INS13204

GENEL JEOFİZİK VE

JEOLOJİDr.Öğr.Üyesi Orhan ARKOÇ

e-posta: orhan.arkoc@kirklareli.edu.tr

Web : http://personel.kirklareli.edu.tr/orhan.arkoc

1

BÖLÜM 12Baraj Jeolojisi

2

12.1.Baraj nedir?

Barajlar (dams);

enerji üretimi,

içme suyu sağlanması,

sulama

ve taşkın önlemeye yönelik su

kaynakları oluşturmak amacıyla

akarsu vâdileri üzerinde yapay

göller oluşturmak için yapılan büyük

su setleri (su tutma tesisi) dir.

3

12.2. Barajların sınıflandırılması

• Barajlar, amaçlarına

• enerji,

• sulama,

• atık toplama

ya da yapımlarında kullanılan malzemeye göre;

• Beton,

• Dolgu,

• taş örme (kâgir)

• ahşap ve çelik olarak sınıflandırılırlar.

4

5

12.3.Beton ve Dolgu Barajların Kısımları

6

7

1- Abatman : Sanat yapısının yatay ya da düşey yüklerini taşıyan ayak, ya da barajın üzerine

inşa edildiği vâdinin her iki tarafındaki destek, vâdi yamaç ve duvarları.

2- Vâdi kesiti : Baraj gövdesinin akarsu yatağında oturduğu kesimin enine kesiti.

3- Baraj memba eteği : Barajın memba yüzünün temel kayasına oturduğu kısım.

Memba : Suyun baraja, ya da sanat yapısına geldiği taraf, kısım.

4- Baraj topuğu : Barajın mansap yüzünün temel kayasına oturduğu kısım.

Mansap : Akış aşağı, suyun barajdan, ya da diğer sanat yapılarından çıktığı taraf.

7- Serbest kısım : Baraj tepesi ile barajın taşkındaki maksimum su seviyesi arasında

kalan kısım, mesafe. Bu kısma dalga payı ya da emniyet payı denir.

8- Baraj ekseni : Baraj tepesi yüzeyinin tam ortasından veya barajın memba yüzü

tarafından yamaçlara doğru geçirilen hayalî çizgi.

5- Baraj tepesi (kret): Barajın en üst kısmı.

6- Kenar duvarı (parapet): Baraj tepesinin her iki kısmında dalga veya trafik emniyeti

için yapılan duvarlar. Bu duvarlar baraj tepesinin yol olarak kullanılması hâlinde emniyetli

trafiği sağlamaktadır.

8

9- Baraj kesiti : Barajın eksenine dik kesiti.

10- Galeriler : Gözlem yapmayı sağlamak için baraj gövdesi içinde, baraj eksenine paralel, dik ve

eğik olarak yapılmış açıklıklar (tek ucu açık tünel).

11- Dip savak : Ölü hacminin üstündeki suyu boşaltmaya yarayan tünel. Dip savak, gerekli

hâllerde bir kısım suyu ve taşkın sırasında gelen tortuyu (silt) atmak amacıyla kullanılabilir.

12- Ölü hacim yüzeyi : Barajın içinde daimî kalan, boşaltılamayan/atılamayan suyun üst seviyesi.

Bu hacim, barajlarda toplanacak silti depolamaya yarar.

9

13- Baraj yüksekliği, tepe yüksekliği: Talvegten (H1) ya da temelden (H2) baraj tepesine kadar

olan mesafe, yükseklik (Talveg: Vâdinin veya akarsuyun en derin noktası)

14- Kuyruk suyu yüzeyi: Barajın dolu savak, dip savak ya da türbinlerden çıkan suyun

mansaptaki yüzeyi.

15- Maksimum su yüzeyi: Baraj göl alanında (rezervuar) su seviyesinin en yüksek olduğu (dolu

savaktan akmadan) seviye.

16- Minimum su yüzeyi: Baraj gölünde, faydalı şekilde kullanılabilecek en düşük su yüzeyi.

10

11

17- Dolu savak : Baraja maksimum su seviyesinin üstünde gelen taşkın

sularını baraj gövdesine ve göl alanının yamaçlarına zarar vermeden

boşaltmaya yarayan kanal.

18- Çevirme tüneli, derivasyon tüneli: Barajın gövde inşaatı

sırasında akarsuyun yönünü değiştirmeye yarayan tünel. (Derivasyon:

Çalışma alanını kuruya almak için suyun yönlendirilmesi işlemi.)

Beton Barajlar

• Ağırlık Barajları

Suyun kaldırma ve döndürme kuvvetine karşı kendi ağırlıklarıyla duran masif yapılardır.

• Ağırlık barajlarının inşa edileceği temel kayasının sağlam olması istenir.

• Geniş kanyon tipi vâdiler, ağırlık barajları yapımı için en ekonomik ve uygun olanlardır. Vâdi yamaçları az eğimli, geniş ve “V” şekilli olabilirler.

