3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU M OGAN VE EYMİR GÖLLERİ SU KONTROL YAPILARI İLE İNCESU SEL KAPANININ TAŞKIN PERFORMANSI DEĞERLENDİRMESİ O K A N Ç A Ğ R I B O Z K U R T D R. N U R İ M E R Z İ DR. Z U H A L A K Y Ü R E K N İ S A N 2 0 1 3
SUNUM TASLAĞI 2 GİRİŞ ÇALIŞMA ALANI HAVZANIN CBS İLE MODELLENMESİ HİYETOGRAF VE HİDROGRAF ÇALIŞMALARI İŞLETME ÇALIŞMALARI SONUÇ, ÖNERİ VE DÜŞÜNCELER
GİRİŞ Taşkınlar son yıllarda daha sık oluşmaya başlamış ve yarattıkları zararlar da buna paralel olarak artmaya başlamıştır. Bu durumun nedenleri genellikle meteorolojik sebeplere bağlanmakta iken altyapı eksiklikleri ve yanlışları göz ardı edilebilmektedir. 3 Taşkın zararlarının günden güne artması sonucunda da var olan taşkın kontrol yapılarının yetersiz kaldığı algısı ortaya çıkmaktadır.
GİRİŞ Şehir taşkınları ve kırsal bölgelerdeki taşkınlar olmak üzere iki ana gruba ayrılan taşkınların, yarattığı zararları önlemek için yapısal ve işletme temelli çözümler önerilmektedir. Doğal göllerin su kontrol yapıları da bulundukları bölgeye göre şehir içi taşkın kontrol yapıları olarak sayılabilirler. 4 Taşkın kontrol amacıyla inşa edilen bu yapılar, çevresel etkenler ve rekreasyon alanı ihtiyacı gibi nedenlerden dolayı zamanla ana amaçlarının dışında kullanılabilmektedirler.
GİRİŞ Bu çalışmada, aynı sistemin parçaları olan Mogan Gölü, Eymir Gölü ve İncesu Sel Kapanı havzaları, CBS kullanılarak taşkın olayları bakımından incelenmiştir. Havzaların toplam drenaj alanı 1070 km 2 olup Ankara nın önemli yerleşim birimlerini ve rekreasyon alanlarını içermektedir. Sistemin en mansap tarafında bulunan İncesu Sel Kapanı havzasının çıkışı, Ankara şehir merkezine açılmaktadır. 5 Sözü edilen bölgede 2011 ve 2012 yılları Mart aylarında taşkınlar meydana gelmiş, neyse ki can kaybı yaşanmamıştır.
GİRİŞ Bölgede daha önceki yıllarda yapılan çalışmalar arasında en kapsamlı olanı Gölbaşı Mogan Eymir Gölleri İçin Su Kaynakları ve Çevre Yönetim Planı Projesi dir. Proje kapsamında bölgenin hidrolojik, meteorolojik, jeolojik, hidrojeolojik, limnolojik, batimetrik, kirlilik, izotop ve rekreasyon özellikleri araştırılmış ve çözüm önerileri getirilmiştir. Havza için kritik yağış süresi de 12 saat olarak bulunmuştur. 6
ÇALIŞMA ALANI Toplam Drenaj Alanı: 1070 km 2 Göller: Göletler: Mogan Gölü Eymir Gölü Dikilitaş Göleti İkizce Göleti Sel Kapanı: İncesu Sel Kapanı 7
Mogan Gölü Havzası Drenaj Alanı: 929 km 2 ÇALIŞMA ALANI 8 Dikilitaş ve İkizce Göletleri gene bu havza içinde yer almaktadır.
Eymir Gölü Havzası Drenaj Alanı: 42 km 2 ÇALIŞMA ALANI 9
ÇALIŞMA ALANI 10 İncesu Sel Kapanı Havzası Drenaj Alanı: 98 km 2
HAVZANIN CBS İLE MODELLENMESİ Dijital Haritalar Sayısal Yükseklik Modeli (Aster GDEM) Toprak Haritaları Zemin Derinliği Erozyon Derecesi Büyük Toprak Grubu Arazi Kullanımı 11 ArcGIS yazılımı yardımı ile havzadaki herbir alt birim için akış eğri numarası belirlenmiştir. Havzaların en uzun akış kolu, ağılıklı ortalama eğimi gibi özellikleri ArcGIS yazılımı ile elde edilmiştir.
