SAYI : 54

-- -

Sahibi DEVLET SU iLERi

GENEL MDRLG

Sorumlu Mdr YKSEL SAYMAN

Yayn Kurulu YKSEL SAYMAN TURHAN AKLAN

TAHiR AYDINGZ SAYHAN BAYOGLU

VEHBi BiLGE MEHMET KAPlDERE

KAD iR TUNCA

Basld yer

[

DSI BASlM ve FOTO FILM l ILETME MODORLOCO J

MATBAASI

SAYI: 54

MART-1983

ayda bir yaynlanr.

--

C NDEKiLER

SERTLEMi iMENTO VE AGREGA ZERiNDE DON VE ZME MADDESiNiN TESiRi . . . . . . . . 3

ev iren : Hasan F. ALBAYRAK

KARST ORTAMDA YERALTI SUYU GENEL AKI DENKLEMLERi-NiN BELiRLENMESi iCiN HiDROLOJiK BiR SiSTEM YAKLAlMI 11

Ahmet H. ALPASLAN

GKEKAYA BARAJI DEFORMASYON ARATIRMASI . . . 21

Emirhan ALGL

DAMLATMALl FiLTRELERLE BiYOLOJiK TASFiYE . . . . . 43

Veysel EROGLU izzet ZTRK

iME SULARININ KLORLANMASI VEYA OZONLANMASI VE BU iLEMLERiN SULARDAKi PESTiSiTLERE ETKiSi . . . . . 49

Atill KONAR

SERTLEMi DON VE

1. GENEL BAKl

iMENTO ZME

Beton yaplardaki kmeler veya kullanlamaz hale gelmeler genellikle belonun hava artlarna ve/ veya kimyasal etkilere kar dayan kszlndan dolaydr . Konstrksiyon hatalar daha sonra gel-mektedir.

Porz yap elemanlar suya doygun hale get i-rilirken donmaya tabi tutulursa, hacim g enlemesi sebebiyle buz kristalleri arasnda gerilmeler doar. Bu olay don tesirinin gerek sebebidir.

Tesir faktrleri ilk nce yap elemannn boluklarnn yaps, sonra da buna bal olan su ge-irgenlii ile doygunluk derecesi ve basn daya-

nrdr.

Burada esas olarak iki eit don etkis ini bir-birinden ayrmak gerekir.

1) Tek tarafl don etkisi : istinad duvarlar ve bina d cephelerinde ol-duu gibi tek tarafl don tesirinde, suyun donmaya

bclamas ile kapiler boluklarda doan genleme basnc, donmann zamanla i ksrnlara doru iler-lemesiyle henz donmam suyu ierilere doru iter. Meydana gelen itme basncn belli bir dzeye indirmek mmkndr. Ortaya kacak hidrostatik

basn ise relativ olarak dktr (Seki l 1 - a) .

don tesiri ekil : 1 Tek ve ift ta rafl etkiyen Don Tesirin in

ematik olarak gsterilmesi

'in. Yk. Ml . DSi Aratrma ve G eli ti rme Dairesi B k . Bu makale Betonwerk + Fertigteil - Techni k Heft 45/ 1979 dan ev iri/mitir .

VE AGREGA MADDESiNiN

ZERiNDE TESiRi

Yazan Dietbert KNFFEL eviren: Hasan F. ALBAYRAK ( * )

2) ok ynl don etkisi : A k hava koullarnda duran ko lonlar, duvar-

lar ve kpr ayaklar nda olduu gibi ok ynl don tesirine maruz kala n yap elemanlarnn d yzeyinde suyun donmas ile meydana gelen gen-

lema ba snc, yap elemannn i ksmlarnda ar-ton bir gerilme o l uturur. Eer burada su girmemi gzenek veya hava boluu kalmam ise, basn dmesi mmkn deildir. Meydana gelecek don tes iri de bu sebepten dolay 1. dekinden daha iddetlidir (ekil 1 -b).

Beton yzeyinde dan tahribat yzey patlama-lar eklinde ortaya karsa, bu duruma ya ogrega ya da sertlemi imento harc sebebiyet vermitir. Agrega don tesirine dayankl deilse ; agrega tanelerinin zerinde lokal paralanp kopma lar ya -

nnda nsal ekilde atlaklar oluur. Eer sertlemi imento harc don tesirine dayankl deilse; patlamalarn younlat yerler bariz deil, btn beton yzeyine eit dalmlar eklinde gzlenir. Tahribatlar genel olarak ok saydaki Donma- -zlme devrelerinden sonra ortaya kar.

Aada nce sertlemi imento harc ile ag-rega zerindeki etk ilerden bahsedilecek, bunlara dayanarak don tesirine veya Donma -zlmeye dayan kl beton artlar aklanacaktr. Daha sonra beton zerinde Donma -zlme deneyi anlatlacaktr . Buna ilve olarak da sonuta don tesirinden korunmak iin belonun nasl geirimsiz hale get i-

rilecei veya yzeyin nasl kaplanaca belirtile-cektir.

2. SERTLEMi iMENTO HARCI 2.1. Suyun tesiri

Saf, serbest su buz kristallerine . dnrken hacmin % 9,1 orannda genleir . Bu demektirki; eer gzenekli bir yap malzemesinin boluk yaps

lacimce % 91 orannda su ile doldurulursa ve dondurulursa, kalan boluklar byyen buz hacim-

3

DSI TEKNIK BLTENI 1983 SAYI 54

lerini olamazlar. Bu da gerilmeleri dourur. Sert-lemi imento harc farkl byklklerde boluk lar ihtiva eder. En kk boluk jel boluudur

(Boluk ap ,... < 5 pm). Adsarbsiyon kuvvet i se-bebiyle su, jel boluu ile beton yzeyinin alt ks

mn balar . Bu su ancak ok dk scaklkla rda donmaya balar . Burada konu edilmiyecekt ir.

Kapiler boluu (Boluk ap ,... < 50000 p m ; < 0,05 mm) ise, kimyasal vejveya fiziksel olarak balanmyan fazla suyun buharlamas ile ortaya kar. Grafik 1'de kapller baluk oran Su / imento

oranna (W/ Cl ve hidrotasyon derecesine bal olarak g sterilmi ti r.

14or-----.-----.-----.-----~

120

~ Yzel (%ri\~ Yc(Gn) 100 + 3400 416

o 3400 2 33 7800 325

1\1 80 ..J ...J t 60 c: u w (!) 40

;::) ~ 20r------r----~-----,~----~

10 20 30 40 Kaplaf Boluk oran ( Hacimce 0/ 0 )

Grafik : 1 Sertlemi imento harcnn su geirim-liliinin Kapller boluk oran, Su/ imen-to oran (W / Cl ve imento hidrolasyo-nuna bal deerleri

Dk Kapiler boluu elde etmek iin, dk su/imento oran (W / Cl ve yksek h id ratasyon derecesi salanmaldr. Dk kapiler boluu , ge-

irgenlii drr (Grafik 1 st).

4

Gecirgenlii 20.10-12 cm / sn mertebesinde tut-maya gayret edilmelidir.

imento, yaklak kendi arlnn % 40' ka-dar suyu alr (W/ C = 0.40) ve kimyasal veyahut fiziksel h id ratasyonunu tam yaparsa , bu W / C ora-

nnd a teorik olarak hi kapiler boluk meydana gelmez. Fakat W / C oran ne kadar artrlrsa , ka-piler boluk o derecede artar. Dolays ile geir-genlik artar ve boluklarn su ile dolmasyla da doygunluk derecesinin artma ihtimali ykselir.

W/ C = 0,60 ve hidrotasyon derecesi= % 80 olursa sonueta yaklak hacimce % 34 orannda kapiler boluk meydana gelir. (Ge irgenlik yakla k 45.10-12 cm / sn olur) . Bu kritik bir deerd i r .

Kapiler boluklarnda bulunan suyun donarak buz kristalleri haline gemesi scakla baldr . Buz teekkl yukarda anlatlan hacimsel genlemeyi yapar ve tesirini gsterir. Bu esnada boluklarda donmam su hidrostat ik basn meydana getirir. Bu basn en yaknndaki su dolmam bo haldeki sertlem i imento harc boluklarna ge-erse, der. Bu mmkn olamaz veya byle bo

luklar bulamazsa, hidrostatik basn, beton ekme dayanmn aar, atlaklara ve hasariara sebep olur. Su dolu olmayan bolukla r arasndaki mesafe (k i bu boluklar hidrostatik basnc dryor) , normal bir betonda ok byktr. Bu yzden baz biiinen durumlarda yeterl i hava boluklar (yakla-k ap; 0,1 - 2 mm) sertlemi imento harcnda

sala nd r 1 ma ktadr.

TABLO: 1

Taze Beton Hava Miktarnn Agrega En Byk Tane Byklne Bal Olarak Deerleri

Agrega En Min. Hava Yzdesi (%) Byk Tane

Bykl (mm) Tek Deer Ortalama Deer

63 2,5 3,0 32 3,0 3,5 16 3,5 4,0 8 4,5 5,0 4 5,5 6,0 2 6,5 7,5 1 8,0 9,0

2.2. Hava Boluklar

Yukarda akland gibi, boluk ve bilhassa kapller boluk ve basn dengeleyici boluklarn says ve dalm, basn dayanm ve doygunluk derecesinin yannda esas olarak Donma-zlme dayanklln belirler. Hava boluu olarak bili -nen "Basn Dengeleyici Boluklar", taze betona katk maddesi ilavesi ile retilir. Hava srkleyicisi

katk maddesi kk mikro hava habbeciklerini stabil bir kpk ile izole edilmi olarak retir. Fi-ziksel olarak etki eder. Hava srkleyici madde btn ile sertlemi imento harc;na eit olarak dalan boluklar meydana getirmeli bu boluklar su ile dolu olmamaldr. Bunun icin aadaki

artlarn yerine getirilmesi gereklidir.

1) Hava boluklar bir taraftan bariz olarak kapiiar boluklardan byk olmal, dier taraftan zellikle uygun olar hava boluklar ap < 0,3 mm (300 ,um; tan mlanmas L30D) olmaldr . Bylece betonun siatimas durumunda su olmamal, dola-ys ile kapller su basncn drmelidir. Tecrbe-lere gre, oluan hava habbecikleri toplam hava

boluklarnn yaklak yarsdr . Teorik olarak da toplam, boluklarn su ile kapatlan hacminin en az % 9'unu kapsar.

MF =Mesafe Faktr (mm)

ekil : 1 Hava boluklu belonun ematik g:;.terilmesi;

L300 hacimce boluklarn ;> % 1,5 olmaldr . erime halinde su tekrar kapller boluklar tarafndan emilir.

DSI TEKNIK BLTENI 1983 SAYI ~

2) Mesafe Faktr (MF); sertlemi imento harcndaki boluklarn statistik olarak bir noktaya gre hesaplanan en uzak ortalama mesafesidir ve < 0,2 mm olmaldr (ekil 1) .

Kritik deere kadar hidrostatik basnc artrmaktan kanlmaldr.

3) Betonda minimum da olsa bir hava hac-mine ihtiya vardr. Miktar tablo 1'de verilmitir, tabloda verilen bu hava miktar deerleri, etki eden hava miktar deil (L < 300 !'ml. toplam hava

miktardr. Taze betonda toplam hava miktarn tesbit etmek daha kolaydr. Bu deerler sadece sertlemi imento harcna ait hava miktarlar de-

erleridir, agrega gznne alnmamtr, orada ava miktar ise yaklak hacimce % 15- 20'dir. Tabloda verilen deerler sertlemi imento harc ile, iri agrega arasnda bir mnasebet kurar. Bu mnasebet sk sk, fakat herzaman geeerli deildir .

Aada taze beton hava miktar, deerleri ince malzeme miktarna bal olarak verilmitir.

Toplam hava miktar ve buna paralel olarak tesirli hava miktar veya baka bir deyile Hava Srkleyici katknn tesiri b irok faktrlere bal

dr, saylabilecekler;

- ince kum ve ince malzeme - imento tipi - Beton kvam - Kartrma ekli ve sresi - Scaklk ve ayn anda kullanlan dier katk

maddeleridir.

Bu yzden taze betondaki, ilenmaden evvel gercek hava boluu m i k t arnn srekli kontrolu

TABLO: 2

Taze Beton Hava Miktarm:n ince Malzerneye Bal Olarak Deerleri

Uygunluk deneyin- Minimum Hava Yzdesi deki ince malzeme Ortalama

miktar (Kg/ m,;) Tek Deer Deer

350 den 400 3,0 3,5 401 den 450 3,5 4,0 451 den 500 4,0 4,5 501 den 550 4,5 5,0 551 den 600 5,0 5,5 601 den 650 5,5 6,0 651 den 700 5,5 6,5 701 den 750 6,0 7,0 751 den 800 6,5 7,5 801 den 850 7,0 8,0 851 den 900 7,5 8,5 901 den 950 8,0 9,0

5

DSI TEKNIK BLTEN'! 1983 SAYI 54

kanlmazdr. Hava miktar tayini, basn denge-leme metodu ile hava ler aletinde yaplr. Ayrca

sertlemi betonda do, zor bir calma metodu olan ince kesit alnarak, mikroskopik inceleme -ile de tesbit yaplabilir.

Birok eitli tesir faktrleri ve buna bal olarak ortaya kan zorunlu kontrollar bir zm ortaya getirmitir. Hem srklenen hava boluu

miktarn ve hem de onun ortalama apn tam olarak tesbit etmek gerei hasl olmutur. Bu ynde atlm bir adm, gelitirilmi Bo Mikro Kre'lerdir (BMK) (Ticaret ismi Kleenopor SA; ve

yapnc firma Akzo Chemie, Holland). Bu kre-leri n ap!ar 20- 40 11 m arasndadr. Copolymer Vinylidenchlorid - Acetonitril'den meydana gelmitir. Kreler (cidar kalnl ,.., 5 11m). stabildir ve be-ton karm esnasnda zarar grmemektedirler. Sommer'in ok saydaki deneylerinin neticesi gs-

termitir ki, hava srkleyici katk maddesi ile yaplan Donma -zlmeye dayankl betonu, bu BM Kreler ile de yapmak mmkndr. Kafi de-recede kk Mesafe Faktrne erimek ve ayn anda yeterli byklkte basn drme odacklar

hasl etmek iin, yaklak olarak ktlece (imen-toya gre) % 1 orannda verilmesi kafidir. Bu miktarda verilmesi lalinde sertlemi imento har-cnda hacimce % 2,8 hava yzdesi salar. Byle bir beton 100 Donma -zlme devresine hasar grmeden dayanr. Buna paralel olarak, normlara uygun 'hava srkleyici katk maddesi ile denenen beton da ayn sonucu vermektedir.

