SULARIN DERLENMESİ KAPTAJ
Herhangi bir topluluğun ihtiyacı olan su miktarı tayin edildikten sonra yapılacak ikinci önemli iş, bu ihtiyacı karşılayacak en uygun su kaynağının seçilmesidir. İhtiyaçlar sadece bir kaynaktan karşılanabileceği gibi, birkaç kaynaktan da temin edilebilir. Bu durumda suların şebekeye verilmeden önce karıştırılması gerekir A-Yer altı Sularının Kaptajı B- Yüzeysel Suların Kaptajı
Menbaların Sınıflandırılması 1. Yerçekimi etkisiyle meydana gelen menbalar : Bu tip menbalarda su akışı hidrostatik basınç altında cereyan eder. Bu menbalar aşağıdaki gruplara ayrılır: a. Yamaç menbaları b. Tabaka menbaları c. Savak menbaları d. Zemin çatlak ve boşluklarında oluşan menbalar e. Yeraltı boşluklarındaki su kütlelerinin meydana getirdiği menbalar.. Yerçekimi kuvvetinin dışındaki tesirler neticesinde meydana gelen menbalar: Bu grubu volkanik menbalar ile yer kabuğunun derinliklerine ulaşan zemin çatlaklarında ortaya çıkan menbalar oluşturur. Sıcak su menbaları ile karstik menbalar da bu gruba girer
MENBA SULARININ DERLENMESİ Menbalar yeraltı sularını taşıyan tabakaların herhangi bir şekilde yer yüzeyine çıkması sonucu oluşur. Yamaç Menbaları Vadinin geçirimli tabakayı kesmesi sonucu oluşur. Bazen yer altı suyu bir yüzey boyunca açığa çıkar. Zemin yüzü Y.A.S.S. Geçirimsiz tabaka Menba
YAMAÇ MENBALARININ KAPTAJI Menbada su toplama tesisi bir odadan ibarettir. En basit şekli ile bu oda tek bölmeden oluşur. Bunların vanaları dışarıdadır. Bunlar, toplama odaları girişçıkış, dolu ve dip savak boruları ile donatılmıştır. İnsan girişi 0.60x0.60 m Çevre hendeği Kil 0.90-1.0 m (en az) Kaynak Dolu savak Gidiş Boşaltma Geçirimsiz zemin Kil Gidiş Dren Boşaltma
Tabaka Menbaları Vadinin su taşıyan tabakanın altındaki geçirimsiz tabakayı kesmesi sonucu oluşur. Burada yer altı suyu akışı bir çizgi boyunca açığa çıkar Zemin yüzü Y.A.S.S. Menba Geçirimsiz tabaka
TABAKA MENBALARININ KAPTAJI Suların geri tepmemesi ve kabarmaması için, bütün kaptaj elemanları, akım serbest yüzeyli olacak şekilde projelendirilir. Hareketsiz yer altı suyu içinde açılmış olan ve suları her iki taraftan alan kaptaj tesisatı, sızdırma galerisi (dren borusu), iletim borusu ve toplama odasından meydana gelir. Sızdırma borularında hız 0,0 v 0,40 m/s alınmaktadır. İletim borusundaki hız ise 0,50 civarında alınması uygundur. Sızdırma borularında minimum çap 10 cm alınmalıdır.
Savak Menbaları Yer altı suyu yüzeyi ile geçirimsiz tabakanın eğiminin zıt yönde olması halinde savak menbaları oluşur. Dolu ve dip savak menbaı olmak üzere iki tipi vardır. Dip savak verimi daha yüksek, dolu savak menbaı zaman zaman kuruyabilir Dip savak menbaı Y.A.S.S. Zemin yüzü Dolu savak menbaı Geçirimsiz tabaka
Zemin çatlak ve boşluklarında oluşan menbalar İki geçirimsiz tabaka arasında kalan yer altı suyu üstteki tabakanın çatlak ve yarıklarından yer yüzüne çıkarak tabaka çatlağı menbaını oluşturur. Şayet sular bir fay çatlağı boyunca yüzeye çıkarsa fay menbaı adını alır Geçirimsiz tabaka Menba Yeraltı suyu Geçirimsiz tabaka Tabaka çatlağı menba Menba Fay menbaları
Yer altı boşluklarındaki su kütlelerinin meydana getirdiği menbalar Kütle halinde yeraltındaki boşluklarda hareket eden sular, bu boşlukların zeminle irtibatlı olduğu bir noktadan açığa çıkar ve menbaı meydana getirir. Menba Zemin boşluğundaki menba
MENBALARIN DEBİLERİ Bir menbadan alınabilecek su miktarının bağlı olduğu faktörler: 1. Su taşıyan tabakanın porozitesine. Menbanın morfolojik yapısı 3. Zeminin sızdırma kapasitesi 4. Beslenme havzasının büyüklüğü 5. Bölgenin topoğrafyası 6. Yağışların şiddet, süre ve frekansı 7. Zemindeki bitki örtüsü 8. Yağış bölgesindeki meteorolojik şartlar. Debisi mevsime göre değişmeyen menbalar, su temini bakımından en uygun olan menbalardır. Debisi çok değişkense o menba, su kalitesi ve su miktarı bakımından uygun değildir, tercih edilemez.