ÇALIŞMA ALANI 12
ÇALIŞMA ALANI 13
HİYETOGRAF VE HİDROGRAF ÇALIŞMALARI Meteoroloji Genel Müdürlüğü nün Ankara İstasyonu için elde ettiği yağış-şiddet-tekerrür eğrileri kullanılarak, değişken bloklar yöntemi ile 12 saat süreli 50, 100 ve 500 yıllık tasarım hiyetografları elde edilmiştir. Daha sonra U. S. Weather Bureau nun çalışmaları kullanılarak noktasal yağışlar alansal yağışlara çevilmiştir. Yağışın toplam yağışa oranı ise Özdemir (1978) kullanılarak bulunmuş ve bölgeyi temsilen A eğrisi seçilmiştir. 14 Sızma kayıpları hesabında da American Soil Conservation Service in (SCS) kullandığı metod uygulanmış ve etkili yağış hiyetografı her bir alt havza için elde edilmiştir.
HİYETOGRAF VE HİDROGRAF ÇALIŞMALARI 15
HİYETOGRAF VE HİDROGRAF ÇALIŞMALARI 16
HİYETOGRAF VE HİDROGRAF ÇALIŞMALARI 17
HİYETOGRAF VE HİDROGRAF ÇALIŞMALARI 18 Tekerrür Şiddet Derinlik Alansal Derinlik Süresi (mm/saat) (cm) (cm) 50 yıl 5.00 6.00 5.19 100 yıl 5.60 6.72 5.81 500 yıl 6.98 8.38 7.25
HİYETOGRAF VE HİDROGRAF ÇALIŞMALARI Hidrograf Çalışmaları Elde edilen etkili yağış hiyetografları ve SCS yöntemi kullanılarak her alt havza için taşkın hidrografları hesaplanmıştır. Mogan Gölü havzasının taşkın hidrografları, alt havzalara ait taşkın hidrografları süporpoze edilerek elde edilmiştir. Göl üzerine yağan yağış da ayrıca hidrografa eklenmiştir. 19
Debi (m 3 /s) HİYETOGRAF VE HİDROGRAF ÇALIŞMALARI 20 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 Zaman (dak.) Giriş Hidrografı Giriş Hidrografı + Göl Üzerine Yağış Mogan Gölü Havzası Taşkın Hidrografı (Tr=100 yıl)
Debi (m 3 /s) HİYETOGRAF VE HİDROGRAF ÇALIŞMALARI 21 45 40 35 30 Giriş Hidrografı Giriş Hidrografı + Göl Üzerine Yağış 25 20 15 10 5 0 0 200 400 600 800 1000 1200 Zaman (dak) Eymir Gölü Havzası Taşkın Hidrografı (Tr=100 yıl)
Debi (m 3 /s) HİYETOGRAF VE HİDROGRAF ÇALIŞMALARI 22 70 60 50 40 30 20 10 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Zaman (dak) İncesu Sel Kapanı Havzası Taşkın Hidrografı (Tr=100 yıl)
Alt Havza Adı HİYETOGRAF VE HİDROGRAF ÇALIŞMALARI Alan (km 2 ) CN II T r = 50 23 yıl T r = 100 yıl T r = 500 yıl Pik Pik Pik Debi Pik Debi Süresi Süresi (m (dakika) 3 /s) (m (dakika) 3 /s) Pik Debi (m 3 /s) Pik Süresi (dakika) Sukesen Deresi 32.54 78 23.83 540 31.05 531 49.78 520 Kepir Deresi 8.39 79 8.36 479 10.86 470 17.33 469 İğdeli Deresi 17.91 80 16.61 506 21.35 505 33.35 496 Bağırsak Deresi 9.73 83 12.85 469 13.40 469 24.58 459 Gölcük Deresi 22.75 87 35.12 490 42.89 490 61.79 481 Tatlım Deresi 14.14 75 8.18 546 10.95 536 18.35 526 Burcupınar Deresi 12.59 82 13.5 499 17.13 499 26.28 490 Ara Alanlar 19.61 80 37.66 398 48.80 