Dk yzdeli -katkl (rnein % 0,3) betonda Donma-zlme devrelerine dayankllk gster-me, ancak dk saylarda (rnein 20 devre) Ilasar grmeden mmkndr.

Bo Mikro Krelerin nemli faydalar :

1) Katma dozu; Beton kvam. imento tipi , Scaklk v.b. faktrlere bal deildir.

2) Beton yapm esnasnda sk kontrola ge-rek yoktur.

3) Bununla betonda, Hava Srkleyici katk maddesine nazaran. daha dk hava miktar, fa-kat yararl, etkileyici hava boluu oluacandan. basn dayanm dmesi ok czi (katk madde-liye nazaran yars kadar) olacaktr. baka bir ifade ile. bugne kadar kullanlan Hava Srkle-yici katk maddelerine gre. bu malzeme ile da-yanm relativ olarak artmaktadr.

4) Bo Mikro Kreler laboratuvarda yaplan Kvam, Hava Miktar, Birim Arlk ve Dayanm deneylerinde Hava Srkleyici katksz betonda olduu gibi neticeler vermektedir. Dolays ile Hava Srkleyici katkl betona nazaran daha lomojen daln salamaktadr.

6

Bo mikrokrelerin beton iinde yzmeleri d-sk ve Hava Srkleyici kalkl beton ile kyasla

~abilecek dzeydedir. ince Malzeme miktarnn yaklak 30- 60 l % 1,0 olmas durumunda dona dayankllk d-

er . Bilhassa bu don kayb Donma -zlme da-yankllk deneyinde doygun halde iken fazladr. Yksek dayanmdaki agregalar daha iyi diren gs-terirler. Doygun haldeki bir tan min. 1500 Kg j cm2 (150 N/ mm2) basn dayanm vermesi halinde, tecrbelere gre Donma-zlme dayankll k de-neyine yeterli bir diren gsterir.

ince malzemenin (,.., < 2 mm). beton un don dayankllna fazla bir tesiri yoktur. Buna naza-ran iri agrega yksek bir i basn ve ypranmaya sebep olur.

Podvalny, sertlemi imento harc ve agre-gann gstermi olduu eitli genleme katsaylar ile ortaya kan gerilmelerin bir agrega tanesi

zerindeki etkisini i hesaplamtr. Hasara ve ypranmaya sebebiyet verebilmektedir.

Dona dayankll dren ksmlar mika , ag-rega tanelerine yapk haldeki kil topaklar, ist ve marn. baz kumtalar ve kirec talardr . Bun-

larn kendileri zaten dona dayankl deildir .

Doal olarak elde edilen kum ve akl ile bun-lardan oluan agrega , meneilerine gre ya hi ya da az don kayb veren taneleri ihtiva eder. n-k nceden tabiatta tabii bir ayrmaya uramtr . Krma agregada su emme ktlece > % 0,5 ve kp basn dayanm < 15CO Kgjcm (150 N/ mm2 ) ise don kayb hesaba alnmaldr .

4. DONA KARI DAVANlKULlGI YKSEK BETON Setonun dana kar tavr, su miktar porazilesi

ve dayanm veyahut karn elemanlar ve Donma-zlme devrelerinin skl veya hzna baldr .

Dona kar dayankll yksek beton :

- Dona dayankl agrega; W/ C= 0,60 - Geeirimsiz beton [su girme derinlii < 5 cm) - iyi sktrma , iyi kr etme [yksek lidra -

tasyon derecesi) byk yap elemanlarnda = - W/ C = 0,70 art Hava Srkley ici katk

maddesi

5. DONMA-ZLME DENEYi : 5.1 . Genel imknlar:

Dama - zlme deneyi, prensip olara k aa da belirtilen yollarla mmkndr.

1) Suda don ma ve zlme (numune daha nce suda bekletilmi).

2) Havada donma ve zlme (suda da -zlmeye brakma mmkn. Numune daha nce suda bekletilmi)

3) ic patiatma basncnn kristalleen malze-me ile oluturulmas, rnein Na2S04 . 10 H20 ile (numune daha nce benzer tuz solsyonunda bek-letilmi . )

Sonuc hakknda sz syliyebilmek ancak ok kere tekrarlanacak deneyierin sonucunda mmkn-dr.

Kristalleen tuz ile i patiatma basnc olu-turma deneyi T.S ...... "Beton Agregalarnda Dona

Dayankllk Tayini" ad altnda verilmitir. Bunun dayand sebep : Susuz (Na2S04 ) Sodyumslfat 32,7 c de scaklkta ve nemlenmede zamanla Sodyumslfat- Dekanhydrat'a (Na2S04 . 10 H20) dnr. Bu esnada oluan hacimsel byme 1 : 4 oranndadr. Bu da patlamaya sebebiyet ver ir. Tab ii Donma - zlme deneyinde, suyun kristalleerek buz durumuna gemesi olaynda bu oran ise 1 : 1,1

DSI TEKNIK BLTENI 1983 SAYI 54

dir. Grld gibi kimyasal metot (Sodyumslfat) ile don deneyi daha iddetlidir. Fakat dool talar zerinde bu iki deney arasnda akca bir uyuma tesbit edilemediinden, B. Almanya da beton ve agrega zerinde kimyasal metot uygulanmaktadr.

nceden suda bekletilm i numunenin, ok ke-reler havada dondurulup suda zlmesi metodu daha yumuak etki yapan bir deneydir.

Normal bir don tesiri icin bu deney yeterli ir-deleme ve kontrol verir. iddetli don tesirinin kontrolunda ise suda bekletilmi numune suda dondurulur ve czlr. Bu deneylerde en etken rol numunen in doygunluk derecesi oynar.

5.2. Betondaki Deneyler :

Burada iki farkl metottan bahsedilecektir : Birincisi olan " Daldrma metodu" nda, numu-

neler (rnein 10 x 10 x 10 cm'lik kp) tam ola-rak tuz solsyonuna daldrlr (solsyon % 3'1k veya doygun). donduktan sonra suda tekrar c-zlr (genellikle, - 15'ten + 2o cye). Don ma-zlme devre says deikend i r [yaklak 25 devir veya daha fazla). Deney sonucunun irdelen-

n es i gzle grerek veya lac i mce veya arlka kaybn tesbiti ile olur.

ikinci metot olan " Yzeye serpme netodu "nda, beton plaka, st ksmnda duran bir ereveye kenarlarndon toklr ve deney alan olon ploka zeri yeterli kolnlkto bir su tabakas ile rtlr. Beton plako su tabakas ile beraber dondurulur. Donmu su tabakas zerine (buz zerine) homo-jen eki lde tuz serpilir, bu beton yzeyine bir so-uk ok uygular. zlme srasnda bir tuz so-lsyonu hosl olur. Tekrar dondurmadon nce tuz solsyonu alnr ve saf su ile ilem tekrarlanr . Deerler tablo 3'te toplu halde verilmitir.

Setonda bu deneylerin , tabiatta olon gercek olay ile ilikisini salyan bir metod henz bulu-

namamtr.

5.3. Agregadaki Deneyler : iddetli don tesirine kar beton ogregos ze-

r inde yap l an deney; Kuru bir ogrega numunesi (rnein ; tane snf 8/ 16 mm) lleri bilinen bir teneke kutuya konur ve zeri yaklak 1 cm koln

lktc su (20 c ile rtlr. 24 soat suda bekle-tildikten hemen sonra teneka kutu iinde dondu-rulur. Aada verilen scaklk deiimi devreleri agregada 10 defa uygulanmaldr.

Scoklk

+ 20 c den o c ye O c de bekleme

Sre 2 ila 3 saat 3 ila 4 saat

O c den -15 c ye 2 ila 3 saat - 15 c den -20 c ye 4 saat (bekleme zaman

da dahil)

7

TABLO: 3

Beton icin Donma - zlme Deney Metotlar

Daldrma Metodu Yzeye Serpme Metodu --- - - -

VDZ Beton Tek- NORM VDZ Beton Tek. nik Blteni 1977 B 3306 Blteni 1977

Numune ekli Kp Plakalar olabilir Plakalar 20 X 30 X 5 30x30x8

Boyutlar (cm) 10 X 10 X 10 Her plokan n Her plakann yzey alan yzey alan 60 c m 90 cm

-

KR EKLi Suda bekletma (gn) 8 7-14 8

Havada bekletma (gn) (20C'de % 65 bal rutubettel 48 7 + 14 47

Numunenin deney banda ya 56 28 56

n bekletma svs % 3'1k NaCl 3 mm kalnlkta 3 mm kalnlkta solsyonu % 3'1k NaCl su

solsyonu

Sre (saat) 24 8 120

Dondurma svs % 3'1k NaCl % 3'1k NaCl Su solsyonu solsyonu

Min . Scaklk (OC) - 15 - 20:::: 2 -15

Sre (saat) 15,5 16 15,5

Soutma Hz (C/ h) -3 5 -3

(8g NaCI/plaka zerine serpme sonra 1 saat - 15 derecede bekletme)

zme svs Su % 3'1k NaCl % 3'1k NaCl solsyonu solsyonu

max. Scaklk (oC) + 20 +15 den+22 ye + 20 Sre (saat) 8,5 8 7,5

Istma Hz ( C) -

5 -5

-

5

Donma-zlme Devre Says ( < 200) 25 ( < 100) irdeleme Kriterleri Gzlem e, Ar- Gzleme Gzle nokta de-

lk Kayb ile Foto ile erlendirmesi Nokta zerinde lm metodu ile

8

Sonra kutular 5 saat sre ile +2oc lik suda zlr. Netice elek onolizi sonucunda (rnein; Tane snf 8/ 16 mm olon ogrego 4 mm elek ze-rinde elenir) tesbit edilir. (Ya eleme yaplyorsa. numune arlk sobitlii iin daima kurutulmoldr.)

Elekten geen malzeme (paralanm malze-me). balangtaki toplam arla oronlonr ve ktlece % kayp olarak verilir. Setonda youn ogrego durumunda iddetli don tesirine kar ka-

yp, ktlece % 4' gememelidir. Bu deer sk sk tekerrr eden ve iddetli olon Donmo - zlme olaylarnda geersizdir. Baka bir ifade ile; bir ogregodo deney sonu kayp ktlece % 4 den az

aada olmas halinde bile, betonun sk sk te-kerrr eden ve iddetli olon Donmo-zlme olaylarnda hasar grmesi muhtemeldir.

Setonun sadece vosot nemlendirme sonucu sk sk tekerrr eden Donmo -zlme deneyine tabi

tutulmas halinde. havada donmo metodu, ogrego -nn yeterlilii iin kafidir . Agrego balang ca gre ktlece % 4 den az kayp vermesi durumunda da-

yankl kabul edilir. Bir dier Donmo -zlme deney metodunu

VOGLER gelitirmitir. Otomatik kontrollu dondur-mo alet-ine bir Tane snfndon (rnein; 8/ 16 mm)

alnon malzeme, dondurulocak sv ile nceden dayurulmu halde plastik bir ieye konur. Su ile

DSi TEKNIK BLTENI 1983 SAYI 54

veya zme maddesi ile (rnein, % 3 lk NaCl-solsyonu) zeri koponocak ekilde doldurulur ve dondurulur. Aada verilen ogregodoki scaklk deiim devreleri ile 20 defa deney tekrarlanr .

S:caklk Sre

+ 20 c den -25 c ye 1.5 saat -25 c de 1 saat -25 c den + 20 c ye 0,25 saat + 20 c de 1 saat

Donduruldukton sonra numuneler alt tane b -yklnden bir kk gz oklkl elekten ya elenir. Sonra bu malzeme kurutulur. ilk toplam

arla oranlanorak ktlece % de kayp bulunur ve bu do ogregoy tantmo deeri vazifesini grr. Donmo - zlme deneyinde bugne kadar maksi-mum koybo msode edebilecek bir snr deer tesbit ed i lememitir. Toplam deney sresi, otoma-tik aletin de kullanlmasyla, standord deneyle k

yoslondndo yardon do aza inmektedir. Bu me-tot ogrego rutin deneyleri iine henz g i rmemitir.

Agrego deneyleri, beton deneylerine nazaran daha neml idir; nk bugne kadar betondo ge-nel olarak her yerde kabul edilebilecek bir metot veya standord gelitirilememitir .

Agrego iin Donmo-zlme Deney Metodu Tablo 4 de verilmitir.

TABLO: 4 Agregodo Donmo - zlme Deney Metodu

DIN 4226 Fo. 1, Torbodo dondurma Doldrmo suretiyle ok K s. 3.5.1 . (iddekli deney i metodu don tesiri durumu) (Lffler'e gre)

Deney Numunesin in ap (mm) rnein ; 8/ 16 8/ 10 rnein ; 8/ 16 Ktlesi (g) 2000 (skm) 1800 )) 400

Arlk deimarnesi durumuno kadar kurutmo ilk ilem 24 saat suda bekletme Va kum altnda suya Dondurma svs ile

deneye hazrlama) dayurma va kum altnda doygun hale getirme

Dondurma Svdo su su % 3 ltik NaCl sols. Kop Ten ek e kutu Plastik torba Plastik ie mox./min. Scaklk r c + 20 1- 20 + 25 1- 20 + 20 1- 25 Soutma hz 7 30 ( c ; soat) (art 3 ila 4 saat o c

de tutma) Devre Sresi (saat) 18 8 4 Devre Soys 10 20 20

Karar verme kriterleri Alt Tane byklnden bir kk gz oklkl elekle eleme

Toplam Sre (gn) - 7-12 - 14 Otomatik sistem ile -3 - 4

DSI TEI

KAR ST YERALTI SUYU GENEL AKI ORTAMDA DENKLEMLERiN~N HiDROLOJiK BiR iiN

1. GiRi Gzenekli ortam ierisindeki ak bantlar

Darcy Kanununun geerlilii varsaylarak !reti l-mitir. Heterojen lik arttka, krklar birleip geni

lediinde kalker ierisi;deki su yollarndaki oklarda Darcy Kanunu geerliliini koybetmektedir. Gerekte, gelimi karslik kalker ierisindeki ak iin tom olarak geerli bir bantnn belirlenmesi oldukca gtr. Bu ynde yaplan almalar ge-nellikle jeolojik veri ve yntemlerden hareketle or-

tamn hidrolik mekanizmasna aklk kozandrmoya ynelik biimde srdrlmektedir.

Gnmzde ise korst hidrolojisinde modern yntemlerin kullanlmas konuya klfetli arazi a-

lmalarn nemli lde azaltan yaklamlar yap-ma olanan salamakta ; dolaysyla hidroloj iden

hidrolie, buradan da jeoloji k yapya ilikin bilgi-ler elde etme ynnde gelimeler kaydedilmektedir.

