• i. Tuzluluk farkları
• ii. Sıcaklık farkları
• iii. Katı madde konsantrasyonundaki farklılıklar

Aynı zamanda tabakalı akım, bir arayüzle ayrılmış farklı yoğunluktaki iki sıvıdan oluşan bir su kütlesi olarak da tanımlanmaktadır.

Düşeyde heterojen bir yoğunluk dağılımına sahip bir sıvıda daha yoğun olan kısım alt tarafta olma eğilimi gösterir. Derinlik boyunca yoğunluk dağılımındaki söz konusu bu eğilim tabakalaşma olarak adlandırılmaktadır.

Örneğin, İstanbul Boğazı üst tabakada Karadeniz’den Marmara Denizi’ne doğru su seviyesi farkından kaynaklanan, alt tabakada ise Marmara Denizi’nden Karadeniz’e doğru yoğunluk farkından kaynaklanan iki tabakalı bir akım yapısına sahiptir.

Arjen Hoekstra tarafından 2002 yılında ortaya atılan su ayak izi kavramı; ürünün sanal su veya gömülü su içeriğini ifade etmektedir. Başka bir deyişle, ürünün üretilmesinden tüketiciye ulaşana kadar geçen süreç için kullanılan suyun, buharlaşma dahil, miktarını ifade etmektedir. Her yetiştirilen/üretilen ürün için su ayak izi değerleri farklılık gösterir. Hatta ürünün satışa hazır hale getirilmesine kadar geçtiği aşamalar, ürünün yetiştirildiği bölge, iklim ve coğrafi koşullar da su ayak izi miktarında ciddi oranda değişikliğe sebep olmaktadır.

Hoekstra su ayak izi kavramını; “sadece bir tüketici veya üreticinin doğrudan su kullanımı değil, aynı zamanda dolaylı su kullanımını da içeren toplam tatlı su kullanımı” olarak ifade etmektedir . Bu tanımdan anlaşılacağı üzere, su ayak izi aslında tüm üretim ve tüketim aşamalarındaki suyu ifade etmektedir.

Hoestra’ya göre su ayak izi kavramı “temiz su kaynaklarının insanoğlunun etkisiyle yani tüketimiyle ilişkili olduğu kabul edilerek, su sıkıntısı ve kirliliği konusunun incelenmesinde üretim ve tüketim sırasındaki kullanılan toplam suyun incelenmesi ile anlaşılacağını” ifade etmektedir. Burada ifade edilmek istenen, bir ürünün üretim sürecinde kullandığı ve tüketim sırasında kullandığı tatlı suyun toplamını ifade eden ürünün su ayak izini oluşturmaktadır.

Su ayak izi, yeraltı ve yerüstü tatlı su kaynakları olarak tanımlanan mavi su, bitki üretimi boyunca gerçekleşen yağış olarak yeşil su; gübreleme veya kullanılan kimyasalların yeraltı suyunu ne kadar kirlettiğini ifade eden su ise gri su olarak üç ayrı şekilde tanımlanır.

Yeşil Su Ayak İzi Nedir?

Yeşil su ayak izi bitkiler tarafından tutulan ve sonra buharlaşma ile tekrar döngüye aktarılan ve tüm yağışlardan gelen suyu ifade etmektedir. Yağışlarla birlikte toprak suya doyar ve bu suyun bir kısmı buharlaşır (evaporasyon) bir kısmı ise bitkiler tarafından kullanıldıktan sonra terleme (transprasyon) yoluyla tekrar döngüye bırakılmaktadır. Bu döngü içerisindeki toplam su miktarı da yeşil su ayak izi olarak ifade edilmektedir. Yeşil su ayak izi genellikle ormancılık bahçe ve tarla tarımı ile ilgilidir.

Yeşil su ayak izi, yeşil su denilen yağışlardan elde edilen bahçe veya tarlada kullanılan su olduğundan genellikle insan kullanımının yoğun olduğu bileşen olarak görülmektedir. Yeşil su ayak izi, yeraltı suyunu kullanmayan veya yeniden yeraltı suyuna eklenmeyen ancak toprakta depolanan veya geçici olarak toprağın veya bitki örtüsünün üzerinde kalan yağışları ifade etmektedir. Yeraltı sularına karışmayan yağışın bu kısmı bitkilerde buharlaşır. Yeşil su, mahsul büyümesini verimli hale getirebilmektedir. Ancak tüm yeşil su mahsul tarafından alınamaz, çünkü her zaman topraktan buharlaşma olacaktır ve yılın tüm dönemleri veya alanları mahsul büyümesi için uygun değildir.

Yeşil su ayak izi, bir malın üretiminde kullanılan toplam yağmur suyudur. Ancak, yeşil su ayak izinde sözü edilen yağmur suyu kaybolmaz ya da yeraltı sularına karışmaz; toprakta ya da toprak üstünde bir süre için saklanır. Yağış miktarı, yeşil su arzını ve talebini etkilediği için, bir bölgenin yeşil su gereksinimi değerlendirilirken iklim değişikliği ve değişkenliği göz önünde bulundurulması gerekmektedir.

Mavi Su Ayak İzi Nedir?

Mavi su ayak izi yeraltı suyu ve yüzey suları tarafından elde edilen suyu ifade etmektedir. Mavi su ayak izi, bir malı üretmek için ihtiyaç duyulan yüzey ve yeraltı tatlı su kaynaklarının toplam hacmi için kullanılır ve geleneksel olarak tatlı su denildiğinde akla gelen su kaynaklarıdır.

Mavi su ayak izi yeraltı suyu ve yüzey suları tarafından elde edilen suyu ifade etmektedir. Tüketiciler tarafından kullanılan mavi su, “Tüketici su kullanımı” olarak ifade edilmektedir. Tüketici su kullanımı aşağıdaki dört durumdan birini ifade etmektedir:

• Yeryüzüne yağış olarak düşen su buharlaşır;
• Ürün yetişme döneminde büyüme için su kullanır ve ürünün bünyesine su katılır;
• Yağışla birlikte su aynı toplama alanına geri dönmez, (Örneğin başka bir havza alanına veya denize deşarj edilir);
• Buharlaşma ve terlemeyle ortamdan uzaklaşan su aynı sürede geri gelmez, (Örneğin, yağışın az olduğu bir dönemde geri çekilir ve yağışın fazla olduğu bir dönemde geri döner).

Gri Su Ayak İzi Nedir?

Gri su ayak İzi, kirliliğe yönelik bir gösterge olup, mevcut su kalitesi standartlarına dayalı olarak, kirlilik yükünün bertaraf edilmesi ya da azaltılması için kullanılan tatlı su miktarını ifade eder. Bu nedenle, gri su kavramı nüfus ve endüstriyel büyüme ile ilişkili olarak ele alınmaktadır.

Gri su ayak izi, bir üretim sürecinde gri su ayak izi, üretim adımı esnasında kullanılan tatlı su kirliliğinin derecesinin bir göstergesidir. “Mevcut ortam suyu kalite standartlarına göre kirleticilerin yükünü asimile etmek için gerekli olan tatlı su hacmi olarak tanımlanmaktadır”. Üretim yapılırken kullanılan tatlı suyun kirlenmesine neden olan kirleticileri, ortamdaki suyun kalitesi üzerinden değerlendirmektedir. Yani ortamda mevcut tatlı su kalitesinin standartların üzerinde kalacak şekilde seyreltmek için gereken su hacmi olarak hesaplanmaktadır.

Su Ayak İzi Neden Ölçülür? Neden Hesaplanır?

Su ayak izi ölçümündeki temel hedef; su ayak izi yüksek çıkan ürünlerde bunun azaltılmasına yönelik çalışmalar yapılarak, yerel su açısından değil küresel anlamda bir bakış açısıyla sürdürülebilir, adil ve verimli su kullanımına katkıda bulunmayı amaçlar. Yeşil su ayak izinin yüksek olduğu alanlarda küresel üretimleri arttırmayı amaçlayarak, su kıtlığı olan alanlarda yoğun mavi su ayak izi çıkan ürünlere olan ihtiyacının azaltılmasının sağlanması ve böylece tatlı su kaynağı üzerindeki baskıların azaltılmasına çalışılır.

Su Ayak İzi hesaplamaları ile suyun bol olduğu ya da kıtlığının yaşandığı yerler olarak değil, ürünün ton başına düşen su ayak izinin doğru üretim ve tüketim şekilleri ile azaltılmasını hedeflemektedir.

Hoekstra bazı ürünlerin su ayak izini hesaplamış ve bu hesaba göre ilginç ve alışılmışın dışında farklı sonuçlar ortaya çıkmıştır. Buna göre, bir kilogram sığır eti üretmek için 16 bin L, bir fincan kahve üretmek için 140 L suya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu örnekler gibi Hoekstra günlük hayatta kullandığımız birçok ürünün su ayak izini hesaplamıştır. Aşağıda örnek bir tablo gösterilmektedir

Viskozitenin birimi “puaz” yada “poise”dir.

Bir kenarı 1 cm olan alt yüzü tespit edilmiş küp elemanın üst yüzeyine 1 din’lik kuvvet uygulanması halinde, yüzeydeki moleküller 1 cm/sn hızla hareket ediyorsa bu sıvının viskozitesi 1 poise’dir.

(1 poise= 1 din/cm².saniye, 1/100 poise= 1 centipoise (cp)³ dir).

20°C’deki suyun viskozitesi 1 cp’dir.

Şekilsiz (amorf) malzemelerin ve akışkanların (sıvı malzemeler; su, asfalt, v.b.) molekül yapıları, birbirinden yavaş ve değişmeyen hızla ayrılır. Buna viskoz akma olayı denir. Viskozite katsayısı ne kadar büyükse o sıvının akma kabiliyeti veya hareket etme kabiliyeti o kadar azdır.

Viskoz sıvılar, uygulanan kayma gerilmeleri etkisiyle açısal deformasyonlar yaparlar. Şayet kesme kuvveti aşağıdaki şekildeki gibi sıvıya uygulanırsa, sıvıdaki hız değişimine neden olur.

Hızlı ve yavaş hareket eden düzlemlerin birbirlerini frenlemesinden iki düzlem arasında F sürtünme kuvveti oluşur. F sürtünme kuvvetinin değeri düzlemlerin alanı (A) ve hız gradyeni (dv/dx) ile orantılıdır. Kayma gerilmesi, sürtünme kuvvetinin düzlemin alanına bölünmesiyle bulunur.

Bir akımdaki iki nokta arasında dt zamandan sonra aralarındaki düzlemde dγ kadar açı bozulması olacaktır.

Açısal şekil değiştirme hız değişimi kayma oranına (dγ/dt=γ) eşittir. Kuvvet ve değişim arasındaki orantı faktörü (kayma gerilmesi ile açısal şekil değiştirme hızı) viskozite olarak adlandırılır.

Reolojide en basit viskoz sıvı modeli Newton sıvısı (Newtoniyen) olarak adlandırılır ve bu sıvı:

F/A=τ=ηγ

denklemine uyar. Bu denklem Newton sıvısının bünye denklemidir. Newton yasasına uyan cisimlere Newtoniyen cisimler denir. Newton yasası, viskoz şekil değiştirme hızının kayma gerilmesi ile orantılı olduğunu ifade etmektedir.

Newton sıvısının diyagramı aşağıda gösterilmiştir.

Sabit sıcaklıktaki Newtoniyen akışkanda, akışın özelliklerini tanımlayan viskozite değerinin hesaplanabilmesi için bir deneysel değerin belirlenmiş olması yeterlidir. Çünkü bütün Newtoniyen sıvılar orijinden geçen bir doğru ile temsil edilirler. Doğrunun eğimi viskoziteyi verir. Düzgün (üniform) akan Newton sıvısının temel reolojik özelliği viskozitedir.

Viskozitenin, plastik viskozite (plastik malzemeler için gerinim oranına karşı gerilmenin eğimi) ve diferansiyel viskozite (gerinim oranı ve gerilme ile ilişkili eğrinin eğimi) gibi birkaç tipi vardır. Bundan dolayı elde edilen değerlerin, hangi viskozite değeri olduğunu tanımlamak önemlidir.

Akış davranışının bir kaç tipi bulunmaktadır. Bu davranışlardan en basiti gerilme oranı sıfır iken gerilmesi sıfır olan ve gerilme oranı ile gerilme arasında lineer ilişki bulunan Newtoniyen davranışıdır. Viskozitenin kayma oranı ile değişimi sabitse reoloji, Newtoniyen olarak ifade edilir. Şayet viskozite kayma oranı ile değiştiği zaman reoloji Non-Newtoniyen’dir. Newtoniyen davranış ideal akış davranışıdır ve katılardaki Hooke davranışına benzerdir. Non-Newtoniyen malzemelerde viskozite sabit değildir. Kayma gerilmesinin veya kayma oranının ve mzamanın fonksiyonudur. Non-Newtoniyen malzemeler zamandan bağımsız ise viskozite, η=F(γ veya τ) olacaktır. Bu tür malzemeler; pseudoplastik, dilatant ve plastik olarak adlandırılır.

Akış ilk başladığında kayma oranı sıfır iken akışın başlayabilmesi için belirli bir gerilme değeri bulunan (akma gerilmesi) ve bundan sonra lineer bir davranış gösteren bir çok akışkanın bu davranışına plastik davranış denir (Bingham olarak da adlandırılır). Diğer genel davranış, kayma oranı artarken azalan viskoziteli pseudoplastik davranıştır. Bazen malzemeler dilatant davranışı da gösterebilir, ancak bu süspansiyon için genel değildir.

Ancak birçok Non-Newtoniyen akışkan zamana bağlı davranış gösterir. Zamana bağlı ise viskozite, η= F (γ veya τ ve t) olacaktır. Bu tür malzemeler Tiksotropik ve Reopektik malzeme olarak belirlenir.

Kaynaklar: 
Tolga ZEYBEK-KATKILI BETONUN REOLOJİK ÖZELLİKLERİ VE TERLEME DAVRANIŞININ İNCELENMESİ
Uygunoğlu T., Ünal O., Yücel K.T., “Uçucu Külün Betonun Basinç Dayanimina Etkisi Üzerine Bulanik Mantik Yaklaşimi”
Yazıcı, Ş., 2003. Süper Akışkanlaştırcıların Betondaki Bazı Fiziksel ve Mekanik Özelliklere Etkileri.

Baraj, bir akarsu vadisini kapatarak taşkınlardan koruyan, arkasında su biriktiren ve biriken suyu içme suyu, tarımsal sulama, enerji üretimi vb. ihtiyaçları karşılamak amacıyla inşa edilen yapıdır.