Menba debilerinin ölçümü: Menba debilerini ölçme metotları, menba debisinin büyüklüğüne bağlıdır. - Verim 1lt/sn veya daha küçük ise; hacmi beli olan kaplarla (mesela 0 lt olabilir), bir kabın doluş süresinin ölçülmesi ile ölçülür. - Verim biraz daha büyük ise (1~10 lt/sn)arasında ise; 0,5*0,5*1 m boyutlarında sızdırmaz sandıklar kullanılır. - Eğer verim 10 lt/sn den daha büyük ise savaklar yardımıyla ölçülür.
Menbadan ölçülen en büyük ve en küçük debi arasındaki oran; oran varsa bu tip menbalar çok uygundur. Bu menba kaynak olarak kullanılabilir. menbada kirlenme söz konusu olabilir, basit arıtma ile kullanılabilir. böyle bir menba kaynak olarak kullanılamaz
Kum Tutucu Bölmenin Hesabı Menbalardan alınan suların ince kumları sürüklemesi halinde bu kumların isale ve şebekede işletme güçlükleri doğurmaması için sulardan ayrılması gerekir. Bu yüzden menba kaptajlarında su bölmesinden önce bir kum tutma bölmesi teşkil edilir.
Kum tutucuların boyutlandırılabilmesi için sudan ayrılması istenen en küçük kum taneciğinin çapı, özgül ağırlığı ve su sıcaklığı bilinmelidir. Kum tutucu bölme, o şekilde boyutlandırılmalıdır ki çökelmesi istenen zerrecik suyun yatay doğrultudaki hızı ile L mesafesini kat ederek bölmenin sonuna geldiğinde, düşey doğrultudaki çökelme hızı ile h mesafesini almış olsun ve bölmenin tabanına inerek orada biriksin
Kum tutucu bölmenin hesabında; esas alınacak akış hızı (Va), çökelen tanelerin su ile sürüklenmesi için Va 5 cm/sn olacak şekilde seçilir. Daha büyük olursa çökelen taneler su ile akıp gider. Çökelme hızı (Vç) ise tablo veya Reynolds tan bulunur. Vç : çökelme hızı, d : dane çapı, n : kinematik viskozite γ : tanenin özgül ağırlığı
Çökelme ve akış hızları tespit edildikten sonra çökelen daneciğin yörüngesi takip edilerek aşağıdaki denklem elde edilir. Daneciğin Vç hızı ile h yolunu alması için geçen süre, aynı taneciğin Va hızı ile L yolunu alması için geçen zamana eşittir. Buna göre aşağıdaki ifade yazılabilir: Burada, h : kum tutucu bölmedeki su derinliğini, L: kum tutucu bölmenin uzunluğunu gösterir.