397 76.62 397 Mogan Gölü Membası 791.43 76 188.30 934 247.64 933 402.12 914 Mogan Gölü Tasarım Hidrografı 929.09 76 192.77 884 253.80 883 412.92 873 Mogan Gölü Toplam Taşkın Hacmi 10.99 hm 3 14.20 hm 3 22.60 hm 3 Eymir Gölü Tasarım Hidrografı 42.49 78 32.07 530 41.73 520 66.65 521 Eymir Gölü Toplam Taşkın Hacmi 0.63 hm 3 0.79 hm 3 1.22 hm 3 İncesu Sel Kapanı Tasarım Hidrografı 98.12 76 48.95 606 64.8 596 106.52 586 İncesu Sel Kapanı Toplam Taşkın Hacmi 1.06 hm 3 1.39 hm 3 2.24 hm 3
İŞLETME ÇALIŞMALARI 24 MOGAN GÖLÜ SU KONTROL YAPISI EYMİR GÖLÜ SU KONTROL YAPISI Drenaj Alanı = 929.09 km 2 Minimum Göl Seviyesi = 971.00 m. Drenaj Alanı = 42.49 km 2 Minimum Göl Seviyesi = 967.00 m. Drenaj Alanı = 98.12 km 2 Minimum Göl Seviyesi = 893.50 m. İNCESU SEL KAPANI Çalışma Alanındaki Su Kontrol Yapıları
İŞLETME ÇALIŞMALARI Mogan Gölü Su Kontrol Yapısı 25 Kaynak: DSİ, 2008
İŞLETME ÇALIŞMALARI Mogan Gölü Su Kontrol Yapısı İşletme Çalışmaları Normal İşletme Kotu: 972.00 m. Ancak, 26 24% 6% 10% < 972.00 972.00 < < 972.25 10% 972.25 < < 972.50 972.50 < < 972.75 23% 27% 972.75 < < 973.00 > 973.00 Mogan Gölü İşletme Seviyeleri (1997-2011)
İŞLETME ÇALIŞMALARI Mogan Gölü Su Kontrol Yapısı İşletme Çalışmaları Kanal Kapasitesi: 30 m 3 /s (tasarım debisi) Mevcut durumda kapasite: 7-10 m 3 /s 27
İŞLETME ÇALIŞMALARI 28
İŞLETME ÇALIŞMALARI Mogan Gölü Su Kontrol Yapısı İşletme Çalışmaları Senaryolar 29 Tekerrür süresi (50, 100, 500 yıl) Göl seviyesi (972.00, 972.50, 973.00 m.) Kanal kapasitesi (7, 15, 30 m 3 /s) Rıhtım seviyesi: 973.75 m. Sedde üst kotu: 974.25 m. 20 senaryoda su seviyesinin 973.75 m. yi, bunların 12 tanesinde ise 974.25 m. yi geçtiği görülmüştür.
İŞLETME ÇALIŞMALARI 30 Eymir Gölü Su Kontrol Yapısı İşletme Çalışmaları
İŞLETME ÇALIŞMALARI Eymir Gölü Su Kontrol Yapısı İşletme Çalışmaları 1998-2006 yılları arasında su seviyesi zamanın % 5 inde 969.00 m. nin üzerine çıkmıştır. Rıhtım seviyesi: 969.75 m. Sedde üst kotu: 970.25 m. 31 Eymir Gölü Su Kontrol Yapısı için İşletme Senaryoları Tekerrür Süresi Kanal Kapasitesi Mogan Gölü Su Seviyesi (yıl) (m 3 /s) (m) 1. Durum 50 7 973.00 2. Durum 100 7 972.50 3. Durum 50 15 973.00 4. Durum 100 15 972.50 5. Durum 50 30 973.00 6. Durum 100 30 972.50
İŞLETME ÇALIŞMALARI 32 Eymir Gölü Su Kontrol Yapısı İşletme Çalışmaları Eymir Gölünün 500 yıllık taşkını depolayabilecek kapasitesi olmasına rağmen, işletme hesaplarında 500 yıllık değerler kullanılmamıştır. Bu durumun nedeni ise havzada 500 yıllık bir yağış oluşması durumunda, Mogan Gölündeki su seviyesinin sedde üst kotunu aşacak olması ve Eymir Gölüne gelecek taşkın hidrografının bilinememesidir.