Baraj inşa edildikten sonra suyun set arkasında biriktirilmesiyle göl meydana gelir. Bu göle rezervuar veya baraj gölü denir.  Baraj, su biriktirme amacı ile hazne olusturmak üzere akarsu vadisinin kapatılarak suyun akışının engellendiği yapıdır.  Akarsular üzerine inşa edilen barajlar, içme suyu temini, tarımsal sulama, taşkın kontrolü sağlamak, endüstri suyu temini, elektrik üretimi, rekreasyon aktiviteleri, katı madde hareketinin kontrolü ve balıkçılık faaliyetleri gibi farklı amaçlara yönelik inşa edilmektedir. (Barajların Yapım Amaçları yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.)

Baraj Çeşitleri – Baraj Tipleri

1. Dolgu barajlar
   1. Homojen toprak dolgu barajlar
   2. Geçirimsiz çekirdekli dolgu barajlar
      1. Kil çekirdekli dolgu barajlar
         1. Kil çekirdekli kaya dolgu barajlar
         2. Kil çekirdekli karışık dolgu barajlar
      2. Asfalt çekirdekli dolgu barajlar
   3. Ön yüzü geçirimsiz dolgu barajlar
      1. Ön yüzü beton kaplamalı kaya dolgu barajlar
      2. Ön yüzü asfalt kaya dolgu barajlar
2. Beton barajlar
   1. Beton ağırlık barajlar
   2. Payandalı barajlar
   3. Beton kemer barajlar
   4. Silindirle sıkıştırılmış beton barajlar (SSB)
3. Karışık kesitli barajlar

Baraj tipleri, baraj malzemesine ya da diğer baraj özelliklerine göre sınıflandırılabilir. Baraj tipinin seçiminde, topoğrafya iklim şartları, depremsellik, ekonomik mukayese, temelin özellikleri ve inşaat malzemelerinin mevcudiyeti gibi özellikler önem kazanmaktadır. Baraj mühendisliğinde baraj tipleri birçok parametreye bağlı olarak sınıflandırılabilir.

Büyüklüklerine göre barajlar

Büyüklüklerine göre barajlar büyük baraj veya küçük baraj olarak sınıflandırılabilir. Büyük barajı Uluslararası Büyük Barajlar komisyonu (Internatıonal Commıssıon On Large Dams, ICOLD) “Temelden yüksekliği 15 m’den daha fazla olan barajlar” büyük baraj olarak tanımlanmaktadır. Eğer baraj yüksekliği 10 m ile 15 m arasında değişirse ve aşağıda belirtilen şartlardan en az birini sağlarsa böyle bir barajda yine büyük baraj olarak sınıflandırılır.

• Rezervuar hacmi 1 milyon m³’ten büyük ise,
• Tepe uzunluğu 500 m’den uzun ise,
• Temel inşaatında özel zorluklar varsa,
• Taşkın debisi 2 bin m³/s’den büyük ise,
• Projesi alışılmış türde değil ise,

Bu şartlardan hiçbirini sağlamayan barajlar ise küçük baraj ya da gölet olaraksınıflandırılır.

Dünyanın En Güçlü 10 Barajını buradan inceleyebilirsiniz…

Yüksekliklerine göre barajlar

Barajın yüksekliği 100 m’den fazla ise yüksek baraj, 50 m-100 m arasında ise orta yükseklikte baraj, 50 m’den az ise alçak baraj olarak sınıflandırılabilir.

Yapılış amaçlarına göre barajlar

Tek amaçla inşa edilen barajlar

İçme, kullanma, sulama, enerji üretim, taşkın koruma, başka bir barajın mansap şartlarının düzenlenmesi, atıkların depolanması, balıkçılık vb. şeklinde sınıflandırılabilirler.

Çok amaçla inşa edilen barajlar

Barajlar genelde birden çok amaca hizmet etmek için yapılırlar. Çok amaçlı bir barajda, depolama, taşkından korunma, rekreasyon gibi fonksiyonlar bir arada bulunabilir.

Fonksiyonlarına göre barajlar

Barajlar fonksiyonlarına göre de biriktirme, taşkın geciktirme ve kabartma olmak üzere sınıflandırılırlar.

Gövdenin statik projelendirmesine göre barajlar

Buna göre barajlar, ağırlık baraj, kemer ağırlık baraj, kemer baraj, payandalı baraj, toprak veya kaya dolgu baraj, ön germeli baraj şeklinde sınıflandırılır.

Hidrolik özelliğine göre barajlar

Bu tür barajlar üzerinden su akan baraj ve su akmayan baraj olarak iki şekilde sınıflandırılır.

Düzenleme devresine göre barajlar

Düzenleme yapmayan çevirmeli, mevsimlik düzenleme yapan ve uzun vadeli düzenleme yapan barajlar olarak üç grupta sınıflandırılabilir.

Gövde malzemesine göre sınıflandırma

Gövde dolgu malzemesi olarak kullanılan malzemeye göre dolgu barajlar, beton barajlar ve karışık kesitli barajlar olarak üç kategoriye ayrılabilir. Bu üç ana baraj tipi kullanılan gövde malzemesine ve geçirimsizliği sağlayan malzemelerin çeşidi ve yerine göre kendi içinde sınıflandırılırken çoğunlukla gövde malzemesi dikkate alınmaktadır. Günümüzde ülkemizde yaygın olarak beton ve dolgu barajlar kullanılmaktadır.

Dolgu Baraj Nedir?

Dolgu barajlar gövdelerini asfalt, kaya, kum, kil, çakıl vb. doğal malzemelerin oluşturduğu yapılardır. Ülkemizde şu ana kadar inşa edilmiş barajların büyük bir bölümünü oluşturan dolgu barajlar; tek bir malzemeyle geçirimsizliği tüm gövdede sağlayan homojen dolgu barajlar, geçirimsizliği çekirdekte sağlayan geçirimsiz çekirdekli dolgu barajlar ve geçirimsizliği ön yüzde sağlayan ön yüzü geçirimsiz dolgu barajlar olmak üzere üç gruba ayrılabilir.

Beton Ağırlık Barajlar

Beton ağırlık barajlar, tasarım yüklerine ağırlıkları ve malzeme dayanımları ile mukavemet gösterirler. Kemer barajlarda ise yükleri kemerleme etkisi ile yamaçlara aktarırlar. Beton barajlarda gövdenin tümü ile geçirimsiz olması esastır. Beton ağırlık barajlar, dış yüklerin etkisi ile kaymaya ve devrilmeye karşı kendi ağırlığı ile karşı koyan bir yapıdır. Beton barajlar genellikle, dar vadilerde ve sağlam temel kayaları üzerine inşa edilirler. Dolusavak, dip savak ve su alma yapıları baraj gövdesi üzerinde tasarlanırlar. Sarıyar, Kemer, Boyabat, Çubuk 1 ve Porsuk barajları bu tip barajlardır.

Payandalı Barajlar

Payandalı barajlar, beton ağırlık barajlarının özel şeklidir. Yan yana sıralanmış payandaların memba yüzleri genişletilmek sureti ile veya araları plak, kemer vs. gibi elemanlarla kapatılarak süreklilik sağlanmıştır. Ağırlık barajlara göre daha geniş vadilerde ekonomiktirler.

Beton Kemer Barajlar

Kemer baraj, rezervuardaki su yükü ve kendi ağırlığını kemer etkisi ile mesnetlere aktaran baraj türüdür. Kemer barajlarda yükler ve gerilmeler iyi dağıldığı için kullanılan malzeme miktarı ağırlık barajlara göre daha az olmakta ve maliyet düşmektedir. Bu baraj türünün inşası için vadi dar olmalı ve barajın yerleşeceği temel ve mesnetlerin taşıma gücü yüksek olmalıdır.  Kemer barajlar:

1. çift eğrilikli,
2. ince beton kemer
3. beton ağırlık kemer

olmak üzere üç türden oluşmaktadır.

Oymapınar, Gökçekaya, Ermenek, Deriner, Berke ve Sır barajları çift eğrilikli kemer barajlarımızın örnekleridir. İnce beton kemer barajına örnek olarak Gezende Barajı verilebilir. Karakaya ve Artvin barajları ise beton ağırlık kemer barajlarımızdır.

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Barajlar

Silindirle sıkıştırılmış beton barajlar (SSB), düşük oranda karışım suyu ve çimento içeren beton türünün, katmanlar halinde serilerek silindirlerle sıkıştırılması ile inşa edilen yapılardır. Bu özel beton türündeki çimento içerik olarak klasik betonunkinden daha azdır ve benzer malzemelerden beton karışımı oluşturulur. Bu karışım titreşimli silindirlerle sıkıştırıldığı için oluşturulan betona silindirle sıkıştırılmış beton adı verilmiştir. Son yıllarda silindirle sıkıştırılmış beton, baraj gövdelerinde, memba ve mansap batardolarında ve barajların diğer kısımlarında kullanılabilmektedir. Bu barajların memba ve mansap yüzü diğer baraj türlerine göre daha dik şevli yapılabilmekte ve bunun sonucunda daha az malzeme kullanılmaktadır. Dolgu baraja göre daha ekonomiktirler. Çine, Ayvalı, Menge ve Çetintepe barajları ülkemizde silindirle sıkıştırılmış beton barajlara örnektir.

Karışık Kesitli Barajlar

Geniş bir nehirde kaya dolgu, beton, katı dolgu ve silindirle sıkıştırılmış beton gibi çeşitli baraj tiplerinden oluşan karışık kesitli baraj inşa edilebilir. Ülkemizde Dağdelen, Birecik, Keban (beton ağırlık+kil çekirdekli kaya dolgu), Karkamış (beton ağırlık+kil çekirdekli kum ve çakıl dolgu) barajları bu tip barajlardır.

Barajlar Neden Yıkılır?

Kaynaklar:
Haluk BALI-BARAJLARDAKİ DEFORMASYONLARIN GEOTEKNİK CİHAZLAR İLE İZLENMESİ, DERİNER BARAJI ÖRNEĞİ
Can YILDIZ-BARAJ YIKILMASI TAŞKIN RİSK ANALİZİ YEŞİLDERE BARAJI ÖRNEĞİ
Berkant KONAKOĞLU-BETON BARAJLARDA DEFORMASYONLARIN STATİK, KİNEMATİK VE DİNAMİK MODELLER İLE BELİRLENMESİ: ARTVİN DERİNER BARAJI ÖRNEĞİ
KADİR KOÇYİĞİT-SİLİNDİRLE SIKIŞTIRILMIŞ BETON BARAJLARDA AGREGA NEM MİKTARININ MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Arapça kökenli bir kelime olan “maksim” kelimesi “suyun kollara ayrıldığı yer” manasına gelmektedir.

Kalıplaşmış bir şekli olmayan maksemler büyük veya küçük olabilmektedir. Maksemlere gelen su tekne veya sandık adı verilen küçük bir havuza alınır. Havuzun düşey duvarlarının üstünde fazla suyun taşınması için savaklar yapılmıştır. Savakların bulunduğu düşey mermer plağın üzerine su seviyesinden eksenleri 96 milimetreden aşağıda olan çeşitli çaplarda pirinçten yapılmış lüle adı verilen kısa borular yerleştirilmiştir. İç çapı 26 milimetre olan borudan akan suyun debisine de lüle denilmektedir. Lülelerin iç çapları da akıttıkları debiye göre değişir. Debileri 36,7 milimetre olanlar çift,45 milimetre olanlar üçlü, bu ölçülerden daha büyük olanlar sekizli ve onlu lüle olarak adlandırılmışlardır. Debiler, çapları küçüldükçe kamış, masura, çuvaldız ve hilal olarak adlandırılır.

İstanbul’daki maksemlerin en büyüğü Eğrikapı Maksemi diğer bir adıyla da Savaklar Maksemi’dir. Kırkçeşme su tesislerinin isale hatlarının son bulduğu yerde Mimar Sinan tarafından yaptırılmıştır. İç ölçüleri 5,95×5,95metre olan maksemin çatısı piramit şeklindedir. İstanbul’un Anadolu yakasında bulunan önemli maksemlerinden biride Üsküdar, Doğancılardaki Damat İbrahim Paşa Maksemi’dir. Günümüzde harap vaziyette bulunan maksemin üzerinde ta’lik bir hatla yazılmış şair Nedim’e ait bir kaside bulunur.

İstanbul’da bulunan Maksemler içerisinde günümüze kadar sağlam bir şekilde ulaşan Taksim Maksemi, I. Mahmut tarafından 1732 yılında Taksim su tesisleriyle birlikte yapılmıştır. Fransız konsolosluğunun karşısında bulunan 8 köşeli güzel bir yapı olan maksemin çatısı da 8 köşeli piramit şeklindedir. Maksemin kapısının sağ tarafında Taksim sokağı tarafına bakan, I. Mahmut tarafından yaptırılan kitabesiz çeşmesinin üzerinde “her şeye su ile hayat verdik” anlamına gelen ayet yazılıdır. İstiklal Caddesi üzerinde yer alan maksemin giriş kapısının üzerinde 4 pencere bulunur. Cephedeki pencerelerin üst kenar hizalarının iki tarafında kuş yuvaları bulunan, maksemde toplam 24 lüle bulunmaktadır. Maksemlerin küçük birer örnekleri de şehir içinde bulunan su terazilerinin tepelerine yapılmıştır. Bu yapılar sayesinde maksemlerdeki gibi su ölçülerek çeşitli yerlere dağılır. İstanbul’daki Süleymaniye Kütüphanesi’nin duvarının üzerinde bu yapının bir örneği bulunmaktadır.