TOPLAMA ODALARI Dren borularıyla alınan sular şehrin su haznesine gönderilmek üzere, önce Savak A >0.75 m D >0.90 m Dolusavak Kurbağa klapeli tahliye borusu bir toplama odasına iletilir. >0.90 m Su alma borusu B Merdiven C E-F Kesiti Baca Kapağı 0.80 A-B Kesiti Merdiven Savak E F >0.0 m Su Alma C-D KESİTİ Kurbağa Klapeli Tahliye Borusu
Menbalardan Emin ve Sürekli Bir Şekilde Su Alabilmek İçin Dikkat Edilesi Gereken Noktalar Suyun akımına mani olacak ve suyu kabartacak hiçbir tesis yapılmamalıdır. İçine girilmesi gereken kaptajların kârgir kısımları zeminden yeteri kadar yüksek tutulmalıdır. Kaptaj kapakları içeriye hiçbir yabancı madde girmeyecek şekilde tecrit edilmelidir. Yağmur sularının menbaya girmesini önlemek için kaptaj çevresine bir çevirme hendeği yapılmalıdır. Ağaç kökleri drenleri tıkayabileceğinden kaptajdan itibaren en az 0 m mesafede ağaç bulunmamalıdır. Kaptajların kirlenmesini önlemek için kaptaj çevresinde bir koruma bölgesi oluşturulmalıdır. Kaptajın yakın çevresi 30-00 m mesafede tel örgü ile çevrilmelidir.
Yeraltı Suyu Yerkabuğunu oluşturan kayaçların ortalama olarak ağırlıklarının %5 ini, hacimlerinin ise%1.5 unu yer altı suları oluşturur. Slichter (190), yer altı suyunun karalarda 9656 m, denizlerin diplerinde ise 8041 m derine inebileceğini ve yaklaşık %10 da kayaçların gözenekliliğini kabul ederek yer altı suyununtoplammiktarını43x10 16 m 3 olduğunuiddiaetmiştir. Bu miktar da arzı örtecek 900-1000 m kalınlığındaki bir su tabakasına karşılık gelmektedir. Yeraltı suyu akifer denilen jeolojik formasyonda birikir. Yer altı suyu, yağışın zemine süzülen ve yeraltının boşluk, çatlak ve yarıklarında toplanan sudur. Akifer su taşıyan tabaka demektir.
YER ALTI SUYU BÖLGELERİ Suya doygun olmayan bölge Zemin yüzeyi Zemin suyu Kapiler saçak Suya doygun bölge Su tablası Yer altı suyu
Akifer Özellikleri Doygun olmayan Doygun bölge bölge Bütün boşluklar su+hava ile dolu Yer altı su seviyesi Bütün boşluklar su ile dolu Doygun olmayan (doymamış bölgede) zemin daneleri arasında su ve hava bulunur. Doygun bölgede ise zemin daneleri arasındaki tüm boşluklar su ile doludur. Doymamış bölgedeki su yerçekiminin etkisi ile derine süzülerek (perkolasyon) yeraltısuyuna karışır. Doymamış bölgede süzülmeden sonra geriye moleküler çekim kuvvetleriyle tutulan (peliküler su) ile kapiler gerilmelerle tutulan (kapiler saçak) su bulunur.
Porozite POROZ MALZEME İYİ DERECELENMİŞ KUM KÖTÜ DERECELENMİŞ KUM ÇATLAKLI KAYA GRANİT TE KIRIKLAR ERİME BOŞLUKLU KİREÇTAŞI
Porozite Porozite :Kayaçların içindeki boşlukların hacminin toplam hacme oranıdır. V t hava V V zemin Kuru POROZİTE => V zemin V S n = V v V t BOŞLUK ORANI => e = V V V S n e = 1+ e ; e = n 1+ n
Porozite V v = 0.3 m³ su 1 m 1 m 1 m V t = 1.0 m³ Kuru kum Suya doygun kum Porozite => n = V V 0.30 1.00 V = = t 0.30
Özgül Verim ve Özgül Tutma Kapilarite ve moleküler çekim etkisi ile doymamış bölgede kalan ve yerçekimi ile veya pompajla çekilemeyen su Arazi Kapasitesi (zemin nemi) olarak adlandırılır. Benzer etkilerle doygun bölgedenpompajla çekilemeyen su da Kalan Su olarak adlandırılır. Doymuş bölgedetutulan suyun (kalan su) toplam kayaç hacmine oranına Özgül Tutma (Tutulma) denilir. Doymuş bölgeden pompajla alınabilen suya ise Özgül Verim adı verilir. Efektif porozite de denilir.
