KÜÇÜKSU ÖN ARITMA TESİSİ VE DENİZ DEŞARJI İNŞAATI

KÜÇÜKSU ÖN ARITMA TESİSİ VE DENİZ DEŞARJI İNŞAATI A.R. KARAKAŞ, E. ERGÜL, H.E. KARABAY, H. AYBEK, M. SAĞLAM STFA Deniz İnşaat İnş.San.Tic.A.Ş.-STFA Tünel İnşaatıTaah.San.Tic.A.Ş. Ortak Girişimi, İstanbul, alirizak@stfa.com.tr, erdale@stfa.com.tr Özet Küçüksu Atıksu Ön Arıtma Tesisi ve Deniz Deşarjı İnşaatı Projesi, İstanbul Kanalizasyon Projesi kapsamında ve İstanbul Büyükşehir Belediyesi, İstanbul Su ve Kanalizasyon İdaresi Genel Müdürlüğü (İSKİ) İşverenliğinde yürütülmüştür. Projenin tasarımı İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ), Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü tarafından yapılmıştır. Projenin amacı, İstanbul Boğazının Anadolu Yakasında bulunan Göksu, Küçüksu ve Çengelköy havzalarının atık sularının toplanarak arıtılması ve İstanbul Boğazının dip akıntısına deşarj edilmesidir. Proje dört bölümden oluşmaktadır: 1) Küçüksu Atıksu Ön Arıtma Tesisi kaba ızgara yapıları, pompa istasyonu, dağıtma/toplama kanalları, ince ızgara üniteleri, havalandırma havuzları, bağlantı tüneli (95 m), koku kontrol sistemi ve elektrifikasyon işlerinden oluşmaktadır. 2) Küçüksu Kara Boru Hattı 3) Küçüksu Deniz Deşarj Hattı 4) Küçüksu Tüneli (1035 metre) Bu bildirinin içeriğini, projede yürütülen, Mühendislik Ölçmeleri kapsamındaki Hidrografik Ölçmeler ve Madencilik ve Yeraltı Ölçmeleri konuları oluşturmaktadır. Hidrografik Ölçme işlerinin ifasında RTK GPS kombinasyonlu Echosounder ve destekleyici paket programların kullanıldığı; Deniz Deşarj Hattı, 363 metre uzunluğunda olup iç çapı 2172 mm dir. Deniz Deşarj Hattı İnşaat aşamaları aşağıda verildiği gibidir: 1) Deniz tabanında boru kanal kazısı, 2) Deniz borularının açılan kanala döşenmesi 3) Döşenen deniz borusunun üzerinin kırma taş ve zırh taşı ile iki ayrı aşamada doldurulması Madencilik ve Yeraltı Ölçmeleri işlerinin ifasında optik ölçme aletlerinin dışında Lazerli Ölçme Ekipmanları ve Total Station kullanılan; 1035 metre boyundaki Küçüksu Atıksu Tünelinin iç çapı Ø 2200 mm dir. İnşaatı tamamlanan tünelle İstanbul Boğazının Anadolu Yakası Sahil Şeridindeki evsel atıksular toplanarak Küçüksu Atıksu Ön Arıtma Tesisine oradan da arıtılarak çıkan suların Deniz Deşarj Hattı ile İstanbul Boğazının alt akıntı tabakasına deşarjı sağlanmıştır. Anahtar kelimeler : İSKİ, İTÜ, İstanbul, Küçüksu, Aşiyan, Deşarj 23-25 Kasım 2005, İTÜ İstanbul 237