İŞLETME ÇALIŞMALARI İncesu Sel Kapanı İşletme Çalışmaları 33
İŞLETME ÇALIŞMALARI İncesu Sel Kapanı İşletme Çalışmaları İncesu sel kapanı, çalışma alanının en mansap ucunda bulunan taşkın kontrol yapısıdır. Taşkın suları bu yapıdan sonra kapalı kutu bir kondüvi ile şehir yağmur suyu şebekesine girmektedir. 2008 yılında hazırlanan DSİ raporunda, bu kondüvinin kapasitesinin 48-94 m 3 /s olduğu belirtilmektedir. Dipsavak kapasitesi de 10 m 3 /s ye inmiştir. 34
İŞLETME ÇALIŞMALARI İncesu Sel Kapanı İşletme Çalışmaları Sel kapanının işletme performansı, 50 ve 100 yıllık tekerrür süresine sahip yağışların oluşturduğu hidrograflar ve Eymir Gölü işletme çalışmalarında kullanılan 6 farklı senaryonun çıkış hidrografları kullanılarak ölçülmeye çalışılmıştır. 35 Oluşturulan senaryolar sonucunda elde edilen taşkın debileri, İncesu sel kapanından mansap kısmına, gövde güvenliğine zarar vermeyecek biçimde aktarılabilmektedir.
SONUÇ, ÖNERİ VE DÜŞÜNCELER Sonuçlar Yapılan çalışmalar kapsamında Mogan Gölü, Eymir Gölü ve İncesu sel kapanı havzaları için akış eğri numaraları (CN) ve 50, 100 ve 500 yıl tekerrür süresine sahip 12 saatlik yağışın oluşturduğu taşkın hidrografları elde edilmiştir. Taşkın kontrol yapılarının işletme performansları çeşitli senaryolar için test edilmeye çalışılmıştır. 36
SONUÇ, ÖNERİ VE DÜŞÜNCELER Mogan Gölü için yapılan işletme çalışması sonuçlarına göre, 50 yıllık bir yağışın göl seviyesinin 972.00 m., kanal kapasitesinin de 7 m 3 /s olduğu zaman da zarara yol açmadığı görülmüştür. Kanal kapasitesinin 15 m 3 /s çıkarılması durumunda ise aynı yağış, gölün 972.50 m. seviyesinde olması durumunda da zarara yol açmamaktadır. 37 100 yıllık yağışın zarara neden olmaması için göl seviyesinin 972.00 seviyesinde tutulması ve kanal kapasitesinin de en az 15 m 3 /s olması gerekmektedir.
SONUÇ, ÖNERİ VE DÜŞÜNCELER 500 yıllık yağışın gelmesi durumunda ise tüm senaryolarda göl seviyesi 974.25 m. seviyesinin üstüne çıkmaktadır. Yağış başlangıcında su seviyesinin 973.00 metrede olması durumunda, 100 yıllık yağışlar sonucunda da göl seviyesi her durumda sedde üst kotunun üstüne çıkmaktadır. Diğer hallerde maksimum su seviyesi 973.75 in üzerinde 974.25 in ise altında olmaktadır. 38
SONUÇ, ÖNERİ VE DÜŞÜNCELER Eymir Gölü için yapılan işletme çalışmaları sonucunda, Mogan Gölünden gelecek olan taşkın sularının Eymir Gölünde depolanmaması durumunda, Eymir Gölünün kendi havzasından gelecek olan taşkın sularının, göl etrafındaki sosyal tesislere zarar vermeyeceği görülmüştür. 39 İncesu sel kapanı için elde edilen pik debi değerleri, kapan mansabına aktarılabilmektedir. Kapanın bulunduğu İmrahor Vadisi boyunca birkaç adet ufak su birikintileri yer almaktadır. Vadiden gelen suların toplanma zamanlarını daha detaylı hesaplayabilmek için vadi daha detaylı olarak çalışılabilir.