 Kaynak: Nur SATIR-OSMANLI’DA SU TERİMLERİ VE SUYLA İLGİLİ MATERYALLER

• Sulama suyu amacıyla: Dünyanın ekilebilir alanının %18’i sulanan topraklardan oluşmaktadır. Sulama ile mahsul üretimin %40’ı karşılanmakta ve kırsal alanlardaki nüfusun %30’una istihdam sağlanmaktadır. Nüfusun sürekli artmasıyla beraber tarımsal ürünlere ve istihdama olan ihtiyaç artacağından sulamaya olan gereksinimde artmaktadır. Sulama suyu genellikle akarsular üzerine insa edilen baraj ve göletlerden sağlanmaktadır.
• Hidroelektrik enerji üretimi: Su kaynaklarından ekonomik olarak faydalanmada hidroelektrik enerji üretiminin payı oldukça önemlidir. Dünyada ki elektriğin %24’ünü üreten hidroelektrik santrallerin her yıl 2,3 trilyon kilovat-saat elektrik üreten 675000 megawatt kapasitesi mevcuttur. Dünyanın en büyük yenilenebilir enerji kaynağı hidroelektrik santrallerdir. Dünyadaki yenilenebilir elektriğin tamamına yakını (%90’dan fazlası) barajlardaki hidroelektrik santrallerden üretilmektedir.
• Şehirlerdeki kullanma ve içme suyu ihtiyacı: Artan nüfus ve refah seviyesininyükselmesi ile birlikte yerlesim yerlerinin içme ve kullanma suyu talepleri de artmaktadır. İnsanların içme suyu ve başka doğal ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla (temizlik, yıkama vb.) kullandığı suyu temin etmeye sağlar.
• Endüstriyel yapıların su ihtiyacının temini: Sanayi üretim için mutlaka suya ihtiyaç duyar. Çeşitli ihtiyaç malzemelerinin üretimini sağlayan sanayi yapılarının su ihtiyacının büyük bir kısmı baraj veya göletlerden elde edilir.
• Su ürünlerinin üretimi: İmalatı tamamlanan barajların oluşturduğu su havzalarında balıkçılık yapılarak önemli bir gelir elde edilir. Ziraat Mühendisleri Odası’nın raporuna göre (2018); ülkemizde su ürünleri üretiminde 200’e yakın doğal göl, 300’den fazla baraj gölü, 750’ye yakın gölet ve 33 adet büyük akarsu bulunmaktadır. Ülkemizde yaklaşık olarak 100 çeşit ekonomik açıdan değerli su ürünü bulunmaktadır.
• Mesirelik kullanım: Barajlar inşa edildikleri bölgenin çevresini değiştirmekte, oraya canlılık kazandırmaktadır. Barajın çevresinde inşa edilen rekreasyon alanları, yeşil alanlar vb. burada yaşayan veya gezi amaçlı gelen insanlar tarafından mesirelik olarak kullanılmaktadır.
• Erozyon ve birikintileri önleme: Barajların, sellerin yol açacağı erozyonu ve nehirlerdeki sediment, ağızlarda kil ve kum birikintileri oluşmasını önlemek gibi faydalı bir işlevi de vardır.

Baraj kelimesi, XX. Yüzyılın ortasından sonra Fransızca’dan dilimize geçmis olup sözlükte engel anlamına gelmektedir.

(Baraj Nedir? Baraj Tipleri ve Çeşitleri)

Barajlar genelde birden çok amaca hizmet etmek için yapılırlar. Çok amaçlı bir barajda, depolama, taşkından korunma, rekreasyon gibi fonksiyonlar bir arada bulunabilir.

“Barajlar Neden Yapılır?” konusu ile ilgili yorumlar kısmından siz de bilgi verebilirsiniz.

Dünyanın En Güçlü 10 Barajı

Baraj yıkılmaları gövdenin tümden göçmesi veya kısmi oyulma görülmesi gibi çeşitli sebeplerle gerçekleşebilmektedir. Meydana gelen baraj yıkılmaları incelendiğinde aşağıda belirtilen nedenlerin bir ya da birkaçının bu yıkıma sebep olduğu söylenebilir:

1. Uzun süreli yağışlar ve taşkınlar
2. Yetersiz dolusavak kapasitesi
3. Borulanmayı ve sızmayı tetikleyen içsel aşınmalar
4. İşletme aşamasında baraj ekipmanlarının yetersiz bakımı
5. Uygun olmayan tasarım veya malzeme kullanımı
6. Baraj gövdesinden suyun aşmasına neden olan yer kaymaları
7. Baraj havzasının akış yukarısında bulunan başka bir barajın yıkılması
8. Terörist saldırılar
9. Baraj gövde üst kesimi boyunca çatlaklara neden olacak deprem oluşumları
10. Baraj rezervuarının aşırı akım alması
11. Yetersiz ve hatalı filtre malzemesi seçimi
12. İnsan, tasarım ve bilgisayar hataları.

(Baraj Nedir? Baraj Çeşitleri)

(Barajlar Neden Yapılır?)

Baraj yıkılma sebepleri üç ana gruba ayırabilir:

a) Baraj gövdesi üstünden su aşması

Baraj gövdesi üzerinden suyun aşması, birçok nedenden dolayı olabilir ama genellikle dolusavak kapasitesinin yetersiz olmasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca yeterli dolusavak kapasitesinin katı maddeler ile dolmasından da meydana gelmektedir. Böylece baraj gövdesinden aşan su aşınmaya neden olur ve barajın yıkılmasına sebep olur.

b) Temel hataları

Baraj yıkılmasına neden olan temel hataları, temelin özelliklerinden kaynaklanacağı gibi yapım esnasında yapılan yanlış iyileştirmelerden de kaynaklanabilmektedir. Farklı oturmalar, çatlaklar, su sızıntıları gibi nedenler baraj temelinde hataların olduğunun belirtisi olabilmektedir. Ayrıca, tasarım aşamasında yanlış seçilen ve uygulanan temel malzemeleri de ciddi sorunların oluşmasına neden olmaktadır.

c) Baraj gövdesinde meydana gelen borulanma

Dolgu barajlarda geçirimsizliği sağlayan geçirimsiz zonda, sızan suların ince malzemeyi taşıması ile oluşan boşluklar zamanla boru gibi görev görmektedir. Su akımları bu boşluklardan geçerek zamanla boşlukların genişlemesine ve barajın yıkılmasına sebep olmaktadır.

Tarihteki Baraj Yıkılma Olayları

“Barajlar Neden Yıkılır?” konusuyla ilgili bilgi vermek ya da yorum yapmak için sayfanın alt bölümündeki yorum bölümünü kullanabilirsiniz.

Dünyanın En Güçlü 10 Barajı

“a) 2000 m²’den büyük parsellerde yapılacak yapılarda mekanik tesisat projesine; çatı yüzeyi yağmur sularının, tabii zemin altında tesis edilecek yağmursuyu toplama tankında toplanması, gerekmesi halinde filtre edilerek yeniden kullanılması amacıyla yağmursuyu toplama sistemi projesi de eklenir. İlgili idarelerce daha küçük parsellere ilişkin de zorunluluk getirilebilir. Yağmursuyu toplama tankı, parselin yan, arka veya parsel sınırına 3 m. den fazla yaklaşmamak kaydı ile ön bahçe zemini altında konumlandırılır. Toplama tankı tahliye hattı varsa yağmursuyu şebekesine bağlanır, atık su şebekesine bağlanamaz.”

Ruhsat projeleri için yeni bir konu olan bu yağmur suyu toplama ve depolama sistemleri nedir, ne değildir, niçin kullanılır, nereye inşa edilir gibi konuları inceleyelim.

Hangi Yapılarda Yağmur Suyu Toplama Sistemi Gereklidir?

Yağmur suları çatı alanı geniş olan binalar, hastaneler, fabrikalar, hava alanları, üniversite binaları vb. yapıların çatılarından toplanıp depolarda biriktirilebilir. Bu işlem için depo alanları gerekmektedir

Yönetmelik’e yalnızca bir paragraf ile getirilen bu yeniliğin uygulanması ile ilgili yapı türleri ve sınıfları için şu an yeterince detay bulunmamaktadır. Fakat yağmur suyunu toplayabilmek için gerekli ana kaynağın geniş alanlar/çatılar olması nedeniyle geniş yüzeyli parsellere öncelikli olarak zorunluluk getirilmiştir. Ayrıca yağış miktarlarının bölgelere göre farklılık göstermesi nedeniyle bölgesel uygulamalar için ilgili idarelere de düzenleme hakkı verilmiştir.

Yağmur Suyu Toplama Sistemi Nasıl Yapılır?

2017 yılında yayınlanan YAĞMURSUYU TOPLAMA, DEPOLAMA VE DEŞARJ SİSTEMLERİ HAKKINDA YÖNETMELİK ve ekinde yağmur toplama sistemleri hakkında detaylı bilgiler bulunmaktadır. Bu yönetmelik ve eklere aşağıdaki bağlantılardan ulaşabilirsiniz.

Yönetmelik;

Yağmursuyu Toplama, Depolama Ve Deşarj Sistemleri Hakkında Yönetmelik

Eki;

Yağmursuyu Kanalizasyon Sistemlerinin Etüt, Planlama ve Projelendirilmesine İlişkin Usul ve Esaslar

Örnek Yağmur Suyu Toplama Sistemleri

Yağmursuyu Kanalizasyon Sistemlerinin Etüt, Planlama ve Projelendirilmesine İlişkin Usul ve Esaslar’da yağmursuyu toplama sistemleri için aşağıdaki tipik örnekler verilmiştir.

Yağmur suyu toplama ve biriktirme projelerini de daha sonra buradan paylaşacağız…

Yağmur Suyu Toplama Sistemi Hesabı

(Eren, Aygün, Likos, & Damar, 2016)’nın çalışmasında yağmur toplama sistemi hesabı aşağıdaki şekilde yapılmıştır;

Çatı Yağmur Suyu Miktarı(m³)= Yağmur toplama alanı x yağış miktarı x çatı katsayısı x filtre etkinlik katsayısı.

Burada;

• Yağmur toplama alanı: Blokların çatı alanı,
• Yağış miktarı: Meteoroloji Genel Müdürlüğü tarafından belirlenen toplam yıllık yağış miktarı,
• Çatı katsayısı: Alman standartları tarafından DIN1989’da 0,8olarak belirtilen katsayıdır. Çatıya düşen bütün yağmurun geri dönüştürülemeyeceğini ifade etmektedir.
• Filtre etkinlik katsayısı: Alman standartları tarafındanDIN1989’da belirtilen katsayıdır (0,9). Çatıdan elde edilen yağmur suyunun, görünen katı maddelerden ayrıştırılması için geçirilen ilk filtrenin verimlilik katsayısıdır. Suyun bir miktarının buradan geçemeyeceği hesaplanarak verilen bir katsayıdır.

Dolayısıyla bu formül;

Çatı Yağmur Suyu Miktarı(m³)= Çatı alanı (m²)*0,9*0,8*Yağış miktarı (yıllık, mm)

şekline dönüştürülebilmektedir.

Yağmur Suyu Toplama Sistemi ile Ne Kadar Su Toplanabilir?

100 m² yüzey alanı için yağmur toplama hesabı;

İllere göre yağış miktarlarını ise buradan öğrenebilirsiniz.

Meteoroloji Genel Müdürlüğü tarafından belirlenen yıllık toplam yağış miktarları şu şekildedir; (Resme tıklayarak büyütebilirsiniz.)

Toplanan Yağmur Sularının Kullanım Alanları

Sürdürülübilir yağmur suyu yönetimi açısından konut, kamu binaları ve üniverisitelerin çatı yüzey alanlarına gelen  yağmur sularının depolanabilmesi büyük önem arz etmektedir.

Yağmur sularıyla depolara gelecek yaprak, kum gibi kirleticiler için filtre sistemi gerekmektedir. Yağmur suyunun ev şebekesine verildiği durumlarda, tuvalet rezervuarı ve çamaşır makinesine giden su hatlarına buradan su sağlanabilmektedir.

Tuvalet rezervuarı evsel tüketimin %30’una , çamaşır yıkama ise %12’sine karşılık gelmektedir. Tanklarda biriken yağmur suyu araba yıkamada, peyzaj ve bahçe sulamalarında da kullanılabilmektedir.

Tanklarda toplanan yağmur sularının kalitesinin iyi olması için teknik standartlara uygun tank kullanılmalıdır. Tankların tasarımı ve yapısındaki hatalar, yağmur sularının düşük kalitede olmasına neden olmaktadır.

Yağmur Suyu Toplama ve Depolamanın Avantajları

• Projenin büyüklüğüne bağlı olmakla birlikte bu sistemlerin yatırım ve işletme maliyeti genelde düşüktür.
• Yağmur suyu toplama sistemlerinininşaatı ve işletilmesi kolaydır.
• Bu sistemler mevcut su temin sistemi ile birleştirilebilir, adaptasyonu kolaydır.
• Diğer su temin projeleri ile karşılaştırıldığında olumsuz çevresel etkileri daha azdır.
• Elde edilen su bedelsizdir ve su kullanım yerine yakındır.
• Elde edilen su diğer su teminlerine kıyasla çok daha kalitelidir, arıtmaya gerek duymaksızın yeniden kullanılabilir.
• Mevcut su kaynaklarının korunmasına yardımcı olur.
• Acil durumlarda (deprem, ani susuzluk, vb.) durumlarda rahatlıkla kullanılabilir.
• Sel riskini azaltarak alıcı ortamlara taşınacak kirlilik yükünü azaltır.

(Yeşil Bina Sertifika Sistemleri)

Kaynaklar:
Yağmur Suyu Hasadı: Sakarya Üniversitesi Esentepe Kampüs Örneği- Beytullah Eren, Ahmet Aygün, Sinan Likos, Ali İzzet Damar
YAĞMUR SUYU TOPLAMA, BIRIKTIRME VE GERI KULLANIMI- Prof. Dr. Ayşegül Tanık
AYLA ÇETİNKAYA-SÜRDÜRÜLEBİLİR YAĞMUR SUYU DEPOLAMA YÖNTEMLERİ: MUĞLA YÖRESİ KIRSAL SARNIÇLARININ ARAŞTIRILMASI VE MSKÜ MERKEZ YERLEŞKESİ İÇİN ALTERNATİF ÇÖZÜM ÖNERİLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ
https://www.mgm.gov.tr/

Açık kanallarda akım tipleri değişik ölçütlere göre isimlendirilirler.

Açık Kanal Akımları;

• Kararsız Akım
  • Üniform Akım
  • Üniform Olmayan Akım
    • Tedrici Değişken
    • Ani Değişken
• Kararlı Akım
  • Üniform Akım
  • Üniform Olmayan Akım
    • Tedrici Değişken
    • Ani Değişken

şeklinde sınıflandırılmaktadır.

Bir akarsu akımında, herhangi bir noktadaki suyun derinliği, hızı, suyun temas halinde olduğu kesiti, suyun debisi gibi hidrolik parametreleri zamanla değişmiyorsa veya belirli zaman aralığında sabit kabul ediliyorsa bu akım türüne kararlı akım denir. Eğer yukarıda sayılan hidrolik parametreler zamanla değişiyorsa bu akım türüne ise kararlı olmayan akım denir.