Abstract Küçüksu Ön Aritma Tesisi Ve Deniz Deşarji İnşaati KUCUKSU SEWAGE PRE-TREATMENT PLANT AND MARINE OUTFALL PROJECT Kucuksu Sewage Pre-Treatment Plant and Marine Outfall Project is the part of Istanbul Sewerage Project under the employment of Istanbul Metropolitan Municipality, General Directorate of Istanbul Water and Sewerage Administration (ISKI). The project s design has been performed by Istanbul Technical University (ITU), School of Engineering, Environmental Engineering Department. Aim of the project is to collect the waste water pertaining to Goksu, Kucuksu and Cengelkoy main basins located at the Anatolian Side of Istanbul, following the completion of treatment process then to discharge the treated water to deep current of the Bosphorus at -72 meters. The poject composes of four main parts: 1) Kucuksu Sewage Pre-Treatment Plant consists of coarse screening structures, pumping station, diversion/collection channels, fine screening units, aeration pools, service tunnel (95 m long), odor control system and electrical works. 2) Kucuksu On-Shore Pipeline 3) Kucuksu Marine Outfall 4) Kucuksu Sewage Tunnel In the content of this paper, the Hydrographic and Mining/Undergroung Measurement Methods followed for the project has been explained.the Marine Outfall of the Project is 363 meters long with a diameter of Ø 2172 mm. The Hydrografic Surveying Works have been executed by means of RTK GPS & Echo- Sounder combination. For the operation and interpretaion of data generated by the system, special softwares have also been utilized. The construction steps of the Marine Outfall have been given below: 1) Trench excavation at the sea bottom 2) Pipe Laying 3) Backfilling with granular material and armour stone The Kucuksu Sewage Tunnel is 1035 meters long with a diameter of Ø 2200 mm. The Mining/Underground Surveying Works have been executed by means of conventional optical surveying enstruments supported by laser for the alingnment control of tunnel. Keywords: ISKI, ITU, Istanbul, Kucuksu, Asiyan, Outfall 1. Giriş İstanbul Kanalizasyon Projesinin önemli bir bölümünü oluşturan Küçüksu Ön Arıtma Tesisi ve Deniz Deşarjı Projesine ilişkin havzalara ait nüfus tahminleri ile hidrolik tasarım kriterleri Tablo-1 ve Tablo- 2 de verilmektedir: 23-25 Kasım 2005, İTÜ İstanbul 238

Küçüksu Ön Aritma Tesisi Ve Deniz Deşarji İnşaati Tablo-1. Elmalı ve küçüksu havzaları nüfus tahminleri ve havza alanları Havza\Sene 2000 2010 2020 Havza Alanı Elmalı Havzası 532,000 667,000 785,000 4,215 Ha Küçüksu Havzası 381,000 509,000 592,000 6,565 Ha TOPLAM 913,000 1,176,000 1,377,000 10,780 Ha Tablo-2. Küçüksu Atıksu Ön Arıtma Tesisi Debi Tahminleri (Evsel, Endüstriyel ve Sızma debileri dahil) Havza\Sene 2000 2010 2020 Elmalı Havzası Q Ortalama (l/sn) 2,098 2,335 2,677 Q Maximum (l/sn) 3,376 3,742 4,329 Q Minimum (l/sn) 1,281 1,508 1,706 Küçüksu Havzası Q Ortalama (l/sn) 1,397 1,768 2,008 Q Maximum (l/sn) 2,191 2,828 3,241 Q Minimum (l/sn) 934 1,149 1,289 TOPLAM Q Ortalama (l/sn) 3,495 4,103 4,685 Q Maximum (l/sn) 5,567 6,570 7,570 Q Minimum (l/sn) 2,215 2,657 2,995 2. Hidrografik Ölçmeler Küçüksu Ön Arıtma Tesisi ve Deniz Deşarjı İnşaatı projesinde uygulanan hidrografik ölçmelerin amacı, 363 metre uzunluğunda ve iç çapı Ø 2172 mm olan deniz deşarj hattı inşaatının İşveren ce onaylı uygulama projelerine uygun olarak ifasını sağlamaktır. Bu anlamda, deniz tabanında -70 metre derinliğe kadar trapez kesitli boru hendeğin kazılması, hattın bu hendek içerisine konumlandırılması ve üzerinin geri dolgusu bu başlık altında anlatılacak olan hidrografik ölçme yöntemleri ile kontrol edilmiş ve izlenmiştir. Şekil-1, Şekil-2 ve Şekil-3 de sırasıyla Küçüksu Deniz Deşarj Hattı Bölgesi Boğaz Seyir Haritası, Küçüksu Deniz Deşarj Hattı Planı ve Küçüksu Deniz Deşarj Hattının Profili verilmiştir. Proje kapsamıdaki hidrografik ölçmeler ölçme teknesi ile deniz üzerinden yapılmaktadır. Burada esas olan yatay konum ve derinliğin eş zamanlı olarak veri tabanına aktarılmasıdır. Yatay konumun belirlenmesinde ülke koordinatlarına bağlı çalıştırılan RTK GPS ten, düşey konum belirlenmesinde ise ülke kot sistemine bağlı çalıştırılan echo-sounder cihazından istifade edilmiştir. 23-25 Kasım 2005, İTÜ İstanbul 239