Modern hidrolojik yntemlerle su koynaklar plnlomalornda kullanlan matematik- istatistik sistem modelleri korst yeralt haznesini bir koro kutu olarak kabul etmekte; kutunun iindeki fizik-sel zelliklere girmeden, matematik sistem mode-linin kalibrasyonu girdi ve kt niteliindeki s-relere ait bilgiyle salanmaktadr. Matematik mo-dellerin fiziksel modeliere gre dier stn bir

yan do, fiziksel varsaymlarn hibir zaman tom olamayaca ve fiziksel model parametrelerinin tahmininde yoknsaklk, optimalite ispatlarnn ok g olmasdr (GRAUPE, ISAILOVIC, YEVJEVICH, 1976) .

Karslik ortamlardaki akmlar iin yaplm bir-ok alma korst ortamnn karmak yapsndan dolay tom olarak kabul edilir nitelikte olmamtr. Bu almada ise, imdiye kadar denenmemi bi r ekilde ka rstik yrelerdeki hozne su seviyeleri ile bunlardon kaynaklanan kook pnar aklar aras

iliki hidrolojik bir sistem yaklam yardmyla ve karst ortamnn hidrolik yapsn yanstan ba- ntlor kurulmas ynnde incelenmitir. Hidrolojik sistemde girdi olarak hazne su seviyesi, kt ola-rak kaok pnar aklar alnmtr.

[") Dr. Mh . DSI 2. Blge Mdrl,

BELiRLENMESi SiSTEM YAKLAlMI

Yazan: Ahmet H. ALPASLAN ( * )

Girdi ve kt oras bantlar aratrl rken ilk olarak srecin iletim mekanizmasnn bilinen hid-rolik ilkelere uyobilecei dnlmekted ir. Bu hal -de kaok p na r aklar dip sovok, dolu sovok, serbest veya basnl yeralt suyu biimlerinde or-taya kabilecektir . Sz edilen iliki biimleri kar-

mak karsi yapsnda mnferit olarak veya ikili. l, drtl, birleimler halinde de oluabilecektir .

Deinilen tm ilikiler, hozne su seviyesi (gird i) ile kaak pnar aklar (kt) orasnda yaplan oklu regresyonlar ile incelenmektedir.

Ayrca, hazne su seviyesi ile kook pnar aklar aras iliki, hidrolik kurallara uymayan birtak m

kapal kutu n ite liindeki bantlar yardmyla da incelenebilir mahiyette dnlmtr.

2. MEVCUT ALIMALAR

Karst konusunda nceki calmalar baz ge-nel yaynlarda (LAMOREAUX, v.d ., 1970 : HERAK ve STRINGFIELD, 1972 : HERAK, v.d. 1973) bir arada grmek mmkndr. Ayrca son yllarda korst konusunda uluslaroras almalar do youn luk kazanmt r . (IASH, 1971 ve 1973; YEVJEVICH, 1976, 1980; lAH , 1977; ISK H. 1979) .

Gnmzde karst formasyonlar birbirinden ok farkl yntemlerle, rnein deneysel alma larla yapsol bantlar ( IRAY ve BEKDiL, 1973), izleyiciler (ERTAN, 1975, KARACAOGLU, 1975, SIMPSON ve DUCKSTEIN, 1976), srekli ortam yaklam (BASMACI, 1976) paromeiri ekirdek fonksiyon lu dorusal sistemler (USLU, 1978), ista-tist iksel mekanik yaklam (OMAY, 1979) ile, ay -

rca byk przllkl mecralarda akmdon daha ziyade petrol mhendisliinde ele alnan iri atiaki akiferlerin hidrodinomiine kadar, eitli biim-lerde aratrlmtr. An cak bu almalarla elde edilen sonuclar eitli karslik yrelerde yapnn ar heterojenetisinden ve herbirinde var olan zel-

letirici snr ortlarndan tr genel anlamda bir ak bans vermekte gclk cekilmektedir.

3. YNTEM Karst yrelerin karmak yaps nda hidrolik

sistem elemanlarnn fiziksel zellikleri ve bunlar

11

DSI TEKNIK BLliENI 1983 SAYI 54

arasndaki bantlarn fiziksel yasalarla incelen-mesiyle. elemandan sisteme giden trnevarm eklinde matematik model kurulmas kuramsal yn-den tatmin edici olmakla birlikte, uygulamada de-

erlendirmekten henz uzaktr .

Gnmzde karst yrelerle ilgili olarak yaplan almalarda, karmak sistemin btnselliinden ayrntya inile, zme daha baarl biimde

varlmtr.

Bu dnceden hareketle, karslik blgelerdeki hazne su seviyeleri ile bunlardan kaynaklanan ka-ok pnar akmlar arasndaki ilikiden yararlana-rak karst ortam iin genel anlamda ak bantlar

oluturulmaya allmt r.

Hazneden pnariara kadar suyun ulam In -celenirken ilk olarak hazne su seviyesi ile pnar verimleri arasndaki ilikinin hidrolik ilkelere uya-

bilecei dnlmtr. Bu halde, hazneden pnarIara kadar suyun ulam serbest yeralt suyu ak, dipsavak ak, basnl kuyu ak ve yeralt yapsndaki doal engellerden dolu savak ak bi-imlerinde olabilecektir.

Karmak karst yaps ierisinde akn, bu drt ak tipinin hepsinin veya bazlarnn kar

m biiminde olabilecei de dnlerek yukarda sz edilen bantlar ikili, l, drtl birleimler

eklinde aratrlmaktadr.

Hidrolik ilkelere dayandniabilen bantlar ge-nel bir modelle :

O = f (Hl /2, H,H3/2, H2) ( 1 biiminde fonksiyonel olarak tanmlanabilir. Bu ifadenin daha ak biimde ve oklu regreasyon

bans eklinde gsterilmesi ise : O = b0 + b1 Hl /2 + b2H + b3 H3/2 + b4 H2 (2) olmaktadr. Bu bantda O kaak p nar debilerini. H su ykn, bi'ler ise bilinmeyen parametreleri gstermektedir. Parametrelerin etkinl ik derecesi ksmi F snamas ile incelenip, su yknn hangi fonksiyonunun bantya daha fazla etkin olduu ortaya koyulabilecektir.

ik inci yaklam olarak allagelen hidrolik ba-ntlardan farkl ve bugn iin amprik saylan ste! bantlar ile karst ortamda yeralt suyu ak incelenmektedir. Byle bir yaklam nerisi karslik yrelerde hidrolik acdan turbulansl akm oluumu. hznn zaman ve uzayda byk farkllklar gstermesi, sularn izledii yolun karmakl. faydal boluk hacmnn akifer malzemesinin top-lam hacmna oranla kk olmas ve erime bo

luklarndan tr karstik formasyonlarn nemli su tutma kapasitelerin in bulunmas gibi nedenlerle

aklanabilir . Bu ekilde hazne su yk ile kacak pnar akmlar arasnda dnlen regresyon ba-

ntlar aadaki bicimlerdedir.

12

O = A +B . e l-i O= . A +B . In H O = . eA + B . In H

4. UYGULAMA VE BULGULAR

4.1. Veri!er

(3) (4) (5)

Sunu!an yntem rnek olarak kacak pnar akmlarnn nemli boyutlara ulat Keban Bara-jnda uygulanmtr (ekil 1) .

4 Kasm 1973 tarihinde barajda su tutulmaya balanm. su seviyesinin ykselmesiyle barajn 2.5 km mansa'bnda sol sahilde Keban deresi ze-rinde eitli pnarlar ortaya kmtr. (ERGUVAN-LI ve YZER, 1974; AK LAN, 1976, ICOLD, 1976). Haziran 1976'da haznede gzle grlecek seviyede oluan varteksler sonucu kaak pnar debileri top-lam 21 .0 m3 j sn yi bulmutur (ekil 2) .

Kaak pnar akmlar Keban deresi zerinde Devlet Su ileri tarafndan 1974 ylndan itibaren llmeye balanmtr. 1.5.1974 ila 1.5.1977 dne-minde hazne su seviyeleri ile ayn zamanlarda l-len pnar akmlar 144 veri ifti oluturmaktadr (.L\LPASLAN v.d. 1977) .

Keban deresi pnarlar eitli katlarda yzeye c kmakla birlikte, younluk kazand ykselti 765 m, Keban Barajnda azami hazne su seviyesi 845 m, talveg kotu 700 m'dir. Keban deresi ile

kaaklarn olutuu saptanan giri aras ise ortalama olarak 2.4 km'dir 1976, ALPASLAN, v.d ., 1977) .

azlarnn (AK LAN,

Hazne su seviyesi ile pnarlarn k kolu

olan 765 m arasndaki fark tm bantlarda su yk (H) olarak tanmlanmaktadr.

4.2. Su yk ile kacak pnar akmlar aras zaman farkll

Zaman farkl kros korrelogram uygulamasyla su yk ile kacak pnar akmlar arasnda zaman

fark aratrlmtr . Pnar boalm hidrorafna g-re ykselme dnemi iin 20 gn, aleolma dnemi iin 31 gn, tm deerlerin bir arada alnmasyla 29 gn zaman fark bulunmutur. Esas aratrma her zaman fark iin de yaplm almakla bir-likte, alealma dneminde DSi'ce kaak slh a-lmalarna balanm olmas dolaysyla, bu yazda yalnzca 20 gn farka gre sonuclar verilecektir.

K;.c;. k l olusur i

~ e baP deres p na r .;r

/

O JOO {nnJ ........________,

. y e r e l er :-, -------~ ;. r l k 1

m er k e Z~

3araj g o' u

ekil 1. Keban Baraj genem durum pln

~ ==+=t:t=+=t=t==:=:=l--i-- 1- -- -r ; ~ '---+-1--

4.3. Hidrolik ilkelerle aklanabilen basit form bantlar

O kaa k pnar akmlar ile H1/ 2 ( dipsavakl, H (basnl kuyu), H3/2 ( dolusavakl , H2 (serbest yeralt suyu) arasnda basit lineer regresyon mo-delleri uygulanmtr; 20 gnlk zaman farkna gre elde edilen bantlar ekil 3'de verilmek-tedir.

4.4. Hidrolik ilkelerle aklanabilen birleik form bantlar

H su yk ile O kaak pnar akmlar arasnda hidrolik ilkelere uyan drt basit trdeki iliki H1/ 2, H, H3/2, H2 nin ikili, l, drtl birle im leri halin-de oklu regresyon modelleri ile aratrlmtr ; Sonuclar ek i l 4'de verilmektedir.

4.5. Hidrolik ilkelerle aklanamayan kapal kutu bantlar

ste! , yar logeritmik ve ift ste! bantlar aratrlmtr; Sonuclar ekil 6'da verilmitir .

4.6. Karstik ortamdaki yeralt su hznn saptanmas

Su yk ile kacak pnar akmla r arasndaki zaman fark olan 20 gn ulam zaman, hazne ile pnar ckiar aras mesafe (2.4) yol olarak alndnda izafi olarak elde edilen su hz 0.14 r.m j sn bulunmutur.

5. BULGULARlN iRDELENMESi

5.1. Hazne su seviyesi ile kaak pnar akmlar aras zaman farkll

Hazne su seviyesi ile kacak pnar akmlar arasnda tm veriler kullanldnda 29 gnlk, pnar boalm hidrorafnn ykselme devresi icin ortalama 20 gnlk, alealma devresi icin 31 gn lk zaman fark elde edilmektedir.

rnein , gerekte llm deerler incelen-dii nde , Mays 1976 do hozne su seviyesi 843.0 m iken 11 .0 m3jsn mertebesinde olan kacak pnar verimleri Haziran 1976 da su seviyesi 839.0 m ci

varna inerek 22.0 m3/sn ye ckmas korst siste nin iinde yaylmann nemli bir gecikme ile mey dana geldiini dorulamaktadr.

Hazne ile kaak pnar akmlarnn olut u u tahmin edilen yrenin arlk merkezi aras mesafe

DSi TEKNiK B LTENi 1983 SAY I 54

yaklak 2.4 km, hazne su seviyesin in kaca k pnar ak mn etkilema sreleri 29,20,31 gn olduuna gre karstik yap ierisindeki yeralt su hzlar 0.10 cm / sn, 0.14 cm j sn, 0.09 cm / sn olmaktadr. Ancak, burada ortoya koyulan hzlar yeralt su-yunun zahiri dalga yaylma hz o lmaktad r.

Trkiye'de Sarkz pn arlar icin 0.13 cm / sn (3 aylk zaman fark ve 10 km mesafe). Eenay pnarlar icin 0.60 cm / sn (2 aylk zaman fark ve 30 km mesafe), Ma navga t'ta ise 3.5 cm / sn (20 gn zaman fark ve 60 km mesafe) (ZiS ve KELOGLU, 1976) zahi ri dalga yaylma hzlar he-

saplanmtr .

Keban rneinde elde ed ilen yeraltnda dalga yaylma hz, buradaki yeralt akm n n byk boluklardaki telenmeler sonucu ok hzl olmayan bir yeralt akm nitelii ta d n ortaya koym ak-

tadr .

5.2. Hidrolik ilkelerle aklanabilen bantlar

Kuramsal ola rak, birlesik form bantlarnn temel alneesi karmak karst yapsnda karstik

pnar veriminin yeralt suyu, dip savak; dolu sa-vak basnl kuyu akmnn birleimi ekl i nde olu

mas dr . Yaplan hesaplamalar sonucunda, drtl ve l b irl e ik form bantlar doal olarak birerli ve iki erl i bantlara oranla daha yksek korre-losyon katsaylar vermektedir. Ancak, cnc ve drdnc terimferin pnar debilerinin varyansn tanmlamadaki paylar ksmi F snamalarnda ista-tistiksel olarak anlaml bir fark gstermemekte, her iki grupta da ba nt dan birer terim atldn da ba ntnn anlamll geerliliini korumakta; ancak iki terim yerine tek terim ka ld nda fark-

llk nem kazanmaktadr.

5.3. Hidrolik ilkelerle aklanamayan kapal kutu bantlar

ekil 6 da grlen ste! ifadeler istat istik yn-den oldukca anlaml niteliktedir.

Gn mze kadar yaplan almalar sonucun-da elde edi len hibi r bantyle tam olarak badamayan karstik yrelerdeki yeralt suyu ak m icin ilerdeki almalarda bu tr kapal kutu tabir edilen bant larn kuramsal esaslarnn arat rl

mas yararl sonuclar verebilecektir.

15

DSI TEKNiK BLTENI 1983 SAYI 54

H( m)! H(m) o o

o 75 75

o o

o 70 70

o

65 o 65

o o o GO o 60 o o o o p

55 55

o o

50 o :{l l

o

o

45 j o 45 o

40 40 o o

o 35 35

o 3

30 1 Q (m3/sn o Q(m 1 sn) 30

5 10 15 5 10 15

ekil : 3 ekil : 4

16

DSi TEKNiK BLTENi 1983 SAYI 54

H(m ) H(m)

o 75 75 o o

o 70 70

o

65 65

o o o o o o

60 o 60 o

o o o o

55 55

o o

50 o 50 o

o 0 45 45

o o

40- 40 o o

o o 35 35

o o

30 , 00 Q (m3 isn) 30 CD (m~ sn)

5 10 15 5 lO 15

ekil : 5 ekil 1!

17

DSI TEKNiK BLTENi 1983 SAYI 54

TABLO: 1

Su Yk ile Kaak Pnar Ak:mlar Aras Bantlar

Bant Korelasyon No. BAGINTI katsays

6 O = - 12.75 + 2.453 H J 0.868

7 O = 0.062 + 0.00167 H2 0.906

8 O = 1.35 + 0,0161 H3/2 0.894

9 O = 327 + 0.153H 0.781

10 O = 4.23- 0.148 H + 0.00299 f-12 0.937

11 O = 1.e4- 0.161 H + 0.0303 H3f 0.927

12 O= 19.20- 0.139 H+ 4.388 H ; 0.887

13 O = 35.10 + 0.648H3/2 - 7 .686H J2 0.929

14 O = 6.73 + 0.00903 H2 - 0.0721 H3/2 0.929

15 O = 21 .74 + 0.00428 H2 - 4.050 H J 0.929

16 O = 4-8.74- 0.0044 H2 + 0.131 H3/2 - 11 .39 H /2 0.929

17 O = 14.68- 0.112 H+ 0.00405 H2- 2.147 H J 0.941

18 O= 27.29 + 0.0612 H3/2 - 5.577 H /2 - 0.111 H 0.941

19 O = 6.79 - 0.113 H + O.OC66 H2 - 0.038 H3/:2 0.941

20 O = 14.10- 0.116 H+ 0.0132 H2 - 0.139 H3/2 + 5.666 H /2 0.942

21 O = 3.964 + 0.00280 e H ; o

22 O = 23.51 + 7.1691nH

23 O = e - 3.89 + 1.36 lnH

24 O = .e - 3.07 + 0.87 lnH

6. SONULAR Karst ortamda yeralt suyu akm grgl mo-

delleme teknii ile hidrolik ilkelere uygun basit veya birleik formlar ve kapal kutu bantlar ile belirli lde tanmlanabilmektedir.

Hidrolik ilkelere uygun bantla r, karslik y-relerde yeralt suyu akmn serbest yeralt suyu, dipsavak, dolu savak, basnl kuyu ve yarklardan ak bi imlerinin birleimi eklinde tanmierken kurulacak modellerde bu terimlerden en az ikisinin bulunmas uygun grlmektedir.

18

0.710

0.812

0.960

0.980

J

DSi TEKNIK BLTENI 1983 SAYI 54

YARARLANILAN KAYNAKLAR

- AKLAN, T. (1976) : " Keban baraj yerinde su kaaklar ile ilgili almalar" Ankara, DSi Jeoteknik Hizmetler ve Yeralt Sular Da ires i.

2 - ALPASLAN, A .. ZBEK, E., Zi. . (1977) : Hazne su seviyesi ile mansap kaak pnar akmlarnn bants, Ankara, TBTAK. "VI. Bilim Kongresi , 1977, Mhendislik Aratrma Grubu Teblileri" , No. 384/ MAG - 49, s. 141 - 148.

3 - BASMACI, V. [1976) : " Groundwater flow in double porosity Media" lowa. Ph . D. Thesis. Lowa State University, p. 133.

4 - IRAY, C., BEKDiL. . (1 973) : Towards constitutive equations for karstic formations. istanbul , "Fifteenth Congress of the Inter-national Association for Hydraulic Research" Voluine 3.

5 - ERGUVANLI, K., YZER, E. (1 974) : Keban baraj temellerinde ve dolaylarnda karstlaman:n etkileri. istanbui. " inaat Mhendisleri

Odas 6. Tekn ik Kongresi", Tebli No. 1 - 12.

G - ERTAN , i. [1975) : "Keban Baraj kaaklarnn evresel izetoplario incelenmesi". An-kara. DSi Aratrma Dai resi , No. PR- 595, 1.

7 - GRAUPE, D .. ISAILOVIC, D .. YEVJEVICH, V. (1976) : Prediction model for runoff from karstified catchements. Fort Collins. Water Resources Publications. " Karst hydrology and water resources (ed: Yevjev ich) , V. . pp. 277 - 298.

8 - HERAK. M., STRINGFIELD. V. T. (1972) : "Karst, impotant karst regions of the nort-hern hemisphere" Amsterdam , Elsev ier Pub-lication Company.

9 - HERAK, M., MAGAS. B, SARIC, A. (1973) : "Hydrogeological, gecmorphological and hydrotechnical bibliography of the Yugoslav karst". Sarajevo. Bilten poslovne zajednice Zaizucavanje vodoprivredne problematike krsa, n. 4, 209 p.

10- ICOLD TURKISH NATIONAL COMMITTE (1976) : INVASTIGATION OF leakages at Keban dam, Mexico, " Douzieme Congres des Grands Barrages" O. 45, R. 27. 40 p.

11 - I.A.H . (1977) : "Karst Hydrology". Huntswille, International Association of Hydrogeologist, Twelf International Congress Procesdings.

12 - IASH (1 967) : "Hydrology of Fractured Rocks" Gentbrgge, International Associa-

tion of Scientific Hydrology. Dubrovnik Symposium 1965, Proceedings, s.v.l. 2. 689 p.

13 - ISKH (1980) (GNAY ed) : " International Seminer on Karst Hydrcgeology", Oymap nar 1979 Turkey, 385 p ...

14 - I

\..

GKEKAVA BARAJlNDA DEFORMASYON ARATIRMASI

1. GiRi Gkcekaya baraj, orta Sakarya havzasnda. Eskiehir'in 60 km kuzeydousunda ve Saryar bo-

rojnn 50 km mansobnda bulunmaktadr. Trki-ye'nin ilk beton kemer borojdr. Borojn yapm 1968- 73 yllar arasnda gerekletirilm i ve 7

May s 1973 tarihinde rezervuarnda su tutulmaya balanmtr.

Enerji retimi amac ile ina edilen Gl

DSI TEKN.IK BLTENi 1983 SANI 54

- 7 8-14:

40 m KONUM: 1----;

12

KONTROL NOKTALAR! KRETTEK1 OBJE NOKTALAR!

ekil : 2 Pilyeli noktalarn oluturduu ksmi jecdezik a

ekil 2'de gsterilen 1 - 7 numara l ( * ) nokta -lar jeodezik an kontrol noktalardr . Bunlardon 1 vo 2 numaral noktalar, borojn basn olan dnda ve gvdeden 250- 400 m. uzakta ina ed il-

(') Jecdezik an tm nokta numaralar bu almada taraf m zdan deit i rilmitir. Bu nedenle DSI'ce verilan numa-ralar burada gsterilenlerden farkl dr.

22

mitir. Bu iki nokta ayn zamonda jeodezik an "Yneltme Noktalar " olarak dnlm ve bun-lardon gvde yzeyindeki obje noktalarna l-

neler ya p lmam tr .

Gvde yzeyindeki obje (deformosyon) nok-talar ayn dey dorultularda ve deiik katlarda pa ralel sra hal inde seilmitir (ekil 3) .

DSi TEKNiK BLTENI 1983 SAYI 54

GOKCEK AYA BARAJ I DE~ORfv'ASYO'\J 1 0 K 'A :....A~

s- .. .. : ~~,~.---__;-, -----;~. -L--~~--~L---~;~.----~-;~,-~-~--.-5-, --tt , n O o o ':1 ~ . , .. , e 1 , o , \\

~ u "

. "

o

"

J>r.-~.,..-J ' .', \l '

ekil : 3 Gvde Yzeyindeki ve Kretteki Obje Noktalar

Bu noktacra zemin iareti olarak 3 cm apnda apkal bronz iviler yerletirilmitir . Noktalarn kolay griE.bilmesi icin evresi yaklak 60 cm apnda beyaza boyanm ve yanna ayn byk-lk te numaras yazlmtr .

3. JEODEZiK AGDAKi LMELER Gkcekaya Baraj jeodezik deformasyon an

daki ilk lmeler 973 y l Nisan aynda ve rezer-vuar boken yaplmtr. Bundan sonraki iki per-yod lme birer aylk, dierleri ik i er aylk ora-

lklarlo 977 yl ubat ayna kadar srekli ve dzenli biimde tekrarlanmtr. Jeodezik a her seferinde tam bir ac a olarak llmtr. lc-melerde WILD- T3 presizyonlu saniye teodoliti kul-

lanlm, yatay dorultular 4'er tam seri, dey dorultular 'er tam seri llmtr. Herbir dorultu icin birbirinden bams z iki yneltme ve ik i mikrometre okumas yaplarak ortolamas aln

mtr . Tm dorultu lmeleri otomatik merkez-lendirme balkl pilyeler zerinden ve atmosferik etkilerin az olduu saatlerde ve deneyimli 2 alet operatr tarafndan yaplmtr. Ayrca, jeodezik aa lek verebilmek iin, barajn basn alan

dnda bulunan ve 2 no.lu kontrol noktalarnn oluturduu kenar, klsik yntemle boz olarak l-

lmtr. Barajda dey yndeki defarmasyon-lar belirlemek icin herhangi bir jeodezik calma yaplmamtr .

lme yaplan gnlerde gldeki su seviyesi eel (moregraf) okumalarndan bellidir. Jeodezik adaki tm lmeler ilk yl barajdaki teknik ele-manlar. daha sonra DSi lll. Blge Mdrl ele-

manlar tarafndon yaplm ve lmeler artalama 5'er gnde tamamlanmtr.

4. DEFORMASYON ANALiZi YAPILACAK PERYODLARIN SEiMi Gkce:kaya Baraj'nda Nisa n S.73 il e ubat 977 tarihleri arasnda top:am 25 peryod jeodezik dE-formasyon lcmesi yaplmtr . Barajda su tu-tulmadan nce yaplan ilk lmeler (Nisan 973 peryodu) ile. su seviyesi yksaimeye baladnda

dei i k katlarda yaplan iki peryod lcmeye il i kin veriler tm aramalara karn bulunamamtr.

Dckmanlar bu lunabilen ilk lmeler "Haziran 97~-" peryoduna ilikindir ve bu almada ilk peryod o!orak seilmitir . Anal iz almalarnda farkl koullarn oluturaca yanltc etk ilerden o lurunca saknmak icin :

a) Her iki peryodda lmelerin yaklak ayn atmosferik koullarda (zellikle ayn hava s:cak-

lnda) yaplm olmas ,

b) Ayn lcne plnnn uygulanm olmas ve yaklak ayn presizyonda olmas ,

c) Rezervuarndak i su seviyelerinin yakla k ayn olmas ,

d) Be:to bir barajda saptonabilecek olas de-formasyonlarn beklendii zaman aralnn bulun-mas .

hususlar dikkate alnarak "Haziran 976" lme-leri ikinci peryod olarak seilmitir.

Baraja su tutulmadan nce yaplan ilk lme-ler ile deiik su katlarnda yaplan mteakip iki lme peryoduna il i k i n dkmanlar bulunamad

ndan . baraj gvdesinin "Bo- Dolu" ya da " Bo Dei ik Yklenme" durumlarna ilikin deformes-yon analizleri yaplamamtr . Ayrca. barajn

23

DSI TEKNfl< BLT

DSI TEKI\Ii K BLTENI 1983 SAYI 54

CiZELGE : 2

TEST GRUB KARILA . BARTLETT Testi BYKL. SAVISI KRiTERi TEST SONULARI TB k x

Haziran- 1974 TB > X2 (tm noktalar) 36.9 25 36.4 (Sf r Hipotezi geersiz)

Haziran- 1974 TB< X2 (10 no.lu nokta hari) 30.2 24 35.2 (Sfr Hipotezi geerli)

Haziran- 1976 TB< X2 (tm noktalar) 30.5 25 36.4 (Sfr Hipotezi geerli) Ho

2 2 2 2 E{m 1 }=E{m 2 }= ... E{mk}=m , Sfr H ipotezi :

izelge 2'de zetlenmi deerlerden grlecei gibi , her ~ki peryoda ilikin dorultu lmelerinin istasyon dengelemeleri ile bulunan karesel orta-

lama hatalarn kareleri (deneysel varyanslar m 2 ) r

Haziran- 1974 peryodundaki 10 no.lu istasyon d -nda , S = % 95 istatistik gven ile uyuumlu ol-duklar ve bunlar arasndaki kk fa r kl lklarn

kanlamayan lme hatalarndan kayna k land sylenebilir.

bl Peryctlarn (o priori) Presizyon Deerler i nin Test Edilmesi

Her iki peryoda i likin dorultu lmeleri pre-sizyonlarnn kendi aralarnda homojen oldu u sap-tandktan sonra, acaba bu peryediarn ortaloma ile bulunan o priori deneysel varyansla r (m 2 , m 2 )

1 2 birb iri ile uyuumlumudur, baka bir deyile bir-birine eit almabilir mi sorusunu yantlamak icin aada gsterilen test (Fischer testi) yap lmt r:

Sfr Hipotezi : 2 2 } H0 : E { m 1 } = E { m 2 m 2

Test Bykl : T, = -f m

(1.88)2 --- = 1.06 (1 .83) 2

Kar l atrma Kriteri Fischer dalm izelge-sinden S = % 95 istatis-tik gven , f 1 = 25 ve f2 = 25 serbestlik derece-leri iin , Faf lf2 = 1.98

bulunmutur. Buna gre T, < Faf1f2 (1 .06 < 1.98) olduundan sf r hipotezi signifikanttr . Baka bir dey i le her iki peryodun o priori deneysel varyans-

lar uyuumludur ve birbirine eit alnabilecei grlmstr.

