SU KAYNAKLARI MÜHENDİSLİĞİ – Mehmet Berkün
ÖNSÖZ
Türkiye su kaynakları bakımından oldukça zengin bir ülke olmasına rağmen, su kaynakları ile ilgili olarak yazılmış Türkçe kitap sayısı oldukça azdır. Bu eksikliğin giderilebilmesine bir katkıda bulunmak için bu kitap hazırlanmıştır. Kitabın içeriği, Su Yapıları Tarihi, Akarsularda Sediment Taşımmı, Akarsu Düzenlemeleri, Bağlamalar, Barajlar, Su Kuvveti Tesisleri, Sulama-Kurutma, Entegre Su Kaynakları Yönetimi ve Su Kaynaklarının Planlanması konulan ile sınırlandırılmıştır. Kitabın hazırlanmasında, uzun yıllar boyunca Karadeniz Teknik Üniversitesinde vermekte olduğum Su Yapıları Dersi notlarımdan ve ayrıca da yerli ve yabancı kaynaklardan da yararlanılmıştır. Bu çerçevede kaynakçada verdiğim eser sahiplerine teşekkür etmeyi bir borç bilirim. Bu kitap, özellikle İnşaat Mühendisliği Bölümü öğrencilerine su yapıları ile ilgili bilgileri kapsamlı olarak vermek için hazırlanmıştır. Uygulamada çalışan mühendisler içinde faydalı bir kaynak olacağını düşünüyorum. Şekillerin düzenlenmesi ve çizimlerin yapılmasında yardımından dolayı inşaat yüksek mühendisi Egemen Aras’a teşekkür etmek isterim.
Trabzon, 2005
MEHMET BERKÜN
YAZAR HAKKINDA
Prof. Dr. Mehmet BERKÜN 1944 yılında Burdur'da doğdu. 1964 yılında Ankara Atatürk Lisesi'ni bitirdi. Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü'nden 1969 yılında İnşaat Yüksek Mühendisliği Diploması aldı. 1972-1974 yılları arasında UNDP desteği ile İngiltere’de Birmingham Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü'nden doktora derecesini aldı. 1978-1979 yılında Amerika Birleşik Devletlerinde Madison-Wisconsin Üniversitesi İnşaat ve Çevre Mühendisliği Bölümü'nde Unesco desteği ile araştırma yaptı. 1989 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Hidrolik Anabilim Dalı'na profesör olarak atandı. 1989-1998 yılları arasında Hidrolik Anabilim Dalı Başkanlığı yaptı. Yüksek lisans ve doktora çalışmaları yönetti. Lisans, yüksek lisans ve doktora seviyelerinde Akışkanlar Mekaniği, Deniz Deşarjı Hidroliği, Su Yapıları, Su Kaynakları Çevre Mühendisliği Sistemleri v.b. dersleri verdi. Su yapıları ile ilgili araştırmalar ve inceleme çalışmaları yönetti. Bu konularda Citation lndex’e geçmiş ve çok sayıda atıf yapılmış yurt dışı ve yurt içi yayınlar yaptı. Uluslararası Balkan Ülkeleri Wha's V/ho'da ve Dünyada Who's VVho'da biyografisi yayınlandı, 1992 yılında İnşaat Mühendisleri Odası Teknik Dergisi danışmanlar kurulunda yer aldı. 1984- 1990 tarihleri arasında International Overvİews, Current Practices in Environmenfal Science and Technology Dergisinin ve Progress in Environmentaİ Science and Technology dergisinin Co-Ediiörlüğü'nü yaptı. Elsevier Science'in dergilerine olan katkılarından dolayı teşekkür ve onurlandırma belgesi verildi. 1999-2002 yıllarında KTÜ İnşaat Mühendisliği Bölüm Başkanı olarak çalıştı. KTÜ Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Yönetim Kurulu ve Fakülte Kurulu üyeliği görevlerinde bulundu.