Zaman ölçütü dışında akımların bir diğer sınıflandırma çeşidi de konumlarına göre sınıflandırılmalarıdır. Kanaldaki akan suyun derinliği kanalın her noktasında aynı ise üniform (değişken olmayan) akım, her noktasında aynı değil yani akım derinliği değişkense üniform olmayan (değişken) akım denir. Bu durum hem kararlı akımlarda, hem de kararsız olmayan akımlarda gözlemlenebilmektedir.

Açık Kanallarda Üniform Akımlar

Kanal kesitinin sabit kaldığı, bunun sonucunda da su derinliğinin de değişmediği akımlara üniform akımlar denir. Genellikle bir kanal tasarlanırken akımın üniform olması istenir. Çünkü üniform akım boyunca suyun derinliği, hızı ve dolayısıyla debisi  sabit kalmaktadır. Bu nedenle tasarlanan su kanallarında bu kriterler göz önünde tutularak su daha kolay kontrol edilmek istenmektedir. Yapılan projelerde kanal kesiti oldukça sabit tutulur ve üniform akım koşulları sağlanacak şekilde tasarımlar yapılır.

Doğal akarsularda üniform akım koşullarının oluşması çok zordur. Ancak hesaplamalardaki kabullerde akarsulardaki su hesaplarında da üniform akım şartları dikkate alınarak hesaplar yapılır.

Açık Kanallarda Üniform Olmayan Akımlar

Doğal akarsu kanallarında, taban eğimi, pürüzlülük ve debi en kesitten başka birkesite geçildiğinde değişeceğinden üniform akım söz konusu olamayacaktır ve üniform akış şartları için verilen denklem ve ifadeler de kullanılamayacaktır. Ayrıca, bir akarsu kanalına inşa edilecek herhangi bir su yapısı veya kanalda oluşturulan herhangi bir değişiklik de üniform akım şartlarını bozacaktır. Bu durumlarda, kanal derinliği ve akım hızı, kanal boyunca alınan bir x mesafesinin fonksiyonu olarak hesaplanacaktır. Akım çizgileri birbirine paralel olmayacak ve dolayısıyla akarsu kesitinde hidrostatik basınç dağılımında sapmalar meydana gelecektir.

Üniform olmayan açık kanal akımları iki kısma ayrılır.

1. Tedrici(yavaş) değişen akımlar (enerji ve sürtünme kuvveti ile ilgili denklemler geçerli)
2. Ani değişen akımlar (enerji ve impuls- momentum denklemleri geçerli)

Açık deniz platformları, deniz tabanından gelen petrolün ve doğal gazın keşif ve çıkarılması için kullanılmaktadır.

1. Açık Deniz Yapılarının Temel Esasları

Açık deniz yapılarının, doğalgaz ve petrol alanında gelişiminde dört ana teknik aktivite bulunmaktadır. Bunlar;

• Mühendislik ve tasarım faaliyetleri
• Üretim ve saklama faaliyetleri
• Kuyu üretimi için sondaj çalışması
• Yükleme sisteminin sağlanması (tanker, borular)

Bir açık deniz yapısının başlangıcından sonuna kadar takip eden dört temel süreç bulunmaktadır;

1. Aktarma
2. Kurulum
3. Çalışma
4. Yapı Ömrü

1.1. Aktarma

Tersanelerde ya da inşa alanlarında yapımı biten açık deniz yapısının bir şekilde çalışma alanına getirilmesi gerekmektedir. Açık deniz yapıları deniz içinde faaliyet gösterdikleri için genelde gemiler yardımıyla götürülmektedir. Bu yapılar bir bütün olarak götürüldüğü gibi, elemanlar olarak götürülüp monte edilebilir. Yapının denize inişi sırasında çok dikkatli olunmalıdır.  Aşağıdaki şekillerde açık deniz yapılarının denize indirilişi, suyun içine yerleştirilmesi ve götürülmesi gösterilmiştir.

1.2. Kurulum

Açık deniz yapıları genel olarak çelik elemanlardan oluşmaktadır. Açık deniz yapısının kurulumu bir geminin yapım aşamalarına benzemektedir. Bu yapıların kurulumunda açık deniz yapıları saç ve bazı çelik elemanları birleştiren kaynak teknolojisi ya da çelik elemanların ara bağlantı elemanları çok büyük önem kazanmaktadır. Bu yapıların uzun dönemde etkilenecekleri yüklerden dolayı kaynak dikişlerinin kopması ya da bağlantı elemanlarının görevini yerine getirememesi gibi sorunlar suyun içinde bulunan yapıda çok büyük sorun teşkil edebilir. Bunun için yapının kurulum esnasında dikkatli olunmalıdır.

Kurulum ya denizin içinde bölüm bölüm birleştirilerek ya da bir bütün olarak inşa alanında yapılır. Örnek olarak aşağıda bir açık deniz platformunun birleştirilmesi şematik olarak görülmektedir.

1.3. Çalışma

Açık deniz yapıları kullanım amaçlarına göre imal edilmektedir. Açık deniz yapılarının genel kullanım amacı denizlerde bulunan doğal kaynakların özellikle petrol ve doğalgazın tespiti, sondajı, bunların çıkarılması ve son olarak bunların işlenmesi olarak söylenebilir. Bu işlemler için inşa edilecek yapıların işlevlerini yerine getirebilmesi için belli özelliklere sahip olması gerekir. Eğer bir açık deniz yapısının görevi petrol ya da doğalgazın sadece tespiti ise maruz kalacağı yükler, sondaj yapacak olan açık deniz yapısının maruz kalacağı yüklerden çok farklı olacaktır.

1.4. Yapı Ömrü

Her yapının bir ömrü olduğu gibi açık deniz yapılarının da bir çalışma ömrü vardır. Fakat açık deniz yapıları çalışma koşulları nedeniyle klasik yapılardan farklı özelliklere sahiptirler. Genel anlamıyla düşündüğümüzde bu yapılar petrol hammaddesi ile iç içe oldukları için yangın, patlama ve bunun gibi olayların meydana gelme olasılığı normal bir yapıda meydana gelme olasılığından çok daha yüksektir. Açık deniz yapılarında kullanılacak malzemenin de çok kaliteli olması ve deniz suyuyla temas halinde olduğu için normal yapılarda kullanılan betondan ya da çelikten daha kaliteli olması gerekir. Bu malzemelerin en önemli özelliği ise korozyona karşı dayanıklı olmaları gerekmeleridir.

Yapı ömrü ile ilgili diğer bir problem ise mühendislik ve imalat esnasında yapılacak hatalardır. Tasarım esnasında yapılacak en ufak bir hata ya da imalat esnasındaki kaynak dikişinin ya da bağlantı elemanın hatası yapının görevini yerine getirememesine neden olabilir. Bu yapı ömrünü beklenenden kısa yapar bu da istenilmeyen bir durumdur.

2. Açık Deniz Yapısı Türleri

İnşa edilecek bir açık deniz yapısının türünü belirlerken bazı kıstaslar göz önüne alınmalıdır. Bu kıstaslar en genel anlamıyla düşünüldüğünde, yapının kullanım amacı, çalışma alanı ve etkileneceği çevresel koşullar olarak söylenebilir.

Açık Deniz Yapıları Nelerdir?

Günümüzde genel anlamda bilinen dört ana model açık deniz yapısı vardır.

1. Sondaj Gemileri
2. Yarı Dalgıç Yapılar
3. Dalgıç Yapılar
4. Yükselen Platformlar

2.1. Sondaj Gemileri

Sondaj gemileri; sondaj kulesi, ay havuzu denilen bir açıklığın üzerine oturtulmuştur. Sondaj gemileri diğer platformlara nazaran demirleme ve DWT (Dead Weight Ton) bakımından avantajlı, fakat dalga yüklerinin etkisiyle yalpa, dalıp çıkma gibi hareketleri yapmaya daha yatkındır. Sondaj gemilerinin birçokları geleneksel demir ve demir halatlarından ibaret bir sabitleme sistemine sahiptirler. Sondaj sırasında demirler gemi etrafında çeşitli yönlerde dağıtılırlar. Yeni yapılan en gelişmiş tekneler ise, yerlerinde dinamik pozisyonlama sistemi ile durabilmektedir. Bunlar bilgisayar kontrollü, gövdenin muhtelif yerlerine yerleştirilmiş iticilerle çalışmaktadır. Demir halatlarına bağımlı olmanın avantajı belirgindir. Bunlar sondaj gemisinin kullanabileceği su derinliğini de sınırlamaktadır. Çünkü ağır demirler ve zincirler, geminin yükünü artırmaktadırlar. Dinamik pozisyonlama sistemine sahip gemiler değişen rüzgâr, dalga ve akıntı şartlarına da çok kolay ve çabuk uyum göstermektedirler. Sondaj gemilerinin dezavantajları; güverte alanlarının dar olması, dalgalı deniz durumlarında zayıf stabiliteye sahip olmaları ve sondaj işlemlerinin büyük hareketlere uygunluğu gerekmeleridir. Dinamik pozisyonlama sistemleri dalgaların meydana getirdiği salınımlara karşı çok az etkin olmaktadır.

Sondaj gemilerinin başta gelen avantajları; düşük ulaşım maliyeti ve zamanı, güverte yükünün ve vinç yükünün fazla olması ve hareket kabiliyetleridir. Diğer tipler ister çekilsinler, ister kendileri hareket etsinler, birkaç millik hıza sahiptirler. Sondaj gemileri ise normal geminin hızı ile hareket edebilirler.

2.2. Yarı Dalgıç Yapılar

Yarı dalgıçlar kare, üçgen, beşgen bir güverteye veya platforma sahiptirler. Bu güverte kolonlar üzerine oturtulmuştur. Sabit kolonlar su altında büyük hacimli ayaklara bağlıdırlar. Bu ayaklar yapının su üstünde kalmasını sağlamaktadır. Yarı dalgıçların çalışma alanları değişebilir bu nedenle yarı dalgıçların hareket kabiliyetleri oldukça iyidir ve çok kötü hava şartlarında bile yönlerini değiştirmezler. Yapının çalışma ve sondaj boyunca demir çapalarla sabitlenmesi sağlanır.

Tasarımda ana amaç ana kaldırma elemanlarını su altında tutarak dalga etkisini azaltmaktır. Bundan dolayı kötü hava şartlarında bile yapı daha dengeli olup yatay hareketler ve yalpalamalar daha azdır. Çalışma bölgesine hareket sırasında tanklar boşaltılarak ayaklar su yüzeyine kadar çıkartılır. Böylece hareket halindeki su direnci azaltılmış olur. Bu yapının avantajları; yüksek hızla yer değişimi yapabilmesi, stabil olması, dalga etkilerine karşı minimum tepki vermesi ve geniş güverte çalışma alanına sahip olmasıdır. Dezavantajı ise; yapının yapım aşamasındaki yüksek maliyeti, sınırlı güverte yükünün olması, yapısal yorulmanın çok olması ve uzun mesafede taşıma olayının maliyetli olmasıdır.

2.3. Dalgıç Yapılar

İsminden de anlaşılacağı gibi batarlar deniz tabanına oturtulur ve sondaj çalışma süresince orada dururlar. İşlem bitince tanklar boşaltılarak yapı yüzdürülür ve yeni bir çalışma sahasına çekilir. Orada tanklara deniz suyu doldurularak tekrar deniz tabanına oturtulur. Böylece yapı faaliyet hazırlıkları tekrar başlar. Bu şekilde çalışma kolay ve daha emniyetlidir. Bu yapıların avantajı; düşük maliyetli olması, yeniden kullanılabilir olması yani gemiye dönüşebilmeleri ve hareket kabiliyetlerinin yüksek olmasıdır. Dezavantajına gelince, çalışma alanlarının sınırlı olması, düşük güverte yük kapasitelerine sahip olmaları, hareketleri esnasında küle yapılarının zarar görebilmeleri, dalgalı deniz durumlarında stabilitelerinin zayıf olması ve ancak sınırlı derinliklerde çalışabilmeleri mümkündür.

Sahillerde petrol aramakta kullanılan ilk sondaj yapıları yarı dalabilen (dalgıçlar) yapılardır. Bu yapıların geliştirilmesi çok az olmuştur ve sayıları diğer yapılara nazaran pek artmamıştır. 1979 yılında 16 adet dalgıç yapısı mevcuttur. Bunların yapısal şekilleri yarı dalgıç yapılara benzemektedirler. Ancak yarı dalgıç yapılar çok daha büyük yapılardır. Alt kısımları boru şeklinde, daha doğrusu dairesel kesitli ayak şeklinde olup kolonlar bunların üzerine oturmuştur. Kolonların üzerine ise güverte bölümü oturtulmuştur. Kolonlar arasındaki bağlantılar yapının sistemine yeterli rijitliği vermektedir. Bu yapıların avantajı kullanımlarının kolay, emniyetli, maliyetlerinin az olması ve sondaj için sabit bir yere oturtulmuş olmalarıdır. Dezavantajları ise kullanılabilecekleri su derinliklerinin sınırlı olmasıdır.

2.4. Yükselen Platformlar

Yükselen platformlar hareket edebilen, bağımsız bir ayak ve güverte bölümlerinden oluşan sondaj çalışmalarını gerçekleştiren yapılardır. Yükselen platformlar, sondaj sırasında bacaklar üzerinde taşınan ve yeni bir çalışma sahasına çekilirken yüzebilen birgövdeye sahiptir. Sondaj alanına giderken ayaklar, kaldırma kuvvetini sağlayan yüzen gövde görevi yapar. Sondaj yerinde mesnetler deniz tabanına indirilir, platform mesnetler üzerine doğru yukarıya doğru tırmanır. Tırmanma miktarı dalga yükseklini aşacak miktardadır. Bu pozisyonda sondaj işlemi yapılabilir. Başka yere gideceği zaman, platform kilitleri çözülerek bacaklar üzerine denize indirilir, kaldırma kuvveti platformca sağlanacağından mesnetler yukarı çekilir ve yeni çalışma bölgesine gitmek için hazırlık tamamlanmış olur.

Yükselen platformların büyük avantajı, sabit bir sondaj yeri sağlayabilmeleri, maliyetlerinin çok olmamasıdır. Dezavantajı ise yavaş hareket edebilmeleri, sondaj yerine otururken, kalkarken ve taşıma sırasında dalga etkilerinin ve hava koşullarının tehlikeli olması ve fazla derin olmayan bölgelerde çalışabilmeleridir. Genel olarak bir yükselen platform yapısı dikey olarak 3 yada 4 ayaktan oluşur.

3. Açık Deniz Platformları

Açık deniz platformları ile ilgili olarak, su derinliklerine (sığ, orta, derin), çevresel, operasyonel ve jeoteknik şartlara bağlı olarak bu yapılar yüzer veya deniz tabanına sabitlenmiş olabilmektedir.

Açık Deniz Platformları ve Çeşitleri Nelerdir?

Açık deniz platformları, deniz altındaki doğal kaynakların, özellikle de deniz altı petrol madenlerinin ortaya çıkarılması ve geliştirilmesi amacıyla kullanılmaktadır. Açık deniz platformları dört başlık altında toplanabilir. ;

1. Ceket Tip Platform
2. Yerçekimi Tip Platform
3. Gergi Ayaklı Platform
4. Kriko Tip Platform

Bu açık deniz platformları kendine özgü ayırt edici özellikler taşımaktadır. Yapılacak olan platform seçiminde, yapının yapılacağı yerdeki su derinliği, yapının ne amaçla kullanılacağı ve amaçlanan işe göre gerekli olan güverte araç gereçleri rol oynamaktadır.

3.1. Ceket Tip Platform

Bu sabit platformlar petrol ve doğalgaz üretimi için suyun derinliklerinde sabitlenip kullanılan yapılardır. Genelde bu yapılar çelik kafes sistemlerden oluşmaktadır. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi bu çelik kafes sisteminin üzerine güverte kısmı yerleştirilmektedir.

Dünyada en çok kullanılan açık deniz yapı türüdür. Yaygın olarak 150 m’den daha az su derinliklerinde yapılmasına karşın, 300 metreye kadar olan su derinliklerinde de yapılabilmektedir. Bu platformlar 4 ayaklı, 6 ayaklı ve 8 ayaklı kuleler şeklinde inşa edilmektedir. Bu yapılar iki kısımdan oluşmaktadır. Bu tür yapılar sahada inşa edildikten sonra çalışma alanına nakil edilir ve çalışma pozisyonu alır.

Altyapı (Ceket): Çelik elemanların kaynak yardımıyla ya da bağlantı elemanları yardımıyla birleştirilmektedir. Bu yapılar çelik kazıklarla birlikte deniz zeminine sabitlenmektedir. Kazıklar 1–2 m çapındaki kalın çelik borulardır ve 100 m ye kadar deniz yatağına girebilirler. Bu temel çakım işlemi aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi gerçekleştirilir.

Üstyapı (Güverte) : Bu kısım yapını işlevini yerine getirmesi için gerekli araç ve gereçlerin bulunduğu bölümdür. Bunlar, gaz türbini, pompalar, kompresörler, vinçler, helikopter sahası vb. şeyleri içeren üretim malzemeleri, geçici meskenler ve yiyecek depolarıdır.

Bu yapıların avantajları; yüksek güverte yüküne sahip olmaları, bölüm bölüm inşa edilip çalışma alanına nakil edilebilmeleri, geniş alanlarda uzun zaman çalışabilmeleri, çok iyi stabiliteye sahip olmalarıdır. Dezavantajları; derinlik artıkça maliyetin artması, başlangıç ve bakım maliyetinin yüksek olması, tekrar kullanılmayacakları, çelik yapı elemanlarının korozyondan etkilenmeleridir.

3.2. Yerçekimi Tip Platform

Bu tür yapılar değişik çalışma alanlarında ve zor çevre koşullarına sahip bölgelerde örnek olarak Kuzey Denizi’nde tercih edilmektedir. Diğer bir ana model ise genelde ağırlık betonlarından oluşan açık deniz platformlarıdır. Genelde, deniz tabanının kazıklı temel içinuygun olmadığı yerlerde çelik veya betondan yapılmaktadır.

Yapının zemin ile temas eden alt bölümü ağılığa bağlıdır, stabildir ve toprağın davranışı yapı için önemlidir. Bu yapı türleri için zeminin davranışı çok önemlidir. Bu nedenle yapı tasarlanmadan önce zemin bilgileri detaylı olarak bilinmek zorundadır. Bu yapılar çok geniş ayak tabanlarına sahiptirler ve bunların üzerine güverte kısmı yerleştirilir.

Bu yapıların avantajları; güverte yük kapasitesinin yüksek olması, çalışma alanının geniş olması, yapı ömrünün uzun olması ve depolama kapasitesinin fazla olmasıdır. Dezavantajları; derinlik artıkça maliyetin artması, temel yerleşimi için deniz tabanının düzgün olması ve kullanılan malzemenin çok olmasıdır.

3.3. Gergi Ayaklı Platform

Gergi ayaklı platformlar gergin bağlantılarla yüzen platform yapılardır ve deniz madenlerinde kazı yapmak ve petrol çıkarmak için kullanılmaktadır. Bu yapılar esasen sabit platformların kullanılması ekonomik olmayan küçük madenlerde kullanılmakta ve farklı yerlere taşınabilmektedir. Gergi ayaklı platformlar genellikle 250 ile 600 m arasında derinlikte kullanılmaktadır fakat bu tip yapılar 300 m den daha az derinliklere sahip denizlerde daha verimli çalışabilmektedir. Bu yapılar, çok sayıda esnek bağlantı elemanlarıyla deniz dibine yerleştirilen büyük bir betonarme plağa tutturulmaktadır.

Deniz tabanının üzerindeki kazıkların tepesine bağlanan dubalara oturtulan bir güverteye sahiptirler. Bu kazıklar her zaman gergide duran uzun borulardan oluşmaktadır. Bununsayesinde esnekliğini koruyabildiği için kolonların burkulmadan dolayı hasar görme veya çökme riski yoktur. Üst yapının yüzmesi nedeniyle bağlantı elemanları, sürekli olarak çekme etkisinde kalmaktadırlar.

Bu yapıların avantajları; hareket kabiliyetlerinin olması, yenilenebilir olmaları, stabil olmaları, minimum dikey harekete izin vermeleri, su derinlik kapasitelerinin yüksekolması, düşük bakım maliyetlerinin olması olarak söylenebilir. Dezavantajları ise; başlangıç maliyetinin yüksek olması, gergi ayaklarının yorulma mekanizmasına maruz kalmaları, depolama olayının çok az ya da hiç olmaması ve bakım olayının zor şartlarda gerçekleşmesidir.

3.4. Kriko Tip Platform

Açık deniz yapılarının içinde en az tercih edilen yapı türüdür. Genelde su derinliği sığ olan alanlarda yapılmaktadır. Bu tip platformların yüzen bölümlerden oluşan kısımları bulunmaktadır.

4. Açık Deniz Yapılarına Etkiyen Yükler

Açık deniz yapılarına etkiyen yükleri en genel şekilde aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir;

1. Kalıcı Yükler
2. Hareketli Yükler
3. Üretim ve Tesisat Yükleri
4. Çevresel ve Tesadüfi Yükler

4.1. Kalıcı Yükler

Kalıcı yükler aşağıdaki yüklerden oluşmaktadır;

• Yapının kendi ağırlığı
• Yapının üzerinde devamlı duran araçlar
• Yapı elemanları üzerinde etkiyen hidrostatik kuvvetler başlığı altında toplanır

4.2. Hareketli Yükler

• Yapı işlevi nedeniyle bulunan gereçler ve kullanılan elemanlar.
• Sondaj, geminin demirlenmesi, helikopterin inişi, vincin çalışması gibi olaylarda meydana gelen yükler.

Bu olaylardan kaynaklanan yüklerle ilgili verileri hesaplamak tasarımcının yapması gereken en önemli konulardandır. BS6235 (Code of practice for fixed offshore structures) standardına göre yükler aşağıda verilmektedir;

• Mürettebat ve geçit yerleri: 3,2 kN/m2
• Çalışma alanları: 8,5 kN/m2
• Depolama ve muhafaza etme yerleri: 6,78 kN/m2

4.3. Üretim ve Tesisat Yükleri

Bu yükler; geçici, yapıda üretim boyunca meydana çıkan ve açık deniz yapılarının kurulumunda bulunan elemanların meydana getirdiği yüklerdir ve bu yüklerden kaynaklanan kuvvetlerdir.

• Kaldırma elemanlarının çalışması esnasında
• Tahliye elemanlarının çalışması esnasında
• Nakliye esnasında
• Denize indirme ve dikine çevirme esnasında

4.3.1. Kaldırma Elemanlarının Çalışması Esnasında

Kaldırma elemanları çalışırken yapıya tasarımcının dikkate alması gereken önemli yükler etki etmektedir. Bu kuvvetler genelde yapının dikey elemanlarına etkiler. Kaldırma elamanlarının çalışma yerleri ve şekilleri farklıdır.

Bütün yapı elemanları ve birleşim noktaları tasarlanırken bu kuvvetler dikkate alınmalıdır. Bu yüklerle ilgili bilgiler API-RP2A (Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms Working) standartlarında bulunmaktadır. Kaldırma yükleri genelde yatay olarak etki yapmazlar.

4.3.2. Tahliye Elemanlarının Çalışması Esnasında

Bu kuvvetler genelde yapının inşa sahasından mavna üzerine tahliye edilirken meydana gelen kuvvetlerdir. Tahliye olayı vinç yardımı ile kaldırılıp mavna üzerine yada yapının kaydırılarak mavna üzerine yerleştirilmesi gibi değişik şeklilerde yapılabilir. Her durum için API-RP2A standardında katsayıları bulunmaktadır. Gel-git durumunda, değişik draft koşullarında örnek verilebilir.

4.3.3. Nakliye Esnasında

Bu kuvvetler açık deniz yapılarının mavna üzerine yada kendi kendine yüzmesi için nakliye yapılırken meydana gelen kuvvetlerdir. Bu kuvvetler yapı ağırlığına, geometrisine, mavna şartlarına ve nakliye sırasındaki çevresel koşullarına (dalga, rüzgar, akıntı) bağlıdır.

4.3.4. Denize İndirme ve Dikine Çevirme Esnasında

Bu kuvvetler yapının mavnadan alınıp denize indirilmesi ve denizin içinde dikey konumu alana kadar geçen zamanda yapılan çalışmalarda meydana gelen kuvvetlerdir.

4.4. Çevresel ve Tesadüfî Yükler

Açık deniz yapıları tasarlanırken çevresel koşullar önemlidir ve tasarımcı bu çevresel koşullardan kaynaklanan yükleri tespit etmesi gerekmektedir. Yapının çevre koşulları karakterize edilirken;

• Yerleşimdeki su derinliği.
• Yerleşimdeki toprak özelliği.
• Rüzgar hızı ve hava sıcaklığı.
• Dalga, gelgit, fırtınalarda deniz yükselmesi ve akıntı.
• Depremler dikkate alınır.

Kaynaklar;
İnş. Müh. Murat YAYLACI-AÇIK DENİZ YAPI UYGULAMALARI VE BUNLARIN TASARIM PARAMETRELERİNİN İRDELENMESİ
MURAT ERGENOKON SELÇUK-AÇIK DENİZ YAPILARININ SIVILAŞABİLEN TABAKALAR ÜZERİNDEKİ DAVRANIŞI
AIDIN KAZEMI DALIRI-AÇIK DENİZ JACKET YAPILARDA VE RAYSERLERDE YENİ MATERYALLERİNİN KULLANIMININ DEĞERLENDİRİLMESİ
İnş. Yük. Müh. Vedat TOĞAN-AÇIK DENİZ YAPILARININ GÜVENİLİRLİĞE DAYALI OPTİMİZASYONU

Girdap, bir eksen etrafında düz veya kavisli şekilde dönen akış bölgesi olarak tanımlanır. Vorteks ise, açık kanal (serbest yüzey) akışından basınçlı akışa doğru geçişte düzgün veya düzgün olmadığında ortaya çıkar. Akış, düzgün bir hız dağılımı ve sabit bir ivme ile devam etmezse girdaplar oluşur.

Vorteks Neden Oluşur?

Vorteks oluşumunun nedenleri, suyun girişe düzgün olmayan akışı, yüksek hızlı gradyanlı kayma tabakaları ve yaklaşım akışındaki engellerin neden olduğu dönme şeklindeki akışlardır.

Su alma yapılarının giriş kısmında, akış alanı daralmasına bağlı olarak açısal hız artar. Akışın düşey yönde hareketinin sonucu basınçta düşüş meydana gelir. Düşey kuvvete ve suyun derinliğine göre, türbülansın derecesi, şekli ve vorteks oluşumu değişir. Yapılan deneylerde, su alma yapısının akışına ve derinlik durumuna bağlı olarak alımda birçok farklı tipte vorteks olduğunu göstermiştir.

Büyük baraj göllerinde veya hidroelektrik santralli barajlarda oluşan vorteksler, hidrolik makinelere doğru hava çekmek için serbest yüzeyi deforme eder ve güçlü titreşimlerle, verimlilik kaybını ve kavitasyonları oluşturarak mekanik malzemelere ciddi hasarlar verir.

Bu nedenlerden, anti vorteks yapıların tasarımı ve kullanımı gerekmektedir. Her proje için anti vorteks bir yapının tasarımı farklıdır ve bu nedenle her birinin su alma yapısı tasarımı ve hidrolik durumu hakkında bilgi sahibi olmak gerekir. Yukarıdaki şekilde tipik bir anti-vorteks görülmektedir.

Vortekslerin oluşumunu engellemek için, su alma yapısının kritik su derinliğini “Sc” adı verilen minimum su seviyesi önerilir. Bu derinlik, su yüzeyi ile giriş ekseni arasındaki mesafe olarak tanımlanır. Su alma yapısının minimum su seviyesinin, kritik su altı derinliğinin altına düşürüldüğünde, bu seviyedeki suyun enerji üretimi için kullanılamayacağı bilinmelidir. Bu nedenle vorteks oluşumunun önlenmesi için suya dalma derinliğinin arttırılması her zaman ekonomik bir çözüm olmayabilir. Ayrıca, daha derin girişlerin yapılması daha pahalı olabilir. Kritik derinliğin artırılması veya su alma yapısının kotunun düşürülmesi yapıda tortulanmaya neden olur. Daha büyük çapta danelerin girişine neden olur. Bunlardan dolayı havayı sürükleyen ve vortekslerin oluşturduğu olumsuz kuvvetlerin etkilerini azaltmanın en ekonomik ve yaygın önlemleri arasında anti-girdap plakaları kullanılmaktadır. Bu plakalar, tekli olarak veya çift olarak, dik olarak veya bir açıyla, hatta akışa kadar kullanılabilir.

