgenliği düşük topraklarda + Tıkanma sorunu + Demir oranı yüksek topraklarda - Estetik açı + 51 PLASTİK BORULAR Düz ve kaburgalı olarak iki tipte üretilirler. Kaburgalı borular: Birim ağırlık başına daha fazla yük taşırlar Daha ucuzdur Daha hafif ve esnek olduğundan taşınmaları kolaydır. Buna karşın düz borular daha fazla su taşırlar. Su, düz borularda uzunlamasına yarıklardan; kıvrımlı borularda 4 veya 8 sıralı deliklerden boruya girer. 53 16
54 KAPLAMA MALZEMELERİ Dren borularını tıkayabilecek sedimentlerin girişini önlemek, Boru üzerindeki delik veya yarıkların tıkanmasını önlemek, Drenlere olan su akışını hızlandırmak, Drenlerin döşeneceği sağlam bir zemin oluşturmak amacıyla drenlerin çevresine yerleştirilen malzemeye KAPLAMA MALZEMESİ DENİR. Dren boruları etrafında sağlam bir zemin oluşturma işlevi dışında kullanılan malzemelere ise FİLTRE (ZARF) H. E. MALZEMESİ ÇELİK denir. SULAMA SİSTEMLERİ - DRENAJ 55 17
Mol pulluğu + traktör MOL (köstebek) DRENAJI Köstebek drenlerin açılmasıyla oluşan yarık ve çatlaklardan sızan yüzey suları açılan tünelcikler yardımıyla drenaj Sığ Traktöre bağlı mol pulluğu 60 DRENAJ SİSTEMLERİNİN BAKIMI VE TEMİZLİĞİ Dren borularının temizlenmesinde iki yöntem uygulanmaktadır. 1. Kazıma yöntemi: Esnek bir çubuğun veya sert plastik bir borunun ucuna takılan içi oyuk madeni bir silindir veya fırça gibi temizleyici aletin drenin çıkış ağzından, silt bacalarından veya kazılmış hendeklerden dren borusu içine sokularak sediment temizlenmektedir. 2. Yıkama yöntemi: Dren borularının içine bir pompa yardımıyla basınçlı su püskürtülerek H. E. ÇELİK sediment SULAMA temizlenir. SİSTEMLERİ - DRENAJ 62 18
YERALTI DRENAJ SİSTEMİNDE SANAT YAPILARI Muayene bacası (rögar, menhole) Hava bacası Silt bacası Bağlantı kutusu 68 YERALTI DRENAJ SİSTEMİNDE SANAT YAPILARI Eğim Kırıcı Bacalar %1-2 % 20 69 19
BORULU DRENAJ SİSTEMİNDE SANAT YAPILARI Çıkış ağzı yapıları: Toplayıcı veya ana drenlerin açık tahliye kanallarına bağlandığı yerlerde çıkış ağızlarının erozyona karşı korunması için inşa edilirler. Kavşut, madeni borular, hazır tahliye boruları 70 20