İÇİNDEKİLER
SU YAPILARI TARİHİ
Bimya’da Tarihi Sn Yapıları Anadolu’da Tarihi Sa Yapılan Hitit ve Urartu Dönemleri’nin Su Yapıları Helenistik, Roma, Erkem Bizans Dönemleri’nin Su Yapıları Antik Kentlerim Su İletim Sistemleri Akarsuları Örten Yapılar ve Çevirme Tümelleri Antik Barajlar Selçuklu ve Osmanlı Dönemleri’nin Su Yapıları Sulama Sistemleri İstanbul ve Edirne Suyolları Barajlar
Akarsu Düzenlenmesi Hidromekamik Türkiye Cumhuriyeti Dönemi’nin Su Yapıları Birinci Çeyrek Yüzyıl (1923=1948)
İkinci Çeyrek Yüzyıl (1948-1973)
Üçüncü Çeyrek Yüzyıl (1973-1998)
Dördüncü Çeyrek Yüzyıl (1998-2023)
Su Kaynakları Mühendisliğinim Tamamı Suyun Kullanılması Taşkın Kontrolü Akarsu Taşkınları
Nehirlerdeki ve Akarsulardaki Akışın Sebep ölduğu Erozyon Diğer Konular Kıya Koruma Yapıları Hidrolik Yapılar Birleşik Sistemler Su Planlaması ve Yönetimi Su Planlaması Su Yönetimi
BÖLÜM 2
AKARSULARDA SEDİMENT TAŞIMIMI Akarsu Morfolojisi
Akarsu Yataktan ve Katı Madde ( Sediment) iie İlgili Genel Bilgiler Akarsu Yatakları ile İlgili Temel Bilgiler Su İçindeki Katı Maddenin Hareketi Teorik Yaklaşım Tek Bir Tanenin Dengesi
Kaldırma Kuvveti Etkisinde Sediment Tanesinin Dengesi Katı Madde Hareketi İle İlgili Tanımlar Katı Madde Miktarının Bulunmasında Kullanılan Formüller DuBoys Formülü Schoklitsch Formülü Shlelds Formülü Peter-Meyer Müller Formülü Einsteln - Brown Formülü Formüllerin Değerlendirilmesi
AKARSU DÜZENLEMELERİ
Giriş
Akarsu Düzenlemesinde Kullanılan Yapı Elemanları Düzenleme Yapıları Koruma Yapıları Kıy şiarım Oyulmasını Önleyici Yapılar Koruyucu Mahmuzlar Sehpalar
Tel Kafes Sandıklar Darlaştırma (biriktirme) Yapıları Boyuna Yapılar
Enine Yapılar ( Doldurucu Mahmuzlar) karsu Yatağının Oyulmasını Önleyici Yapılar Taban Eşikleri ve Çakıl Örtüler Tersip Bentleri Feyezan Yapıları Şeddeler Duvarlar Sel Kapanları Yargın Menderes
BAĞLAMALAR
Tanım
Bağlamaların Yapısal Özellikleri . Dolu Gövdeli veya Kapaklı Kısmın Yapı Elemanları
Priz (su alma yapısı) Yapı Elemanları . Yardımcı Yapılar . Bağlama Yerinin Seçimi Dolu Gövdeli Bağlamalar Dolu Gövdeli Bağlamaların Hidrolik Hesapları . Regülatör Mansabında Dere Anahtar Eğrilerinin Bulunması , Dolu Gövdeli Bağlamanın Kret Kotunun ve Savak Yüksekliği Hesabı Kabarma Yüksekliği ve Dolu Gövde (Kret) Uzunluğunun Bulunması Dolu Gövde Profilinin Belirlenmesi Bağlamalarda Düşü Havuzunun Hesaplanması Düşü Havuzunun Hidrolik Hesap Esasları Düşü Havuzu Boyunun Bulunması Memba Kabarma Eğrisinin Saptanması Derivasyon Kanalı ve Batardolar Çevre duvarları
Çakıl geçidinin projelendirilmesi Çapaklı Bağlamalar Kapakların Sınıflandırılması Kapak Çeşidinin Seçimi Kapaklı Bağlamaların Hidrolik Hesaplan Kapaklardan Geçen Akış Miktarının Bulunması kapaklara Etki Eden Kuvvetler
Bağlamaların Statik Hesapları Bağlamalara Etkiyen Kuvvetler Statik Kuvvetler Tahkikler
Dolu Gövde Stabilite Tahkikleri Dinamik kuvvetler Bağlama Yerinin ve Tipinin Seçimi Bağlama İnşaata
BÖLÜM 5 BARAJLAR
Barajların Tarihi Barajların Kısımları Baraj Yerinin Seçimi Barajların Yapılış Amaçları Barajların Çevre Etkileri Barajların Sınıflandırılması Büyüklüklerine Göre Sınıflandırma Yapılış Amaçlarına Göre Sınıflandırma Yapı Türlerine Göre Sınıflandırma Baraj Tipinin Seçimi Barajlara Etki Eden Kuvvetler Barajların Tipleri Beton Barajlar Beton ağırlık barajlarının Hesap Esasları Kemer Ağırlık Barajları