SONUÇ, ÖNERİ VE DÜŞÜNCELER Öneri ve Düşünceler Tasarım ve işletme çalışmalarının daha düşük tekerrür süreli taşkınlar için yapılması daha ekonomik sonuçlar verebilecektir. Taşkın sahalarında yapılaşmaya izin verilmemesi de can kaybının önüne geçilmesi adına büyük önem arz etmektedir. Gerçek zamanlı işletme çalışmaları taşkın koruma işleri yönünden hayli yararlı sonuçlar vermektedir. 40 Su kontrol yapılarının kapak ayarlarının da dinamik bir şekilde yapılabilmesi oldukça önemlidir.
SONUÇ, ÖNERİ VE DÜŞÜNCELER Bu çalışmada en kritik yapı olarak Mogan Gölü su kontrol yapısı bulunmuştur. Şehir yağmur suyu şebekesinin de şehre yağan yağışa ek olarak, bu yapıdan bırakılacak olan suları güvenli bir şekilde taşıyabilmesi gerekir. Mogan Gölü su kontrol yapısı havzayı taşkınlardan korumak için kilit bir öneme sahiptir. Ancak son yıllarda gölün işletme seviyesi oldukça yüksek tutulmaktadır. 41
SONUÇ, ÖNERİ VE DÜŞÜNCELER İlgili kurum ve kuruluşlar Mogan Gölünün ana amacı konusunda karar vermelidir. Mevcut koşullarda, gölün hem rekreasyon hem de taşkın kontrol amacı ile işletilmesi mümkün olamamaktadır. Tabiat Valıklarının Koruma Genel Müdürlüğü göl seviyesinin belirlenen limitlerin altına indirilmemesini istemektedir. Taşkın zamanlarında gölün belli bir kota kadar indirilmesinin, göldeki biyolojik hayata önemli bir zararı olmayacağı düşünülmektedir. 42
SONUÇ, ÖNERİ VE DÜŞÜNCELER 43 Çalışma alanında yaşanan problemler nedeniyle DSİ 5. Bölge Müdürlüğü 2008 yılında Ankara Mogan ve Eymir Gölleri Havza Taşkın Planlama Mühendislik Hizmetleri İşi Planlama Raporu nu hazırlatmıştır. Rapor kapsamında Özel Çevre Koruma Bölgesi içinde bir adet sel kapanı yapılması öngörülmektedir. Tesisin taşkın planlama çalışmaları, Mogan Gölünün gerçek işletme koşullarının uzağında, işletme seviyesinin 971.00 m., göller arasındaki kanalın kapasitesinin de 30 m 3 /s olduğu varsayılarak yapılmıştır.
SONUÇ, ÖNERİ VE DÜŞÜNCELER Önerilen sel kapanının toplam yatırım maliyeti 66,721,400 TL (2008 birim fiyatlarına göre), 500 yıllık taşkının yaratacağı zarar da 212,377,940 TL (2008 birim fiyatlarına göre) olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan taşkın zararlarının %70 inin Mogan ve Eymir gölleri arasında bulunan elektrik dağıtım merkezinde oluşacak hasar nedeniyle meydana geleceği belirtilmiştir. Ancak belirtilen tesis taşkın sularının erişemeyeceği kotlarda konumlandırılmıştır. 44
SONUÇ, ÖNERİ VE DÜŞÜNCELER Havza için yapılan çalışmalarda, işletme koşulları göz önüne alınarak yapılan planlama çalışmaları daha gerçekçi sonuçlar verecektir. Önerilecek tesislerin yüksek maliyetli olmasından dolayı, var olan tesislerin rehabilitasyonuna yönelik çözümler de düşünülebilir. 45
46 İLGİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER