SAYI : 84

1

,

1 1 ll 1

D 1 TEKNIK BUL TENI Sahibi DEVLET SU ILERI GENEL MDRLG

Sorumlu Mdr Do. Dr. Ergn DEMlRZ

Yayn Kurulu Do. Dr. Ergn DEMlRZ Diner KULGA Turan KIZILKAYA Nihat KARADA YI

AliAYDIN Dr. Erdal EKERCIOCLU Hasan SOOT

Basld yer Teknoloji D-> '

Basm Vf ube M:" Etlik-

SAYI 8 . Aralk- 1995

ayda bir yaynlanr.

l

iiNDEKiLER

1. Acil Sorun - Nkleer Gvenlik ile Radyoaktif Atk Saklanmas Arasnda iliki 1 (eviren : Mesut SAYIN)

2. Yzeyalt Borulu Drenaj Sistemlerinin Hidrolik Projesinde; 1: Temel Bilgiler ve Denklemler ........................................................................... 7 (Yazar :Prof. Dr. Ersan GEMALMAZ)

3. On Yz Beton Kaplamal Kaya Dolgu Barajnn inaas .. .................. 21 (eviren : Cemalettin SEZER)

4. Elekropompaj Tesislerinde Kullanlan Otomatik Kontrol Dzenleri ...... 37 (Yazar: Mesut KOAK)

5. Dey Bir Su Alma Az iin Hidrolik Kstaslar ........ .. .......................... 43 (Yazar : Do. Dr. Nevzat YILDIRIM)

6. Agregalarn Kimyasal Reaksiyonlar, Alkali Agrega Reaksiyonu ve Reaktiviteyi Belirleme Metodlar ........................ ................... ............... . 53 (Yazar: Gner AGACIK)

7. Bir Akarsu evirme Yaps nn En Uygun Boyutlarnn Aratrlmas ..... 61 (Yazarlar : Do. Dr. A. Melih YANMAl ve

ln . Y. Mh. etin GKMEN)

8. Bitki Evapotranspirasyon ihtiyacnn Hesaplanmasnda Penman-Monteith Hargreaves Eitlikleri ............................................................ 69 (Yazar : Sal ih PAAOGLU)

ACL SORUN -NKLEER GVENLK LE RADYOAKTiF A TlK SAKLANMASI ARASINDAK LK (*)

Jeolojik atk depolannda ve ilgili alanlarda gvenlik nlemlerini uygulamak iin uzmanlar gereksinimleri ve politikalar inceliyorlar.

zellikle; atk saklanmas evresinde, radyoaktif atklarda gvenlik nlemlerinin uy-

gulanmas ile ilgili pek ok sorun ortaya kmtr. Tketilen yakt ve jeolojik depolardaki radyoaktif atklarm uzun sreli gvenliginin

sa~lanmas iin yaplan dzenlernelerin gvenlik nlemleri ile bozulmas olgusu atk ynetimi

asndan temel problemdir. Gvenlik nlemleri ngrlen belirli nkleer malzemeler, tm nkleer yakt evrimleri vastasyla, ekonomik

adan atk olarak dnlen malzemelerin oldu~ yere tanmaldr. Malzemeler hala bar d kullanm gibi kt amalar iin potansiyel tehlike ise gvenlik nlemleri devam ettirilmeli-dir.

1992 de JNW AC (Uluslararas Atk daresi Danma Komitesi) alt grubunda yaplan "Radyoaktif Atk Depolamann Prensipleri ve Kriterleri" konulu toplantda nkleer gvenlik n-

(*) IAEA Bulletin, 2/1994 (**) Fizik Yk. Mh.

Teknik AraUnna ve Kalite Kontrol Dairesi Bakanlj!

Yazan: Gordon LINSLEY-Abdul FATTAH eviren: Mesut SAYIN Fizik Y. Mh. (**)

Iemleri ile radyoaktif atk ynetimi arasndaki iliki ve diger ilgili konular tartlmtr. Top-lantdaki tartmalar; nkleer gvenlik nlemlerini uygulamak iin gerekli olan olgu-

larn Radyoaktif Atk daresince iyi anlalmadgn ortaya koymutur. Alt grup, radyoaktif yakt idaresi bak asndan, yakt tketimi ve radyo-aktif atk ile ilgili olarak bugnk gvenli~in ne durumda oldu~unu anlamak iin bir alma ra-porunun hazrlanmasnn zorunlulugunu vurgu-lamtr. Bu makale, Nkleer Gvenlik Kornile-leri ve Radyoaktif Atk daresi arasndaki diyaloga veri girii olarak dnlen alma ra-porunu esas almaktadr.

Radyoaktif Atklar ve Harcanacak Yakt (Spent Fuel) Politikas

Son yllarda, IAEA'nn Gvenlik Blm, tketilen yakt ve radyoaktif atklar zerinde gvenlik politikalarn tanmlamaya ynelik

almalar yapmaktadr. Tketilen yakt ve radyoak-tif atklarla ilgili temel mesele, gvenlik nlemlerinin ortadan kaldrlmas iin gerekli koullarn karlanp karlanamyacag veya gvenligin snrsz bir sre devam ettirilip ettiril-meyecegidir. Ajans dkmanlar "INFCIRC/66/ Rev. 2 ve INFCIRC /153", malzeme tketildi~i

DSI TEKNK BLTENI 1996 SAYI 84

veya herhangi bir nkleer aktivite iin atk kul-lanlamaz veya pratik olarak geri dnm ol-mayacak ekilde seyreltildigi IAEA'ca belirlendigi zaman, gvenlik nlemlerinin ortadan kaldnlabilecegini syler (Baz blgesel gvenlik yetkiWerinin, rnegin Euroatom'un, gvenligin hibir ekilde kaldrlmasna izin vermedigi bi-linmelidir). Nkleer atk evrimi ile ilgili tketilmeyi, seyreltilmeyi veya pratik olarak geri kazandnamay temel alan daha kesin kriterlerin olmas gerekliligi nerilmitir.

Tketilen yakt ve atktaki nkleer malze-melerin nihai depolanmas ile ilgili gvenlik ko-nusu dnlerek, Danma Kurulu 1988're toplantya

agnld. IAEA'run, ye devletlere danarak: yakt tketimi hari, atk zerindeki gvenliin orta-dan kaldinlmas iin kesin, spesifik kriterlerin

tanmlanmas konusunu sttennesi nerilmitir. Pratik olarak geri kazanlmazln belirlenmesi iin kriterler atk malzeme tipini, nkleer mal-zeme bileimini, kimyasal ve fiziksel biimini ve

atk kalitesini (rnein fzyon rnlerinin varlg veya yokluu gibi) iermelidir. Toplam miktar, olanaklar, spesifik teknik parametreler,

dnlen nihai depolama metodunda aynca gznne alnmaldr.

Tketilen yaktla ilgili olarak grup, kalc depolama olarak tanmlanan jeolojik formasyona

yerletirilmeden nceki veya sonraki herhangi bir noktada tketilen yaktn pratik olarak " geri kazamlmaz" olarak nitelenemiyecei ve yakt tketimi ile ilgili gvenliin ortadan kaldmimas

romiarna varmtr. Toplantdan bu yana, atklar zerinde gvenligin kaldnlmas iin kriterlerin tanmlanmas ve jeolojik depolardaki tketilen yaktlarda gvenliin yerine getirilmesindeki yntemlerin gelitirilmesi zerindeki konulara ynelik almalara gvenlik blmnce devam edilmektedir.

Radyoaktif Atk daresi llkeleri:

Radyoaktif Atk daresindeki temel mesele; hem imdi hem de gelecekte insanln korun-

masn temin edecek, radyoaktif atklarn yoke-dilmesi, kullanlmas ve ilenmesi ile ilgili sis-temlerin tasanmlanmasdr. Gelecee ynelik kukular, baz tip atklarda bulunan uzun mrl

2

radyoaktif bileiklerden zellikle yksek seviye-li atklardan ve tketilen nkleer yaktlardan kay-naklanmaktadr.

Bu kayg uzun vadede IAEA'da aagda ve-rilen prensipierin ortaya konulmasna neden

olmutur. Radyoaktif atklara yle bir are bu-lunmaldr ki gelecek neslin salg zerindeki olas etkiler, bugn kabul edilebilir olan dzeyi amamaldr. Bu prensip gelecek neslin sagl iin etik bir kaygdan ortaya kar. Bunu

baarabilmek iin atklar uzun bir zaman dilimi iin insan evresinden izole edilmelidir. Aynca toplam kirlenmenin snrsz bir ekilde nlenmesini salamak mmkn olmad iin radyonklidler evreye girerken ok nemli et-kilerin olmamas amalanmaldr. Derin jeolojik de-polarda izolasyon, atklarn etrafn kuatan bariyer sistemlerle salanr. Bariyerlerin bazlar mhendislik rn, bazlar da doaldr. Dier bir ilave prensip radyoaktif atklarn gelecek nesiller zerindeki yk snrl olacak ekilde bir

ileme tabi tutulmasdr. Bunun iin etik prensip, at reten neslin bununla baa kabilecek so-rumluluga tahamml etmesi, dayanmasdr. Radyoaktif atklarla baa kmak iin teknoloji

gelitirmek, olanaklardan yararlanmak, parasal kaynaklar bulmak bugnk neslin sorumlu-

lugundadr. Gerekli gvenlik zelligi olarak, uzun sreli enstitsel dzenlemeler gvenilir ol-masa dahi, radyoaktif atk depolanmas organi-zasyonu olabildigince gvenli olmaldr.

Karlkl Etkileim Sorunlar

Atk ynetimi asnda. 1 temel sorun; niyet edilen koruma nlemlerinin atk ynetimi sistem-inin gvenliine zarar verip bozmamasdr. Bura-da ele alnmayan ancak dier gznne alnmas gerekli konular, gvenlik nlemlerinin yerine getirilmesi iin duyulan ihtiyac ve beraberinde ilave maliyet sorunlarn kapsamaldr. Aadaki blmlerde, nihai yokedim iin eitli evrelerde radyoaktif atk ve yakt tketimlerinde gvenlik ve atk ynetimi ile ilgili kayglar tartlacaktr.

Atklarn Korunmalarnn Sona Erdirilmesi

1988 ylndaki Danma Grubunun nerilerini takiben 1989-90 arasndaki periyodda IAEA'da devam eden toplantlarla; atklarn ko-runmalarnn sona erdirilmesi veya atklar zerindeki koruma nlemlerinin ortadan kaldnlmas, deiik atk tipleri iin gvenlik nlemlerinin sona erdirilmesi ile ilgili kriterlerin

gelitirilmesi zerindeki almalara devam

edildi. Saysallimit dell;erler zerinde birbirinden farkl grler olmasna ragmen bir seri teknik kriter gelitirildi. Nkleer yakt evrimi ile retilen pekok atk, bu kriterlerin iinde kal-

nakla beraber belirli atklar bu kriteri karlamaz. Szlmeye tabi tutularak dayankllg artrma

ilemine tabi tutulmu bu tip atklar iin gvenligin sona erdirilmesi konusunda her adm kendi iinde dnlmelidir. Atk tipine bagl olarak kullanlan ileme tabi tutma yntemleri btmlemeyi, (kondisyonlama) imentolamay ve vitrifiye (srlama) ilemini kapsamaldr. Bir

gre gre, dk dereceli atk malzeme, dnm (diversion) maksatlar iin ok cazip olmayacak ve yukardaki yntemlerden biri ile birkez ileme tabi tutuldumu nkleer malzemele-rin retim amac ile kullanm ok g olacaktr. Byle ileme tabi tutulmu atklar, jeolojik depo-lara yerletirildill;i ve yaltldll; zaman, onun nkleer malzeme kaynall; olarak kullanlma

olaslll; daha da azaltlr. Atk daresi uzmanlan arasndaki yaygn gr, gvenlik nlemlerinin bu noktada veya daha nce sona erdirilmesi ynndedir. Diger yandan, ell;er maliyet nemli dell;ilse nkleer malzemenin eski haline dndrlmeyecegi, fiziksel biimlerinin olma-

mas iaret edilmesi gereken bir noktadr. Tekno-lojik yenilikler malzemenin geri kazanlmas iin daha kolay ve daha ucuz olanaklan sall;layabilir ve bunlar daha nceki zamanlarda zerindeki gvenlik nlemleri kaldrlm malzemelere uy-gulanabilir. u anda, tartlan konu zerinde mevcut bir anlama yoktur ve Gvenlik Dairesi-nin resmi pozisyondaki yaklam, "ileme tabi tutulup ve yok edildikten sonra bile belirli atk tipleri iin gvenlik nlemleri devam ettirilmek

zorundadr" eklindedir.

Tketilen Yaktn leme Tabii Tutulmas

Tketilen yaktn ileme tabii tutulmas, ya fabrikalarn yer aldll; alanlarda yada baka yerde yakt ileme tesislerinde ileme tabii tutulmas veya hareketsiz hale getirilmesi ile olur. Bu

ilemler genellikle kuru koullar altnda yaplr.

DSI TEKNlK B L TENl 996 SA YI 84

lem iin gerekli imkanlar elde edildikten sonra tketilen yakt, aynlacall; yer olan scak hcrelere nakledilir. Sonra ayrlma bileikleri ni-hai depolama iin ngrlen nitelikleri tayan

kaplarn iine konur. Baz durumlarda bileenleri paralara ayrmak gerekebilir. Burada nemli bir kayg, yakt hatlarnn srekliligini ve btnlll;n muhafaza etmesini sall;layacak gvenceye olan ihtiyatr. Koruma nlemleri zerindeki en byk etki, envanter ileri iin bir-biri ile ilikisiz kalemler olarak yakt hattnda benzerlill;in kaybdr. Byle operasyonlarla tketilen yaktn bileimini degitiren malzeme

ilem operasyonunu, nkleer malzeme ierill;ini doll;rulamak maksad ile kullanlan lmler ta-kip etmelidir.

Etkili koruma, kesin bir ortadan kaldrma ilemi iin, yerletirilen malzemenin kom-pozisyonunu ve ierill;ini doll;rulamak iin kul-

lanlan hesaplama pratigine bagldr.

Tketilen yaktn ileme tabi tutulmas uy-gulamalarnda eitli gvenlik teknikleri nerilmitir. Bunlar genellikle halihazrda mev-cut tekniklerin gelitirilmesinden ibarettir. nerilen tekniklerden hibiri gvenlik asndan nemli problemlere yol amamaldr. Tahribatl onay teknikleri ngrlmemektedir. Tersine, et-kili koruma sistemi yaktn bizzat kendisinin

ileme tabi tutulmasnda ve ortadan kaldrma ileminde- ki depolama evresinde zeni gerekti-rir. Mamafih belirli kaplar szkonusu oldugunda gvenlik amalar iin yaplan iaretleme, malze-melerin uzun sreli korozyon dayankllg zerinde olumsuz etkiye neden olmamal ve bu durum iin zel nlemler alnmaldr. Beklenilen gvenlik nlemlerinin gerek tasannda gerekse

ileme tabi tutulma evresindeki mevcut olanak-larn planlanmasnda, belirli talepleri ortaya karacak olmas gzard edilmeyecek bir du-rumdur.

Bu sorunlarn, IAEA Gvenlik Blm ve ulusal otoriteler tarafndan gznnde bulundu-rulmas gereklidir.

3

DSlTEKNIK BLTEN! 1996 SAYI 84

Depolama iemi Evresi

Jeolojik depolar, maden ocaklarnn ben-zeridir. Esas itibar ile jeolojik formasyonun iine kadar kazlm ulam (yaklam) koridor-

lar ve depolama magaralarndan ibarettir.

Depo stndeki yzeye eitli destekleme aralar yerletirilir. aftlar (kuyular) depolama

magaralarna yaklam saglar. En az ayr tip kuyu optimum kullanm temin amac ile ta-

sarmlanr. Bunlar; depo iletme kuyusu, personel ve havalandrma emi kuyusu ve hava boalum kuyusudur (kirli havay dar atan sistem).

Depodaki yeralt imkanlar tasarmlanrken yeni magaralar iin daha ileri derecede kaz, tketilen yaktn alnmas ve nakli, yerletirme ve depo magaralarn doldurolmas gibi konular dikkate alnmaldr. Madencilik ileri srekli ola-rak yapLlabilir. Magaralarn kazmn takiben, di-key ulam ve yerletirme aft alacaktr.

Tketilmi yakt depolara, ileme tabi tutuldugu tesislerden, yeryz olanaklan kullanlarak nihai aepolama iin hazrlanm kaplara konulmu

ekilde ulatnlacaktr. Kaplar kuyu yardm ile depolama seviyesine kadar alaltlacak, depola-ma magaralanna iletilecek ve yerletirme kuyu-

larnn iine yerletirilecektir. Btn ilemlerin uzaktan kontrol ile yaplmas beklenilen bir olgu-dur. Kaplar yerletirildikten sonra bo hacm,

dk geirgenlige sahip malzeme ile doldurula-caktr. Depolar tasarmda ngrldg kapasi-tede dolduruldugu ve odalara dolgu ilemi

yapldgnda yeni ilem btn koridorlarn ve maden seviyesi aklklarnn dolgu malzemesi ile doldurulmasyla balayacaktr. Btn kuyular formasyonun sreklili~ini yeniden saglamak amacyla yalulacaktr.

Depo gvenligi iin nemli kayglar, depo-lanacak kaplarn tek tek tanmlanmas ve magaralar kapatlncaya ve depolar yaltlncaya kadar orada kaldklarnn teyid edilmesidir.

Atk depolama sistemi ile saglanan uzun sreli gvenligin, dizayn edildigi gibi, atk veya tketilen yakt evreleyen oklu bariyer siste-mine bagl olmas nedeni ile tanmlama,

iaretierne ve teyid mekanizmas iin alnan gvenlik nlemlerinin hibiri sisteme zarar vermemelidir.

4

Bu evre iin gvenlik metodlarnn gelitirilmesi zerinde hala allmaktadr. ngrlen metod-lar, depolara giren kaplan ve deponun iine uza-nan btn ulamlarda hareketlerin devaml kontrolnn srdrlmesi iin belgelerne ve

tanmlama ilerini nemle vurgular. Bu metodlar ayn vurgulamay jeolojik depolardaki degiimlerin ve tasarm hakkndaki tm bilgile-rin muhafaza edilmesi iin de yapmaktadr. Depo iindeki kaplarn tam lokasyonlarn bil-mek nemli degildir. Ancak, yalnzca depolama

kabnn girdigi ve deponun snrlar iinde kal-masnn sa11;landgnn dogrulanmas yeterlidir.

Depo iinde kaplarn yerletirilmesi iin jeofiziksel tekniklerin kullanlabilmesi konusun-da neriler olmasna ragmen, nerilen gvenlik

metodlarnn pek ogu atk kaplar da ve bu kaplar evreleyen malzemelerdeki srekliligi etkiemiyecektir. Bu metodlar radyonklid g iin dogal jeolojik engelleri bozmamal ve bu olguyu engellememelidir.

Deponun Kapatma Sonu Evresi

Jeolojik depolar, radyoaktif atklarn uzun sreli izalosyonunu saglamak amac ile dizayn edilirler. Atk izalosyonu mhendislik ve dogal bariyerlerin kombinasyonu ile temin edilir. Tketilmi yakl da ieren uzun mrl radyoaktif atklarn binlerce yllk bir periyod iin hemen he-men tam bir zolasyonu gerekir. nsanlarn yl boyu depo alanlarnn kontroln srdrecegi konusunda istekli ve muktedir olacagn

dnmek makul bir dnce degildir ve bu ne-denle izolasyon sistemleri dogada pasif olarak di-zayn edilir. Diger bir deyile, sistemlerin gvenligi, gzetimin varlg ve bakm ilerine degil, izolasyon bariyerlerin yapsal zelliklerine

bagldr.

te yandan belirsiz bir zaman diliminde depo alanlarnda baz kontrol biimlerinin srdrlmesi konusunda kamuoyu basks oldugu kabul edilmelidir. Byle denetim

programlarnn amac, nceden tahmin edi-lemeyen olaylarn vuku bulmayacann temini ve sistemin gvenlik dege-lendirmeleri iinde dav-

ranaca~n sa~lamaktr. Byle bir denetim prog-ram zolasyon bariyerlerin performansn potan-siyel olarak azaltmaya ynelik ilemleri iermemelidir. Derin numuneler almak veya ba-riyer formasyonu iinde aletlerin yerletirilmesi

amac ile delme ilemi yapmak kabul edilemez ilemlere rnek oluturur. Denetim ilemleri tek-nik nedenlerle de~il sosyal olgularn sonucu ola-rak ngrld~ iin bunun ne kadar sre devam

edece~ini tahmin etmek aka mmkn de~ldir. Gelecekte bir gn, maliyet yarar analizlerinin so-nucu olarak denetim programlarnn istenerek ke-sintiye u~atlabilece~ini ve toplumda grlebile-cek olumsuz etkilerin bu grn hak:ll~n orta-dan kaldraca~n dnebiliriz. Ksa mrl ra-dyoaktif atklarn s~ arazilerde depolanmas

balamnda gvenli zolasyon iin arazide ens-titsel kontroln srdrlmesi gereklidir. Genel-likle, birka yldan fazla devam edecek enstitsel kontrollar uromak mantlcl bir yaklam

de~ldir.

1988 Gvenlik Danma Grubu top-lantsnda tketilmi yakt ihtiva eden kapal jeo-lojik depolarda gvenlik sorunu ele alnd ve de-polarn kapauimasndan sonra bile gvenlik nlemlerinin ortadan kaldnlamyaca~ yargsna

varld. Bu durumda belirli baz sorunlar gndeme geldi. me~in; atk yokedim sistemi-nin emniyeti zerinde negatif etkiye sahip olma-yan etkin gvenlik ilemi nasl tasarmlanacaktr, tketilen yakt yzbinlerce yl potansiyel nkleer malzeme kayna~ olarak kalaca~ndan kontrol

ilemleri ne kadar devam edecektir?.

Geici nitelikteki yantlar yle verilebilir; Gvenli bir gelece~i tehlikeye sokmakszn depo korunmaldr. Yaltlm depolarda gerek ksa za-manda kaznn yaplamamas, gerekse grlemi-yecek hale getirilmesi nedeni ile belirli yaklam, periyodik aralklarla elde edilen uydu grntle-rinin analizi ile olacaktr. llave olarak, daha nceki deponun stndeki alan uluslararas gzlemciler tarafndan periyodik olarak gzlenmelidir. Depo iine insanlarca yanllklar veya dikkatsizlikler sonucu olabilecek istenmey-en girileri ortadan kaldTaea veya azaltaca~

dnlerek, byle kontrol gzetim mekanizma-larnn gvenli~ artracak olmas gerekli bir ol-gudur.

DSI TEKNIK B OL TENl !996 SA YI 84

Nkleer malzemenin gvenli~. toplum iin bu gn nemli bir sorundur ve gelecekte de de-vam edecektir. Yine de koullar tahmin edilemi-yecek ekilde de~iebilir. Toplumsal de~iimlerin ve evrimierin gvenlik sorununu nemsiz

klabilece~i de dnlmesi gereken bir konudur.

Yakn llikilere Dogru

Bu analizlerdeki temel ama, radyoaktif atlclarn ve tketilen yaktn idaresinde gvenlik gereksinimlerinin iin iine sokulmasnn bir

de~erlendirmesini yapmaktr. zellikle, gvenlik gereksinimleri ile atk ynetiminin temel

amalar arasnda atmann olmas yani; atktaki radyoaktif maddelerin radyolojik etkile-rini kabul edilebilir seviyelere indirmek iin ge-

rekti~nce uzun srede biyosferden emniyetli izole etme endiesi vard.

Baz koullar karlanmak kayd ile radyo-aktif atk ve tketilen yakt idaresindeki gvenlik

uygulamalar, gvenlik zerinde negatif bir etki-ye sahip olmakszn etkilenebilir. Birincil olarak, koruma prosedrleri, halihazrda yrrlkte

oldu~undan veya kolayca balatlacandan dola-y yokolmadan nce ynetsel nlemlerin herhan-gi bir soruna yol amayaca~ dnlebilir. De-polama ile ilgili olarak ncelikli koul, zolasyon sisteminin emniyetinin mutlak ncelii unutut-mayarak gvenlik prosedrlerinin dizayn edilme-sidir. Dier bir ifade ile, ne depolama zonlarnn yaltmnda, dolgu ileminde ve operasyon sresince gzetim ve kontrol nlemleri nedeniyle depo iindeki mhendislik bariyerlerinin

sreklili~ tehlikeye atlmamal, ne de depo ka-patldktan sonra gzetim ve kontrol nedeniyle doal bariyerin sreklilii tehdit altnda kalma-

maldr.

Kontrol altna alnm atk malzemelerin konulduu derin jeolojik depolarn ilem evresi sresince korunma altnda turulmasnn zorunlu olduu dnlr. Atk yntemi perspektifinden ve planlanm deponun gvenlik sisteminin bo-zulmadan kalaca varsaymndan hareketle, de-poya yzeysel girilerdeki denetim ve kontrol esas alan koruma ilemi herhangi bir gle yol

amayacaktr. Benzer ekilde, yeraltnda gzlem

5

DSlTEKNlK BLTENI 1996 SAYI 84

kabul edilebilecektir. Ancak, depo me yerletirilmi atk paketleri iin jeofiziksel tek-niklerin kullanmndan ( ki gvenli bir bariyeri tehlikeye atacakur) kanlmaldr.

imdi, yalnzca mevcut atklar ieren ka-pal depolar iin ak bir koruma politikas yok-tur. Gerek radyoaktif atklarn eitli kategorile-rinde bulunan nispeten dk konsantrasyonlu nkleer malzemeler, gerekse kapal derin depo-lardan ileme tabi tutulmu atklarn eski haline getirilmesi ve sonrasnda nkleer malzemenin ekilip alnnasndaki glkler gz nne

alnarak depodaki auklarn korunnas iin gerek-li olan hususlar hesaba katlnal dr.

Depolardaki tketilen yakt konusunda IAEA Gvenlik Blmnn politikas, depo ka-pandktan sonra da gvenlik nlemlerinin devam ettirilmesi ynndcdir. Kapatlna sonras dnemde gzlemlerin ve uydu grntlerinin birleimi gibi nerilen kontrol teknikleri, de-ponun srekliliinin devamn salamal ve gvenlik sistemine zararl olmamaldr.

6

Tketilmi nkleer yaktn, derin jeolojik depo alanlannda koruma amal gzlemlerinin sresi

tanmlanamaz. Fakat tketilen yakt kompozisyo-nu balamnda koruma amal talepler binlerce

yl srdrlmelidir. Tketilen yakt depo-lanndaki alr.a ve sona erdirme (open-ended) kontrolnde taleplerin kabul iin iki sonu

kar.

1) Radyoaktif atk amalarnn biri ile ztlk olmamas, yani gelecek nesillerin omuzlarna bir yk verilmemesi.

2) Sresi bilinmeyen aktiviteler iin ekono-mik ynden gerekli nlemlerin alnmasndaki glk ve bu nedenle gvenilir bir ekilde maliy-etin tahmin edilememesi.

Radyoaktif atklarn uzun sreli zolasyonunu gerektiren planlarla uyum iinde olacak

ekilde gelitirilen koruma istemlerini temin ede-bilmek iin, atk depolama ve korunma konusun-daki uzmanlar yakn bir ibirliine girmelidir.

YZEY ALTI BORULU DRENAJ SSTEMLERNN HDROLK PROJELENMESi

I : TEMEL BLGLER VE DENKLEMLER

ZET

Prof.Dr. Ersan GEMALMAZ(*) Zir. Yk. Mh.

Yzeyalt drenaj sistemlerinde gnmzde kullanlan balca iki tip boru bulun-maktadr: Dz eperli Borular ve Kvrk eperli Borular. Hangi tip boru olursa olsun bunlarn kullaml amacm en iyi biimde gerekletirebilmesi iin uygun apta seilerek istenen gzergah boyunca gereken eimde yerletirilmesi esastr; ite dren borulan iin bu "ap, eim ve uzunluk" belirleme almalan "hidrolik projeleme" diye

adlandrlr.

Hidrolik projelernede kullanlan eiilikler esas itibariyle "Boru Hid.rolii"nde kul-lanlanlara benzemekle birlikte aradaki asl fark. dren borulanndaki debinin sabit olmayp, boru hatt boyunca giderek artmas dr. Bu hususun gz nnde bulundumL-masyla gelitirilen. eliklerden ve diyagramlardan yararlanlarak dren borularnn aplar. drene edilebilecek alan byklkleri ve 'artk basn' deerleri belirlenir.

1. GR Tarmsal drenajn amac nemli blgelerde

toprakta uygun bir su ve hava dengesi oluturmaktr; bitki yetitirmede sulama uygulamalarna ba vurolan kurak ve yarkurak yrelerde ise asl ama "tuz dengesi"nin saglanmasdr. Tarmsal

adan tanmlanacak olursa "bitkisel retimi artrmak, verimliligi srekli klmak veya retim masraflarn azaltmak iin, yani netkar miktarn arttrmak amacyla toprak: fizigi ve hidrolik ilke-Ieri uyannca fazla suyun topraktan uzak-

latTilmas iin eitli mhendislik yaplannn planlanmas, projelenmesi ve inas almalarna drenaj denir.

Uygun bir drenajla daha iyi bir toprak ha-valanmas ve daha iyi bir kk geliimi saglanu; bitki besin maddeleri kayb nlcnllken oraklama tehlikesinden de saknlm olur; topragn ilkba-harda erken tava gelmesi, dolaysyla da erken ekim-dikim imkan elde edilir; daha bol ve daha nitelikli rn alnr. (*) Atatrk niversitesi Ziraat Fakltesi,

Tarmsal Yaplar ve Sulama Blm

Drenaj problemlerinin dogmasna neden olan 'fazla su'yun kaynaklar arasnda yaglar, arazi yzeyindeki karlann erimesi, su depolama ve iletim yaplarndan oluan szntlar, sulamalar srasnda meydana gelen yzey kayplar veya derine szlme kayplar, komu yksek alanlar-dan gelen yzey ak sular veya szmalar, tah-liye kanallarndaki tamalar ve artezyenik ykselme saylabilir.

Diger yandan sulu tarmn srekliliginin korunabilmesi iin sulamayla topraga eklenen miktar kadar tuzun drenajla uzaklatrlmas, yani toprakta bir 'tuz dengesi'nin oluturulmas gerekir. Bu amala, sulama yaplan alanlarda bit-ki ihtiyacn karlamak iin yaplan sulamalara ek olarak bir miktar daha su verilmelidir; drenaj sistemleri projelenirken "ykama ihtiyac" diye

adlandnlan bu fazla suyun da hesaba katlmas gereklidir.

Drenaj problemleri ya toprak yzeyinde, ya da bitki kk blgesinde grlen grlen 'fazla su'

ekillerinde ortaya kmaktadr. Bunlardan birin-cisi "yzey drenaj problemleri" diye adlandml-

7

DS! TEKNIK BOL TENI 1996 SA YI 84

makta olup, nedenleri arasnda arazi egiminin dk oluu, arazi yzeyinde tmselderin ve ukurlarn bulunuu, araziden geen kapasitesi yetersiz tahliye Jcanallarndak:i yksek su seviye-leri saylabilir. zeilikle st toprak tabakalarnn

inflrasyon hzlarnn ve hidrolik iletkenlikleri-nin dk olmas, ya da st toprak tabakasnn

kalnlgnn az oluu durumlarnda yzey drenaj problemleri daha ciddi boyutlara ulamaktadr.

"Yzeyalt drenaj problemleri"de toprak profilinde yer alan ve bitki kk geliimini olum-suz ynde etkileyen yksek sutablas eklinde grlmektedir.

Islak alanlarda bu iki tip probleme birlikte rastlanmas ska karlalan bir durumdur; bu gibi hallerde drenaj projelernesi her iki tip soru-nun karlkl ilikileri gz nnde bulundurula-rak yaplmaldr. Drenaj problemlerinin byle iki gruba ayrlarak ele alnmas bu problemierin tmyle birbirinden bagmsz oldugu anlamna gelmez; bu ayrmn asl nedeni problemin kar-

na oldu~u durumlarda sorunlarn kaynak-larnn tehisini ve zm iin gereken drenaj sisteminin tipinin seimini kolaylatrmak:tr.

Yzey drenaj almalar iki ksmda ele alnabilir;

a) Kuaklama hendekleri, seddeler ve tah-liye ayaklar inasyla suyun daha araziye

yaylmadan toplanarak uzaklatrlmas;

b) Arazi dzeltilmesi, arazi egimlendiril-mesi, yastk ve hendeklerle suyun araziden dogrudan dol1;ruya uzaklatnlmas.

Yzeyalt drenajnda ise taban suyu, toprak profili ierisinde yer alan dren hendekleri veya dren borular ile toplanarak bir tahliye noktasna iletilir. Srekli boalm nedeniyle ortaya kan hidrolik yk fark, suyun toprak ierisinden

szarak dren boru veya hendeklerine akmasn saglar. Diger yandan eger artlar elverili ise alt-ta bulunan akferler ierisine alacak kuyular-dan yaplacak pompajla da sutablasn kontrol

altnda tutma imkan vardr; yine artlara gre sutablasnn kontrolnde "dey drenler"den de yararlanlabilir.

Uygulama bakmndan yzeyalt drenaj da iki ksmda incelenebilir:

a) Yatay dol1;rultuda hareket eden taban suyunun araziye giriinin "kuaklama drenleri" ile nlenmesi; bu amala drenler genellikle taban suyunun hareket ynne apraz olarak

yerletirilir;

8

b) Arazi yzeynn hemen hemen yatay, ak hzlarnn dk ve evreden araziye su gi-riinin etkili olarak nlenmesinin g oldugu du-rumlarda toprak profilinde uygun derinlige uy-gun aralklarla dren borularnn denmesi veya hendelderin almas; her zaman zorunlu olma-makla birlikte bu tip drenler genellikle taban suyunun ak dol;rultusuna paralel olarak yer-

letirilir.

Yzey drenaj ile yzeyalt drenaj arasnda her zaman iin kesin bir ayrm yapma imkan bu-lunmayabilir; ve zaten nemli alanlarn ogunda hem yzey, hem de yzeyalt arenajna birlikte ihtiya duyulur. Nemli alanlarda yzeyalt dre-

naj amacyla tesis edilmi olan ak hendekierin yzey ak sularn toplamas sz konusu olabile-cegi gibi, kurak bir alanda sulama dolaysyla or-taya kacak fazla yzey sularn toplayacak ak hendelderin yzeyalt drenaj sistemini tamamla-yacak biimde planlanmas gerekir. Yzey dre-naj sistemini tamamlayacak biimde planlanmas gerekir. Yzey drenaj, yzeyalt drenaj sistemiy-le uzaklatnlmas gereken su miktarn azaltarak

sutablasnn daha iyi bir biimde kontrolne im-kan saglar.

eitli nedenlerle ortaya kan yksek su-tablasnn uygun bir yzeyalt drenaj sisteminin tesisiyle kontrol altna alnmas, daha ak bir an-

latmla bitkiler iin zararl olmayacak bir seviye-nin aal1;sna drlmesi mmkndr. "Opti-mum sutablas derinligi" diye nitelendirilen bu seviye her alan iin ayn olmayp, toprak tekstr, yetitirilecek bitki eitleri ve tzluluk durumu gibi faktrlere bagl olarak degiir. nce bnyeli topraklarda klcal saaklanma yksekligi de, zellikle tuzluluk sorunu grlyorsa, bu ko-nuda nemli bir diger etken olabilmektedir. Kaba bnyeli topraklarda klcallk nemsenmeyebilirse de, tuzluluk sorunu bulunan alanlarda sutab-

lasnn 1,8 m'den daha derinde tutulmas istenir.

Yzeyalt drenajnda fazla suyun uzak-latnlmasnda tarla ii dreni olarak ya ak hen-deklerden, ya da dren borularndan yararlanlr;

agr bnyeli topraklarda ise "kstebek drenleri" bir seenek oluturabilir. Tarla ii drenlerin asl

fonksiyonlar sutablas seviyesini kontrol etmek olup, genellikle hep ayn derinlige birbirine para-lel ve eit aralkl olmak zere yerletirilen bu drenler arasnda sutablas egrisel bir biime sa-hiptir (ekil ).

Dren hatlar arasndaki orta noktada sutab-las en yksek konumuna eriir. Sutablasnn bu yksekligine etkiyen faktrler u ekilde sralanabilir: Besleme miktar; Toprak zellikleri; Drenlerin yerletirildigi derinlik; Dren hatlar

DSlTEK.l\lJKDLTENl 1996 SAYI 84

U ni form boslenmo q Uniform beslenme q

t t ~ { t t + i - ~ J + ~ ~ J ,J, J J * J J "

.........____ Dren hendekleri~ B oru drenler

ekiii: niform ve kararl beslenme durumunda sutablasnn drenler arasndaki biimi

arasndaki uzaklk; Dren en kesit biimi; Dren ierisindeki su seviyesi. Sralanan bu faktrler arasndaki ilikiler "drenaj eitlikleri"yle ifade edilmekLe olup, yzeyalt drenaj sistemlerinin

planlanmasnda bu eitliklerden yararlanllf. Da-ha nce yaplm etLlerden saj:1;lanan verilerin sz konusu eitliklerde yerlerine konulmasyla proje alannn degiik kesimlerinde tarla ii dren-lerine verilccek aralklar tesbit edilir; yine ettlerin sonularna gre sistemin dij:1;er unsur-

larnn konuilan ve tahliyeler belirlenir.

2. DRENLERN TPLER VE KONUMLANDIRMA llMLER

Tarla ii drenler suyun toprak profilinden szlerek ilerine aktg drenlerdir; toplayclar ise tarla ii drenlerden gelen sulan alarak ana drenlere aktarrlar; ana drenler de toplayclardan

aldklar sular uygun bir tahliye noktasna iletir-ler. Son zamanlara kadar yzeyalt drenajnda su-tablas seviyesinin kontrol iin ak hendekler-den oluan sistemler tesis edilmekteydi; yani hem tarla ii drenler, hem de toplayclar ak hendeklerden olumaktayd. Gnmzde ise tarla ii drenlerin borulardan oluturulmas genel bir

uygulamadr. Toplayclar da hendek veya boru dren olabilir. Ana drenler ise her zaman iin ak hendek ek! i nd ed ir.

Tarla ii drenlerin, toplayclarn ve ana drenlerin ak hendeklerden olutuu yzeyalt drenaj s i s tenleri " bile ik ak hendek sistemi" diye nitclendirilir; eer tarla ii dreni olarak bo-rular kullanlyorsa sistemin ad "tekli boru dre-naj sistemi" olur; toplayclarn da borulardan olumas durumunda si stem "bileik borulu dre-naj sistemi" diye adlandrlr (ekil 2 A, B ve C).

ekil 2: Ak hendek ve boru drenlerin baz dzenlcnme biimleri; A: Bileik ak hendek sistemi, ll :Tekli boru drenaj sistemi, C : Bileik borulu drenaj sistemi

9

DSITEKI\1KBLTEN1 1996 SAYI 84

Ak hendekierin

- Hem yzey, hem de yzeyalu sularnn toplayabilmeleri,

-Nispeten kk eimli olarak (%0,01 ka-dar) ina edilcbilmeleri,

-Kontrollerin kolayl

gibi baz stnlkleri bulunmaktaysa da

- evlerin yatk olmas durumunda byk lde arazi kaybna yol amalar,

- Yabani ot ve erozyon sorunlarna yatkn olmalar,

- Hendek aralklarnn dar olmas halinde mekanizasyonu engellemeleri

gibi sakncalarndan tr yerlerini giderek boru drenler almaktadr.

Gnmzde dren borusu kil knkler, beton bzlcr ve zeri delikli plastik borular kul-

lanlmaktadr; aada bu konuya deinilecektir. Ayrca bu dren borularnn evresine kaplama malzemesi veya filtre olarak kum, akl, cam el-

yap vs. yerletirilmesi de yaygn olarak karlalan bir uygulamadr. Toprak artlarnn elverili olmas durumunda tarla ii dreni olarak kstebek drenlerden de yararlanlabilir.

Yukarda sz edilen drenaj sistemleri ara-zide karlalan artlara gre aadaki ekil 3'te grlen biimlerde konumlandrlabilir; bu

artlarn banda arazinin toporafyas gelmekte-dir; bu konuda nemli olan ikinci etken ise su-

tablasnn konumu, ak yn ve yl ierisindeki dalgalanma durumudur. Yaygn olarak kul-

lanlmakta olan bu konumtandrma biimleri aada k saca aklanmtr.

Paralel Kaburgol lzgoro

cr-)

itt toplayc

sistemi

ekil 3 :Yzeyalt drenaj sistemlerinin konumlandrlma biimleri

lO

Paralel sistemde toplayc ile tarla ii dren-ler dik ayla birleir. Bu sistem dzgn ekilli,

topo~afk bakmdan bir engebesi bulunmayan ve topraklarn nispeten niform bir geirgenlie sahip olduu araziler iin ok uygundur; tarla ii drcnlere verilecek aralklar da gerei gibi ayarla-nabilir.

Kaburgal sistemde toplayemn bir (veya her iki) yannda yer alan tarla ii drenlcrle topla-

yc arasndaki a dar olup, bu sistem genellikle toplayc drenin bir knty izlemesi duru-munda kullanlr. Ayrca eimin nispeten fazla olduu alanlarda toplayemn hakim eim dorultusunda yerletirilmesi halinde bu konum-

landrma biimi tarla ii drenlerin istenen bir eimle denmesine imkan salamaktadr. To-porafik artlarn gerekli veya uygun kld du-rumlarda ayn amala zgara sistemi de uygula-nabilir.

ift toplayc sistemi ise kaburgal siste-min, genellikle drene edilecek arazinin doal bir su yoluyla ikiye ayrlm olduu durumlarda kul-

lanlan bir uyarlamasdr. ou kez bu su yolu-nun evresi daha yksek alanlardan gelen

szntlarn etkisi nedeniyle slaktr. Bylece bu su yolunun iki tarafna yerletirilecek toplayc drenler iki amaca hizmet etmi olacaktr; yani yksek alanlardan gelen szntlar iin bir nleyici dren, ve tarla ii drenleri iin toplayc dren grevi.

Tesadfi sistem toporafyann dalgal ve engebeli durumlarda, drene edilecek arazide

dank slak izole kesimlerin yer ald anlarda kullanlr. Bu uygulamada toplayc drenler arazi-nin alak konumlu noktalarn izler. Eer sz edilen slak kesimler nispeten byk ise buralar-da tarla ii drenler paralel veya kaburgal biimde dcnirler. Toporafik artlarn ve arazi biiminin gerekli kld durumlarda grup sistemi

konumlandrma uygulanr.

3. YZEYALTI DRENAJINDA KULLANILAN BORULAR VE ETLER

Hidrolik projelemenin daha iyi kavranmas asndan yzeyalt dcrnajnda kullanlan boru-

lar ksaca gzden geirmek yararl olacaktr.

3.1- Dren Borular

Yzeyalt drcnaj amacyla alm hendek-Ierin tabannda su ak iin nispeten stabil bir yol oluturmada gnmze gelinceye h .Jar eitli malzemeler kullanlmtr. Bunlarn en basitleri al demetlerinin ve odun ktklerinin kullanlmasyla yaplm olanlardr. zerlerine

DSI TEKNlK BLTENI 996 SAYI 84

uygun aralklarla delikierin alm olduu lata-lalarla yaplan ahap kutu drenler de bunlar arasndadr. Bazan da yass taiann elikdrtgen kesilli bir su yolu oluturacak biimde bir araya getirilmesiyle yzeyalu dren borular oluturulmutur.

Bugn bu drenler yerlerini kil knklere, be-ton bzlcre ve plastik borulam brakmlardr. Aslnda bugnk aamaya kolayca ulalmam

tr; rnein ilk kil knkler at nal biiminde olup, daha sonra bunun altna yine kilden yaplm bir taban levhasnn yerletirilmesiyle suyun ak-

masna daha elverili ve farkl oturmalarn da nlenmesiyle daha dzgn bir dren hatt elde edi-

lebilecei gereinden gnmzdeki boru biimli kil knklcre kadar gelinmitir. Kstebek drenlerin iierinin kaplanarak takviye edilmesi yolunda yaplan alnalar "hcndcksiz borulu drenaj" diye adlandrlan tekniin gelimesine ve bu arada plastik dren borularna olan eilimin yayglamasna neden olmutur. Bundan baka borulu drenaj uygulamalarndan kazanlan dene-yimler dren borularnn evresine "kaplama mal-

zcneleri"nin yerletirilmesinin drenlerin etkin-liini artrdn gstermitir; bylece bu amala kullanlabilecek malzemeler aratr lm, filtrele-rio projelenme esaslar ortaya konmutur.

Borulu drenaj sistemlerinde kullanlacak malzemelerin seiminde her eyden nce bun-

larn arazideki artlar altnda bozulmaya uramakszn yllarca fonksiyon yapacak nitelik-tc olmas gz nnde tutulmaldr. Drenaj sis-tcmlerinin ortalama yz yllk bir faydal mre sahip olduklar unutulmamaldr. Bu bakmdan hem fiziksel etkilerin, hem de kimyasal etkilerin birlikte dnlmesi gerekir; rnein bir beton bzn hem zerine gelecek yklerc mukavemet etmesi, hem de topraktaki olumsuz kimyasal

artlara (sz gelimi asit veya slfat gibi) kar da-yankl olmas istenir.

3.2- Boru eitleri

Yzeyalt drenajnda kullanlan balca bo-ru eitleri unlardr : Kil knklcr, beton bzler, Bitml fiber borular, Madeni borular ve plastik borular. Bu dren borularna su ya ek yerlerinden

(rnein kil knklerde ve beton bzlcrde olduu gibi), ya da boru zerine alm yartk veya dc-liklcrdcn (rnein dz eperli veya kvrtk eperli plastik borularda olduu zere) girmektedir. Bo-rular zerine alacak yark ve delilderin boyut-

lar ve toplam alanlarna ilikin birtakm esaslar belirlenmitir. Kil knklcre ve beton bzlcre su girii iin gerekli akl, bu borularn ularnn tam anlamyla dzgn olmay ve az aza

yerlctirilnclcri srasnda meydana gelen dzensizi ik ler salamaktadr.

ll

DSI TEKNIK BL TENl 1996 SA YI 84

a) Kil Knkler : Killi topragn su katlp yogrularak ekillendirilmesinden sonra kurotulup piirilmesiyle d etkilere son derece dayankl kap-kacak yapmnn gemii binlerce yl ncesine kadar uzanmaktadr. Killi ve tnl top-rak malzemenin dren knk imalinde kul-

lanlmasnn balangc 160 yl kadar neeye gider. Balangta yalnz el iiligi ile ilkel

artlar altnda yaplan bu knkler, gnmzde modem fabrika ve imalathanelerde uygun nite-likte ham maddenin (killi topragn) makinalar araclgyla gtlmesi, uygun su katlp karlmas, preslerde vakum altnda kalptan geirilmesi, kontroll bir biimde kurotulduktan sonra frnlanmas suretiyle imal edilmektedir. Aynca belirlenmi olan standartara gre de, retilen borular srekli olarak kalite denetimine tabi tutulmaktadr.

Don derinliginin aamasna denmemi kil kkler donma-znmeden ciddi olarak et-kilenirler. eperlerinden ilerine ileyen suyun

donmas sonucunda yzeylerde ufalanmalar, dklmeler oluur. K boyunca darda, toprak zerinde de polanm kil knkler iin de ayn durum geerlidir. Kil knklerin en iyi asit ve slfatlardan etkilenmemeleridir; yani topraktaki kimyasal artlar altnda bozulmalar.

Knk yapmna elverili maddelerin hemen her yerde kolayca bulunabilmesine karlk stn nitelikli knk yapm beceri, deneyim ve iyi do-

natlm bir imalathane gerektirir. Kil knk ima-latnda balangta 2,S cm'yi gemeyen kk apl dren borular retilmise de siltlenme soru-nu nedeniyle bunlarn ksa bir srede dolarak et-kinliklerini yitirmelerinden tr bugn artk S cm'den daha kk apta (i ap) dren knk

yaplmamaktadr. Genellikle en byk ap lS cm olup, boru boylar ise 30 cm'dir. Bununla birlikte standartlarda SO cm apa kadar kil knklere yer

verilmi olup, bunlarn boylar ise SO cm veya 100 cm'dir.

b) lleton llzler : Kil knklcrin kolayca saglanamad alanlarda beton bzler kullanlr. Kil knklcre bakla beton bzlcrin yapm daha basit, denmeleri daha kolaydr.

Younluu yksek olan beton bzler don-ma-zlmeden etkilcnmezlcr. Bununla birlikte betonun asit ve slfat etkisine kar ok duyarl olduu akldan karlmamaldu. Asit veya peat topraklarda slfat tuzlar imemoya etki ederek bzn dalmasna neden olur. Bu saknca slfat

tuzlarna dayankl imento kullanlmas ve yksek younlukta bz yapmyla bir lde azaltlabilirse de ar asit veya slfat artlarna sahip topraklarda beton bzlcrin kullanlmasndan kanlmaldr.

12

Beton bz yapmnda uygun oranlarda kartnlan agrega (kum+akl), imento ve su, kalplara dklerek sktnldktan sonra kont-roll nem ve scaklk artlarnda priz yapmaya

braklr. Prizini alm borular baka bir ileme gerek kalmakszn kullanma hazr demektir.

c) Bitml Fiber Borular : Bitm cmdi-riimi fiberin, basn altnda yogrulmasyla oluturulan bu borular kil knklere ve beton bzlere gre ok daha hafftirler. Yapldklar malzeme drenleri ezilme dayanrnma kt bir etki yapmakszn boroya esneklik saglayan ken-dine zg bir nitelie sahiptir; bylece fiber borular dey yklere kar dayanmlarnn veya

tama kuvvetlerinin ogunu evrelerine yerletirilen kaplama malzemelerine ileterek bu yolla destck

kazanmaktadrlar.

Bu borularn tonk ve toprak zeltisindeki kimyasal maddelere ve su emmedikleri iin de dona kar dayankl olmalar diger borulara

bakla nemli bir stnlkleri saylrsa da scaklk etkisiyle kolayca yumuayp bklmele-ri kullanmlarn etkileyen olumsuz bir husustur. Vaktiyle 20 cm apa ve 3 m uzunluga kadar imal edilen bu borularn yerini bugn plastik borular

almtr.

d) Madeni Borular : Drenaj almalarnda madeni borular balca aagdaki amalarla kullanlmaktadr:

- Kil knkler ve plastik borular iin tahliye az olarak;

- Ar yk durumlarnda;

- Yardmc yaplarda,

- Kaz ve dolgu yaparak geirmenin mmkn olmad durumlarda (rnein demir

yollarnn veya kara yollarnn altndan gcilerde) srekli bir borunun iteklcnerek geirilmesinin gerektii hallerde.

e) Plastik Borular : Yaklak olarak 1960'da yzeyalt drenajnda kullanlmaya balanan bu borular bugn dnyada ok yaygn bir duruma gelmi olup, gnmzn "hendeksiz borulu drenaj" teknii bu borular sayesinde or-taya kabilmitir. Plastik borularn yapmnda

balca iki tip reine kullanlmaktadr: polietilen (p.e.) ve polivinil klorid (p.v.c.). Her ikisi de pet-rol kaynakl olan bu malzemelerin son yllarda p.v.c. ynne doru artan bir eilim grlmek-tedir. P.v.c. borular dk scaklklarda (O C ci-varnda) krlgan bir zellik gstermekteyseler de edeer arlk bana d yklere dayanmlar p.c. borularnkinden biraz daha yksektir. Bu

plastikler asitler ve bazlar dahil olmak zere he-men hemen tm kimyasal maddelere kar day-

ankl olup, drene edilecek topraklarda karlalabilecek kimyasal artlardan herhangi bir ekilde etkilenmclcri sz konusu degildir; su emmedikleri iin de donma-zlme olayndan zarar grmezler. Ultraviyole nlarna uzun za-man maruz kaldklar takdirde krlgan bir hal alan bu borulann, bu bakmdan siyah renkli ola-rak imal edilmeleri istenir.

Balangta dz epcrli olarak yaplan bu borular bugn artk kvrk epcrli olarak imal edilmektedir. Kvrk epcrli borularn dz eperli borulara gre stnlkleri yle sralanabilir:

-Birim agrlk bana daha ok yk tarlar;

- Bu nedenle birim uzunluklar daha ucuza gelir ve

-Ayn zamanda daha hafif olurlar;

- Esnek olular kangal biiminde sanlarak tanmalarn kolaylatrmakta (dz epcrli boru-larn boylar 5 m'yi gemezken, kvrk cperli bo-rular 100 m, hatta 200 m boyunda ve yakta 1 n i apnda kangallar eklinde kullanlacaklar ye-re kadar tanabilir);

DSI TEKNIK BLTENI 1996 SAYI 84

Kvrk epcrli borularn kvrmlan ya hal-kal (grtlak boru), ya da helczoni (sarmal boru) olabilmektcdir (ekil 4). Plastik dren borularna suyun girii zerlerine alan yark ve delikler

araclyla olur. Dz borulara genellikle uzunla-masna yarldar, kvnk epcrlilere ise delikler almaktadr. Bu delikierin borunun kintl ksmlarna almasnn dayanm nemli lde azaltug tespit edilmi oldugundan delikierin kvnnlarn girintilerine almas yeglenmektedir. Delikler genellikle alt sral almakla olup, pi-yasada drt veya sekiz sral delik tayan borula-ra da rastlanabilnektedir.

Bu borularn T, redksiyon, 90 dirsek, kr tapa, nanan ve klape gibi ek paralar da imal edilmektedir.

3.3- Boru Seimi ve Dren Borularnn Dier Kullanm Alanlar

Bu anlaulanlardan sonra dren borusu seimine gelince, drene etme ilevini yerine ge-tirme bakmndan deiik tipteki borular arasnda nemli bir fark bulunmamaktadr; bu nedenle scimde asl faktr 'ekononi'dir. Diger yandan uygulamada karlalan artlar (derinlik, profilde

ta bulunup bulunmamas, slfat durumu, nakli-ye imkanlar vs.) ilc, drenlerin denmesinde

kullanlan teknikler de (cl ile dcmeden, hen-

ekil 4 : Toprak ierisindeki plastik dren borularna su girii : A) Halkal; B) Dz ve C) Sarmal tip

- Ve yine bu esnekliklerinden tr 'hen-deksiz borulu drenaj' tekniine uygun tek boru ti-pini oluturmaktadrlar.

Kvrk epcrli borularn dz borulara bakla bir sakncas, hidrolik direnlerinin ol-duka yksek oluu nedeniyle ayn cimde ayn miktar suyu aktabilnck iin dz borulara gre %25 kadar daha byk bir d apa ihtiya gsterneleridiL

deksiz borulu drenaja kadar) boru seiminde gz nnde bulundurulnaldr. Kil dren knklerinin drene edilecek alann yaknlarndaki imalathane-lerden ve ucuza salanabildii yerlerde, eger cl

iilii veya eski tip makinalarla deme yaplyorsa, plastik boru kullannaya gerek yok-tur; bununla birlikte plastik borular kil knklere veya beton bzlcrc gre biraz daha pahalya gclsi bile bunlarn tannalarnn ve denmelerinin daha kolay olmas nedeniyle salanacak tasarruf gzden rak tutulmaldr.

13

DSI TEKNIK BL TE!\1 1996 SA YI 84

Konunun bu ksmnn kapaLlmasndan nce tarmsal drenaj amacyla imal edilen dren

borulannn diger kullanm alnlarna deinmek yararl olactkLr. Bu kullanm alanlar arasnda unlar sralanabilir: Degiik tipteki binalarn te-mel drenaj; Septik tanklarn dal;tn hallar; top-rak dolgu barajiann Lopuk drenleri; Sulana sis-tcmlerinde tarla alt banda oluan yzey ak

sularnn toplanmasnda; Pompajla drenaj sistem-lerinin biriktirme ukurlarnda; Teraslarn Lahli-yelcri; Otoyollarn ve demiryollarnn temel dre-

naj; Yerleim alanlarnn drenaj; Hava alanlarnn drenaj; Spor sahalarnn ve kabristan-

larn drenaj; Parklarn ve tcnezzh alanlarnn drcnaj ve havalandrma ve suna sistemlerinde ilctim borusu olarak.