Özgül Verim ve Özgül Tutma su W y = alınabilen su hacmi W r = tutulan su hacmi Özgül Verim => S y = W V y nemli kum V = toplam kayaç hacmi Özgül Tutulma => S r = W V r Gerçek porozite => n = S y + S r
Özgül Verim ve Özgül Tutma Kil Silt Kum Çakıl Porozite Boşluk Oranı Özgül tutma Özgül verim 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Dane Çapı (mm)
Özgül Verim ve Özgül Tutma Zemin Cinsi Porozite (%) Özgül Tutulma, Sr (%) Özgül Verim, Sy (%) Kum 5 3 Çakıl 0 1 19 Kireçtaşı 0 18 Bazalt 11 3 8 Kumtaşı 11 5 6 Kil 50 48 Granit 0,10 0,01 0,09
Hidrolik İletkenlik (Permeabilite) Hidrolik iletkenlik (K): değişir. farklı jeolojik katmanlarla fiziksel ölçekle (dane boyutuyla) akımın ölçüldüğü yönle Homojen: Bütün yerlerde K aynıdır. Heterojen: Yere ve katmanlara göre K değişir. İzotrop: Bütün yönlerde K aynıdır. Anizotrop: K ölçüm yönüne göre değişir.
Hidrolik İletkenlik K z K x Zemin tabakalarında yatay yönde değişim K z K x Zemin tabakalarında düşey yönde değişim
Hidrolik İletkenlik Hidrolik iletkenliğin Yönlere göre değişimi: K 1 K K 3 h 1 h h 3 Düşey yöndeki ortalama hidrolik iletkenlik h1 + h + h3 K mv = h h h + K 1 + 3 1 K K 3 K 1 K h 1 h Yatay yöndeki ortalama hidrolik iletkenlik ( K h ) + ( K h ) + ( K h ) 1 K mh = h + h + h 1 1 3 3 3 K 3 h 3 K mh / K mv ortamın niteliğini göstermektedir. Heterojen ortamda K mh > K mv
Hidrolik İletkenliğin Ölçümü Hidrolik iletkenlik (permeabilite): Laboratuvarda Sabit seviyeli permeabilite testi Düşen seviyeli permeabilite testi Arazide ölçülebilir
AKİFER (SU TAŞIR) ÇEŞİTLERİ Serbest Akifer Basınçlı Akifer Asılı veya Tünek Akiferler Beslenme Alanı Serbest yüzeyli kuyu Basınçlı kuyu Tünek akifer Piyezometre Yüzeyi Basınçlı Su Artezyen Geçirimsiz Tabaka Geçirimsiz tavan Geçirimsiz taban Geçirimsiz Tabaka
Darcy Kanunu Enerjinin yüksek olduğu yerlerden alçak olan yerlere doğru olan yeraltısuyu hareketi; Sürtünme ile meydana gelen enerji kaybının fazlalığından dolayı yavaştır (permeabiliteye bağlı olarak) Genelde 10 ile 100 cm/gün dür. Akım genelde laminerdir
Darcy Kanunu Genelde yeraltısuyu akımı Darcy kanununa uyar (büyük boşluklar bulunan akiferlerde ile kuyu civarları hariç). statik Düzenli akım
Darcy Kanunu I = V f = h L Q A V f = K I Re = V f µ Piyezometrik eğim (Hidrolik gradyan) D Filtre hızı Reynolds Re < 1-10 (Darcy kanunu geçerli) V Q A Q p A ) g = = = g ( V f p Referans düzlemi Gerçek hız Enkesit alanı, A kum I
Darcy Kanunu h V g = z 0 1 h I = = L + p1 γ dh dl z + p γ kum Enkesit alanı, A Dracy Kanunu Referans düzlemi Q = K A dh dl Q = K I A
Darcy Kanunu Q = K I A K = hidrolik iletkenlik (geçirimlilik, permeabilite) (cm/s) I = hidrolik gradyan (piyezometrik eğim) K = µ γ k k = özgül geçirimlilik (Darcy = 0,987 10-3 cm) µ = dinamik viskozite (kg.m -.s)
Darcy Kanunu Zemin cinsi K (cm/s) k (Darcy) Kum taşı 10-3 10-1 1-10² Çakıl, iri kum 10-1 10-10 3 Çakıllı kum 10-10 -1 10-10² Orta kum 10-10 -1 10-10² İnce kum 10-3 10-1 1-10² Çok ince kum 10-4 10-10 -1-10 Silt 10-6 10-4 10-3 -10-1 Kumlu kil 10-8 10-6 10-5 -10-3 Kil 10-9 10-7 10-6 -10-4