TETKIK EDEN KONTROL AMIRI SUBE MÜDÜRÜ DAIRE BASKANI ISKI GENEL MUDURLUGU KÜÇÜKSU ARITMA VE DENIZ DESARJI INSAATI SANTIYESI TETKIK EDEN PLAN PROJE DAIRE BASKANLIGI TASDIK OLUNUR ADI SOYADI ISTANBUL SU VE KANALIZASYON DAIRESI GENEL MUDURLUGU ÖLÇEK 1/2500 TETKIK EDILMISTIR MÜTEAHHIT STFA DENIZ INSAATI INS. SAN. VE TIC. A.S. STFA TÜNEL INSAATI A.S. TARIH ORTAK GIRISIMI ARSIV NO: IMZA PROJE NO: KDD-134 Küçüksu Ön Aritma Tesisi Ve Deniz Deşarji İnşaati Şekil-1 Küçüksu Deniz Deşarj Hattı Bölgesi Boğaz Seyir Haritası AVRUPA Asiyan Burnu N NW W SW S NE E SE D C A B KÜÇÜKSU ISTANBUL BOGAZI UYGULAMA DAIRESI: ATIKSU INSAAT DAIRE BASKANLIGI T.C. ISTANBUL BUYUK SEHIR BELEDIYESI ISKI KANDILLI FENERI ASYA STFA Şekil-2 Küçüksu Deniz Deşarj Hattı Planı Yatay konum belirleme sistemi sabit ve hareketli olmak üzere iki GPS istasyonundan oluşmaktadır. Karada teşkil edilen sabit GPS istasyon noktası poligon veya nirengi üzerinde bulunmaktadır. Bu sayede mevcut koordinat sistemi yatay konum belirleme sistemine tanıtılmış olur. Hareketli GPS istasyon noktası ise ölçme teknesi üzerinde teşkil edilir. Bu noktanın da tanıtılması ile yatay konum belirleme sisteminin kurulması işlemi tamamlanır. Düşey konumu belirlemek için ölçme teknesi üzerine echo-sounder cihazı ile veri teminini sağlayacak, ilgili cihazın sudaki bölümünü oluşturan, transdüser aygıtı yerleştirilir. Tekne üzerine yerleştirilen yatay ve düşey konum belirleme sistemlerinin destekleyici paket programlarla birbirlerine tanıtılması sağlanır. 23-25 Kasım 2005, İTÜ İstanbul 240

29 28 18 17 10 9 8 10 7 6 5 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Küçüksu Ön Aritma Tesisi Ve Deniz Deşarji İnşaati Bu sayede, denizde herhangi bir bölgede ölçme teknesi ile taranan alana ait yatay ve düşey konum bilgileri ölçme teknesine eş zamanlı olarak ulaştırımış olur. Şekil-4 de Küçüksu Deniz Deşarj Hattı İnşaatı işi ile ilgili olarak deniz deşarj hattının planda gösterimi, ölçme teknesi ile taranan alan ve 10 metre aralıkla alınan en kesit hatlarının çizimi verilmiştir. Aynı çizim ölçme teknesine monte edilmiş olan bilgisayar monitörü vasıtasıyla Hidrografik Ölçme işleminin başlamasına binaen ölçme teknesine kılavuzluk vazifesi yapmaktadır. Ölçme teknesi Şekil-4 de verilen her bir hattan geçmek suretiyle yatay ve düşey konum bilgilerini toplayarak kayıt eder. Bu sayede derlenen bilgiler destekleyici paket programlar vasıtasıyla yorumlanabilir kesit çizimlerine dönüştürülür ve Hidrografik Ölçme İşlemi tamamlanmış olur. ASYA YAKASI KUCUKSU AVRUPA YAKASI ASIYAN l=7.12m,t=20mm 30 26 27 25 24 23 22 21 20 19 16 15 14 13 12 11 4 3 2 1 Şekil-3 Küçüksu Deniz Deşarj Hattı Profili 23-25 Kasım 2005, İTÜ İstanbul 241