YzeyalL drenajnda kullanlan borularn geliimi, eillcri ve bunlarda aranan nitelikler konusunda daha ayrnul bilgi edinmek iin u sralanan kaynaklara baklabilir: Manson(1957); Alpers ve Short(1965); Bcrkman(l965); Edc ve

Smithan(l965); Edminster(l965); Fouss(1965); Manson(l965); ASEA(1967); Davis ve Giesel-man'l971); Drablos ve Schwab(l971); Fouss (1971); Manson(1971); Negi ve Broughton (1971); FA0(1972); ASTM(l974 a); ASTM (1974 b); Fouss(1974); USBR(1974); ASTM (1976 a); ASTM(l976 b); Drablos ct al.(1976); Easton et al.(l976); Fouss ve Wingcr(1976); Montsinger(l976); TSE( 1976); Eggclsman (1978); USBR(1978); Gcmalmaz(1980); DIN (1982); Gemalmaz(1983); zdcn(1985).

4. HDROLK PROJELEME I

4.2 Ak Durumu ve ap Seimi Dren borularnn ierisinde zamanla bir

miktar siltlenme olmasn tabii karlamak gere-kir; her ne kadar tarla ii drenlerin evresine yer-

letirilecek uygun bir fi!Lre malzemesinin drenle-re silt giriini nemli lde azaltaca~ bir gerek ise de, uygulamada yine de silt birikimi sorunu ile karlalmaktadr. lyi projelcnni ve ilinayla tesis edilmi drenaj sistemlerinde siltlenme prob-lemi giderek azalr. Bununla birlikte projeleme yaplrken zemin topra~nn da niteliklerine bagl olarak borular iin bir sedimentasyon pay

braklmaldr; yani dren borular ieresindeki akn tm en kesit alan boyunca gereklcemeyecegi ngrlmclidir. Bu amala tarla ii drenlerin teorik kapasi telerinin %60'ndan , topla-

yclarda ise teorik kapasitenin %75'indcn yarar-lanlabileceini dnmek uygundur. Bylece bakm ihtiyac hafiOetilni olur. Stabilitesi yksek zeminlerde kil knklcrin ve beton bzlerin filtre veya kaplama malzemesi kul-

lanlmakszn denmes i de mmkndr; bir sil-tasyon problemi grlmcyebilir. Plastik boru-

larn ise, ister tarla ii dren ister koliektr olsun, kendilerine gelen ykleri emniyctle tayabilmcleri iin evrelerinde kaplama malzemesi (veya fiiLre) olacak biimde denmeleri arttr.

Di~cr taraftan dren boru hatlar tam dolu veya yar dolu akabilirler; bu bir tercih meselesi-dir. Hatta apn ve yerletirme eiminin bir sonu-cu olarak alt bata dolu akan bir dren hau st

bata yar dolu akabilir. Dren aplarnn ge-reinden byk seilmesi halinde yar dolu ak sz konusu olur. Byk ap seiminin balca iki avantaj vardr:

a) Bakm ihtiyac azalr; yani bakm dnemleri arasndaki sre artar;

b) Bakm almalar daha kolay gerek le tir i 1 ir

Byk ap seiminin saknca lar ise yle sralana bilir:

a) Daha pahal bir boru kullanlm olur; ap bydke, et kalnlgnn da artmas sonucu boru maliyeti artar. yleki 50 mm, 100 nn ve 200 mm anma apndaki p.v.c. borularn 100 m'sinin arl srasyla 15,5 kg, 48 kg ve 135

kg'dr. Benzer hususlar kil knk.ler ve beton bzler iin de geerlidir.

b) Daha byk apl bir boruyu yer-letirmek iin daha geni bir hendek amak gere-kir; bu da ister Lrener kullanlsn ister hendeksiz boru demesi teknii, daha fazla igc ve mas-raf demektir;

DSI TEKNIK BLTENl 996 SAYI 84

c) Daha fazla miktarda kaplama malzemesi (veya filtre) gerekir.

ABD'de daha byk ap arlk tarken, Avrupa lkelerinde yeterli ap eilimi bulun-maktadr. Yani Avrupa'daki hidrolik projelernede dren borularnn tam dolu ve bir miktar da "artk

basn "l* akmas ngrlmektedir.

4.3 Borularda Ak

Borulardaki ak, hidroligin zerinde ok alma yaplm konularndan birisidir. Boru

aknn esaslarna ili kin bilgiler iin hidrolikle ilgili temel eseriere baklabilir; me~in een (1967) veya Topkaya(1974) gibi.

Burada anlatlacak olanlar ise esas olarak Cavelaars (1974)'ten yararlanlarak hazrlanmur. Konunun ele alnnasnda yle bir sra izle-nccektir:

- nce deiik tipteki dren borular iin (kil knk veya kvrk eperli borular), "niform ak"a ilikin temel eitlikler karlacaktr;

- Daha sonra da drenajda boru hatlar bo-yunca debinin giderek artaca~ gere~indcn hare-ketle bu eitlikler "su alan" borular iin ge-

li tirilccek tir.

Buraya kad

DSITEKN1KBLTEN1996 SAYI 84

Srtnme katsays akn tpne (laminar veya trblansl) ve boru i eperinin przl-Igne baldr; genellikle denemelerle tespit edilen bu katsay degerieri Reynolds Says'yla (Re) ilikili olarak grafikler halinde verilmekte-dir. Reynolds Says da

Re= vd ................................................ (2) V

eklinde ifade edilir ki burada u kinematik viskoziteyi simgelemektedir; 10 C'taki su iin u' n n degeri 1,3103.10-6 m2/sn'dir. Drenajda kul-

lanlan kil kn.kler ve dz plastik borular iin l. ile Re arasnda aadaki gibi bir iliki vardr:

-0,25 l.= aRe ............................................... (3)

Burada a ek yerleri, boru zerindeki yarklar, delikler vs. gibi dzensizlikleri hesaba katmaya yarayan bir katsaydr; a'nn deeri de-Iiksiz ve dzgn konumlandrlm borular iin 0,32'den, kt delinmi borularda 0,41'e, ve kt

konumlandrlm borularda da 0,45'e kadar deimektedir; tarla koullannda temiz borular iin a=0,40 alnabilir (Raadsma, 1974).

Dolu akan daire kesitti borular iin Sreklilik Denklemi de

1t 2 Q =4 V d .............................................. (4)

eklinde yazlabilir. Bylece sralanan bu son eitliin Eitlik 1 'de yerlerine konul-

masyla . z -4 ,75 -4.75 =-= 26,32.10 a Q d ................ (5)

X

veya -0,5714 2,74 0,5714 Q=29,80a d i ...................... (6)

elde edilir. Bu son iki eitlik dzgn i ci-dara sahip borular, yani kil knkler, beton bzlcr ve dz eperli plastik borular iindir.

Dier yandan eperi kvrml plastik bura-lardaki akn kanallardaki ak karakterize et-mede kullanlan Marnning Denklemi ile iyi bir biimde ifade edilebilecei bulunmutur:

2/3 r v=KmR i ........................................... (7)

16

Burada Km= 70 (= 1/n: n, Manning katsa-ys olmak zere) alnabilmektedir *; R ise hidro-lik yarap simgelernekte olup, tam dolu akan borularda d/4'e eittir.

Eitlik 7'nin aagdaki biimlerde de yazlmas mmkndr.

-2 2 -5,33~ i= 10,29K m Q d ................................ (8)

2,667 0,5 Q=0,3117Km d i ........................... :(9)

Buraya kadar sralanm eitlikler niform ak, yani boru boyunca sabit bir debinin iletil-mesi durumu iindir.

4.3.2 niform Olmayan Ak Bilindii zere dren borular zerilerine alm delik ve yanklar (veya kil knklerin u uca yerletirilmeleri srasnda arada kalan aklklar) araclyla tm uzunluklar boyunca su almakta ve ilerindeki debi yukar bata Q = O'dan aa uta Q =q B L'ye kadar artmaktadr; burada q zgl boalm veya drenaj katsays olup (m/sn), B ile dren borusu ile drene edilen

alann genilii (bir kural olarak tarla ii denler iin dren aralna eit alnmaktadr; m), L ile de dren hattnn boyu (m) gsterilmektedir. Bu du-rumda kullanlacak eitlikler ekil 5 gz nnde bulundurulmak suretiyle aadaki gibi karlabilir.

Boru ierisindeki debi, ak dorultusunda giderek arttndan hidrolik eim de artar (ekil SA). Kolaylk olsun diye nce boru hattnn ya-tay konumlu olduu dnlecektir; daha sonra

eimli konumlandrma durumu da irdelenecektir. Hidrolik eim kendiliinden bir 'artk basn' (yani atmosferik basntan byk basn) eklinde oluacaktr; ki bu durumun ekil SB'deki gibi piezometrclcr yardmyla izlenmesi mmkndr. Byle bir durumda boru !erisinde- ki ak ifade etmede kuJianlacak denklemler . eitlik 6 ve eitlik 9'un, debinin boru hatt boyunca

................................ (10)

ilikisi uyarnc artaca gereinden hare-ketle entegral alnmak suretiyle karlabilir; bu-rada Qx, boru st bandan x(m) uzaklktaki debi-yi (m3/sn) gstermektedir.

* Kvrk eperli plastik dren borularndaki n deirinin belir-lenmesi iin eitli aratrmaclar taraf n dan yapJan almalarda, deiik faktrlere bal olarak 0,0139 ilc 0.022 arasnda deien deerler bulunmutur.

DSITEKI\'IKBLTENI 1996 SAYI 84

y

H

ekil 5 : Su alan ve tam dolu akan borulardaki ak; A : Yk kaybnn x'in bir fonksiyonu olarak degiimi; B : Yatay konumlu dren borusunda artk basnlar nedeniyle oluan potansiyo-metrik egri

a) Dzgn Cidarl Borulardaki Ak Eitlik 6'nin, a = 0,40 alnarak aagdaki gi-

bi yazlmas mmkndr: Q =50,30 d 2,714i 0,5714 ekil SA gz nne alnarak boru st bandan x uzaklktaki Q debisi iin

2,714 0,5714 q Bx =S0,30d (-dy/dx) yazlabilir; i'nin, yani dy/dx'in bu durumda

negatif iaret tayacagna dikkat edilmelidir. Da-ha sonra bu ifadeden

0,5714 so 30d2714 0,5714 xdx = ' (-dy)

9B yazlarak her iki tarafn 0,5714. dereceden

kk alnrsa 1,75 1,75 4,75

x dx=(50,30/qB) d (-dy) elde edilir ki bunun entegrali de

2,75 1,75 _x- =

DSITEKN!K BLTENI 1996 SAYI 84

larak y iin zme gidilirse aa~daki iliki elde edilir : 3 3 L -X q B 2 -5,333

y=(-3-)(21,82) d ......................... (1 4) Bu son eitlikte x = O y = H konarak ve L3

= L.L2 eklinde dnlerek H=!:_ ( L q B ) 2 d -5,333

3 21,822

-

yazldktan sonra i ortalama hidrolik egim iin (i=HJL;

i=!21,82-2 d-5 ,333Q~ 3

veya : H -4 -5,333 2

= L =7,002.10 d QL ................... (l5) Buradan da QL iin aagdaki iliki yazlabil ir:

2 667-0,5 QL=qBL=37,79 d, i ...... .. ........... (16)

Kullanlan borularn cidar zelliklerine bagl olarak Eitlik 12 ve 13'ten, veya Eitlik 15 ve 16'dan yararlanlarak hidrolik projeleme gereklctirilcbilir. lgili zm rnekleri bir sonraki makalede verilecektir.

Bu konuyu burada baglamadan nce dre-najda kullanlan borulardaki akla ilgili olarak

baklabilecek baz litctatrleri sralamak uygun olacaktr : Bunlar arasnda Schwab (1957), Her-mesmeir ve Willardson (1970), Dinc et al. (1971), Johnson(1971), Hernesmeier ve Wil-lardson (1972), Donnan ve Schwab (1974), Dvo-rak: (1976), Zeigler(1978), lrwin ve Notycka (1979), Wahid El-din ct al.(1978) saylabilir.