YERALTI SULARININ SU ALMA YAPILARINA GİRİŞİ Yeraltı suyu tabakasının yüzeye yakın ve kalınlığının da az olması durumunda sular yatay tesisler ile (sızdırma boru ve galerileri ile), derinde bulunması halinde ise düşey tesisler ile (kuyularla) alınır. Yeraltı sularını toplayan tesislerin boyutlandırılmasında Darcy (1856) Kanununa uyarak aktığı ve Dupuit (1863) kabullerinin geçerli olduğu varsayımları yapılır. Dupuit Kabulleri Tesise giren su, tesisten çekilen suya eşittir. Su ve zemin sıkıştırılamaz. Su yüzü eğimi küçüktür. Yer altı suyu boyunca akım üniform ve yatay doğrultudadır. Zemin homojen ve izotroptur. Darcy kanunu geçerlidir. Su alma tesisi su tabakasını taşıyan geçirimsiz zemine kadar indirilmiştir
BİR KUYUYA DOĞRU BASINÇSIZ PERMENAN AKIM ).(... xy dx dy k A J k Q π = = = = = = = 1 1..... y y y y x x x x y dy k x dx Q π 1 1.. ln y y y y x x x x y k x Q = = = = = π 1 ln.. x x y y k Q = π Statik su seviyesi h s H D=r r y 1 y YERYÜZÜ Dinamik s. s. Pompaj kuyusu ln x1 r R h H k Q ln.. = π s H h = [ ] [ ] ) s s(h s Hs s Hs H H s Hs H H s) (H H h H = = + = + = = r R s H s k Q ln ) (.. = π h R y 1 y x 1 x AKİFER
BİR KUYUYA DOĞRU BASINÇLI PERMENAN AKIM Bu durumda artezyen kuyusu söz konusudur. Sular kuyuya sadece basınçlı su tabakasının m kalınlığı boyunca girmektedir. dy Q = k.j.a = k..(πxm) dx x= x x= x 1 Qln x Q = dx Q. x x= x x= x 1 =. π.m.k. y y. π.m.k. x ln x =.k. π.m.y 1 1 y= y y= y 1 y= y y= y dy H h Q = π. m. k h=h-s R ln r 1 H Q s π.m.k R ln r r Piyezometre çizgisi s r h Geçirimsiz tavan m Geçirimsiz taban R π.k = Q = [ s.(h s) (H m) ] R ln r
YER ALTI SULARININ DÜŞEY TESİSLERLE ALINMASI PROJE İNŞAAT ESASLARI Yer altı sularını toplayan düşey tesisler, yani kuyular, inşa şekillerine göre şu kısımlara ayrılır. 1) Hazneli kuyular a)adi (basit) kuyular b)yatay ve diyagonal filtreli kuyular ) Borulu kuyular a) Burgu ile açılan kuyular b) Çakma kuyular c) Sondaj usulü ile açılan kuyular 1-Döner sondaj -Darbeli sondaj
HAZNELİ KUYULAR Bunlar; kazma, kürek ve benzeri kazı aletleri ile açılan kuyulardır. Özellikle sığ tabakalarda açılırlar. Çapları 3 metreden büyük olması ve sürekli olarak su alınmaması halinde kuyu içinde uzun zaman bekleyen su bayatlar. 1.50 m den daha küçük çaplı kârgir kuyu inşa etmek uygun değildir. Nadiren 30 m den derin yapılırlar. Hazneli kuyuların üstünlükleri; Çaplarının büyük olması sebebiyle içlerinde su depo edilebilir. Çapları büyük olduğundan verimsiz ve sığ tabakalardan su almak mümkündür. Göl ve nehir sahillerinde en az 50 m uzakta açılan hazneli kuyular kirli suların süzülerek temizlenmesini sağlar. Hazneli kuyuların dezavantajları; Çapları büyük olduğundan rüzgar ve yağış suları ile kirlenebilir. Derin su tabakalarında yapılamazlar.
Kirlenmeyi önlemek için tercihen betondan bir kapak yapılır. Kapak tabii zemin seviyesinden 30 cm yukarıda olmalıdır. Motor platformu en yüksek su seviyesinin en az 0.50-0.80 m. yukarısında yapılmalıdır. Müsaade edilen maksimum giriş hızı, Sichardt a göre; k v max. = burada k nın birimi (m/s) dir. 15 Su kuyunun tabanından veya yanlarından gelebilir. Eğer su tabandan geliyorsa; ince taneli zeminlerde kuyu tabanına üç tabakaya kadar kum-çakıl filtresi serilir.