Vorteksleri tamamen önlemeye çalışmak ve buna göre tasarım hazırlayıp uygulamak ekonomik olmayabilir. Vorteks oluşumunu kısmen önleyen, yani vorteksin oluşturduğu kuvvetleri önemli ölçüde azaltan daha küçük anti-vorteks plakaları, tasarım ve ekonomik olarak daha iyi bir alternatif olacaktır. Başka bir deyişle, su alma yapısı girişine yakın kısımlarda oluşturulacak küçük değişikliklerle, çok sayıda problemden kaçınılabilir ve daha elverişli akış koşulları elde edilebilir.

Vorteks Çeşitleri

1. Gözlenebilir yüzeyde çukur oluşmayan çok zayıf vorteks
2. Yüzeyde küçük bir çöküntüyle oluşan vorteks
3. Boya ile gözlenebilir ve su alma yapısı yoluyla oluşan vorteks çekirdeği
4. Havayı sürüklemeyen, ancak yüzeydeki çöpleri veya kalıntıları çekebilen vorteks
5. Su alma yapısına havayı çeken vorteks
6. Su alma yapısının girişine doğru tam hava ile dolu vorteks

Vorteks oluşumu hidrolik yapılarda ciddi bir problemdir. Oluşan güçlü vorteksler hidrolik yapının düzenini bozmaya hatta durmasına sebep olabilir. Hidrolik yapıda vortekslerin ne seviyede oluşacağı görmek ve vorteks oluşumlarını engellemek sadece teorik olarak değil aynı zamanda hidrolik modelleme gerektirir. Vorteks oluşumunu engellemek için oluşturulan tasarım inşaat maliyetini artırabilir fakat bu probleme göz yumulması daha büyük sorunlara sebep verir.

Vorteksler, su alma yapısının servis ömrünün azalmasına, membadan su alınmasını engellemesi gibi birçok hidrolik probleme neden olmaktadır. Bu nedenle, vorteks oluşumunu engelleyen yapıların tasarımı ve kullanımı gerekmektedir.

Erozyon, en geniş tanımıyla, toprakların çeşitli ekolojik ve kültürel faktörlerin etkisiyle aşındırılması ve taşınarak birikmesi olayıdır. Erozyon; var olan materyalin çeşitli dış ve iç etkenlerin etkisiyle bulunduğu yerden alınarak (aşınarak) başka bir yere taşınması ve orada birikmesi olayıdır.  Ana kayanın ayrışması ile oluşan materyalin en fazla su ile olmak üzere rüzgârın da etkisi ile mevcut bulunduğu alandan alınarak başka yerlere taşınmasıyla meydana gelen dış dinamik olaydır.

Erozyon tabiatın canlılara sunduğu en önemli kaynaklar olan toprağın ve suyun kaybolmasına ve kalitesinin bozulmasına sebep olmaktadır. Latince “erode” den gelen erozyon, Türkçe’ de “kemirmek” anlamına gelmektedir

Erozyon süreçlerinde, öncelikle toprak ve ana kaya çeşitli etkenlerle aşındırılmakta ve taşınmaya hazır duruma getirilmektedir. Ardından, aşındırılan veya daha önce ayrışmış malzemenin taşınması ve taşınan malzemeyle tekrar aşındırma olaylarının meydana gelerek biriktirilmesi görülmektedir Bu süreçlerde, taşınan toprağın birikim noktası topografik bir eğim kırıklığı, dere, akarsu, baraj rezervuarı vb. olabilmektedir.

Erozyonla mücadelede etkin önlemlerin alınabilmesi için, öncelikle erozyonun oluşumunda etkili olan faktörlerin etki derecelerinin belirlenmesi gerekir. Erozyonun boyutu, temelde toprağın erozyona uğrama eğilimi ile iklimin erozyon oluşturma gücüne bağlı olup, diğer faktörler (topografya, toprak örtüsü ve insan) bunun oluşum şekli ve derecesini belirlemektedir. Yamaçlar eğim dereceleri, uzunlukları, eğim şekilleri ve diğer bazı morfolojik özellikleri ile toprak erozyonu, yüzeysel akış ve sediment oluşumunu (Sediment nedir?) etkilemekte ve arazide gerçekleşecek toplam erozyon ve yüzeysel akış miktarı üzerinde rol oynamaktadır. Özellikle yüzeysel akışın oluşumunda toprağın tekstürü, yüzey taşlılık durumu, bitki örtüsü, jeomorfolojik yapı vb. faktörler oldukça etkili olmaktadır.

Erozyon süreçlerinin etkileri genel olarak değerlendirildiğinde; meydana gelen olumsuz sonuçlar arasında toprak ve arazi kaybı, sedimentasyon, su kalitesinin bozulması, toprakların verimsizleşmesi vb. etkiler görülmektedir.

Erozyonun tüm çeşitleri, doğal ve kültürel faktörler olmak üzere fiziki yapnın sürdürülebilirliği üzerinde ciddi boyutlara varan olumsuz etkiler oluşturmaktadır.

1. Erozyon Çeşitleri ve Sınıflandırılması

Erozyon olayı toprak zeminin üst kısmında başlayıp devam ettiği için erozyon kavramının adı aslında toprak erozyonudur. Toprağın en verimli ve organik maddece zengin olan üst kısmı (A horizonu) toprak erozyonu ile taşındığı zaman topraktaki verim % 50- 80 oranında düşerek B horizonunu açığa çıkarır. Böylece toprağı tutan bitki ve verimli üst kısım olmadığında erozyon daha da artmaktadır.

Oluşumlarına göre erozyon çeşitleri şunlardır:

• A-Jeolojik (doğal) Erozyon
• B-Hızlandırılmış Erozyon

1.A-Jeolojik (Doğal) Erozyon

Var olan düzene uyarak (yapay dış etkiye maruz kalmadan) meydana gelen, insan etkisinden uzak olarak oluşan erozyon jeolojik erozyon (doğal erozyon) olarak adlandırılır.  Jeolojik erozyonun oluşumunda anakaya, sıcaklık, yağış, bitki örtüsü, eğim ve bakı gibi birçok faktör etkilidir. Isınan havayla birlikte eriyen kar suları ve yağmur sularının donma ve çözülme faaliyetleri sonucu mevcut yerlerinden ayrılarak aşağılara taşınması olayıdır.

Başka bir ifadeyle doğal erozyon, kayaların çeşitli ayrışma olayları sonucunda parçalanıp ufalanarak hem toprak oluşumunu gerçekleştirmesi hem de oluşan toprağın taşınmasına yardımcı olur. Uzun yıllar alan toprağın oluşumu ve dış kuvvetlerin etkisiyle kendiliğinden taşınması doğal bir döngü içerisindedir. Erozyonla taşınan üst toprağı yeni oluşan toprak karşılayabiliyorsa işte burada olması gereken veya beklenen normal erozyondan bahsedilebilir. Doğal erozyon ayrıca verimli araziler meydana getirme açısından da faydalı ve istenen bir erozyondur.

Jeolojik erozyon (doğal erozyon) oluşan toprakların doğal kuvvetlerle bir denge içerisinde aşındırılıp taşınması ve başka yerlerde biriktirilmesidir. Jeolojik erozyon, ova ve diğer verimli toprakların oluşumunda etkili olması nedeniyle yararlı olarak nitelendirilmektedir. Bu erozyon çeşidi, dünyanın oluşumundan bu yana süregelen bir olaydır ve devamlılığı olan bir süreçtir. Kültürel faaliyetlerin görülmediği bölgelerde, erozyonla üstten aşınıp taşınan toprak ile altta oluşan toprak arasında doğal bir denge söz konusudur.

Jeolojik erozyonda, erozyon hızı ile toprak oluşum hızı birbirine oldukça yakındır.

1.B-Hızlandırılmış Erozyon

Son zamanlarda kurak ve yarı kurak alanlarda meydana gelen erozyonun çoğunluğu “hızlandırılmış erozyon” olarak bilinen ve insanın doğaya olan baskısı sonucu gelişen erozyon şeklidir. Toprak oluşum hızından daha hızlı sürede meydana gelen bir erozyondur. Her türlü doğal afetin etkilediği ve bunun üzerine insanın müdahalesiyle birlikte erozyon bir kere başlarsa, sadece üst toprak değil onu takiben alt toprakta süratle taşınmaktadır. Böyle erozyona hızlandırılmış ve hatta insan erozyonu adı verilmektedir.

Hızlandırılmış erozyon, alan kullanım kararları, tarımsal faaliyetler vb. konularda uygulanan belirli yanlışlar sonucunda görülen erozyon çeşididir. Tarım toplumuna geçişle birlikte görülmeye başlanan hızlandırılmış erozyonla, milyonlarca yılda oluşan topraklar üst toprak profilinden alt katmanlara taşınarak, profillerin sığlaşmasına yol açmaktadır.

Orman tahribatı, meraların çeşitli nedenlerle yok edilmesi, bilgi ve ilgisizlikle meydana gelen yanlış arazi uygulamaları gibi birçok sorun hızlandırılmış erozyonun oluşmasına ve ilerlemesine neden olmaktadır. Tarım ve hayvancılığın yoğun yapıldığı dönemlerden önce oluşan jeolojik erozyon ile yılda 10 milyar ton toprak taşınırken, hızlandırılmış (anormal) erozyon ile bu miktar 25-50 milyar ton arasında tespit edilmiştir.

Aşındırıcı etkisi göz önüne alındığında hızlandırılmış erozyon su ve rüzgâr erozyonu olarak iki grupta değerlendirilmektedir. Ancak doğal etkenlere göre erozyon çeşitleri 4 grupta incelenmektedir. Bunlar;

1. Su Erozyonu
2. Rüzgâr Erozyonu
3. Kıyı Erozyonu
4. Çığ ve Buzul Erozyonu

Hızlandırılmış erozyon ile meydana gelen toprak kayıpları günümüzde ciddi boyutlara ulaşmıştır. Böylelikle, küresel perspektifte gözlenen gıda sorunu, tarım alanlarında meydana gelen aşınım tehdidinin önlenmesiyle toprak üretkenliğinin arttırılmasını zorunlu seviyeye getirmiştir.

1-Su Erozyonu

Su erozyonu; ‘’toprağın, yağmur ve yağmur sonrası arazinin yüzeylerinde oluşan yüzeysel akış ve akarsu yataklarında akmakta olan dere akışlarının etkisi ile aşınması ve taşınması olarak tanımlanmıştır. Başka bir tanımlamaya göre ise; eğimli ve bitki örtüsünün olmadığı bir arazide yağmurla ve karların erimesiyle meydana gelen aşınarak taşınma olayıdır.

Ülkemiz başta olmak üzere tüm dünyada su erozyonu yaygın bir şekilde görülebilmektedir. Topraklarımızın sadece % 1’i rüzgâr erozyonunun etkisi altında iken % 99’u ise su erozyonuna maruz kalmaktadır. Bu oranlardan da anlaşılacağı üzere ülkemiz için su erozyonu ciddi tehdit oluşturmaktadır. Bu sebepledir ki diğer erozyon tiplerinden daha önemli kabul edilir.

Tarım arazilerine verdiği zararla topraktaki verim düşüklüğüne neden olan su erozyonu aynı zamanda sediment oluşumunu da hızlandırmaktadır. Oldukça tehlikeli sonuçlar doğuran ve en fazla arazi tahribatı yapan bu erozyon türünü azaltmak için, akışa geçen su miktarını ve akış hızını azaltacak yönde çeşitli önlemler alınmalıdır.

Genel olarak erozyon oluşumuna neden olan veya su erozyonu oluşuma neden olan iki faktör vardır.

• Yağmurun erozyon yapabilme gücü olarak ifade edilen erozivitedir. Bu güç suyun hareketi sonucu oluşarak kinetik enerji ile hesaplanır.
• Erozyon oluşturan kuvvetlere direnç gösteren ve toprağın erozyona uğrayabilme eğilimi olan erodobilitedir.

Erozyon bu iki faktörün çarpımı (etkileşimi) sonucu oluşur.
E=f[(Erozivite)*(Erodibilite)]

Su erozyonu, yağışların (yağmur ve eriyen kar suları) ve yüzey akışlarının neden olduğu erozyon çeşididir. Su erozyonunu etkileyen faktörler; iklim koşulları, toprak koşulları, topoğrafik özellikler, bitki örtüsü ve insan faaliyetleridir.

Su erozyonunda hareket halindeki suyun kinetik enerjisi artacağından daha zararlı sonuçları olmaktadır. Enerjinin erozyondaki önemi ise, suyun toprağa ulaşırken ve ulaştıktan hemen sonra aldığı yolun önemini arttırmaktadır.

Su erozyonunu 4 alt başlık altında toplanabilmektedir:

• Yüzey (Tabaka/ Damla) Erozyonu
• Oluk (Çizgi/ Parmak) Erozyonu
• Oyuntu (Derinliğine/ Sel Yarıntısı) Erozyonu
• Kanal (Mecra/ Yatak) Erozyonu’ dur.

Toprak Erozyon Tipleri a. Damla erozyonu b. Yüzey erozyonu c. Oluk erozyonu d. ve e. Oyuntu erozyonu f. Kanal erozyonu

1.a-Yüzey (Tabaka-Damla) Erozyonu

Yüzey (Tabaka-Damla) Erozyonu; Organik maddece zengin, koyu renkli toprağın üst kısmının eğim boyunca ince bir tabaka halinde taşınması olayıdır. Yağan yağmur damlalarıyla sıçrayan toprak taneleri ve yüzeysel akışla birlikte meydana gelen toprak hareketidir. Başka bir ifadeyle düşen yağmur damlalarının meydana getirdiği çarpma ve darbe etkisiyle ayrılan parçaların asılı halde farklı yerlere taşınmasıyla oluşur. Yağmur damlaları yere düşene kadar yer çekiminin de etkisiyle hız kazanarak yere çarptıklarında toprak agregatlarını birbirinden ayırmaktadır. Yere düşen bu yağmur damlaları birleşerek yüzey sularını oluşturur. Yüzey suları yerlerinden söktüğü toprak tanelerini önce sıçratarak sonra kaydırarak ve yahut da askıda katı madde (süspanse) olarak taşımaktadır.

Büyük miktarlarda toprak taşınmasına sebep olan yüzey erozyonunu etkileyen faktörler vardır. Bu faktörlerden bazıları şunlardır;

• Hızı ve çarpma açısı
• İnfiltrasyon kapasitesi
• Arazinin eğimi
• Yağmur damlasının büyüklüğü
• Damlanın çarpma/ düşme hızı
• Zeminin durumu
• Toprak koruma önlemlerinin varlığı

1.b-Oluk (Çizgi-Parmak) Erozyonu

Toprağa sızamayan yağışın, yüzey akışa geçen kısmın bir bölümü yüzeydeki çukurlarda toplanır, bir kısmı da arazinin direnci düşük, gevşek yapıdaki kesimlerden akarak ince kanalcıklar oluşturur. Bu incecik kanalcıklar içerisinde eğim aşağı doğru akmaya başlayan yüzey akış suyu, akış yolu boyunca giderek artan bir oyma ve taşıma gücü kazanır. Bu su, akış yolu üzerindeki her alandaki toprak kütlesini gevşetir, onları oyar ve toprak parçacıklarını yerlerinden koparır. İşte bu suyun aşağı doğru akarak ince kanalcıklar oluşturmasına, onları genişletip derinleştirmesini yani arazi üzerinde bir elin parmakları arasındaki gibi oluklar açmasına oluk (parmak) erozyonu denir.

1.c-Oyuntu (Sel Yarıntısı-Derinliğine) Erozyon

Yüzeysel akışın eğim boyunca giderek hız kazanmasıyla beraber toprak derinlemesine oyulur ve oyuntu adı verilen oldukça geniş kanallar meydana gelir. Bu kanallar aracılığıyla biriken su hacminin fazla miktarda toprağı taşıması ve oyması ve neticesinde büyük kanallar oluşturmasına ise “oyuntu erozyonu” adı verilir.

Bu erozyon türü üzerinde etkili olan faktörler;

• Yüzeysel akış miktarı
• Eğimin büyüklüğü ve şekli
• Toprak özelliği
• Bitki örtüsü şeklinde açıklanmaktadır

1.d-Kanal (Mecra/Yatak) Erozyonu

Daimî eğimli bir oluk içinde sürekli ya da periyodik olarak akan akarsular sel oluşumunun en büyük kaynağını oluşturur. Yatak eğimi ve debiye bağlı olarak akan sel sularının derenin kenar kısımları ve dere yatağını (tabanını) aşındırarak taşımasına mecra (kanal) erozyonu denilmektedir. Başka bir tanımlamaya göre; yılın belli dönemlerinde ya da tamamında akan dere yataklarındaki sular hem tabanı hem de dere kenarlarını aşındırarak erozyona neden olmaktadır. Bu erozyona kanal (mecra) erozyonu denilmektedir. Kanal erozyonuna bazı kaynaklarda akarsu erozyonu olarak da rastlanmaktadır.
Dere kenarları (şevler) yüzeysel akışla aşındıkları gibi yatak içindeki su ile de aşınabilmektedir. Yatak aşınımında suyun akış yönü, yüksekliği ve hızı oldukça önemlidir. Kanalın derinliği, genişliği ve taşıdığı materyalin türü de ayrıca önem taşımaktadır.

2-Rüzgar Erozyonu

Erozyona etki eden faktörlerden iklimin içinde yer alan, yağıştan sonraki en önemli etken rüzgardır. Kuraklığın belirgin olarak hissedildiği ülkemizde rüzgârın etkisiyle daha da kuraklaşan topraklarımızda verimlilik giderek azalmaktadır. Toprak ile rüzgârın etkileşimiyle ortaya çıkan rüzgâr erozyonu, kuru, gevşek ya da çıplak topraklarda kuvvetli esen rüzgârla ortaya çıkar. Rüzgâr erozyonu boyunca topraktaki verimlilik azalır. Ayrıca bulunduğu yerde ve biriktiği yerde birçok sorun meydana gelir.
Rüzgâr erozyonu oluşumunda üç aşama vardır. Bunlar hareketin başlamasıyla başlayıp, sıçrama, süspansiyon (havada asılı kalma) ve sürüklenme şeklinde olup bir yerden başka bir yere taşınma ve birikme şeklinde devam eder. Sıçrama hareketi rüzgâr erozyonunun en önemli aşaması olup diğer aşamalara nazaran daha fazla toprağı harekete geçirir ve bu hareketle erozyon başlamış olur.

3-Kıyı Erozyonu

Nehir, dere ve kanallar ile deniz kenarlarında görülen bir erozyon çeşididir. Bu erozyonda, nehir, dere ve bir kanal içerisinde akan su, akımın şiddetine, yatak ve kıyıları oluşturan toprakların özelliklerine bağlı olarak yatağını yanlardan oymak ve kıyı yıkılmalarına yol açmak suretiyle erozyona neden olmaktadır. Kıyı erozyonu ve yığılma şeklinde görülen sediment hareketleri kıyılara etki ederler.

4-Çığ ve Buzul Erozyonu

Yamaç boyunca aşağı doğru hareket eden kar kütleleri araziyi tahrip ederek çığ erozyonuna sebep olur. Eğim boyunca hareket eden buz kütleleri zemindeki taş, toprak ve kaya parçalarını da sürükleyerek buzul erozyonun oluşmasına sebebiyet vermektedir.

2.Erozyona Etki Eden Faktörler

Erozyona etki eden faktörler; iklim, bitki örtüsü, topografya, toprak özellikleri ve insan olmak üzere erozyona etki eden etmenler beş başlık altında toplanmaktadır.

1-İklim

Küresel olarak iklim değişikliği ve toprak erozyonu, ormansızlaşma ve arazi bozulmalarını tetikleyen en önemli iki faktördür. Sıcak ve kurak alanlarda toprak fazlaca su kaybeder ve erozyona karşı hassaslaşır. Rüzgâr da toprağın verimli üst kısmını bir yerden başka bir yere taşıyarak ve buharlaşmayı artırarak toprak yapısını bozmakta ve toprağı yüzey erozyonuna karşı güçsüz durumda bırakmaktadır. Yağış faktörünün toprağa verdiği zarar ise diğerlerine göre daha fazla görülmekte ve etkisi büyük olmaktadır.

Erozyonla iklim değişimi arasında bir paralellik vardır. İklim değişimi aynı zamanda sıcaklık değişimidir. Mevsimler arası sıcaklık farkı ya da geceyle gündüz arasındaki sıcaklık farkları suyun toprak içindeki durumunu etkilemektedir. Toprakta bulunan suyun kar ve kış soğuklarının etkisiyle donması toprağın infiltrasyon kapasitesini azaltmaktadır. Ayrıca havaların ısınmasıyla birlikte eriyen karlar yüzeysel akışı artırarak erozyona neden olmaktadır. Toprağın depolama ve su tutma kapasitesinin azalmasına sebep olan erozyon, iklim değişikliklerinin de önünü açmaktadır. Değişen iklimlerle birlikte meydana gelen ani ve aşırı yağış da toprağı erozyona uğratma açısından oldukça önemlidir.

2-Bitki Örtüsü

Toprak yüzeyindeki bitki örtüsü erozyonu önleme açısından oldukça başarılıdır. Bitki örtüsünce fakir olan arazide kaybolan toprak miktarı, örtüyle kaplı alandaki toprak kaybının 135 katıdır. Toprak yüzeyinin bitki örtüsüyle kaplı olduğu %35 eğime sahip bir alanda yüzeysel akışın ve taşınan sediment miktarının azaldığı belirtilmiştir. Topografyadan sonra bitki örtüsünün önemi belirtilirken erozyon riskini azaltan diğer bir faktör olduğu vurgulanmıştır.
Erozyon oluşumuna arazi yapısı, yağış ve toprak özellikleri neden olarak görünse de toprağı koruyan bitki örtüsünün varlığı ve niteliği fazlaca önem arz etmektedir. Arazinin şekli bitki örtüsü üzerinde etkilidir. Bu nedenle toprak derinliği ve organik maddenin varlığı bitki örtüsünün kanıtı niteliğindedir. Bitki örtüsünün iyi olmadığı ya da tamamen olmadığı durumlarda her eğim derecesindeki arazi yüzey erozyonuna maruz kalmaktadır. Bu sebeple alanı kaplayan bitki örtüsü yok ise erozyon kaçınılmazdır.

3-Topoğrafya

Topografya yer şekillerini ifade etmektedir. Topoğrafik özelliklerden erozyon açısından eğim oldukça önemlidir. Dağlık ve ortalama yükseltisi fazla olan ülkemizde, yüksek oranda eğime sahip yamaçlar erozyonu artıran önemli yer şekilleridir. Eğim derecesi artıkça erozyonla kaybolan toprak miktarı da artmaktadır. Eğim uzunluğu ve eğimin şekli ile erozyon arasında kuvvetli bir bağ vardır. Eğer arazi yüksek eğim derecesine sahip ve girintili-çıkıntılı şekilde ise erozyon artışı kaçınılmazdır.

4-Toprak Özellikleri

Fiziksel, kimyasal ve biyolojik toprak özellikleri olarak inceleyecek olursak toprak su geçirgenliği, toprağın nemi ve agregatlaşma indisi gibi özellikler fiziksel; pH ve organik maddeyle birlikte birçok özellik de kimyasal toprak özelliklerini göstermektedir. Son olarak organik maddeyle ilişkili olarak mikroorganizmaların durumu, organik maddenin parçalanması ve daha pek çok özelliğin eklenebileceği biyolojik toprak özellikleri bulunmaktadır.

Toprak özellikleri, erozyona olan etkisi açısından bakıldığında farklı karakteristiklere sahiptir. Bunlar toprağın bünyesi, strüktür, hidrolik geçirgenlik ve organik madde miktarı olarak sıralanabilir. Fiziksel özellikleri bakımından topraklar içerdikleri kum ve silt miktarına göre erozyona duyarlılıkları artmakta, kil içeriğine göre erozyona dayanıklılığı artmaktadır.

Topraklarımızın büyük kısmı topografya, iklim ve yanlış arazi kullanımı gibi sebeplerle erozyona duyarlı hale gelmiştir. Erozyonla birlikte toprağın verimli üst kısmının aşınması toprak içindeki bitki besin maddelerini, depolanan suyu ve köklerin ulaşabileceği derinliği azaltır.

5-İnsan

İnsanın topraktan faydalanma şekli ve bunu ne ölçüde yaptığı erozyonu meydana getiren en önemli sebeplerin başında gelmektedir. İnsan tarımla uğraşarak topraktan yararlanmaya başlayarak tarım arazilerini usulsüz ve aşırı kullanımı ile toprak bozulmaya başlar. Toprağın bozulması verimliliği azaltarak doğal düzene zarar verir ve toprak erozyonu oluşumu hızlanır.

Erozyon oluşumu ne kadar doğal bir süreç olsa da buna yön veren ve hızlandıran yine insan faktörüdür. Tabii erozyon miktarı tarımdan önceki dönemde yıllık 9 milyar ton olurken, günümüzde 24 milyar ton olduğu düşünülmektedir. Bunun nedeni ise insanların yanlış arazi kullanımlarındaki hatalardır.
İlk çağlardan günümüze kadar tarım alanında uğrattıkları zararla bilinen insanın zararı sadece bununla sınırlı kalmamıştır. Artan nüfusla birlikte insanın yaşam için yer bulma çabaları da tarla açmaya dolayısıyla toprağa zarar vermeye odaklıdır.

Kaynaklar:
Volkan AKSOY-FARKLI EROZYON KONTROL ÖNLEMLERİNİN TOPRAK TAŞINIMI VE YÜZEYSEL AKIŞ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ
Merve Melike ÇAKAR-ATATÜRK BARAJI GÖLÜ ÇEVRESİNDE YÜRÜTÜLEN EROZYON KONTROLÜ VE AĞAÇLANDIRMA PROJELERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ
Ayşe ACAR-ÇORUH NEHRİ HAVZASINA BAĞLI TORTUM KUZEY MİKRO HAVZASINDA KANAL VE OYUNTU EROZYONUYLA GERÇEKLEŞEN TOPRAK KAYBININ BELİRLENMESİ
TÜRKİYE DE TOPRAK OLUŞUMUNU VE DAĞILIŞINI ETKİLEYEN BEŞERİ FAKTÖRLER

Akarsu yataklarında meydana gelen aşınmalar o bölgelerde bir takım oyulmaların oluşmasına neden olur. Akarsuların eğimlerinin azaldığı bölgelerde akımın sürüklenme gücü azalır. Bu nedenle katı maddelerin bir kısmı bu bölgelerde tabana çöker ve o bölgelerde yığılmalara sebep olur. Bu katı maddelerin yığılmaları sonucunda akarsuların morfolojisinde değişiklikler olur ve akarsuların üzerinde inşa edilen yapılar sağlamlık yönünden zarar görür. Bununla birlikte su kalitesi de etkilenir.

Sedimentlerin (Katı Maddelerin) Sınıflandırılması

Akarsulardaki su hareketinden dolayı oluşan sedimentler iki grupta incelenir;

1. Taşınan malzemenin kaynağına göre sedimentlerin sınıflandırması
   1. Yatak Malzemesi: Hareketli tabanı oluşturan malzemedir. Yatak malzemesinin kaynağını kanal erozyonu (iri danelerin akarsu yatağından sökülmesi) oluşturur.
   2. Yıkanmış Malzeme: Yatak malzemesine göre daha ince olan malzemelerdir ve büyük bir bölümü hava erozyonuyla gelen malzemelerdir. Yıkanmış malzemenin kaynağını tabaka erozyonu (ince danelerin sökülmesi) oluşturur.
2. Akarsulardaki taşınma şekillerine göre sedimentlerin sınıflandırması
   1. Askı Maddesi: Su içerisinde asılı bir şekilde hareket eden maddelerdir. Hem yıkanmış malzemeden hem de yatak malzemesinden oluşur.
   2. Sürüntü Maddesi: Akarsu taban bölgesinde hem yuvarlanarak hem de kayarak hareket eden malzemelerdir. Taban bölgelerinde sıçrayarak hareket eden maddeler de bu madde sınıfına girer. Sadece yatak malzemesinden oluşur.

Katı madde hareketi hem akım durumuna hem de dane çapına bağlıdır. Akımın hızlı olduğu bir bölgede askıda ilerleyen bir parçacık akım hızının daha durgun olduğu bir bölgede sürüntü maddesi durumuna geçebilir.

Sediment Taşınım Modları

Sediment taşınım modları iki grupta incelenir:

Sürüntü ve sıçrama modu: Akıntı veya dalgaların sebep olduğu akım, hareketin başlangıç koşullarını aştığı zaman kum sürüntü modunda hareket eder. Sürüntü modu tabanla temas edecek şekilde gerçekleşir ve kayma, sıçrama ve yuvarlanma halinde meydana gelmektedir (Yüksel, 2005).