18

4.3.3 Drenlerin Ewmli Konumlandrlmas

Yukarda verilen eitlikler tam dolu akan boru hatlarnn yatay konumlu olmas durumu iindir; ekil 5B'de grlen potansiyometrik egri kcndiliginden oluur. Eger dren hatt egimli ise, bu egimin ortalama hidrolik egimden az olmas halinde durumda bir degiiklik olmaz. Snr du-rumda dren hatt yukar bata bir artk basn ol-

makszn tam dolu akar; st ve alt ular arasnda kalan kesimde bir miktar artk basn grlr. Eger e~im ortalama egimden fazla ise yukar

bata tam dolu bir ak olumaz. Boru alt banda eimin hidrolik eime denk olmas halindeyse teorik olarak alt bata tam dolu bir ak gerckleirken, dier kesimlerde boru hatt tam dolu aknayacaktr.

ekil 6 : Dren hattnn farkl egim durum larnn hidrolik egim ile ilikisi

DSI TEKN1K BL TENl 1996 SA YI 84

YARARLANILAN KAYNAKLAR

Alpers, R. J, and Short, T.N., 1965 "Clay Drain Tile and lLS Use"; in 'Drainage for Effici-ent Crop Production Conference'; ASAE St. Jo-seph, Michigan, pp. 46-48

ASAE, 1967 "Draigane Maerials"; ASAE St.Joseph,Michigan

ASTM, 1974 a "Standard Specifcation for Concrete Pipe Drain Tile"; ANSI/ASTM C 412-74; pp. 225-234

ASTM, 1974 b "Standard Specification for Irrigation or Drainage"; ANSI/ASTM C 118-74; pp. 84-87

ASTM 1976 a "Standard Recommended Practice for Subsurface Installation of Corruga-ted Thermoplastic Tubing for Agricultural Drai-nage or Water Table Control"; ASTM Designali-on F 449-76; pp. 650-658

ASTM 1976 b "Standard Specification for Corrugated Polyethylene (PE) Tubing and Fit-tings"; ANSI/ASTM F 405-76 b; PP- 590-594

Berkman, l., 1965 "Bzl ve Diger Borulu Drenaja Ait Metodlar ve Makinalar" FAO, 1963 "Methods and Machines for Tile and Other Tube Drainage"in eviris; Ky leri Bakanlg, Top-raksu Genel Mdrl, Ankara

Cavelaars, J. C., 1974 "Subsurface Field Drainage Systems" in Drainage Principles and Applications : IV. Design and Management of Drainage Systems'; pp. 1-65; ILRI Publication 16, Wageningen

een, K., 1967 "Hidrolik: Cilt I"; T Ktphanesi Say 688, stanbul

Davis, G.S. and Gieselman, W.W., 1971 "Rigid Drain Til e : Past, Present and Futu-rc" in 'National Drainage Symposium Procce-dings'; ASAE St. Joscph, Michigan, pp. 34-36

DIN 1187, 1982 "Unplasticized Polyvinyl Chloride (PVC-U) Drainpipes; Dimensions, Re-quiremenLS, Testing"; DeuLSche Norm November 1982

Dinc, G., George, E. M. and Kiddcr, E. H., 1971 "Hydraulic Roughness of Corrugatcd Plas-tic Drain Tubing" in 'National Drainage Sympo-sium Proceeeedings'; ASAE St. Joseph, Michi-gan, pp. 11 -14

Donnan, W.W. and Schawab, G. 0., 1974 "Current Drainage Mcthods in the USA" in 'Dra-inage for Agricultere"; Agron. 17; pp. 93-114; ASA Madison, Wisconsin

Drablob, CJ.W. and Schwab, G. 0., 1971 "Field and Laboratory Evaluation of 4-Inch Cor-rugated Plastic Drain Tubing" in 'National Drai-nage Symposium Provqceedings' ASAE St. Jo-seph, Michigan, pp. 20-24

Drablos, CJ.W., Walker, P.N. and Scarbo-rough, J .N., 1976 "Field Evaluation of Corruga-ted Plastic Drain Tubing" in "Third National Drainage Symposi um Proceedings'; ASAE St. Joscph, Michigan, PP- 69-74

Dvorak, P., 1976 "Dimensioning of Sub-surface Drainagc Systcms" in Third National Drainage Sysposium Proceedings'; ASAE St. Jo-seph, Michigan, pp. 55-57,68

Easton, B. E., Taylor, R., Sweet, G. and Chenevey, G., 1976 "Polyvinly Chloride Corru-gated Tubing" in 'Third National Drainage Sym-posium Proceedigs'; ASAE St. Joseph, Michi-gan; pp. 80-83

Ede, A. N. and Simitham, G.M. , 1965 "New Materials and Machines for Drainage" in 'Drainage for Efficient Crop Production Confe-rence'; ASAE St. Joscph, Michigan; pp. 58-61, 68

Edminstcr, T.W., "The Challange of New Technology in Drainage" in 'Drainage for Effici-ent Crop Production Conference'; ASAE St. Jo-seph, Michigan; PP- 43-45

Eggelsman, R., 1978 "Subsurface Drainage Instructions"; Verlag Paul Parey Hamburg und Berlin

FAO, 1972 "Drainage Materials" FAO, Ro-mc

Fouss, J.L., 1965 "Plastic Drains and Their Installation" in 'Drainage for Efficient Crop Pro-duction Conference'; ASAE St. Joseph, Michi-gan; PP- 55-57

Fouss, J.L., 1971 "Status of Specifications for Corrugated Plastic Drain Tubing" in 'Natio-nal Drainage Symposi um Proceedings'; ASAE St. Joscph, Michigan; 32-33,36

19

DSI TEKI'\tK BLTEN! 1996 SA YI 84

Fo us s, J .L., 974 "Drain Tu be Materials and Installation" in 'Drainage for Agriculture'; Agron. 7. 7; pp. 47-77; ASA, Madison, Wisconsin

Fouss, J.L. and Wigner, R.J., 976 "Status of Specifications and Standards" in Third Natio-nal Drainage Symposiuin'; ASAE St. Josaph, Michigan; pp. 14- 7, 2

Gemalmaz, E., 980 "Dnyadaki Drenaj almalarna Bir Bak"; Donnan, W. W., 976 "An Overview of Drainage Worlwide"; in 'Third National Drainage Symposium Conference Pro-ceedings'; ASAE S~. Joseph, Michigan; pp. 6-9'dan eviri; Ata. Uni. Zir.Fak. Ziraat Dergisi Cilt ll, Say -2; s. 205-214

Gemalmaz, E., 1983 "Tarmsal Drenaj ve arazi Kurutma Teknigi"; Ata. ni. Zir. Fak., (Ders Notu); Erzurum

Hermesmeier, L. F. and Willardson, L.S., 970 "Friction Factors for Corrugated Plastic Tu-b ing"; ASCE IR3; Sept. 1970; pp. 265-271

Hermesmeier, L. F. and Willardson, L.S., 972 "Friction Factors for Corrugated Plastic Tu-bing (Closure)"; ASCE IR3; Sept. 1970; pp. 495-498

Irwin, R.W. and Motycka, J., 1979 "Fricti-on Factors for Corrugated Plastic Drainage Pi-pe"; ASCE IRI; March 1979; pp. 29-36

Johnson, H.P., 1971 "Hydraulic Roughness in Drain Tile" in National Drainage Symposium Proceedings'; ASAE St. Joseph, Michigan; pp.

5-9

Manson P.W., 1957 "Long-Lasting Drain Tile" in 'Drainage of Agricultural Lands'; Agron. 7; pp. 315-339; ASA Madison, Wisconsin

Manson P.W., 1965 "Concrete Pipe Dra-ins" in 'Drainage for Efficient Crop Production Conference'; ASAE St. Joseph, Michigan; pp. 49-50,54

Manson, P.W., 1971 "Specifications for Concrete Drain Tile" in 'Nationol Drainage Sym-posium Proceedings'; ASE St. Joseph, Michigan; pp. 29-31

Montsinger, L.V., 1976 "Influence of Pro-cessing Conditions and Resin Charecteristics on Polyethylene Corrugatcd Tubing" in Third Nati-onal Drainage Symposium Procecdings'; ASAE St. Joseph, Michigan; pp. 75-79

20

Ncgi, S.C. and Broughton, R.S., 97 "Fi-eld Loading Test and Other Evaluations of Some Plastic Drain Tubes" in 'National Drainage Sym-posium Proceedings'; ASAE St. Joseph, Michi-gan; pp. 25-28

zden D. M., 1980 "Drenaj Malzemeleri" Tarm Orman ve Kyileri Bakanlg, Ky Hiz-metleri Erzurum Aratrma Enstits, No. 7

Raadsma, S., 1974 "Current Drainage Prac-tices in Fiat Areas of Hum id Regionsin Europe" in 'Drainage for Agricultere'; Agron. 7; pp. 115-143; ASA, Madison, Wisconsin

Schwab, G,O., "Subsurface Drains" in 'Drainage of Agricultural Lands'; Agron. 7; pp. 297-312; ASA, Madison, Wisconsin

Topkaya, H., "Teknik Hidrolik"; Gven Ki-tabevi, Ankara

TSE, 1976 "Prese Kil Drenaj Knkleri"; TS 596

USER, 1974 "Standard Specifitions for Po-lycthylenc Plastic Corrugated Drainage Tubing"; US Dcpt. of Ontcrior, Bureau of Reclamation, Denver

USBR, 1978 "Tentavtive Standard Specifi-cations for Large-Diarneter Polyethylene and Po-lyvinly-Chloride Corrugated Drainage Tubing and Foamed Smooth Wall ABS Drain Pipe"; US Dept. of Interior, Burcau of Reclamation, Denver

Wahid El-din, 0., Abdel-Dayem S., Amer, M.H., Owais, T.M. and Rydzewski, J.R., 1987 "Improvcd Design for Pipe Collector Drains" in ' Drainage Design and Management' (Proceedings of the Fifth National Drainage Symposium); ASAE St. Joseph, Michigan; pp. 63-73

Zeiglcr, E.R., 1978 "Hydraulic Laboratory Manning's and Grade Dcviation Study for 4-Inch-Diameter Nonpcrforated, Corrugated Plas-tic Drain Tubign"; US Dcpt. of Interior, Bureau of ReclamaLion, Denver

N YZ BETON KAPLAMALI KA YA DOLGU BARAJLARININ

NAASI Yazanlar: Alan VARTY1, Rick J. BOYLE2,

Edward D. PRITCHARD3 ve Roger E. GLL 4 eviren : Cemalettin SEZER *

ZET Avustralya, Hidro-Elektrik Kurulu Tasmania 1968'den bu yana beton kaplamal kaya dolgu ba-

raj/ar ina etmektedir. Ykseklikleri 110 m'ye varan 26 barajdan 6 tanesi tamamlanm ve 122 m ile en yksek baraj da 1986 ylnda tamamlanacaktr. Ayrca be barajdaproje aamasndadr. Bu ba-raj/ar, kurulun mhendislerince proje/endirilmi ve ina edilmitir. Ozel inaat ekipmanlar kurulca dizayn edilerek imal edilmitir. Bu yolla bir barajdan digerine uzman elemanlar yetitirmek, inaat

metodlarn ve ekipmanlarn gelitirmek mmkn olmaktadr. Bildiri; radye inaatnn geliimini, kaya dolgunun yerletirilmesini, memba yzeyinin kontrol ve sktrlmasn, su tutucular ve do-

natnn yerletirilmesini ve kayar kalp/ayaplan beton kaplama inaatn tanmlamaktadr. Kurulun tm bu iletmelerdeki deneyimi bildiride sunulmutur. Metod ve ekipmanlardaki degiimler, insan gcnn kullanmnda azaimalara ve retim oranlarnda artlara yol amtr.

TERMLERN TANIMI

Kenar erit (Balama Blmesi)

Beton kaplamann radye ile birleim yerin-de meydana gelen gen eklindeki ksm. Bu

ksm, 12 m geniliginde kayar kalbn kul-lanlmasna imkan sa~lamak ve yatay inaat der-zi oluturmak amacyla ana kaplama ncesi be-

tonlanr.

elik Sepetler (Kaya Sepetleri) Izgara eklinde yksek gerilmeli elik

ubuklardan yaplan, genellikle 0,9 m apnda ve 2.4 m uzunlu~unda yaklak 2 ton a~rlnda iri

talarla doldurulan kaya sepetler.

Radye (Topuk Kaplamas) Bewn kaplamann balama ve kaya ile bir-leim noktasn ekillendiren ve barajn memba topugu boyunca devam eden beton blok. Ayn zamanda kapak ve perde enjeksiyonlarn da

ek:illendirmektedir.

1 Yap Mhendisi. Hidro-Elektrik Kurulu Tasmania, Avustralya

2 Proje Mdr, Enerji Projeleri 3 Sorumlu Mhendis. 4 Mhendis DS 15. ube Mdr

TIG Kaynak (Tungsten Agr Gaz) Agr gazla korunan ark, tungsten elektrodu

ile kullanlan ve ark denge halinde tutmak iin yksek akmdan yararlanan elektrik kaynag.

Tama Treyleri

Kret zerine denen raylar zerinde hare-ket eden ve zerine kayarkalp vinci kuruln trey-ler. Kayar kalp, bu vin yardmyla kret boyunca blmeden blmeye aktarlmaktadr.

Rampal Treyler

Baraj krcLine denen raylar zerinde hare-ket eden ve zerine vinlcr kurulan treyler. Ser-vis arabalar, bu vinler yardmyla baraj yzeyinde yukar ve aa doru hareket etmek-tedir. Treylcr, ara geiine izin verecek ekilde dizayn edilmitir .

GiRi Hidro-Elektrik Kurulu, Avustralya'nn Tas-

mania Eyaletinde elektrik enerjisi retim ve te-minindcn sorumlu yar resmi bir devlet kuru-

luudur. Bu sorumluluk, hidroelektrik projelerin yapm, 26 enerji santralnn iletmesini ve ener-jinin tkelim merkezlerine iletim ve dagtmn

kapsamaktadr. Kurul, toplam 5200 ki i altrmakta ve 200.000 tketiciye ylda 8 milyar kw-saat elektrik enerjisi saglamaktadr.

21

DSI TEKNIK BOL TEN! 996 SA YI 84

Kurulun inaat ubesi: Baraj, enerji sant-ral, tnel, dolusavak, su alma yaplar, ulam

yollar, kanallar ve ilgili ilerde uzmanlamtr. ubenin tm ilerinin yapmn gerekletiren yrten ve says gnlk olarak 2000'nin zerinde deien iisi ve 200'de szlemeli ele-man bulunmaktadr. 200 szlemeli personel, pik dnemlerde baz zel servis ve ekipman ihti-yacn karlamak iin altrlan operatrlerden meydana gelmektedir.

Kurulca, projelendirilerek ina edilen ilk beton kaplamal kaya dolgu baraj 1970 ylnda tamamlanan 35 m yksekligindeki Wilmot ba-

rajdr. Wilmot, 110 m yksekligindeki Cethana barajnn yapm iin yeni ekipman ve inaat dncelerinin test edildii bir yer olmutur. Cet-hana baraj bu dnemde yaplan dnyann en yksek beton kaplamal kaya dolgu barajlarndan biridir. Bu barajn, planlama proje ve inaatnda d deneyimlerden yararlanlmtr.

di yllk deneyim sonunda nemli bir bilgi biriki-mi sal;lam ve uzmanlamtr. Bu bildiri baraj

inaauarnda kazanlan deneyimleri sunmaktadr. Dokuz barajn ana inaat zelliklerinin ksa

bir zeti tablo.1 'de verilmitir.

GENEL

antiye artlar

Bar~jlarn byk bir blm, olduka souk, yagl, uzak blgelerde dik yamal vadi-lere ina edilmitir. Baraj alanlarnn byk ksmnda yllk ya yaz ve k mevsimleri arasnda ok az degimekte ve 1900 ile 2500 mm arasnda yer almaktadr. Scaklklarn k ay-

larnda bazen donma noktasnn altna dmesine ramen, kar pek seyrek olarak yatmakta ve so-run yaratmamaktadr. Yazn scaklik ortalamalar 16 C0 civarndadr ve bazen 30 C0 ye ykselmektedir. Bu faktrlerin, barajn tipi ve kullanlan inaat metodlar zerinde nemli bir etkisi vardr.