Payandalı Barajlar
Uygulansa ve tercih sebepleri Payandalı Barajların Hesap Esasları Kemer Barajlar Uygulama Yerleri ve Tercih Sebepleri Kemer Barajların Hesap Esasları Dolgu Barajlar Toprak Dolgu Barajların Projelendirme Esasları Şev Korunması Filtreler Filtrenin Oluşturulması Üniform Granülometreli Filtreler Zonlu Filtreler Filtre Kalınlığını Hesabı Boşluk Suyu Basıncı ve Sızma Hesaplan
Kozeny ve Casagrande 'ya Göre Freatik Hat ve Sızma Debisi Hesabı Darcy Kanunu
Freatik Su Çizgisinin Belirlenmesi Sızıntı Ağının Çizilmesi Sızıntı Debisinin Hesaba
Sızıntı Ağımın Yardımı İle Sızıntı Debisinin Hesaplanması Baraj Haznesi Hacmimin Bulunması Hacım-Yüzey Grafiği Aktif Depolama Hacminin Tayini Feyezanların Haznelerden Geçişi Olu Hacim
Haznelerde Hava Payı ve Baraj Yüksekliği Baraj Kret Kotunun Bulunması Hazne İşletme Çalışması Su Alma Yapısı
Su Alma Yapısının Hidroliği, Yersel Kayıplar Su Alma Ağzı Kotunun Hesaplanması Baraj Mühendisliğinde Tasarım Esasları Yakın Zamanda Oluşan Gelişmeler Korunma v® İyileştirme Jeolojik Bilgiler Şedde Korumaları Deprem Mühendisliği Depremlerim Önceden Bilinmesi Sismik Dirençli Tasarım Sızıntı Kontrolü Sızıntı Analizi Filtreler ve Drenler Temel Drenleri Geçirimsizlik Enjeksiyonu Saplamalar Örtüler Menfezler Prizler
Doiu Savaklar Galeriler Drenler Tehlike Girişi
Genel Bilgiler Sn Enerjisinden Faydalanma Elektrik Enerjisi İhtiyacının Değişimi Hidrolik Santralarım Sınıflandırılması Santrallerin Yapı Tipleri Nehir İçi Santralleri Yüksek Basınçlı Tesisler Pompaj Biriktirmell Santraller Gel-Git Santralleri Su Kuvveti Tesisinim Yapı Elemanları Derleme ve Sis Alma Yapıları İletim Yapıları Hidroelektrik Santral ve Projelendirmesi Türbinler
Türbin çeşitleri Türbin Hesapları Jeneratörler ve Transformatörler Boşaltım yapıları
BÖLÜM 7
SULAMA VE KURUTMA
Sulama ve Kurutmanın Tamımı Sulamanın Önemi
Türkiye’de Sulama Bitki Su ve Toprak İlişkileri Bitki ve Su Sulama Suyu Kalitesi Sulama Sularının Sınıflandırılması Tuzluluk Sınıflaması SodlHIk Sınıflaması Sulamadan tlerl Gelen Tuzlanmalar Toprak ve Sın Toprağın Bünyesi Toprağın Özgül Ağırlığı Toprağım Birim Ağırlığı
Toprağım Porozitesi Toprağım Su Alma Hızı Toprağım Permeabilltesi Bitki Kök Derinliği Topraktaki Suyum Çeşitli Durumları Sulama Dozu ve Sulama Aralığı Bitki Büyüme Mevsimi Tarımsal Bitkilerim Su İhtiyacı Bitki Su İhtiyacınım Tayininde Kullanılan Metotlar Blamey -Criddie Metodu Sulama Randımanı Sulama Modülü Kanal Kapasitesi Sulama Şebekeleri Su Dağıtım Metotları
Sulama ve Drenaj Şebekelerimdeki Kanalların Hidrolik Özellikleri Sulama Kanallarımın Kapasitelerimin Tayini Drenaj Kamalarımın Kapasitelerimin Tayimi
Mc- Matlı. Metodu Sulama Metotları Yüzeysel Sulama Yağmurlama Sulaması Yağmurlama Sulamasının Tipleri Damla Sulaması Sızdırma Sulaması Tarım Arazisinin Drenajı Yüzeysel Drenaj Şebekesi Tersiyer Yüzeysel Drenaj Kanalları Yedek Yüzeysel Drenaj Kanalları Ana Yüzeysel Drenaj Kanalı Derin Drenaj Şebekesi Drenler (Emme Boruları)
Tersiyer Derin Drenaj Kanalları
BÖLÜM 8
ENTEGRE SU KAYNAKLARI YÖNETİMİ
Giriş
Entegre Yönetim Kavramınım Gelişmesi
Plamlama5 Uygulama ve Yönetim
BÖLÜM 9 SU KAYNAKLARININ PLANLANMASI
Ekonomik Amaliz Kavramı
Su Kaymaklan Sistemlerinim Ekonomik Analizi