5.3. Arlklarn Belirlenmesi

Her iki peryoda ilikin a dengelemesinin ya-plabilmesi ve sonularn karlatrlabilmesi icjn. l arlklarnn isabetli seilmesi gerekir. Jeo-dezik deformasyon anda 1 - 2 kenar dnda ke-nar ls bulunmadndan , bu rada sadece dorultu arl : klorn n belirlenmesi szkonusudur. n-ceki b :: lmde yapl a n testlerle, Haziran 1974 per-yodun claki 10 no.lu istasyon noktas hari, dier tm do rul t u l melerinin deneysel va ryanslarnn uyu um i inde oldu u gr l mt. Ancak bu mn-ferid d eerler in stokastik olarak daha iyi ve g-ven ce li bi r " Ortak Varyans" ile zet!enmesi i s ebelli olacandan, her peryoddaki lmeler iin ,

f m 2 + f m 2 + .. + f m 2 1 1 2 2 k k

--- - ----

f + f2 + ... + fk

(n. seri say s)

bantlarndan ortak deneysel varyanslar hesap-lanmtr. lmeler arasnda korelasyon bulunma-dndan , dorultu llerinin a r l , ~ 11 varyan s-kovaryans matrisinin kegen terimlerine gre;

2 - 1 p = C K o_,, c 2

P. = - o , c 2

bansndan hesaplanm ve izelge 3'de zet olarak gsterilmitir .

25

DSI TEKNIK BLTENi 19D3 SAYI 54

CiZELGE : 3

PERYOD iSTASYON NOKTASI

Tm Noktalar Haziran 1974 (10 Hari)

10 nolu nokta

Haziran 1976 Tm noktalar

izelge 3'den grlecei gibi Haziran 1974 peryodundaki 10 no.lu istasyon noktas dnda tm dorultu lmeleri iin arlk 0.97 :::::: 1.0 bu -lunmutur.

5.4. Kaba Hatal llerin Ayklanmas lmelerde kaba hata olup olmadn sapta-

mak iin nce her iki peryoda ilikin ller (210 dorultu) ayr ayr bal a biiminde dengelen-

m i tir . Dengeleme sonunda baz dorultu dzelt-meleri ile, deformasyon ann en dnda ve ba

lantlar zayf iki adet obje noktasna ilikin kofak-trlerin dikkati eker byklkte olduklar grl-

mtr. Dzeltmelerin byk olduu dorultularn nce karne hesap l ar ve data kartlar kontrol edil-

mi , varsa yanllklar dzeltilmitir. Daha sonra (\

kaba hatalarn ( L'> ;l nasl ve nereden kaynaklan-dn belirlemek iin;

ORTAK DENEYSEL DOGRULTU VARYANS VARYANS AGlRLlKLARI

s2 (f2 P. M o 1

(1.89) 2 (1 .83)2 0,97 :::::: 1,0

(3.28)2 (1.83)2 0,33 --

(1 .91 2 (1.88) 2 0.97 :::::: 1.0

A Sfr Hipotezi: H0 E { .6; } =O

A .6. ll - -

Test Bykl : Tk= - ' = --- '-- =V; c~ ; C (0 ) 1/ 2

o vv i

b :: ntsndan tm dorultularn standartlatrlm (lomojenletirilm i ) dzeltmeleri V; hesaplanm tr . Bu dzeltmelerin sra ile en bykleri (vmaxl, s = % 95 istatistik gven ve f = 210- 89 = 121 serbestl ik derecesi iin Koch'un C- dalm izel-gesinden bulunan -: , = 3.598 deeri ile karlat

rlm ,

v tl.lX > "ts olan dorultularda kaba hata olduuna karar veril -

mitir . izelge 4'de Haziran 1974 peryodunun 2 no.lu istasyon nol -: , oldu undan, bu do rultuda kaba lata oldu una karar verilerek adan karlmt r .

Bu blmde, kaba hatal llerin ayklanmasndan baka , an en d kenarnda bulunan ve herbiri ikier dorultu ile balanan 15 ve 16 no.lu obje noktalarnda koordinat bilinmiyenleri kofak-

26

Dzeltme!er Test Sonular -

V ; V ; (Ts = 3.598)

cc cc -1.54 0.54 V; < 'ts

6.11 2.13 )) 0.88 0.31 )) 0.62 022 ))

-14.31 -4.98 V; > 'ts (Kaba Hata)

-

5.29 1.84 V; < 'ts 2.01 - 0.70 )) 1.87 0.65 ))

trler inin ok byk olduu grlmtr. Jeodezik deformasyon ann bu noktalarda ok zayf ol-

mas neden i ile, kaba bir konum belirlemesi ve deformasyon analizinde ortaya kacak yanlgdan kanmak iin bu noktalar adan karlmtr . i-zelge 5'de adan karlan 15 ve 16 no.lu nokta-lara ilikin kofaktrler ve presizyon kriterleri gs-

teri lmitir .

DSi TEKNiK BLTENi 1983 SAY I 54

CiZELGE : 5

NOKTA NO. xx (mm / cc) 2 15 1.943

16 0.685

Dier Noktalar icin Ortalama O.C81

5.6. lme Peryodlannn Ayr Ayr Dengelenmesi

Her iki lme peryodunun hipotez testleri ya-pldktan ve kaba h-:tal ar ayklandktan sonra jeodezik a "dolayl ller yntem ine" gre ayr ayr serbest a olarak dengelenmitir . Bu dengele-rnede tm noktalarn koordinatlar deiken a l n

mtr. A n dotunu (d parametreleri) iin 1 ve 2 no. lu noktalarndan yararlanln:tr. 1 - 2 kenarnn arl iin.

P, m 2

o

? m-s

(3.8cc) ' ---c- = 0,1444 (10mm) 2

deeri k ullan l mtr.

Dengeleme sonuclar olarak, kesin koordinat deerleri Ek - 1'de presizyon kriterleri ise Ek - 2,3' de gsterilmitir . Ayrca Haziran 1974 peryoduna

ilikin serbest a dengelemesinin hata elipsleri. dE:: iik katlardaki obje noktalarna gre izilerek Ek - 6, 7, 8, 9 da g sterilmitir. Dorultu soy s nn ok alnas ve obje noktalar izd nlerin in st ste dmesi nedeni ile, hata elipsleri tek bir i -z i n zerinde gster i lemen i tir .

6. DEFORMASYONLARIN BELiRLENMESi VE ANALizi

Burada " Bal Gven Elipsleri" ile Deformes-yon Analizi Ynteminden yararlanlacaktr . Ynte-min temel ilkesi udur:

" Jeodezik adak i no ktalarn her iki lcne per-..- yoduna ili ki n llerinin birli kte (tmden) denge-

lenmesi sonucu elde edilecek koordinat farklarnn tek tek, istatistik testler ile analiz edilerek defor-

masyonlarn belirlenmes idir". iki peryod lleri-nin tmden dengelenebilmesi icin, bunlarn ayr ayr dengelenmesinden sonra her iki peryodu bir-birine balayacak, baka bir deyile iki peryod arasnda geen zaman iinde konum de it irm e

mi (sabit) noktalarn bu lun mas gereklidir. Bu noktalar, jeoodezik an kontrol noktalar iinden istatistik testlerle konumlar sabit ka ld sapta-nanlardr.

Ovv __ , __ m_x _ (mm j cc)2 __ (mm)

19.009 5.3 ----

14.544 3.2 -----

0.085 1.1

my ~~

16.5 --14.41

-1-.2-

CiZELGE : 6 (Ek- 1)

mP - --(mm)

17.3

14.8

Serbest adan

Serbest A Dengelemesinden Elde Edilen Koordinat Deerleri

HAZiRAN- 1974 HAZiRAN- 1976 Nokta

No. V X X y (n) (m) (m) (m)

--

1 1 C28.C650 273.82.::9 .8224 .0653 2 931.0089 95.2799 .2784 .0072 3 677.4117 325.7995 .8014 .4060

4 798.0182 472.8360 .8420 .0176

5 900.3673 421.2633 .2668 .3675 6 885.7129 377.5422

.5461 .7117 7 859.2064 369.1174

.1213 .2054

8 623.9651 339.3722 .3737 .9586

9 6~7 .1845 L!04 .5256 .5246 .1812

10 e84.025 451.4695 .:637 .C283

11 732.5556 486.2820 .

DSI TEKNiK BLTEN'! 1983 SAYI 54

NOKTA NO.

1 2 3 4 5 6 7

8 9

10 11 12 13 14

17 18 19 20 21 22 23 24

25 26 27 28 29 30 31

32 33 34

28

EK-2 Serbest A Dengelemesine ilikin Presizyon Deerleri

(Haziran- 1974)

PRESilYON DEGERLERi HATA ELiPSiNiN

my mx mP AH BH e H (mm) (mm) (mm) (mm) (n m) (grad) ---- -

1.96 1.90 2.73 2.64 0.68 148.76 1.35 2.26 2.63 2.56 0.63 167.77 0.77 1.05

1

1.30 1.19 0.52 35.14 0.62 0.59 0.85 0.69 0.50

1 144.39

1.18 0.59 1.32 1.23 0.48 1 119.67 1.04 0.86 1.35 1.27 0.47 141 .92 0.85 0.82 1.18 1.09 0.46 148.59

1.24 1.17 1.71 1.53 0.76 53.09 1.00 0.78 1.27 1.05 0.71 72.86 0.86 0.75 1.14 0.90 0.71 69.70 0.81 0.72 1.09 0.85 0.68 6903 0.86 0.72 1.13 0.89 0.69 74 22 0.93 0.73 1.18 0.98 o 67 72 .89 1.34 0.68 1.50 1.34 0.66 91.51

1.64 1.22 2 04 1.68 1.16 120.16 1.22 1.08 1.63 1.24 1.06 119.72 1.21 1.01 1.58 1 27 0.94 129.83 1.19 1.10 1.62 1 38 0.84 144.46 1.11 1.31 1.72 1.51 0.82 159.80 0.99 1.53 1.82 1.60 o 88 177.75 1 06 1.83 2.12 1.85 1.03 10.55 1.86 2.76 3.33 3.14 1.09 34.15

3.04 1.18 3.26 3.12 0.93 84.54 1.18 0.79 1.42 1.18 0.79 101 .09 1.17 0.72 1.38 1.20 0.67 117.18 1.17

1

0.86 1.45 1.33

1

0.58 135.88 1.08 1.42 1.79 1.62 0.76 163.96 1.09 2.10 2 36 2.11 1.07 192.29 1.31 2.30 2 65 2.30 1.31 197.35

1.19 0.74 1.40 1 23 0.57 118.98 1.19 0.93 1.51 1.39 0.59 138.402 0.86 1.45 1.68 1.55 0.65 174.121

GVEN ELiPSiNiN

AG BG (mm) (mm)

6.52 1.68 6.32 1.55 2.94 1.28 1.70 1.24 3.03 1.18 3.14 1.16 2.69 1.14

3.78 1.88 2.59 1.75 2 22 1.75 2.10 1.68 2.20 1.70 2.42 1.65 3.31 1.63

4.15 2 86 3.06 2.62 3.13 2.32 3.41 2.07 3.73 2.02 3.95 2.17 4.57 2.54 7.75 2.69

7.70 2.30 2.91 1.95 2.96 1.65 3.28 1.43 4.00 1.88 5.21 2.64 5.68 3.23

3.04 1.65 3.43 1.46 3.83 1.60

NOKTA NO.

1 2 3

4 5 6 7

8 9

10 11 12 13 14

17 18 19 20 21 22 23 24

25 26 27 28 29 30 31

32 33 34

DSi TEKNiK BLTENi 1903 SAYI 54

EK- 3 Serbest A Dengelemesine ilikin Fresizyon Deerleri

(Haziran- 1976)

PRESiZYON DEGERLERi HATA ELiPSiNiN

1

my mx mP [mm) (mm) (n m)

--------------

1.76 1.79 2.51 1.21 2.11 2.43 0.74 1.00 1.24 0.55 0.52 0.76 1.04 0.58 1.19 0.92 0.83 1.24 0.74 0.79 1.08

1.17 1.10 1.60 0.95 0.73 1.20 0.81 0.69 1.06 0.76 0.65 1.00 0.79 0.64 1.02 0.83 0.65 1.05 1.19 0.63 1.34

1.52 1.14 1.90 1.15 1.00 1.52 1.13 0.93 1.47 1.11 1.00 1.50 1.03 1.20 1.58 0.91 1.40 1.67 0.95 1.68 1.93 1.67 2.54 3.04

2.80 1.09 1 3.01 1.11 0.72 1.32 1.09 0.64 1.26 1.07

1

0.76 1.31 0.98 1.27 1.60 0.84 1.89 2.07 1.02 2.08 2.32

1.10 0.66 1.29 1.09 0 .81 1.36 0.77 1.29 1.50

2.43 2.36 1.14 0.63 1.11 1.16 1.00

1.44 1.00 0.85 0.78 0.80 0.85 1.19

1.55 1.15 1.18 1.28 1.40 1.47 1.69 2.87

2.88 1.11 1.11 1.21 1.45 1.92 2.09

1.13 1.26 1.39

BH [mm)

--

0.64 0.59 0.48 0.42 0.44 0.43 0.42

0.70 0.65 0.64 0.62 0.63 0.62 0.62

1.10 0.99 0.87 0.78 0.73 0.78 0.93 1.01

0.86 0.72 0.61 0.51 0.67 0.78 1.00

0.61 0 .52 0.57

@H [grad)

150.5 169.4 36.2

145.1 123.7 145.8 153.0

53.3 71 .7 71.4 74.7 81 .5 77.3 94 .6

117.6 119.9 126.5 142.7 158.3 175.7

7.8 33.2

84.1 97 .8

114.6 134.2 162.9 188.4 192.3

116.5 136.8 172.9

GVEN ELiPSiNiN

AG BG [mm) [mm)

----------

6.00 1.58 5.83 1.45 2.81 1.18 1.55 1.03 2.74 1.08 2.86 1.06 2.47 1.03

3.55 1.73 2.47 1.60 2.10 1.58 1.92 1.53 1.97 1.55 2.10 1.53 2.94 1.53

3.83 2.72 2.84 2.44 2.91 2.14 3.16 1.92 3.45 1.80 3.63

1

1.92 4.17 2.30 7.09

1 2.49

7.11 2.12 2.74 1.78 2.74 1.50 2.99 1.26 3.58 1.65 4.74 1.93 5.16 2.47

2.79 1.50 3.11 1.28 3.43 1.41

29

DSi TEKNiK BLTENi 1983 SAY I 54

EK- 4 Haziran 1974 Peryoduna Dntrlm Koordinatlar (Serbest A Dengelernesi

Helmert Transformasyonu)

HAZiRAN- 1974 HAZiRAN - 1976 Nokta No. V X V X

(m) (m) (m) (m)

028.0650 273.8249 .0643 .8227 2 931.0089 95.2799 .0095 .2812 3 677.4117 325.7995 .4109 .7977 4 780.01 82 ~72 .8360 .0192 .8366 5 900.3673 421.2633 .3675 .2633 6 885.7129 377.5422 .7124 .5433 7 859.2064 369.1174 .2056 .11 84

-8 623.9651 339.3722 .964.

DS I TEKNiK B LTENi 1983 SAY I 54

r ;;:::s

! ' 1

1

/

EK- 6 Kontrol ve kretteki obje noktalarnn hata elipsleri (serbest a dan gelmesi, Haziran 1974).

31

DSI TEKNIK BLliENI 1983 SAY I 54

15

Konum . ~m E lp s ~

EK- 7 391 .00 m kotundaki Obje noktalarnn hata elipsleri (Serbest a dengelemesi, Haziran 1974).

32

\ J ,

's:

1\Qrum .

fl ips

-DSI TEKNIK BLTENI 1983 SAYI .54

,'

Korum " " " E lips 1 m m

___ _ ,.. _ -

EK- 9 315.00 m kolundaki Obje noktalarnn hata elipsleri (Serbest a dengelemesi, Haziran 1974) .

34

6.1. Sabit Nokta Varsaymmm Test Edilmesi

Burada, jeodezik a kurulurken sabit kalacak biimde tesis edilen kontrol noktalarndan 1976-74 zaman aralnda konum deitirmeyenleri be-lirlemek icin istatistik test yaplmadan nce,

t, 1\ 1\ VXi + Xil = ko + k Xi2- k2 y i2

1\ 1\ 1\ v Yi +Yi = ko + k X i + k Yi bantlarna gre bir Helmert Transformasyonu ya-plarak (Ek - 4) her iki peryoda ilikin jeodezik

an datum aykrl ortadan kaldrlm ve 7 adet kontrol nok tas iin Vx, Vv okrma artk hata-

lar bu lunm utur. Yukardaki bantlarda,

transfo;masyon katsaylar,

Pi noktasnn t 1 ve t2 p3ryoduna ilikin

koordinatlard.

okrma artk hatalar, noktalarn ortalama p;esizyon deerleri ile istatistik olarak test edile-rek, konum deitirmemi sab it noktalar belirlen-

mitir. Bu test icin ,

S:f:r Hipotezi H0 : E {V X i } = 0 , E {V YI } = 0

Test Bykl TXi = Ty; =

mXi =,!cm ~i )2 -1- (m ~i )1 bantlarndan hesaplanm, karlatrma kriteri t, ise, S = 1 - a = 0.95 istatistik gven ve f = n serbestlik derecesi icin t -da lm izel gesi nden bu l unmu ve sonular izelge 6'da gsterilmitir.

DSI TEKNiK BLTENI 1983 SAYI 54

izelge 6'dan grlecei gibi 7 adet kontrol noktasnn 1976- 1974 tarihleri arasnda % 95 is-tatistik gven i le kon um deitirmediine ve tm-den denge~eme iin ortak nok ta olarak alnmasna ka rar verilmitir.

6.2. Her iki Peryodun Tmderi Dengelenmesi

Her iki lme peryodunu birbirine balayacak ortak noktalarn saptanmasndan sonra, 25 + 25 + 7 = 57 nokta ve 203 + 203 = 406 dorultudan oluan her iki jeodezik an tmden dengelenme-

si n c geilmitir. Oitok noktalar [1 - 7) iin birer ift, obje noktalar (8- 34) iin de ikier ift yak-

l ak koordin at deeri seil mit ir. Obje noktalar, numaralarnn sonuna 1 ve 2 rakam eklenerek (81, 84) (91, 92) .. biiminde ifade edilmitir. ~onunda 1 rakam bulunan nokt9larn yakla k deerler i Haziran 1974 dengelenesinden, sonunda 2 ra-

kam bulunanlarn yaklak deerleri ise Haziran 1976 dengelemesinden alnmtr. Tmden denge-leme sonular Ek- 5'de zet olarak gsterilmiti r.

6.3. Deform:syonlar; n Lckalize Edilerek Belirlenmesi

Jeodezik defornasyon ann tmden denge-lenn esi son ucu elde edilen koordinat deerlerin den yararlanarak, nce (81, 82) [91, 92) .. . bii-

ninde nunaralanan her nokta ifti Iin,

dyi = v i - vi dxi = Xi - Xi2

lak vektrleri h esaplanmtr. Daha sonra tmden dengelemenin O kofaktrler matrisinden, her nokta ifti iin fark vektrlerinin a di kofaktr matrisleri

bulunmutur. _s! i fark vektrler inin deformasyon o lup olmadna karar verebilmek iin;

CiZELGE : 6

Sabit Nokta Varsaymn:n Testi

Cak . Art k Orta. Test Nokta Hata . Presizyon Byk. Test

No. Sonular vv vx n v mx Tv Tx ---- (mm) (mm) (mm) (mm) s=% 95

SERBEST DENG. SONULAR! NA GRE f = 7 t, = 1.90 1 -2.2 -2.2 2.63 2.61 0.27 0.84 Tv, Tx < 1.90 2 0.6 1.3 1.81 3.09 0.33 0.42 )) 3 -0.8 - 1.8 1.07 1.45 0.75 1.24 )) 4 1.0 0.6 0.83 0.79 1.20 0.76 )) 5 0.2 0.0 1.57 0.83 0.13 0.00 )) 6 - 0.5 1.1 1.39 1.20 0.36 0.92 ))

7 0.2 1.0 1.13 1.14 0.18 0.88 35

OSi TEKNIK BLTENI 1983 SAYI 54

H : E{__~i} =O sfr hipotezi kurulmu ve,

__9_ T o d/ __9_ T . = ---=-- - -d 2 c o

2 bansndan hesaplanan test byklkleri, s = % 95 istatistik g~ven, f = 2 ve f2 = 256 serbestlik dereceleri iin Fischer- dalm izelgesinden bu-lunan Faff2 = 3.00 deeri karlatrlmtr. Test verileri ve sonular izelge 7'de zet olarak gs-

terilmitir.

Burada, T di < F olan noktalarda ~i fark vek-trlerinin deformasyon olmadna ya da kk muhtemel deformasyonlarn, elde edilen lme presizyonlar ile soptonamayacana, Tdi > F olon noktalarda ise deformasyonlarn olutuuna karar

verilmi ve deforniasyon vektrleri hesaplanmtr.

6.4. Deformasyonlarn Cizimsel Olarak Belirlenmesi

Bu blmde, tmden dengeleme sonucu elde edilen koordinat farklar vektr ~i nin deformes-yon olup olmadn daha kolay belirlemek iin, ~i farkiarna ilikin kofaktrler motrisinin (O di l

elemonlarndon yorarlanorak her nokta ifti iin Helmert bal hata elipsinin elemonlar hesaplan-

mtr. Daha sonra S =% 95 istatistik gven, f 1 = 2 ve tmden dengelemenin serbestlik derecesi f2 = 256 iin Fischer dalm izelgesinden bulunan F = 3.00 deerinden yorarlanorak Bal gven ellpslerinin elemonlar :

36

AG = AH V 2 Faf1f2 BG = BH V 2 Faf1f2 eG = eH hesaplanmtr (Ek- 10) .

Sundon sonra noktalarda deformosyon olup olmadn belirlemek iin, tmden dengelenmi ve konavaya iaretlenmi jeodezik an nokta iftle-rinden biri zerine, ilgili bal gven elipsi izil-

mitir. ayet dier nokta bu elipsin iinde kolmyorso % 95 gven ile bu noktada deformosyon

olduuna, aksi durumda~ i farknn d eformosyon olmadna karar verilmitir . Bal gven elipsleri ile deformosyonlorn belirlenmesine ilikin izim-ler, obje noktoldrinn st ste dmeleri nedeni ile deiik ketlardaki noktalar iin ayr ayr yaplm, Ek- 11, 12 de gsterilmitir .

SONUC: izelge 7 ve Ek -11, 12 deki izimler incelendiinde, deformasyonlarn lokalize edilerek belirlenmesi ile izimsel yntem sonularnn ta-mamen uyutuu ve;

Kret zerindeki

391 m. ketundeki

355 m. ketundeki

315 m. ketundeki

9, 10, 11, 12, 13

17, 18, 19, 20, 21, 22

25, 26, 27, 28, 29, 30

32, 33, 34

noktalarnn 1974 - 1976 yllar arasnda deformes-yana urad saptanmtr. Ek- 13 de deformes-

yonlarn axonometrik perspektifi gsterilmitir.

DSI TEKNIK BLTENI 1983 SAYI 54

KRET TEKi NOKTALARlN DEFORtv1ASYON VEKTR LERI VE BAGIL GVEN ELIPSLE RI

91

..:

111

391 m. KOTUN~AKi NOKTALARlN DEFORMASVON VEKTORLER: VE BAGlL GU 'JEN ELiPSLERI

-

37

DSi TEKNIK BLllENi 1983 SAY I 54

CiZELGE : 7

K OOR D. Test DEFORMAS. Nokta FARKLARI d' Q - 1 d BYK- TEST SONUCLARI VEKTR -- d -

No. dx dy (cc )2 L G (mm ) (mm) (mm) Td F, f 1 f2 = 3.00 - - ---

!

DSI TEKN.IK BLTENI 1983 SAYI 54

355 m . KOTUNDAKI NOK TALARIN DEFORMASYON VEKTRLERi VE BAGIL GVEN ELiPSLERi

... , . .

Konum 20 m --Vektr ve Elps :

315 m KOTUNDAKI NOKTALARlN EFORMASY r-~ VEKTORLERI VE BAGI L GVEN ELIPSLER

Ek 11

39

DSi TEKNIK BLTENi 1983 SAYI 54

; ::J ll>-; : c ; : ...

;O c

-~ ll) ~. Q.

"' ... ll) Q. .: ;:: Gi E o ;: o >< o

c ;::: o c o > "' c

E o ... ll) "tl

~ o

"C .c ' ...

c a o > o .: Gl (Jo .: ' 0 C)

C\1 ...

""' w

40

Aksoy, A.

Algl, E.

Kuntz, E. }

Schmitt, G

Pelzer. H.

YARARLANILAN KAYNAKLAR

Matematik istatistik Yntemlerle Jeodezik llerin irdelenmesi. i.T.. Say 987, istanbul , 1974. Barajlarda Jeodezik Deformasyon lmeleri ve Analizi ( Doentlik Tezi) i.T.. inaat Fakltesi istanbul, 1982. Analyse von Deformat ionsmessun -gen mit Hilfe Relativer Fehlerelipsen.

Seminer ber Deformationsanalysen, Heft 4, Mnchen 1979.

Ausgleichung Vermittelnder Beo-bachtungen in Matrizenschreibwe -ise.

Wolf, H.

Milev, G.

Koch, K.R.

DSi TEKNIK BLTENi 1983 SAYI 54

Geo. Netze in landes- und lnge -nieurvermessungen, Stutgart, 1980.

Ausgleichungs Rechnung (Formeln zur Praklisehen Anwendungs). Bonn, 1979.

Ausgleichung, Analyse und lnterpre-tation von Deformationsmessungen .

DGK, Reihe C. Nr. 192, Mnchen, 1973.

Parameterschatzung und Hypothe-sentess in linearen Modellen, Bonn. 1980.

41

DAMlATMAll FiLTRElERlE BiYOlOJiK TASFiYE

Veysel EROGLU ( * ) izzet ZTRK( * )

ZLT Damlalmal fillreler, kullamlm s tasfiyesinde geni lde uygulama alan

bulan bir biyolojik tasfiye metodudur. zellikle eimli arazilerde damlatmal filtreler/e iletme masraf dk zmler elde edilir. Biyolojik filuasyon Biyo-kimyasal Oksijen ihtiyac ( BO) yksek endstri artklannn tasfiyesinde de yay-gm ekilde lcullamlr. Bu makalede Damlatmal Filtre/erin proj.elendirme esaslar ve eitli fak trlerin BO giderme verimine tesirleri incel.ennitir. Ayrca biyo-lo jik tasfiye biimi Da111latmal Filtre olan bir tasfiye tesisinin projeZendirilmesi ile ilgili nmerik bir misal verilmiti r.

1. GiRi Damlatmal filtreler. kullanlm sular krma ta veya sentetik malzemeden meydana gelen bi r yatak zerinde gelien biyofilm ile temas ettiren sistemlerdir. Mekanik ta sfiyeden geirilen kullanl

m sular damlatmal filtreye kesikli veya srek li olarak verilir. Filtre yata derinlii 0,9- 2,5 m'di r. Filtre yata plastik malzemeden tekil edilen dam-latmal filtrelerde yatak derinli i 9- 12 m'dir. Dam-latmal filtreler. ekseriyetle daire plnl ina edilir. !

DSi TEKNIK BLTENI 1983 SAYI 54

3. DAMLATMALl FiLTRELERiN SINIFLANDIRILMASI

Hidrol ik ve organ ik ykler esas al narak Dam-latmal Filtreler iki s n fa ayrlr :

3.1. Dk Hzl Damlatmal Filtreler

Dk hzl filtreler geri devirs iz olarak iletilir. Geri devir olmad icin dk su sarf i yatl saatlerde akm ok azal r ve dner datc alamaz. Bu sebeple n ktrme havuzu ile filtre arasna bir dozlama sitonu veya bir tulumba istas-yonu tesis edilir. Dozlama sitonuyla dner dat cy hareket ettirecek miktarda sabit bir debi fa -

slal olarak filtreye gnderilir. Dozlama bir imleri ortaloma proje debisinin iki katn 2 dak ika bek-letecek ekilde boyutlandrl r. Dozlama aral 1 - 2

saatten fazla olursa biyofilmin karakteri bozulur. Dk hzl filtrelerin akserisinden filtre yatann sadece st 0,6 - 1.2 m'lik kesiminde uygun nitelikte biyofilm teekkl eder. Bunun neticesinde filtre yatann alt kesiminde nitritikasyon meydana ge-lebi l ir. iklim artlar ve kullanlm su zellikleri uygun olursa iyi i leti len dk hzl damlatmal filtrelerd e BOl giderilmesi ile birli kte yksek bir nitrifkosiyon do sa lanabilir. Filtre yatandaki yk kayb 1.5- 3,0 m olup eimli arazilerde fazla nemi yoktur. D k hzl filtrelerde zell ik le scak iklimlerde ve giri suyunun septik zellik gster-mesi lolinde koku problemi vardr . Bu sebepten tasfiye tesisinin yeri. meskn mahalleri koku bak

mndan rahatsz etmeyecek bir muhitte seilmeli-dir. Daml atmal f iltreler icin gerekli proje byk-lkleri Cetvel 3.1.'de verilmitir (1) .

CETVEL 3.1.

Damlatmal Filtreler icin Proje Byklkleri

Parametre

Hidrolik yk (m3jm gn) Organ ik yk (kg 8015 jm3 gn) Derinlik . m

Geri devir oran.

Filt re yata

Uan canllar

Dozlama aral

k suyu zellii

Dk Hzl

1 - 4

0,08 - 0,32 (0,25)

1,5 -3,0

o

Ta, curuf v.s.

ok ,;; 5 dk .