12

• Payandalı (destekli) ağırlık

barajları

• Su basıncına karşı koymada

düz ya da hafif eğimli bir duvar

ve duvarı takviye eden

desteklerden ibarettir ve su

basıncı, payanda (destek)

vasıtasıyla temele aktarılır

(Şekil 11.6.B ve C).

• Bu tip barajlarda daha az

• malzeme ve beton

kullanılmakta, daha az kazı

yapılmakta olup geniş kanyon

şekilli vâdiler için uygun ve

ekonomiktirler.

13

Dolgu barajlar

Bloktan kil boyutuna kadar ayrık (zemin) malzemelerden

yararlanılarak yapılan su tutma yapılarına 'dolgu baraj'lar

denir.

Dolgu barajlar;

a) Kil çekirdekli ve sıkıştırılmış topraktan oluşan homojen

ya da zonlu toprak barajlar

14

• b) Geçirimsiz bir zon ile

sıkıştırılmış ve kaya dolgu

yüzdesinin hâkim olduğu

granüler malzeme ile inşa

edilmiş olan kaya dolgu

barajlar olarak

sınıflandırılırlar.

15

12.4. Diğer su tutma yapıları

• Barajlara oranla daha az su tutan değişik amaçlarla inşa edilen su yapıları da

vardır.

• Bunlar; çoğunlukla ufak akarsular ve kuru dere yatakları üzerinde ya da yer

altında yapılırlar.

• Bu tür yapılar;

• göletler,

• sel kapanları,

• regülâtörler,

• vâdi dışı depolama ve yeraltı barajlarıdır.

16

• Gölet; yükseklikleri 10 m - 15 m ve daha küçük ya da topladıkları su hacmi

5x104 m3 ve daha az olan, çoğunlukla homojen gövdeli toprak dolgu türünde

yapılan su tutma yapısıdır.

• Göletler, kurak-yarı kurak bölgelerde, susuz ya da çok az sulu vâdilerde,

sulama, taşkın önleme amacıyla inşa edilir.

17

• Sel kapanları; sağanak şeklinde olan yağış sularını tutarak, yerleşim

alanlarını ve ovaları taşkın sularından koruyan su tutma yapılarıdır. Tutulan su

daha sonra savaklarla kontrollü olarak boşaltılır.

18

• Regülâtörler; akarsu yatağında, akarsuların yolunu çevirmede kullanılan su

yapılarıdır. Taş örme ya da betondan yapılan bu yapılar, akarsuyu sulama

kanalına, hidroelektrik santralleri, tünel ya da kanallarına akıtılmasında

kullanılır.

19

• Yeraltı barajları; daha çok kumlu-çakıllı alüvyonlarla dolu vâdilerin

uygun yerlerinde yer altında geçirimsiz bir perde inşaasıyla

oluşturulan ve buharlaşmanın fazla olduğu kurak ve yarı kurak

bölgelerde yüzeyde oluşan yağış sularının yer altında toplanabilmesi

amacıyla yapılan su tutma yapılarıdır.(örn. ASKİ, Ankara-Elmadağ Yeraltı Barajı,

2012).

20

12.5. Baraj yeri seçimi ve jeolojisi

• Doğru jeoloji ve mühendislik jeolojisi incelemeleri ile yer seçimi yapılmadan

gerçekleştirilen baraj inşaatlarında, barajın üzerine oturtulduğu tabakaların

yapısı, baraj gölü suyunun kaçmasına neden olabilir.

• Baraj yapılacak yerdeki kayaçların geçirimsiz olması gerekir. Geçirimli olması

durumunda enjeksiyonla iyileştirme mümkün ise de bunun baraj maliyetine

etkisi fazladır. Ayrıca kayaçların suya karşı duraylılığı önemlidir.

21

• Örneğin jips ve kireçtaşları üzerinde baraj yapılması durumunda bu kayaçların

suda çözünmesi nedeniyle zamanla su kaçakları oluşabilir.

• •Marnlı kayaçlar üzerine baraj yapıldığı zaman marnın su aldığında kabarması

baraj gövdesinde deformasyona neden olur.

• •Magmatik kayaçlar çatlaksız ve ayrışmamış oldukları zaman iyi bir baraj yeri

olabilirler.

22

• Tabakalı kayaçlar üzerinde baraj yapılması durumunda tabaka doğrultularının

baraj eksenine paralel ve membaya eğimli olması gerekir.

• Tabaka eğiminin mansaba doğru eğimli olması durumunda baraj gölünden su

kaçakları meydana gelir. Tabakalar yatay konumlu olduklarında enjeksiyon

perdesi ile geçirimsizlik sağlanır.

• •Antiklinal üzerinde baraj yapılırken baraj gövdesinin antiklinalin sol kanadı

üzerinde kalması su kaçağını engeller. Senklinallerde ise su kaçağı

engellenemez.

23

24

25

INS13204

GENEL JEOFİZİK VE

JEOLOJİDr.Öğr.Üyesi Orhan ARKOÇ

e-posta: orhan.arkoc@kirklareli.edu.tr

Web : http://personel.kirklareli.edu.tr/orhan.arkoc

26