Tablo 1 : Kurulca yaplan beton kaplamal kaya dolgu barajlarn detaylar

r--------r-----,r------r------~------~-----r------~----~------~----~ M aks. K ret Kaya Kaya Dolgu Kaya Kaplama Kaplama Normal Biti Baraj n Ykseki k Uzunlujp Dolgu Hacmi Dolgu Alan naat Kaplama Tarihi

Ad Tipi Sresi Sresi Kalnl m m3 ay m2 ay mm

Grovak Wilmot 35 138 Kuvarsit 171.000 6 7.500 9 250 1970

Cethana lll 215 Ku varsil 1.610.000 14 30.000 9 300-500 1971

akmak 184.000 12 9.000 6 250 1971 Paloona 38 159 Ta

Serpenline 39 127 Ku varsit 132.000 9 7.900 4 250 1972

Mackintosh 75 465 Grovak 980.000 12 27.000 15 250 1981

Tu Ilabardin e 26 200 Grovak 120.000 3 5.500 7 250 1982

Murchison 94 200 Riyolit 906.000 lO 15.000 9 300 1982

Bostyan 75 430 Riyolit 580.000 8 23.200 8 250 1983

Picman 122 360 Dolcrit 2.720.000 18 38.000 12 300-425 1986

Cethana'dan bu yana, Wilnot ve Cethana Baraj alanlarnn yerletn merkezlerine barajlarnda kazanlan bilgi birikimi ve ekipman uzak olmas nedeniyle boralar a alanlar ve ai-kullanlarak yedi beton kaplamal kaya dolgu ba- Jeleri iin lojmanlar ve kamplar ina edilmitir. raj daha ina edilmi1tir. Her barajdan sonra Bunlar inaatn maliyelini nemli lde nemli gelimeler sa anmtr. Be baraj daha arurmaktadr. Baraj inaallnda makinalama, in-planlama aamasnda bulunmaktadr. san gcn~ . olan ihtiyac azaltmak iin ana ama

Kurul: Sekizi tamamlanan, dokuzuncusu ve olmutur. Omein, Cethana barajnda dolgunun memba yzn elle hazrlamak iin 30'un

en by tamamlanma aamasnda bulunan be- zerinde eleman almtr. Lower Pieman ile ton kaplamal kaya dolgu barajlar zerinde onye- kyaslandnda, burada ayn i lazer kirilerle

22

kontrol edilen iki ekskavatrle yaplmtr. Su tu-tucularn, ilk be barajda yenne konulmas tmyle elle yaplmur. Daha sonra elik su tu-tucular, makinalarla yerine konulmutur.

Barajlarda yaanlan sert hava koullarnda, mmkn oldu~ kadar insan g;: kullanlmamaldr. Baraj yzeynde kullanlan vinler dahil tm

ekipmanlarn, operatrler iin hazrlanm smal kabinleri vardr._ alanlar souktan i y korunduu srece, baraj inaaunn, ocaktan kaya

karlmas, yerletirilmes ve yzeyin betona hazrlanmas gibi evreleri bu koullardan az etki-lenecektir.

Belkide inaat metodlarnda ileriye doru aulan en byk adm hidrolik ekskavatrlecin

kullanlmasdr. nk bu gelime beton kapla-ma inaatnda byk bir reform niteliindedir. Bu makinalarn kullanlmas, insan gcne duyu-lan ihtiyac, inaat sre ve maliyetini nemli lde azaltmtr.

Takn Koruma

Tm baraj iaatlanda ani taknlar nemli bir sorn olmutur ve bu durum kapsaml takn koruma .. almalarnn yaplmasn gerelctir-

mitir. Ustden amaya kar deiik koruma yaplar denenmi ve i ta doldurulmu silindi-cik tel kafesleri kullanan ayrntl bir sistem ge-

litirilmitir. Bu sistemde kaya dolgu basketler demir ubuklacia kaya dolguya ankre edilmektedir.

Her barajda tesbit edilen emniyet seviyesi-ne kadar, gvdeden analara kar ina edilen koruma yaplar barajn ilk aamalannda kaya dolgu ilerleme hzn etkilemektedir.

Cethana barajnda inaat esnasnda takn gvde zerinden am, takn korfma yaplarna ksmen zarar verm ve 15.000 m dolgu malze-mesini mansaha tamtr. Bu olaydan sonra

takn konma yaplar gelitirilmi ve hibir kt durum meydana gelmemtir.

Sonradan Cethana barajnda, kaplama ncesi toplam derinliin 2/3'ne ulaan nemli bir

takn meydana gelm, ancak zarar vermemitir.

Paloona barajnda 1000 yl tekerrrl takn zarar vermeksizin gvde zerinden amtr. Benzer durumda, Murchison ve Mac-kintosh barajlannda da takn nemli bir derin-

lie ulaarak zarar vermeksizin gy_deden amtr. Brnlar unu gstermektedir. Ustden amaya kar yeterli korumalann salanmas du-rumunda lciya dolgu barajlar beton kaplama ncesi ve sonras emniyettedirler.

Servis ve Ocak Yollar

Radye kazsnn yaplmas ve yamalarda uygun olmayan malzemenin alnmas in her ya-kada baraj tepe noktasna balanan n servis yol-

DSl TEKNTK BLTEI\'1 1996 SAYI 84

lannn yaplmas gerekmektedir. Memba ta-rafnda, Bucyrus Erie 61 B krenlerinin tm radye uzunluu boyunca almasna imkan salamak iin kk servis yollarna ihtiya vardr. Kaz ve n dolgu yaplmas iin dere yatana ana yollar

yaplmas gerekir. Dik yamalarda ve kayalk va-dilerde yol inaat yapmak iin en zor yandr. Membadan yaklald zaman kaya dolgnun

tand yollar radye hatun kesmektedir. Pratik-de u uygulama gelimitir. Radye geileri yol banketi yannda bir hendek iinde devam eden topuk kaplamasnn yatay kesimlerinde yaplmaktadr. Banketin st ksmna bitiik kesimde ayn za-manda ina edilmekte ve yatay blm yol for-masyonu alunda kalmaktadr.

NAAT PROGRAMI Program ana evreden meydana gelmek-

tedir.

a) Radye ve temelin, enjeksiyonu kapsaya-cak ekilde hazrlanmas,

b) Kaya dolgunun yerletirilmesi, c) Yzey inaat Programn (a) ve (b) bendierini etkileyen baz ana faktrler unlardr.

1. Radyenin kaya dolgudan nce tamam-lanmas iin her trl aba harcanmaldr. Murc-hison barajnda, baz temel problemleri ve gecik-meler redeniyle bu tmyle mmkn olmamtr. Kaya dol~u yaplacak alann yetersiz olmas ve

baz emnyet tedbirlerinin getirdii snrlamalar nedeniyle daha byk gecikmeler birbirini izle-

mitir.

2. Kaya ocaklan normal olarak baraj mem-banda ve evreyle ilgili nedenlerle gl seviyesi altndadr. Bu nedenle, tama yollan genellikle memba tarafndan gvdeye yaklarlar.

3. Servis yollarna ek olarak, radye ve ke-nar erit inaatlan iin memba tarafnda zel yol-lar yaplmaktadr. Tm bu iler 12 ton kapasteli ve 40 metre vin kolu olan Bucyrus Erie 61 B krenlerinin ulam alan ierisindedir. Gnmzde

bunn gibi 4 makina bu amaca ynelik olarak ve yzey sktrtlmas iin kullanlmaktadr.

4. Temel enjeksiyonu biraz uzayan ve za-manla skc olan bir itir. Enjeksiyon radye inaau ile balar, dolgu sresince devam eder ve kaplama sresine sarkar. Yksek bir i tempo-sunda dier almalarla birlikte yrtlmesi em-niyet problemleri yaratmakta ve bu durum iletme dnemine sarkmaktadr.

Kaplama iinin programlanmasnda dikkate alnan ana faktrler unlardr : Kaplama yapmn gerekletiren potansyel gcili ve insan gvenli~ salanmas amacyla yzeydeki almalarn blnmesi.

23

DSI TEKNIK BLTENI 1996 SA YI 84

Kaplama naat ve Aamalar Cooke tarafndan da tanmland gibi be-

ton kaplamann, gvde yar yksekliginden itiba-ren dolgu inaat ile brlikte yrtlmesi duru-munda proje sresinde bir azalma salanabilir.

Kademel inaat barajn byklgne baldr. Dolgu hacminin byk, vadilerin geni, memba ve mansap topuklar arasndaki mesafe-nin uzun olduu yerlerde ilk aama dolgu

yaplabilir. Beton kaplama daha sonra kaya dol-gu baka yerde devam ederken tmyle veya

ksmen tamamlanabilir. Byle bir yapm ka-rarnn projenin banda verilmesi gerekir. nk bu durum dolgu tama yollarn, kaplama ve dol-gu yapm aamalarn etkilemektedir.

Kurulca ina edilen kaya dolgu barajlar ha-cim olarak 3.000.000 m3 den kktr ve dar va-dilcre ina edilmektedir. Bu durum ve kademel kaplama inaat nedeniyle, yzeyde byk hare-ketlerin meydana gelecei kaygs bu tekniklerin

snrl olarak kullanlmas sonucunu dourmutur.

Kaya dolgu oturma alanlarnn gvdenin ilk 1/3 seviyesinde geni olduu Mackntosh ve Lower Pieman barajlarnda 6. I m geniliginde gen balama eritleri ncelikle hemen ina edlmitir. Lower Pieman barajnda dolgu, proje yksekliinin 1/4 seviyesine ulat zaman memba yzeyi boyunca 20 m geniliinde bir

iiN ADI

BATARDOLAR

hanket yaplmtr. Yzey de 6.1 m geniliginde gen eritler ina edilirken kaya dolgu mansapta devam etmitir. Eastyan barajnda vadinin geo-metrisi, sa yamatakret seviyesine kadar dolgu-nun tamamlanmasna ve denge dolgusundan nce beton kaplamaya balanlmasna zin ver-

mitir.

Personelin Gvenlii

Kaplama inaatnn detaylar belirlenirken zellikle dar vadlcrde en byk sknt insan gvenligidir. Yukarda akland gibi alt sevi-yelerde alanlarn tehlkeye atlmamas iin almalarn ayrlmas gerekir. Yzey inaat programnn bu kabuller erafnda yaplandrl

mas ortak grtr.

Lower Pieman llaraj Program

ekil 1 Lower Pieman baraj birleik i progrnnn gstermektedir.

i) Beton radye ana blmlerinin kaya dol-gunun balamasndan nce tamamlanmas.

ii) Radye enjeksiyonunun (dere yata iinde) kaya dolgu iinden nce balamas

iii) Barajn mansap yarkesiminde kaya dolgu yaplrken, dere yatann baz kesimlerin-de kenar eritlerin inaas

iv) Su tutma dnemi ierisinde, kret du-varnn st kesiminin tamamlanmas ve kaya yer-letirilmesi.

1982 1983 1984 191!5 1986

il'AA T TAIMA 1

SOL YAKA SIY. KAZ. (RADYE DAH.) SS. ALTI 17 DERE YA TACI

-SOL Y AKA RADYE VE SAC YAMA KAZISI DERE YA TAClNDA RADYE KAZISI 1 SOLYAKARA DYE B ETONUVEYAMA KAZISI HER IKIYAKADA SS-5 KOTUNA KADAR KRADYE BETONU

SOL RADYEDE ENIEKSIYON VE DERE YATAcJl VE SAcJ YA.KAZ. KAYA DOLGU DERE YATAcJl SS-14 VET.YOLU l(SS-5) ARASI

-TAIMA YOLU 1 VE TA. YOLU 2 (SS-39) ARASI -TAIMA YOLU 2 VET. YOLU 3 (SS-74) ARASI -TAIMA YOLU 3 VE KRET DUV. (SS- 102) ARASI ll KRET DUVARI TABANINDAN K. YOL. SEV. KADAR DERE YA TACI U BALAMA ERIT. KAP. l3 ET. 8 DEN 26

U ERITLER. DEN 17 YE VE 27 DEN 37 YE -YZEY KAPLAMA 6 M . LIK KENAR ERITLER

-12 M. LIK KENAR ERITLER liiiiiiill KRET DUV ARI TEMELLERI

KRET DUV ARI GVDESI ~ BARAJ KRET YOLUNUN T AMAMLANMASI (SS- I OS)

DERIVASYON KAPAMA KIRILERININ YER.I l'.'E KONMASI 1 ENERJI RETIMI MART 1986 1

S. S. = STANDART SEVIYE (m)

ekil!: Lower Pieman (Reece) llaraj Gereklemi Program

24

K AYA R KALlP Bit-OiRME.. PAYI

MiN. Ofim .,...,,...... '- ~I . . . .,

DSITEKNTK BLTEN 1996 SAYI 84

olmamaktadr. Bu nedenle incan gucune veya kren kullanmna dayal teknikler tck ve hakim zm ekli olmaktadr.

Paletli delicilerin erienedigi yerlerde, bu-lon ve ankraj yuvalar kaya delgi tabanelan ile alr. Kalplar ahaptan yaplr ve yerlerine vinler vastasyla konur. Su tutucular radye uc~na gelecek ekilde ayarlanrlar. Donatlarn yerne konulmasndan sonra, beton kreyn ve kovalar-la yerine tanr.

Bakr su tutucular ilk yaplan barajlarda zellikle tercih edilen ve dcrzler iin kullanlan malzeme olmutur. Ikinci su tutucu olarak suyu alnm doga kauuk kullanlmtr. Bununla bir-likte, Pienan projesi iin W eklinde paslannaz elik ve kalpla ekil verilmi hipalon kauuk

kullanlmtr. naat asndan iki malzeme de mkenneldir. Paslannaz elik, profil halde ol duka rijitdir ve 10 m uzunloguna kadar hafif ol-

mas nedeniyle elle yerine konulnaktadr. Derz yaplnas ve su tutucu konulmas iki kadernede gereklemi ve hibiri zor olmamtr. lk basa-mak, punto kaynag kullanarak paralar arasnda

yakn kontak saglanaktadr. Bundan sonra sey-yar tanan TIG kaynaklar kullanlarak bindirne yerleri doldurulur. Hipolon, kkrt vastasyla kolay bir ekilde ularndan birbirine eklenir.