Tam nitritika syon

3.2. Yksek Hzl Damlatmal Filtreler

Yksek h zl filtrelerde debiyi arttrmak iin f iltre veya son ktrme havuzu k sula rna geri devir yoptrlr. Geri devir soyesinde yksek hzl filtrelerde d k hzl filtrelerin verimine yakn verim ler elde edilebilir. Geri devrettirilen sudek i mikroorganizmolar tasf iye verimini arttrr. Geri devir lzumlu hidrol ik yk temin eder ve bununla filtre yatak malzemesi arasndak i boluk l arn bi-yofiln ile dolarak filtrenin havasz kalmasn nler.

Damlatnal f iltrelerde geri devir. boluklarn tkan mas neticesi filtrede gllenne meydana gelmesi-nin nlenmesinde, koku ve sinek probleminin azal -

44

Yksek H zl

10- 40

0,32- 1,0 (0,70)

1,0 -2,0 (1,8) 1/ 3 - 2

Ta. curuf. sentet ik maddeler

Az

,;; 15 sn (srekli) Dk yk lerde nitriti -kasyon

Sper Hzl

40-200

0,80-6,0

4,5 - 12,0

1 - 4

Sentetik maddeler. kzl ca n

Az veya ok

Srekli

Dk yklerde nitritikas-yon

tlmosnda etkili olur. Yksek hzl da mlatmal filt-reler iin uygulanon eit l i sistemlere ait akm ernalar ekil 3.2'de grlmektedir (2) .

ekil : 3.2. Damlatmal filtre akm ernalar

eitli tip sentetik filtre malzemesinin gelitlrilmesi sper hzl filtrelerin kullanlmasna yol oc-

mtr (1). Sentetik malzemelerde birim hacimdeki filtre malzemesi yzeyi (zgl yzey) krma taton daha byk olduundon daha fazla mikta rda biyo-film teekkl eder. Hafif olduklarndon yatak yk-seklii daha fazladr. Sper hzl filtreler bilhassa yksek BOl ihtiva eden artk sularn tasfiyesinde

kullanlr. Bu tr filtrelerle dner datc yerine sabit datc do kullanlabilir .

4. FiLTRE ELEMANLARININ PROJELENDiRiLMESi

4.1. Kullan : lm : Su Datm Sistemi

Dner datcnn hareketi deliklerden kan kullanlm suyun dinamik reaksiyonu vej veyo bir elektrik motoru ile salanr . ik i koliu datclarda bir tur icin gereken sre 10 dak ika veya daha azdr . Dner datcnn alt kenor ile yatak yzeyi orasnda 15-25 cm'lik bir mesafe brok l r. Da tc kollar kk tesislerde sabit, byk tes islerde ise gerekli minimum hz sa lamak zere deiken kesilli yaplabilir . Datc kollar zerindek i del ik-ler debiyi filtre yzeyine niform datmak zere kenardon merkeze doru byyen aralklarla tekil edilir. Dner datcdaki yk kayb 0,6- 1,5 m ci-

DSI TEKNIK BLTENI 1983 SAYI 54

vorndodr. Datcnn inaat ve bakmnn kolay olmas, deien akm ortlarnda istenen dnme

h zlarn salamas ve korozyono mukevim malze-meden yap lmas gereki r. Dner datclar 60 m

ap na kadar imal ed ilir. Datclarda minimum debidek i hidrolik yk 0,3- 0,6 m olmaldr (1).

Akmn dk olduu zamonlarda datcy dndrmek icin gerekli minimum debi dozlama birimleri veya geri devir pompolor vostos ile te-min edil ir. Byle onlarda drt koliu datclarn sadece ik i kolu kullanlarak do gerek li minimum dnme hz sa lanabil i r. Dozlama sifonlar ile ke-sintili olarak beslenen filtrelerde maksimum debi-de minimum dozlama aral 30 son iye olmaldr. Dozlama odasndaki maksimum su seviyesi ile filt-re yzeyi orasndaki kot fark (h idrolik yk) 2.4-3,0 m olm a ld r.

4.2. Filtre Yata

ideal bir f iltre yata nn zgl yzeyi yksek , ucuz ve tkanmakszn uzun sre k ullanlabilen bir malzemeden tekil edilmesi istenir. Gnmzde damlotmal filtrelerde kullanlan yatak malzemele-rinin eitli fiziksel zellikleri Cetvel 4.1'de veril -mitir (1) .

CETVEL : 4.1. Filtre Yata Malzemesi Karakteristikleri

Efektif done cop Birim hacim zgl Boluk Yatak Malzemesi veya ebod arl yzey hacmi

(mm) (kgjm3) (m2jm3) (%)

Nehir ta : Kk 25-65 1250- 1450 55-70 40 - 50 Byk 100- 120 800 - 1000 40-50 50 - 60

Yksek Frn C. Kk 50 - 80 900- 1200 55 - 70 40 - 50 Byk 75 - 125 800 - 1000 45 - 60 50-60

Plastik : Normal 600 X 600 X 1200 30 - 100 80- 100 94 - 97 Yksek zgl yzey li 600 X 600 X 1200 30- 100 100- 200 94-97

Kzl Com 1200 X 1200 X 500 150 - 175 40-50 70-80

45

DSi TEKNi K BLTrENi 1983 SAYI 54

Filtre yata iin en uygun malzeme genellikle yakn civardan temin edilebilen neh ir yata ta veya efektif tane ap 25- 75 mm olan krma ta

tr. Gzenekli talar bilhassa t ercil edilir. curuf, sert kil gibi malzemeler de kullanlabilir. Tane

ap 25 mm'den kk olan talardan tekil edilen yataklarda boluk oran dk olduundan filtre

ksa zamanda tkanarak yzeyde gllenme mey-dana gelir. Byk apl talardan tek i l eden ya-taklarda tkanma problemi olmamakla birlikte z-gl yzey azalacandan biyofilm teekkl daha yava olur.

Yksek zgl yzeyli plastik malzemelerden tekil edilen yataklarda filtre derinli i 12 m'ye ka-dar arttrlabilir . Plastik yatakl f iltreler bilhassa yksek BOl li sanayii kul l anlm sular iin kul-

lanlr .

ll .3. Taban Drenaj Sistemi Filtrede szlen kullanlm sular taban da ki

drenaj sistemi ile toplanarak son kt rme havu-zuna verilir. Taban drenaj sistemi filtre taban . toplama kanal ve drenlerden meydana gelir. Dren borular, toplama kanal na doru % 1 - 2 eimli filtre taban zerinde tert ip edi l ir . Filtrede tabii hava si rklasyonunu temin etmek zere dren bo-

rulornn her iki ucu ak yaplabilir. Bu mmkn olmazsa en azndan ana toplama kanalna alan

ksmlardan hava gi r ii salanr . Dren borular zellikle delikli greseremik malzemeden yaplr . Ana toplama kanal ve drenler hava giriini kolay-

latrmak zere yar dolu kesilli olarak boyutlan-drl . Tabandaki dren bloklar zerindeki top!am boluk alan filtre yzey alannn % 15 inden az olmamaldr. Derin ve ar ykl filtrelerde asgari 0,3 m3j m2 dk lik bir cebri havalandrma yaplmas da uygun olur.

4.4. Damlatmal Filtre Son ktrme Havuzlar Damlatmal filtre son ktrme havuzlarnn

esas fon ksiyonu du rulanm k suyu elde et-mekti r. Jl.k tif amur ktrme havuzlarndaki gibi amu r ger i devri szkonusu deildir. Damlatmal filtre son ktrme havuzlarnda keitilen filtre humu su do rudan veya primer amurla birlikte rtne birimine verili r [ek i l 4.1) . Bu havuzlar ilk ktrme havuzl ar na benzer projelendirilir, yzey yknn hesabnda geri devir debisi de dik-kate a lnmaldr. Pik debideki yzey yk 48 n3/ m2 gn deerini ama maldr . Son ktrme lav uz l ar ile ilgili proje kriterleri Cetvel 4.2. de ve-

r i lm itir (1) .

ek il : 4.1 . Geri devirli damlatnal filtre sistemi CETVEL : 4.2.

Son ktrme Havuzlar icin Proje Kriterleri

Hidrolik y k amur yk Tasfiye tipi

(m3/ m2 gn) [kg / m3 saat) Derinlik Ortaloma

1

Pik Ortaloma Pik [m) Damlatmal filtre 16-24 40- 48 3,0- 5,0 8,0 3-4 Aktif amur 16 - 32 40- 48 3,0 - 6,0 9,0 3,5 - 5 Uzun hovalandrmal sistemler 8- 16 24 - 32 1,0-5,0

1 7,0 3,5-5

c-. DAMLATMALl FiLTRELERDE BOi GiDERME VERiMi HESABI

mal f i ltreye ait ver il e r icin ge l i tirilmitir (3) . Buna gre BOl giderme verimi;

Damlatmal filtrelerde biyoloj ik ve rimin hesab ile ilgili pek ok ifade gelitirilmitir. Bu yazda en fazla kulla.lan drt deiik hesap metodu ve-

rilmitir .

5.1. National Research Council [NRC) Forml

NRC forml Anerika n askeri tesislerinde fii-len iletilmekte olan 34 adet ta yatakl damla!-

46

Tek kademcli fi litreler iin. 100 'l

( w ) 0.5 . 1 + 0.443 __ _ V . F iki ka demeli filtrel er iin.

100 ,2 =

0.443 ( w2 ) o.5 1 +-- - -1- 'l V . F

d ir. Burada,

(5.1)

(5.2)

!J Tek koctemeli damlatmal filtren in BOi giderme verimini,

iki koctemeli damlatmal f iltrenin BOl giderme verimini,

W1 : Geri devir hesaba katlmakszn tek ka-demeli filtrenin BOi ykn, kg BOi j gn

W2: Geri devir hesaba katlmaksz n, ik i ka demeli filtrenin BOi ykn, kg BOi / gn

V Filtre yata hacmini, m3

F Organik maddeierin gei saysn gsterir. Gei says ,

1 + a F=--(1 + 0,1 a) 2 (5.3)

ifadesinden hesaplanr . Burada a , geri devir ora-nn gsterir. NRC forml organik ykn 30 kg BOi5/m2 gn den byk olduu durumlarda iyi netice vermez. Ayrca bu forml, yksek BOi li askeri tesislerin kullanlm sular ve Amerika'nn belirli bir kesimindeki tesislerin verilerinden k a

rlm olmas ve formlde filtre derinlii ve scaklk gibi parametrelerin dikkate alnmamas sebe-biyle tenkid edilmektedir. Bununla birlikte basit ve

kullanl olmas dolaysyle mhendisler tarafndan en ok kullanlan bir formldr.

5.2. On EyaJet Standort Proje Talimatnamesi A.B.D.'nin gller blgesi ve yukar Missisippi

kesimindeki 10 eyalette bulunan tasfiye tesislerin-den elde edilen verilerle damlatmal flitreier iin proje kriterleri gelitirilmitir (4). Tek kademe! i

damlatmal filtreler iin gelitirilen projelendirme esaslarna gre :

1. Filtrenin organik yk 1.2 kg B0isfm3. gn den fazla olmamaldr.

2. Geri deviris birlikte hidrolik yk 10- 30 m3jm2. gn arasnda kalmaldr.

3. Geri devir oran. geri devir debisi de dik-kate alnmak zere giriteki BOi ktek i BOi nin 3 katndan fazla olmoyacak ekilde tesbit edilmektedir.

Buna gre filtre verimi.

1 + a ,,=-- ---

1,5 + a (54)

olur. Bu hesap metodunun da souk blgelerdeki tesislerden elde edilen veriler iin gelitirilmesi, hidrolik ykn tasfiye verimi zerindek i tesirinin dikkate alnmamas ve filtre derinliinin 1,5- 2,1 m

aralnda snriandnimas gibi mahzurlar vardr . 1

DSi TEKNiK BLTEN i 1983 SAYI 54

5.3. Eckenfelder Forml

Eckenfelder (5) evsel kullanlm sularn tas-f iye edild i i damlatmal filtrelere a it ver ilerle,

~..'!__ = 1/ ( 1 + 1,32 ~~) . . . . (5 .5) so Q 05 amprik bantsn elde etmitir . Burada,

s.: k suyundak i BOi deer i ni, mgj 1 d : Filtre yata derinliini , m

O : Geri devirli haldeki hidrolik yk m3jsn gstermektedir.

dr .

S;+ a S0 s =- -0 1 + a (5.6)

S; : Geri devirsiz haldek i giri BOi konsontras-trasyonu (mg/ 1) dir.

Denklem (5.5) zgl yzey c insinden,

_ s._ = exp ( - k.d.s ~ so . (--~) n )

ifadesine edeer olur. Burada,

k BOi giderme hz katsaysn , gn -l s. zgl yzeyi ( = AJV). m2jm3 A, Filtre malzemesi yzey alann , m2 m,n: sabitleri

(5.7)

gstermektedir. teki byklkler daha nce torif-lendii gibidir. k katsays 0,06-0,12 gn -l aral

nda deerler alr. 20C deki k20 = 0,10 gn -l deeri baz olarak kullanlabilir . Scaklk dzeltmesi,

kT = k20 . 1,035T -20 . . . . . . (5.8) denklemine gre yaplr (1) . Filtre malzemesine gre zgl yzeyler Cetvel 4.1 de verilmitir. Ec-kenfelder tarafndan verilen bu ifadeler, ta ve plastik yatakl filtrelerde, evierden ve sanayiden gelen kullanlm sular iin uygulanabilir. Sanayii

kul l anlm sular i in k deerleri laboratuvarda tesb it edilmelidir. Bu bantlar damlatmal filtre-lerdeki BOi giderme olayn daha iyi ifade eder.

5.4. Goller ve Gotoas Forml

Goller ve Gotaas (6). alan ve pilot tesis !rndeki ta molzemeli filtrelerden elde ettikleri 322 adet gzlemi oklu regresyon analizi ile de-

erlendirerek aa daki ifadeyi gelitirmilerdir. _ _ _ (C?_o + a Gol 0,41

s.= 4,925 (1 + 3,28 d) 0.67. AO.3. ro. s Bu rada .

A : Filtre yzey alann. m2

T : Kullanlm suyun scakln, oc

(5.9)

47

DSI TEKN iK BLTENi 1983 SAYI 54

gstermektedir. teki byklkler daha nce tarif-lendii gibidir. Bu ifadede a > 4 iin verim ortnn faz la nemi yoktur. Bu ifade ta malzemeli filtreler iin gelitir i ldiinden plast ik malzemeli f ilt-relere tatbik edilemez.