Hazneli Kuyularda Debi Hesabı Sadece yan yüzeyden su alan kuyu Tabandan su alan hazneli kuyu Hem tabandan hem yan yüzeyden su alan kuyu Q = v. A + A 1 v. v = k 15 Q k k = π. r. +. π. r. h. α. 15 15 α: Kuyu yan cidarlarındaki boşlukların kuyu yan yüzeyine oranı. α = 1 4 1 5 olarak alınabilmektedir.
HAZNELİ KUYULARDAN İYİ BİR NETİCE ALINABİLMESİ İÇİN AŞAĞIDAKİ HUSUSLARA DİKKAT EDİLMELİDİR Kuyu muhafaza borusu veya kaplama yüzeyi zemin yüzeyinden en az 30 cm (1.0 m tavsiye edilir) yukarıda kalacak şekilde oluşturulur. Kuyudaki su yüksekliği.0 metrenin altına düşmemeli ve emme borusunun krepini sürekli su içerisinde kalmalıdır. Yan cidarlardan beslenen kuyularda su alan kısımların derinliği min. 1.0-1.50 m. olmalıdır. Kuyudaki su seviyesi zemin yüzeyinden en az 4-5 m. aşağıda olmalıdır. Hazneli kuyuların ağız kısmı zemin yüzeyinden başlamak üzere -3 m. derinlik ve 0.50m. kalınlıkta bir kil tabakasıyla örtülmelidir.
BORULU KUYULAR Emme Borusu Boru parçaları ile teşkil edilen kuyulardır. Su, kuyulara borunun yan cidarında bırakılan deliklerden girer. Daha ucuza mal olmaları, daha çabuk inşa edilebilmeleri ve kirlenme ihtimalinin az olması sebebiyle hazneli kuyulardan daha çok tercih edilmektedir. Muhafaza Borusu Klape Redüksiyon Filtre Borusu Sondaj Borusu m 1m 1m 1m Y.A.S.S Geçirimsiz Tabaka
ÇAKMA KUYULAR Bu kuyular birbirine eklenmiş boru parçalarının bir şahmerdanla zemine çakılması ile yapılır. En alttaki borunun üzeri deliklidir ve ucuna çakma ucu geçirilmiştir. Çapları.5-10 cm arasında değişir. Derinlikleri 15 m yi geçmez. Bu kuyuların verimleri azdır. 100-50 m 3 /gün ü geçmez. BURGU İLE AÇILAN KUYULAR Bu kuyular yer altı suyu seviyesinin zemin yüzeyine yakın olduğu, konsolide olmamış akiferlerde inşa edilir. ENJEKSİYON USÜLÜ İLE AÇILAN KUYULAR Bu kuyular zemin içerisine püskürtülen su jetlerinin parçalayıcı etkilerinden faydalanılarak inşa edilir. Bu metotla 3-10 cm çaplı 15 m derinliğinde kuyular açılır.
DARBELİ SONDAJ METODU Bu metotla kuyu açılmasında standart sondaj makineleri kullanılır. Darbeli sondaj metodu ile 8-60 cm çaplı kuyular 600 m ye kadar yapılabilir. DÜZ SIVI DEVİRLİ DÖNER SONDAJ METODU Boru ucuna bağlı matkabın döndürülmesi ile zemin parçalanır ve boru içinden verilen basınçlı su ile parçalar, dışarı çıkarılır. 45 cm çaplı derin kuyular inşa edilebilir.