Perde ve Kapak Enjeksiyonu Delme ii mmkn olan yerlerde haval de-

licilcrle (rnegin Atlas Copco 701) ile ve gerekli olmas halindevin yardmyla yaplr. kinci tip radyelerin yapld dik eimli yamalarda bulu-nan balk srt bonbclcr buralarda kk haval ekipmanlarn kullanlmasn zorunlu klmaktadr. Tipik olarak Gardner Denver CF 93, radyeye gml dey bir boru zerine monte edilmi serbest alminyum kzak buna rnek olarak gsterilebilir.

Her iki tip raclye zerinden saglanan giri ve geilcrin balam ve kontrolu mutlaka yaplmaldr. Tipik ahap merclivenler, ayarlanr elik konsl zerindeki ahap mcrdivcn sahanlg ve ahap merdivenlcr bu tr geiler iin kullanlmaktadr. Palelli delicilerin kullanld yerlerde sahann dar olmas, bu geilerin makinalarn

almasndan nce kaldrlmasn sonra da yeni-den yaplmasn zorunlu klmaktadr.

imento enjeksiyon teknikleri, hemen he-men Kurulun tm barajlar iin kullanlmaktadr.

Karm kolloid bir mikser iinde hazrlanr ve darbeli prompalarla kuyulara enjekte edilir. En-jeksiyon nonnal olarak yukardan aaya doru

26

yaplr. Tecrbeler enjeksiyon yaplan kuyularn, contalarn kuyu agzna konulmak suretiyle yeni-den delinmesinin daha kolay oldugunu gstermitir.

Contann kuyu iine konulmas onun enjeksiyon iinde kalnas riskini doguracaktr.

Emniyet

Plan ve proje aamasnda deerlendirilmeyen bir konuda, alanlarn tehlikeye sokulma-

yacag bir alma ortamn salayan artlarn ye-rine getirilmesidir.

Kurul, memba ev egimi, 1:1.3 olan tipik kaya dolgu barajlar ina etmektedir. Bu eimde yerinden oynayan veya kan bir malzeme dolgu yzeyini aa doru 20 m katedinceye kadar po-tansiyel olarak ldrc bir hza sahiptir.

Yaplmakta olan kaya dolgunun tepe nok-tasna yakn mesafeler ierisinde, kaya tutucular, elik zgaral koruyucular ina etmek veya dolgu

iini barajn bu blgesi dnda tutmak kabul edi-lebilir zm ekilleridir. Mesafeler arttka oluan merni enerjisi ve paralarn koruma en-gcllcrini aarak vadi yamalarndan seknesi ihti-mali, tedbir alnmasn gerektiren byk prob-lemler yaratnaktadr. Ayrca, kaya dolgunun

tamamlanmas veya kaplama betonunun balamasyla problemler bitnemektedir.

almalarn zaman, mesafe ve annda de-netleme olarak ayrlmas uygun olmaktadr. An-cak, temelierin iyiletirilmesi zaman almakta ve

iin sresi tahmin edilememektedir. Tamamlama tarihinin temel iyiletirme almalarndan bagrnsz olarak saptanmas iin balangcndan itibaren

yaplmas gereken en doru ve bilgece idir. Bu bakmdan, radycnin yatay kesimleri olan tama yol geilcri, nemli koruma blgeleri olarak grnmektedir.

KAYA DOLGUNUN YERLETRLMES

Proje arllar Referans (1) de iaret edildigi gibi Cetha-na'dm bu yana proje mtlmmda ba7J degiiklikler meydana gelmitir.

Bu tr barajlarn ana zonu vardr. Yzeye bitiik olan 2A zonunda en byk dane ap 200 mm, 2A zonunun hemen arkasnda bu-lunan 2B zonunda en byk dane ap 500 mm, onu izleyen 2A zonunda en byk dane ap 1000 mm ve nihayet 3B zonunda en byk dane ap 1500 mm dir. (Bak ekil 4)

ZON 2 A O.S m.TABAK A

LE K

ekil4: Kaya Dolgu Zonlar

artname 2A ve 2B zonlarnn 0,5 m, 3A zonunun 1.0 m ve 3B zonunun 1.5 m

kalnlgnda tabakalar halinde serilerek yer-letirilmesini ngrmektedir. Yerleim olarak radyeye bitiik kesimde byk skurma ekip-

mannn kullanlmas imkanszdr. 2C malzemesi 125 mm tabakalar halinde serilerek titreimli kk plakalarla sktnlmaktadr. Bu zonda en byk dane ap 75 mm dir. Sktrma artlar silindideme deney sonularna bal olarak deimektedir. Fakat genel olarak 2170 Hz tit-reimli 374 kN dinamik yk veren 10.5 tonluk vibratrl silindirin sekiz pas gemesi ngrlmektedir. (Bak ekil 5)

c c

o ' c E ::>

o

8

!: i c ;

c :.::

'

c .X c .:: c - o

-

--< v V JA ZONU MALZEME SI AZ AYRI SM/ Rivo Li T S lKl Ml TABAKA 0 .74 m.

V 1 MURCH iSON BARAj i SlKlMA DENEYi

1/ o o 14 16 s

ekil S : Kayadolgu Sktrma Egrisi

DS!TEKN!KBLTEI\'1 996 SAYI 84

S kurma srasnda uygulanan su oran dolgu hacminin % lO'u olarak belirlenmitir. An-cak daha az dayankl kayalarn kullanld yer-lerde bu miktar% 20'ye kadar artrlmtr.

TEMELLERN HAZlRLANMASI

Genel olarak bu tr baraj inaatlarnda te-mel kaya ile iyi bir kontakt salanmas iin topuk radye hattnn iyi kazlmas ve temizlenmesi ge-rekir. Derivasyandan hemen sonra dere yatag kazs balar. Radycnin mansabnda bulunan ve uygun olmayan her cins malzeme ilc kaya dolgu-nun . sktrlmasn engelleyen kaya kmalar, baraJ ykseldike dolgu zerinden kazlarak alnr. Lower Pieman barajnda silt ve ayrm malzemenin ar .miktarda olmas, ileride mey-dana gelecek geeknelerden kanmak iin bu

almann derenin derivasyonundan nce balamasn ve byk oranda tamamlanmasn zorunlu hale getirmitir. Byk hidrolik ekska-vatrler bu i iin alma~tadr. Fakat Lower Pi-eman'de eneli ekskavatr dk katlarda ve de-re yata blgesinde altrlmtr. Bu durum derivasyon ncesi kaldrlan malzemeyi en st dzeye karmtr. Yzeysel birikimi tabanda ka-yaya veya bozulmam kile kadar alnmaktadr. An-cak, yksekliin yars kadar radye rnansabnda bulunan alvyon akl yerinde braklmaktadr.

Son yllarda arazi tipi alt tekerlekli darn-perli kamyonlarn kullanlmasyla kaz malzerne-sinin tand servis yollarnn maliyetinde nemli bir azalma meydana gelmitir. Yine bu nedenle, 40 veya 60 tonluk kamyonlarn barajn

~~~ kesitlerinde geni bir alan zerinde almas n yaplan balang kaya dolgu tamaclnda da malyet azalmas meydana gelmitir.

Kaya Ocann letilmesi

Kaya dolgu baraj inaatnda en nemli ko-nu iyi dcrccelcnmi ve ar atiakl olmayan ka-ya elde etmektedir.

Her ocakta farkl problemler olmakla bera-ber, Kurul; ateleme rneklerini, patlaycnn trn ve gecikme zamanlarn deitirerek dorudan zemine oturan 28 ve 3A zonlar iin

~ygu~ malzeme elde etmektedir. Geen sre ersnde byk apl kuyulara, yksek banket-Iere ve byk ekipmanlara eilim olduu grlmtr.

Lower Pieman baraj nda, belirgin derzli te-miz dalerit kayada, 14 m lik banketler ve 150 mm .pl delilderin (lngcrsoll Rand DM 35 ve -:4 do~anrn ilc) a_lmas ve bir adet 25 rns ge-ckrnel VI rne ile elektrikli fitil yardmyla

27

DSI TEKNlK BL TEJ\'1 1996 SA YI 84

patlatlan pelte halinde toz patlayclarn kul-lanlmas benimsenmitir. Bu ide patlayc mad-de tedarik edenler antiyede bir paketierne retim tesisi ve toz malzeme tama ekipman kurmay kararlatrmlardr. ANFO ilk projelerde, kayann daha uygun ve istenen ekilde paralara ayrlmas, su direnci ve birim fiyau yksek olan pelte patlayc madde miktarndan fazla oranda

kullanlabilmesi nedeniyle tercih edilen toz patla-yc olmutur. 40 tonluk patlaycnn kullanma hazrlanmas ve yklenmesi sekiz saatlik bir var-diya ierisinde mmkn olmutur. Doleritin ok saglam olan yaps nedeniyle ince daneler elde etmek iin, diger ocaklar iin geerli olan faktrlerden daha gl patlama faktrlerinin uy-

gulanmas gerekir. Baraja gelen ar krlm paralarn orann en aza indirgemek iin 2B zo-nu malzemesi kk kepeli hidrolik Beko'larla yklenir.

2A ve 2C zonu malzemeleri basit bir eleme sistemiyle elde edilmektedir. Bu uygulama Lo-wer Pieman'de de devam etmitir.

Ykleme, Tama, Yayma, ekil Verme ve Yzeyin Sktrlmas

Bu almalar teknolojik gelimelerden ya-rarlanma imkan sunmakta ve alma metod-

larmiZi kapsamaktadr. Lower Pienan'de ta-mamlanan kaya dolgu gerek maliyet asndan gerek bu projede kullanlan ve aagda aklanan uygulamalar asndan etkili bir alma ol-dugunu gstermitir.

antiyede kk bir bilgisayar zerinde yayma bilgileri toplanarak kaya dolgu almalar ile ilgili bir mali ve retim modeli ~e:

litirilmitir. Model, kamyonlarn ykleyc nnde ve baraj ocak aras gidi-dn yol-

larnda oluturdugu sralarn tahmininde kul-lanlan matematik hesaplarn kapsamaktadr. Aratrmalar, sra bekleme problemlerinin zm aamasnn uzanda oldugunu gstermitir. Bu konuda bir tahminin gereklemesi iin bizim

yaklammz udur. nce ykleyicilerden oluan sralannay baz alan devre zamanlar bilgisayara aktanimal sonra bu rakamlan kullanarak sadece ocak gidi yolundaki sralamay kabul eden yeni bir dnem bilgisayara aktarlmaldr. Elde edilen devre zamarlar yukandaki hesaplarn balangcnda yeniden ele alnm ve tm egzersizler yeniden bilgisayara yklenmitir.

Sonuta, deerlerde birbirine bir yaklama olaca beklenmitir. nk yaklana iin kul-

lanlan saylar hzl bir ekilde somut olarak orta-ya kmtr. Tahmin edilen vardiya verim degerierinin pratik sonulara ok yakn oldugu

grlmtr.

28

Bu model ile birlikte, ykleyici saysnn degiimi, kalyonlarn says, yollarn uzunlugu, yayma ekibindeki aksaklklarn etkisi ve yeni

tama yoluna gei iin uygun zamann tesbiti gibi konularn parasal adan hzl ber ekilde in-celenmesi kolaydr. llgin olan sonucun bekle-nenden farkl olmasdr.

Barajlarda dolgu yerleimi, bir dizi yatay tabaka ile tamamlanmam tabakalarn u blgelerine dklerek sonradan yaylan malze-meden meydana gelmektedir. Ykl kamyon-

larn, altda tamamlanm tabaka zerinde yklerini boaltacaklar mesafe ve alan byk oranda seril-mcktc olan kaya dolgu iindeki ince malzeme

oranna baldr. Bu metodu kullanarak bir metre geniliginde paralarla yine bir metre kalnlgnda kaba bir dolgu yapmak ve hafif arala skmam dolgu zerinden karya gemek mmkn olmaktadr. Daha az lastik ve

ekipnan annas iyi bir hareket yzeyinin mey-dana getirilmesine bag! dr.

Tabakalarn kenar blgelerine bu yolla ko-nulan malzeme kanlmaz olarak ayrmaktadr. Kurul, honojenligi salamak iin zon evlerinde ve tabaka ara yzeylerinde bulunan iri malzeme-nin dzcltilnesini ve bu blgelere daha yksek ordl1da ince malzeme konulmasn kararlaUm1tr.

Suyun eklenmesi

lk barajlarda dolgu zerine yerletirilen gzlenciler tarafndan ayarl su jetinin uygulama zamanna bagl olarak ayrlan sahaya istenen oranda su verilmitir. Basnl hava ile yanurlama

yaplmas, vardiya iinde srekli eleman deitirilmesi (frtnal havalarda daha skca) ve elektrik ebekesi ile ekiprnann srekli yer

deitirmesi uygun olmamaktadr. Lower Pie-man'de, baraja bitiik tama yolu zerine tesbit edilen gezici bir dolun istasyonu projelendirile-rek tesis edilmi ve servis yolu deitike yeri

deitirilmitir. Ykl kamyon gezici istasyon-dan geerken zerine yukarda bulunan bir depo-dan yaklak 4 veya 6 ton su boaltlntr. Gezi-ci kule kolay transfer iin lastik tekerlekli olarak imal edilmitir. Nonnal olarak kamyonlar ocakta kapasiteleri orannda yklendikleri iin bu ilem

yaklak % 10 gibi ar bir ykleme sonucunu dourmutur. Ancak bu durumun kule ve baraj arasndaki ksa mesafede tolere edilecei kabul edilmitir. Scak havalarda dolgu yzeyinin yeni dolgu serilmeden kuruduu grlm, fakat de-

netinler yzeyin hemen altndaki kayann nemli olduunu gstermitir. Bu sonu projes mhen-di slerini memnun etmi, metodun etkili oldugu

grlm ve dolguya eklenen suyun maliyetinde nemli bir azalma meydana gelmitir.

Yzeyin Hazrlanmas ve Deng