6. UYGULAMA

Bir damlatmal filtre tesisinde ham suyun BOis deerinin 250 mg/ 1 den 35 mg/ 1 ye drlmesi istenmekted ir. Ortalama ve pik proje debileri sras y l a 82 ve 140 lt/ sn olduuna gre gerekli yksek

h zl ta malzamel i damlatmal f iltreyi boy u t land ralm .

6.1. NRC Formlne Gre Hesap w, .

Hacimsel yk Lv = - = 0,5 kg BOis/mJ. gn V

ve geri dev ir oran a = 1,5 seil irse. ge i says

F =

bulu nur.

1 + a 1 + 1,5 ------- = 1,89 (1 + 0,1 a)2 1 + 0,1 X 1,5) 2

BOi giderme ver imi denklem (5.) den. 100

'1= =% 8

1 + o 443 (~~) 05 ,89

d ir. ilk ktrme havuzunda BOi nin % 30 nun g i derildii kabul edil irse, k suyundaki BOi konsantrasyonu,

100- 81 S. = ( - 0,30) X 250

100 = 33,25 mg/

< 35 mg/ dir. Damlatmal filtreye gelen gnlk BOi yk ,

(1 - 0,30) . 250 X 82 X 86400 X 10-6 = 1240 kg / gn. gerekli f iltre hacm i,

V = BOis yk 1240

--=---- = -- = 2480 mJ Lv 0,50

dr. Herbirin in hacm i,

V 2480 V = -- =- - = 240 mJ 2 2

o lan 2 filt re yaplab i li r. Derinl ik d = 1,8 m se il irse filtre yzey a l an .

240 A = -- = 688,9 m2

1,8

ap D = 29,6 m olur. 0,14 X 86400

Yzey yk = = 7 .56 mJ;m. 688,9

gn < 40 bulunur.

6.2. On Eyalet Standart Proje Talimatnamesine Gre Hesap

Geri devir oran a = 1,5 olduundan biyoloj ik verim

1 + a 1 + ,5 2,5 '1 =----::s:t-~= 1.5+1.5- = 3 :-D

= % 83 dr. Gerekl i f iltre hacmi, 240

V ';;:-- = 1033m3 < 2480m3 1,2

olur. Yzey yk ,

( + a ) . 0 24 2,5 . 0,082 . 86400 --- _6_88_._9 _ __ = 25,7

A m3jm2. gn < 30 bulunur. Buna gre 6.1 de he-saplanan filtrenin boy utlar deimemekted i r .

6.3. Eckenfelder Formlne Gre Hesap Denklem (5.5) den k suyundaki BOi deeri ,

1 = S.

d0,67 o 1 + 32 --

Q O,S 1,80,67

1 + 1,32 --:-:-::---:-::-::-:-:--(2,5 X 0,082) = so. o. 879

(1 - 0,3) 250 + 1,5 s . s i+ a s . s =----

0 1 + a 1 + 1,5 = 70 + 0,6 s .

s.= (7o + o.6 s. o.1879 s. = 14,8 mg/ 1 < 35 mg/1

bu lunur. Bu durumda BOi giderme verimi '1 = (0,7 X 250 - 14,8) / 0.7 X 250 = % 91,5

olu r.

6.4. Galler ve Gotaas Formlne Gre Hesap

Denklem (5.9) a gre T = 20C de k su -yundaki BOi

a= 1,5, d = 1,8 m, A = 688,9 m icin S.= 45 mg/ 1 a= 2,0, d =2,0 m, A = 688,9 m icin s.= 35 mg/ 1

bulunur. Bu neticelere gre Galler ve Gotaas for-ml ayn artlarda daha derin ve geri dev ir oran daha yksek zm ler vermektedir.

YARARLANILAN KAYNAKLAR

) Meteaif and Eddy Ine. " Wastewater Enginee-ring", McGraw - Hill , N.Y .. 1972.

2) " Wastewater Treatment Plant Design", WPCF and ASCE, 1977.

3) " Sewage Treatment at Militery lnstallations" , Not. Res. Council , Sew. works Jour .. Vol. 18 1946.

4) " Reccammended Standartsfor Sewage Warks" ,

48

Great Lakes - Upper Mississip : River, Board of State Sanitary Engineers, 1971 .

5) Eckenfelder. W.W .. "Tricling Filler Design and Performance", JSED. ASCE. Vol. 87. No. SA4, 196.

6) Galler, W.S., Gotaas, H.B., "Optimization Analysis of Biological Filter Design", JSED. ASCE. Vol. 92 , No. SA 1, 966 .

iME SULARININ KLORLANMASI VEYA OZONLANMASI ve BU iLEMLERiN

SUlARDAKi PESTiSiTLERE ETKiSi

GiRi Byk insan topluluklarna etkili olan nemli konularn banda gdalar ve su ile ilgili olan hu-suslar gel ir. Bu maddelerde meydana gelen olum-suz de\'jiiklikler veya bulamalar ok byk kitle-lerin sa\'jln dorudan etkil edii iin bu eit konular herkesi yakndan ilgilendirmektedir. Dola-ysyle bu tip bilgilerin konu ile ilg ilenenlere ve topluma aktarlmas kan mca yararl olmaktad r .

Bu nedenlerle, rnein ime sularnn dezen-fekte amac;yla klorlandrlmas gen i kitleleri ilgi-lendiren ok nemli bir konudur. zellikle son zamanlarda ime sularnda klor'un salmz ze-ri ne ok nemli olumsuz etkileri ile ilgili baz bul-gular ve klor yerine kullanlmas nerilen bata OZON olmak zere alternatif dezenfekte yntem-lerine burada deinmek ve zellikle Klor ve Ozon 'un sulardaki pestisitlere olan etkilerine de yer vermek yararl olacaktr .

Zira modern tarmda kanlmaz olarak kulla -nlan ve byk kitlelerin saln ilgilendiren ta -

rmsal mcadele ilalar yani pestisitler birok be-sin maddelerine olduu gibi, sulara da gemekte-dirler. eitli yeralt ve yerst su kaynaklarnda sz konusu pestisitlerin bulunabildii birok bilim-sel aratrmalarda saptanmtr .

Bugn Avrupa lkelerinin ime sularn klorla -ma yerine ozanla dezenfekte etmeye balad g-rlmektedir . Ayrca yine baz d yaynlarda Klorun yan sra Ozonun da sularda bulunab ilen pest isitlere azaltc etkilerinin saptand ve konu -nun aratrld rapor edilmektedir.

Bu hususta ise yerli literatr ve aratrmala rn pek grlmemesi, bu ok nemli konu ile ilgili olarak d lkelerdeki baz gelimeleri konudaki

uygulayc, aratrc ve ilgilenenlerimizin dikkatle-rine sunmak, yararl olur midi ile amalanmtr.

Sularn Klorlanmas veya Ozonlanmas

Kloro "ime Sular " nn olduu kadar " Kullan-ma Sular" nn ve "Atk Sularn " da dezenfekte

(") Do . Dr . . . Ziraat Fakltesi

Yazan: Atilla KONAR ( )

edilmesi ic in btn Dnya lkelerinde uzun za-mandan beri kullanlmaktadr . Ayrca Klor esasl maddeler gda endstrisinde ve zellikle st en-dstrisinde bakteri ve dier hastalk etmenlerinin kontrol ama cy l a da son 1GO yldr gvenle kul -

lanlmaktad r.

Oysaki son yedi yl iinde klorun sudoki canl yaam ve insan sal zerinde baz olumsuz tok -sik etkileri rapor edilmeye balanmtr. rnein Amerika'da sularn klorlandrlmasnn salk so-

runlar yaratabilecei ynnde bulgularn ortaya kmas zerine " Sularn K lorionmas" konusunda ilk olarak lkesel apta bir kongre 1975 ylnda toplanmtr . O zamandan beri her 2 ylda bir bu kongreler yaplagelmi olup gelecek toplantnn 1983 ylnn Ekim aynda ve Maryland - Virginia'da ya placa bildirilmektedir.

Bugn birok bat lkelerinde konu gercekten nemle ele alnmakla ve aratrlmaktadr. Fa kat ime sularnn dezenfekte edilmesinde klorlamann en iyi yntem olup olmad veya baka bir dezen-

fektann kullanlmasnn insan icin daha salkl olup olmad henz kesin olarak saptanab il mi deildir. Ne varki , Klor aleyhine elde edilen bu l-gular ve zellikle hayvanlar zerindeki deneme-lerde saptanan sakncalar konu zerinde byk bir dikkat ve ciddiyele durulmay gerektirmektedir.

Sulann Klorlanmasnn Sakncalar

Bu konuda 1975'den daha neeye giden litera-tr bilgisinin bulunmad bildirilmektedir. Salk acsndan Klor ve Klor'un kullanld ortamda mey-dana getirdii bile i klerin zellikle son 6 - 7 yl iinde yaplan aratrmalarda saptanabllen durum-

lar ve saknca lar yle zetlenebilir.

Teknik olarak ortamn pH'sna gre HOCI ve OCI - karm eklinde bulunan Klor'un ime su-

larnda 100 mg/ 1 dzeyinde oluu (rats) sanlarda 7 generasyon boyunca bir zararl etki gster-

memitir.

Dier taraftan Kanada'da yaplan baz al malarda klerlu su kaynaklarnn mutajen zellikle

olduu saptanmtr.

49

OSi TEKNiK ll LTENi 198J SAYI 54

Amerika'da yaplan almalarda elde edilen verilere gre ise sebep- sonuc eklinde ve cok kesin olara k. klerlu ime sularnn kanser yapt

saptanamamtr. Fakat baz kanser tipleri (rectal-rektum ve daha az olarak da b!adder - idrar kesesi-mosane ve colon- kal n ba rsak kanserleri) ile ic-me sularnda bulunan klor'un yakn ilikisi oldu u saptanmtr .

Bir baka almoda da " rektum blgesi" kan -serinden lmlerin klorlu su ienlerd e istatistiksel olarak. nemli derecede yksek oldu u grlmtr.

(Gdolarn ilenmesi srasnda do dorudon veya dalayl olarak klor kullanlmaktadr. Fakat buralarda ku llanla n klorun gdalarda meydana ge-

tirdii deiiklikler ve muh temelen oluturduu ba-z maddelerin insan sal zerinde etkileri kon u-sunda ise henz yeter li a ratrma bu ~gular bulun-

mamaktadr. )

Ger i sularn klorlondrlmasnda kullanlan klor'un sularda ne gibi etkileri olduu ve hangi reoksiyonlara kart incelen irse. durumun olduk-ca kork ve yeterince aydnlatlm olduu gr-lr. Fqkot eldeki literatre gre sulara katlan klor'un ortamdaki etkileri konusunda Cizelge 1 bize

ksaca bir fikir verebili r.

CiZELGE : 1

Doal Sularn Klorlanmasnda Klor'un Ortamdaki Etkileri

Meydana Gelen ilem ve Reaksiyon eidi

Halaform maddelerinin oluumunda Sulardaki organ ik madde-

Bu ilernde Kullanlan Cl Miktar (% olarak)

. 0.5 - 5.0

lerin oksidasyonunda (C02 e) . 50.0 - 80.0 Haloocetonitril oluumunda . 0.0 - 5.0 Trilalomethane (THM) ve depolimerize organohalojenler gibi Organik Halojenlerin

Oluumunda . . . . . . (30 kadar) Halojen Fenallerin Oluumunda

Die r reaksiyonlarda

1.0 - 6.0

0 .1

Geri kalan

Sularn klorlandrlmas sonucu meydana gelen THM (bromoform . dibromochloromethane ve dich-

lorobromonethane ) ile halojen fenallerin laboratu -var hayvanlarnda tmr ve kanser yapc olduk-

lar ve hayvonlarda zaten bulunonlar ise hzlon .drc etkileri olab ilecekleri ynnde eitli bulgu-lar bulunmaktadr.

50

Konu insanlar acsndan henz yeterince oy-dnlanmam bile olsa deneme hayvo nlar zerin -de yaplan calmalarda elde edilen bu t ip sonuc-

larn rktcl nedeni ile. sularn dezenfeksi-yonu iin klordon baka maddelerin ve yntemle-rin aratrlmasna gereksinme ve zorunluluk du-yulmutur. ite bu gereksinmeden kaynaklanan a-

l malar sonucu sularda klorun yerine kullanlabilecei grlen ve ksmen de uygulanmoya konu-lan klora alternatif dezenfekton madde ve yn-temler olarak: Ozon (03) kullan orak sularn azan-

l anmas bo ta olmak zere. " CI02 " ve " Kioromin -leri n" kullanlmas veya " UV nlamo" yaplmas veya bu alternatiflerin bir kombinasyonu (rnein ozon ile birlikte UV nlemann birlikte kullanl

mas) karmza kmaktadr. Bugn elde bulunan bilgilere gre Ozon dndaki al ternat iflerin bazla

rn:n klor'dan daha sokncol oldu k lar ve bozlarnn ise uygulanabili rl ikleri snrl olarak grlmlerdir.

Eldeki snrl bilgilere gre rnegn " CI02" in ortamda az miktarda klerlu maddeler oluturduu fakat bunun yan sra zehirli bir madde olon [Cl O 2 ) klorit'i de meydana getirdii saptanmtr. Klorit ise kanda hemoglobin'i akside ederek v-cuttaki grevini yapamaz duruma getirmekted ir.

Di er tarafton " Kiorominler" in " Mutojen" madde-ler olduu ve bbreklerde zorariara yol at bi-linmekted ir. UV nlomo ise en basitinden pra tik olmaktadr.

ite bu nedenlerle yani salk ve uygulanabi-lirlik acsndan dezenfekton maddeler iinde su-

larn klorlondrlmolorna en nemli ve en ciddi alternatif olarak " Ozon 'un bulunduu ve benim-sendii grlmektedir.

Nitekim etk ili bir dezenfekton madde olon " Ozon" un Avrupa lkelerinde bugn gen i apta

kulla nld grlmektedir. Geri Ozon 'un da bir iki dezovantaj szkonusudur. Bunlardan birincisi eko-nomik dezavantaj olup, sularn ozonlonmasnn klorlanmasndan biraz daha pahal olmas ile ilgil i-dir. rnein bir Japon aratrmasna gre retim-de gerekli enerj i sorfiyat esasndan hareketle 1 kg Ozon iin 30- 35 KWh elektrik harcand fakat ayn ha rcama ile 6- 7 kg Klor'un elde edilebildi i saptanmtr. ikinci dezavantaj ise, suya katlan ozon sulu ortamda ok ksa srede tamamen par-

ca land iin, suyu , dezenfel

ozonlanan sulara ok az miktarlarda klor katl mas ve bylece klorun kalc etkisinden yararla

nlmal< dnlmtr.

Gnmzde birok d lkede grlen gene