Debi Formüllerinin Kritiği Hem sızdırma galerileri hem de kuyular için verilen debi formüllerindeki s in dışındaki parametrelerin sabit olduğu veya büyük bir yakınlıkla sabit kabul edildiklerinden dolayı hesaplanacak debi, s e bağlıdır. s=0 için h=h ve Q=Q min =0 (Hiç su çekilmez) s=h için h=0 ve Q=Q mak (Pratik olarak mümkün değil) Seviye alçalmasının kritik değerden daha fazla seçilmesinin pratik bir faydası yoktur. Bunun için seviye alçalmasının maksimum değeri olarak s=h/ alınır. s max H
Kritik Hız Yer altı sularının kaptajlara doğru olan akış hızları büyük olursa tesise giren debi de büyük olur. Ancak hız büyüdükçe zemin içindeki su ile sürüklenen ince tanelerin miktarı artar. Sürüklenen bu ince malzeme zemin boşluklarının bir kısmı ile su toplayan tesislerin filtre ve krepinlerini tıkar. Ayrıca zeminde boşalmalar ve çökelmeler meydana gelebilir. Bundan dolayı yer altı suyu hızının belirli bir değeri geçmemesi gerekir. Aşılmaması gereken bu hız değerine kritik hız adı verilir. Kritik hıza karşılık gelen debi değerine de izin verilen debi adı verilir. Sichardt Formülü; v mak = k 15
İzin verilen debi; r: Kuyu yarıçapı h: Kuyudaki su derinliği k: Hidrolik iletkenlik; m=iki geçirimsiz tabaka arasındaki mesafe Q mü = v.a v mü = k 30 Serbest yüzeyli kuyu A =. π. r. h Q mü = k 30.. π.r.h Basınçlı kuyu için; A =. π.r.m Q mü =. π.r.m. k 30
KUYULARDAN ALINACAK OPTİMUM DEBİNİN HESABI Kuyu hesaplamalarında; Q Mü =Q Dupuit oluncaya kadar bir çözüm aranır. Bu Q ya optimum debi denir. Q opt. İle gösterilir. Bu eşitliği sağlayan seviye alçalmasına da optimum seviye alçalması adı verilir. Borulu kuyular için, optimum debi ve optimum seviye alçalması değerleri, tatonman (deneme- yanılma) ve grafik metot ile hesaplanır.
Serbest Yüzeyli Yer Altı Suyu Yataklarında Kuyudan Çekilen Opt. Debi; s.(h s) π. k. = R ln r. π. r. h. 30 k R = 3000. s. Bu değer ve h=h-s değeri yerlerine yazılırsa; k s.(h s) π. k. 3000. s. k ln r =. π. r.( H 30 s). k
Yer Altı Suyu Yatağının Basınçlı Olması Durumu; Q mü s k k =. π. r. m. Q Dupuit =Q. π. m. k. =. π. r. m. opt 3000. s. k 30 30 ln r k. s r. k = 3000. s. k 30 ln r
İletim kapasitesi: Birim genişlikteki bir akiferin kesitinden birim eğimde ve birim zamanda geçen su miktarına denir ve T ile gösterilir. Bunun boyutu uzunluğunun karesinin zamana oranı şeklindedir. Bir akiferin kalınlığı m ve hidrolik iletkenlik K olarak ifade edilirse iletim kapasitesi; Kuyu hidroliğinde, Darcy kanunu ve Dupuit hipotezlerinden yararlanılarak bir pompaj kuyusundan çekilen debi değeri elde edilebilmektedir. Bu yaklaşımlarda yeraltı suyu hızının düşey bir kesit boyunca her noktada yatay bir hızı olduğu, üniform bir hız dağılımı sergilediği kabul edilmektedir. Bu kabuller gerçekte tam doğru olmasa da yeraltı suyu yüzeyinin eğiminin çok büyük olmadığı haller için kabul edilebilir. Ancak yeraltı suyu yüzeyinin eğimi büyük ise sonuçlara pek güvenilmez.
Serbest yüzeyli bir akiferde açılan bir kuyudan kararlı halde su çekilmesi durumunda pompaj debisi aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır.
Basınçlı bir akiferde açılan bir kuyudan kararlı halde su çekilmesi durumunda pompaj debisi aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır.
Nehirlerden Su Alınması YÜZEYSEL SULARIN TOPLANMASI Havalandırma Su Alma Kuyusu Yıkama Borusu En Yüksek Su Seviyesi İletilen Debi Alçak Su Seviyesi 100 cm 100 cm Su alma Geri Yıkama 50 cm Giriş Borusu Izgara Çubuk Aralığı 0mm
GÖL VE HAZNELERDEN SU ALMA Sıcaklık o ~ 15 C Epilimnion Derinlik ~ 5 o C Thermocline Hypolimnion Derin göl ve rezervuarlardaki termal tabakalaşma durumu Çok seviyeli sifon su alma kulesi, baraj rezervuarından su temini