Küçüksu Ön Aritma Tesisi Ve Deniz Deşarji İnşaati Şekil-4 Küçüksu Deniz Deşarj Hattı Hidrografik Ölçme Planı 3. Madencilik ve Yeraltı Ölçmeleri Küçüksu Ön Arıtma Tesisi ne atıksu girişinin önemli bir bölümünü teşkil eden Küçüksu Atıksu Tüneli 1035 metre boyunda olup iç çapı Ø 2200 mm dir. Tünel tesis ile sahil arasında yer almakta olup Şekil- 5 te tünel güzergahı verilmiştir. İlgili projede uygulanan Madencilik ve Yeraltı Ölçelerinin amacı bahsi geçen tünel inşaatının İşveren ce onaylı uygulama projelerine uygun olarak ifasını sağlamaktır. S2 S1 Küçüksu Deresi Küçüksu Deresi S12 y= 421519.019 x=4 549637.375 S2 Ø2200mm ATIKSU TUNELI L= 1036.50mt ISTANBUL BOGAZI EGiM EGiM S1 Şekil-5 Küçüksu Atıksu Tüneli Güzegahı Küçüksu Atıksu Tünelinin giriş ve çıkış noktalarında projelerine uygun olarak dairesel şaft yapıları inşaa edilmiştir. Söz konusu şaft yapılarının inşaatında yer üstü ölçme teknikleri uygulanmıştır. Bu amaçla İşveren tarafından gösterilen nirengiler yardımıyla değişik poligon geçkileri oluşturulmuş ve şaftların 23-25 Kasım 2005, İTÜ İstanbul 242

Küçüksu Ön Aritma Tesisi Ve Deniz Deşarji İnşaati inşaatlarında ilgili poligonlar kullanılmıştır. Şaftların tamamlanarak tünel giriş ağzı yapısının oluşturulmasına binaen poligon geçkisi bu noktayı da kapsayacak şekilde genişletilmiş ve bu sayede tünel içerisinde de ayrı bir poligon güzergahı tünel giriş ağzı yapısından başlayarak teşkil edilmiştir. Bu bağlamda, ölçme aleti tünel birinci kaplaması üzerinde belirlenen noktalara kurularak gerideki ve ilerideki poligon noktalarına bakılmak suretiyle kontroller gerçekleştirilmiş ve yeni tespit edilen poligon noktalarının kot ve koordinat değerleri belirlenmiştir. Bu aşamadan sonra Lazer cihazının tünel tavanına monte edilmesine geçilir. Tünel içerisinde oluşturulan poligon geçkisi marifetiyle Lazerin monte edilmesi planlanan noktadaki kot, koordinat, aks bilgileri hesaplanır ve Lazer cihazının montajı ile hassas ayarları yapılır. Lazer ışığının uzaklığın artışı ile doğru orantılı olarak dağılmasından dolayı Lazer cihazı olabildiğince tünel aynasına yakın olmalıdır ve 150 metreden daha geride bulunmamalıdır. Bu sayede tünel kazısının istikamet ve profilindeki sapmalar bertaraf edilmektedir. Şekil-6 da Küçüksu Atıksu Tüneli kesitinde lazer cihazının kurulduğu nokta gösterilmektedir. Küçüksu Atıksu Tüneli kazısı Ø 2880 mm dış çaplı Roadheader tipi tünel makinası ile yapılmıştır. Makinanın tünel kazısını projeye uygun yapabilmesi için makina tavanına Şekil-7 de gösterilen 5 mm lik karelajlara ayrılmış olan, kırmızı çizgilerle yatay/düşey eksenleri belirlenen ve su terazisine sabitlenmiş bir ölçme aparatı monte edilir. Bunun üzerine düşen lazer ışığının yatay/düşey eksenlerden olan sapmaları tünel makinasının ileriye doğru her bir hareketinde kaydedilerek makinanın onaylı proje değerlerine uygun olarak tünel kazısını sürdürmesi sağlanır. Bahsi geçen aparatta sapma tespit edilmesi durumunda tünel makinasının yatay ve/veya düşey konumuna müdahele edilir. Şekil-6 Küçüksu Atıksu Tünel Kesitinde Lazer Cihazının Yerleşimi 23-25 Kasım 2005, İTÜ İstanbul 243

Küçüksu Deresi Küçüksu Deresi Küçüksu Ön Aritma Tesisi Ve Deniz Deşarji İnşaati Küçüksu Atıksu Tünelinde 2 adet kurp bulunmaktadır. Bunların yarıçapları 400 er metre, uzunlukları ise 179.34 ve 25.77 metre dir. Bu kurpların dönülmesi esnasında makina kontrolü alinmana göre daha fazla ölçme işlemi gerektirmekle birlikte prensipte alinmanda uygulanan ölçme yönteminin benzeri uygulanmaktadır. Tünel kazısının tamamlanıp çıkış şaftından tünel makinasının alınmasından sonra tünel en kesit çizimlerinde verilen tünel 2.kaplamasının yapılması işlemine geçilir. Bu işlem ile ilgili olarak 2.kaplama kalıplarının akar kotları ile kemer kesimleri kontrol edilir. 2.kaplama betonunun dökümünden önce son bir kontrol daha yapılarak döküm işlemine geçilir ve bu aşama ile tünel inşaatı tamamlanmış olur. 4. Sonuç Şekil-7 Tünel Makinasına Sabitlenen Ölçme Aparatı Küçüksu Ön Arıtma Tesisi ve Deniz Deşarjı İnşaatı projesi tamamlanarak 14 Şubat 2005 tarihinde hizmete alınmıştır. İlgili tarihten itibaren tesise gelen atıksu arıtılarak deniz deşarj hattı vasıtasıyla İstanbul Boğazının dip akıntısına verilmektedir. Şekil-8 de projenin tamamlanmış haliyle genel yerleşim planı verilmektedir. KUZEY NE E NW SE DENIZ DESARJ HATTI KÜÇÜKSU KASRI W SW S ISTANBUL BOGAZI Ø2200mm ATIKSU TUNELI ATIKSU ARITMA TESISI Şekil-8 Küçüksu Ön Arıtma Tesisi ve Deniz Deşarjı İnşaatı Projesi Genel Yerleşim Planı 23-25 Kasım 2005, İTÜ İstanbul 244

Küçüksu Ön Aritma Tesisi Ve Deniz Deşarji İnşaati Teşekkür Küçüksu Ön Arıtma Tesisi ve Deniz Deşarjı İnşaatı projesi süresince gerekli düzenlemeleri yapan, T.C. Başbakanlık Denizcilik Müsteşarlığı İstanbul Bölge Müdürlüğü, İstanbul Liman Başkanlığı, Türk Limanları Gemi Trafik Hizmetleri Daire Başkanlığı, Türk Boğazları Deniz Trafik Düzen Başkanlığı, T.C. İstanbul Büyükşehir Belediyesi, İstanbul Su ve Kanalizasyon İdaresi (İSKİ) Genel Müdürlüğü ile Graftek Bilgisayar Teknolojisi Mühendislik Hizmetleri ve Ticaret A.Ş. nin değerli Çalışanlarına teşekkürlerimizi sunarız ederiz. 23-25 Kasım 2005, İTÜ İstanbul 245