Askı modu: Akarsu içerisinde akım hızını daha yüksek olduğu durumlarda tanelerin hareketi de daha çok şiddetlenir. Düşey türbülans olan bölgelerde bazı taneler taban bölgesinden daha uzakta hareketlerine devam ederler. Buna “askı hareketi” denir. Akarsu içerisinde askı modunda hareket eden tanelerin hızları o noktadaki akımın hızına eşit olmaktadır.

Sediment taşınımında bu iki hareket modu çok önemlidir ve bu iki hareketi birbirinden ayırmak çok zordur. Askı modunda taşınan malzemeler genellikle çok ince taneli olmaktadır. Ancak yüksek eğimli ve hızı çok yüksek olan bir akarsuda, çok iri tanelerin de askıda taşındığı görülebilir. Sediment taşınım modları aşağıda görülmektedir.

Dalgakıran Çeşitleri

Dünyada çok çeşit dalgakıran tipi inşa edilmektedir. Ancak dalgakıranları üç sınıfa ayırmak mümkündür.

1. Eğimli veya taş dolgu dalgakıranlar,
2. Düşey yüzlü dalgakıranlar, (bunlar basit düşey yüzlü ve kompozit ve yatayda kompozittir.)
3. Özel tip dalgakıranlar.

Eğimli (Taş dolgu) Tip Dalgakıranlar

• Taş dolgu dalgakıranlar
• Taş dolgu dalgakıranlar (çok katmanlı/tabakalı)
• Taş dolgu dalgakıranlar (blok kaplamalı)
• Beton blok dalgakıranlar
• Şekillenebilen taş dolgu dalgakıranlar (basamaklı)
• Düşük kretli dalgakıranlar

Düşey Yüzlü Tip-Kompozit tip-Yatayda Kompozit Tip Dalgakıran

• Tek parça beton dalgakıranlar
• Bloklu dalgakıranlar
• Hücresel sandık tipi dalgakıranlar
• Beton keson dalgakıranlar
• Yeni keson dalgakıranlar

Özel tip (Ağırlık olmayan)

• Perde duvarlı dalgakıranlar
• Çelik kazıklı dalgakıranlar
• Yatay döşemeli dalgakıranlar
• Yüzen dalgakıranlar
• Pneumatic dalgakıranlar
• Hidrolik dalgakıranlar

Eğimli veya Taş Dolgu Dalgakıranlar

Eğimli veya taş dolgu dalgakıranlar, en temel eğimli tip dalgakıran gelişi güzel yerleştirilmiş taşlardan oluşmaktadır.

En temel eğimli tip dalgakıran kesiti

Stabiliteyi artırmak, dalga iletimini azaltmak için hem de malzeme maliyetini azaltmak amacıyla çok tabakalı taş dolgu dalgakıranların çekirdeğinde taş ocağı artık malzemeleri kullanılmaktadır.

Çok tabakalı taş dolgu dalgakıran kesiti

Blok kaplamalı tabakanın stabilitesi beton bloklar kullanılarak güçlendirilebilir, dalga iletiminin üst yapıya azaltılmış şekilde aktarılmaktadır.

Blok tabakalı dalgakıran kesiti

Dalgakıranlar, sadece beton bloklardan oluşan şekilde de inşa edilebilmektedir. Bu tip dalgakıranlar özellikle kıyı koruması sağlamaktadır. Her ne kadar bu tip dalgakıranlar dalga iletimini çok fazla azaltmasa da, basit inşa yöntemi ve dalgakıran gövdesinin yüksek geçirgenliği avantajlı özelliği olmaktadır.

Sadece beton bloklardan oluşan dalgakıran kesiti

Düşük kretli dalgakıranlar deniz manzarasını kesmemek için inşa edilen dalgakırandır.

Düşük kretli dalgakıran kesiti

Şekillenebilen taş dolgu dalgakıranlar, eğimli taş dolgu ve dalga hareketi arasında basit kavram dengesi kurmak için kullanılmaktadır. Dalga hareketlerine karşı kendini korumak için S şekilli eğimli taş dolgu biçimi ile oluşturulmaktadır. Bu tip dalgakıranlar önünde geniş bir basamağa sahiptir. Dalga hareketleri ile bu kısım yeniden şekillenecektir ve bu yüzden ismi de basamaklı dalgakıran veya dinamik olarak kararlı dalgakıran olarak adlandırılmaktadır.

Şekillenebilen taş dolgu dalgakıran kesiti

Düşey Yüzlü Dalgakıranlar (Kompozit ve Yatayda Kompozit Tipler)

Düşey yüzlü dalgakıranların amacı dalgaları yansıtmak iken taş dolgu dalgakıranların amacı ise dalgaları kırmaktır.

Düşey yüzlü dalgakıran çeşitlerinin kesitleri

Düşey yüzlü dalgakıranlar kesonun altında farklı taş dolgu yüksekliklerinde inşa edilebilmektedirler. Basit olarak düşey yüzlü dalgakıranda kesonun altında taş dolgu yoktur. Diğer tiplerinde ise kompozit dalgakıranlar düşük yükseklikte taş dolgulu ve yüksek yükseklikte taş dolgulu dalgakıranlardır. Kural gereğince yüksek yükseklikteki kompozit dalgakıran düşük su seviyesinden daha yüksekte taş dolguya sahiptir.

Eski yıllarda inşa edilen dalgakıranlar taş dolguda dalga kırılmasına sebep olmazken sonradan inşa edilen dalgakıranlar taş dolguda dalga kırılmasına sebep olmaktadır. Düşey yüzlü duvarlarda dalga yansıması ve dalga kırılması kuvvetlerini azaltmak için ön tarafa beton bloklar yerleştirilmektedir.

Kompozit dalgakıran, dalgaları yayan beton bloklarla kaplıdır ve ismide yatayda kompozit dalgakırandır. Bu tür dalgakıranlar yeni dalgakıranlar değildirler, ancak düşey yüzlü dalgakıranları kötü zararlardan korumak için geniş taşlarla veya beton plaklarla dalga enerjisini dağıtmak ve dalga kuvvetini yaymak için özellikle de dalga kırılmaları için inşa edilmektedirler.

Yatayda kompozit dalgakıran çeşitlerinin kesitleri

Günümüzdeki yatayda kompozit dalgakıranlar tetrapodlar gibi beton blok şeklinde dizayn edilmektedir. Yatayda kompozit dalgakıran, beton bloklarla kaplı taş dolgu dalgakırana çok benzemektedir. Yatayda kompozit dalgakıran, kesonun altındaki taş dolgu yüksekliği arttıkça taş dolgu dalgakırana daha çok benzemektedir. Özellikle de kesonun çekirdeğinde taşlar olan bir dalgakıran hemen hemen taş dolgu dalgakırana benzemektedir. Bu yüzden yatayda kompozit dalgakıranlar düşey yüzlü dalgakıran tiplerinin geliştirilmiş bir versiyonu olarak kabul edilmektedir.

Kompozit dalgakıran çeşitlerinin kesitleri

Kompozit dalgakıranın bazı çeşitleri farklı düşey bölmelere sahiptir. Bu düşey bölmelere hücresel bloklar denilmektedir. Hücresel bloklar düşey yüzlü dalgakıranın düşey duvarını oluşturmak için kullanılmaktadır. Keson dalgakıranlar tepe noktasında eğimli olarak veya delikli duvar olarak oluşturulmuştur. Unutulmamalıdır ki, kompozit dalgakıranların taş dolgulu temel kısmı üst düşey kesimin yıkılmaması için hayati öneme sahiptir, hem dalga kuvveti hem de keson ağırlığının karşısında temeli dengede tutmaktır.

Özel Tip Dalgakıranlar

Genelde özel tip dalgakıranlar kazıklı, yüzen veya pneumatik tipler gibi ağırlıksız tip olanlardır. Perde duvarlı dalgakıranlar genellikle küçük tekne limanlarını korumak için ikincil bir dalgakıran gibi kullanılmaktadır.

Perde duvarlı dalgakıran kesiti

Düşey yüzlü dalgakıran palplanş veya deniz kumunun altında da devam eden kazıklarla inşa edilmektedir ve nispeten küçük dalgaları kırmak için kullanılmaktadır.

Düşey yüzlü dalgakıranın kazıklı kesiti

Yatay döşemeli dalgakıran dalgaları yansıtabilir ve kırabilir, inşasında bazen çelik kaplama ile desteklenmektedir.

Yatay döşemeli dalgakıran kesiti

Yüzen dalgakıranlar derin sularda çok kullanışlı bir dalgakırandır fakat etkisi kısa boylu dalgalarla sınırlıdır.

Yüzen dalgakıran kesiti

Pneumatik dalgakıranlar hava kabarcığı akısıyla oluşan bir su akımı nedeniyle dalgaları kırmaktadır ve bu olayın yakınlardaki su kalitesini iyileştirmek için etkili olduğu düşünülmektedir ancak sadece kısa boylu dalgalarda etkili olmaktadır.

Pneumatik dalgakıran kesiti

Kaynak: İSMAİL FAKI- DÜŞEY YÜZLÜ DALGAKIRANLARIN SİSMİK DAVRANIŞI

Kar çığları, kar kütlelerinin dik yamaçlardan hızla düşmesidir. Kar çığları kaya, toprak bitki veya buz parçaları içerebilmektedir.

Başka bir ifadeyle çığ, yamaçtan aşağı doğru yer çekimi etkisiyle büyük bir kütlenin hareketi olarak tanımlanabilir. İngilizce’deki karşılığı “Avalanche” olan çığ sözcüğü köken itibariyle Fransızca kaynaklıdır. Avalanche sözcüğü; hareket eden kütle için kar, buz, kaya, moloz veya bunların karışımını içerirken, Türkçede çığ sözcüğü sadece kar kütlesinin hareketini tanımlar.

Doğa kökenli bir afet olarak çığ, Avrupa Ülkeleri, Amerika Birleşik Devletleri, Rusya, Kanada, Japonya, Hindistan gibi dünyanın birçok ülkesinde görülmektedir. Türkiye yüz ölçümünün yaklaşık %67’sinin 800 metreden daha yüksek dağlık arazide yer aldığı düşünüldüğünde ülkemizin kar ve çığ ile mücadele etmek zorunda olduğu açıktır. Ancak, Ülkemizde çığ afeti ile yerleşim birimlerinde sık sık karşı karşıya kalınmadığı için hem kurumsal hem de toplumsal olarak çığa karşı önlem bilinci maalesef yeterince oluşturulamamıştır. Oysa çığlar sadece yerleşim yerlerini değil yerleşim yerleri ile birlikte diğer bazı altyapı ve bayındırlık faaliyetlerini de (örneğin karayolları, demiryolları, enerji nakil hatları, iletişim hatları gibi) olumsuz yönde etkilemekte can kayıplarının yanında zamansal ve ekonomik kayıplara, zarar gören tesislerin desteklediği konfor seviyesinde de bozulmalara sebebiyet vermektedir.

Çığ Neden Olur?

Çığ sebepleri ve oluşumunu sağlayan faktörler yapılan çalışmalarda(1) genel olarak on maddede ele alınmıştır. Çığ neden olur, Çığ oluşum sebepleri;

1. Çığ oluşum sebeplerinin ilki; yamaç üzerinde belli bir derinlikte eski kar tabakasının bulunmasıdır. Yamacın üzerinde 60 cm veya daha fazla derinliğe sahip eski kar tabakasının bulunması durumunda söz konusu tabakanın yamaçta bulunan zemine ait doğal engelleri kaplayarak zemini yeni kar tabakası için kaymaya daha elverişli hale getireceği belirtilmiştir. Eski kar tabakasına ait kalınlığın artmasının yamaçta yeni kar için kaymaya daha uygun bir yüzey sunmanın ötesinde bizzat çığın kütlesine katkı da sağladığı ifade edilmiştir.
2. Eski kar yüzeyinin özelliğidir. Çığı etkileyen faktör olarak eski kar yüzeyi müspet veya menfi olarak katkıda bulunabilir. Eski kar tabakasının yüzeyinde yumuşak kar mevcutsa bu durum yağan yeni karın kohezyonlu olarak tabakaya daha rahat tutunmasına olanak sağlar ve bu durum müspet bir etkidir. Ancak olası bir çığın başlaması durumunda yağan yeni kar eski kar tabakası ile birlikte hareket edeceğinden harekete geçen tabaka kalınlığı artacaktır ki bu da eski kar yüzey özelliğinin menfi etkisidir. Eski kar tabakasının yüzeyinde düşük kohezyonlu gevrek kar mevcutsa bu durumda olası çığ hareketinin başlangıcı yağan yeni kar tabakası ile sınırlı kalacaktır.
3. Yeni yağan karın derinliğidir. Kendi başına bir çığın başlayabilmesi için asgari 30 cm’lik bir taze kar derinliğinin gerekli görüldüğü ifade edilmiştir.
   
   
   
4. Yeni kar örtüsünün tipidir. Özellikle yeni karın nemliliğinin (serbest su içeriğinin) bu faktör için önemli olduğu belirtilmiştir. Kar içerisindeki serbest nemin bağlayıcı bir etki göstererek belli limitler dâhilinde kohezyonu artırdığı, fakat iyi kohezyonun karın harekete geçmesini zorlaştırarak çığı engelleyebileceği gibi potansiyel kopma bölgelerinde rüzgâr ile taşınan kar kalınlığını da fazlaca artırmak suretiyle menfi yönde de katkı sağlayabileceğinden bahsedilmiştir.
5. Kar kütlesindeki suyun kara oranı olarak da ifade edilen karın toplam su içeriğidir. Buradaki en önemli hususun normdan ayrılma durumu olduğu ifade edilmiştir. Örneğin, kuru kar tiplerindeki su yüzdesi normal olarak ortalama % 5 – 8 civarlarında iken, bu oranın % 10’u geçtiği durumlarda karın ağırlığındaki artışın kohezyonundaki artışa nazaran daha hızlı olduğu, bu tip durumlarda da çığı oluşturan diğer koşullar açısından bir risk bulunmamasına rağmen çığ olayının gerçekleşebileceği belirtilmiştir.
6. Kar yağışının yoğunluğdur. Burada, yeni karın yamaçtaki mevcut kar örtüsü üzerindeki birikme miktarının (hızı veya oranı) saatte 2.5 cm veya daha fazla olduğu durumlarda kar kütlesinin yığılmasının, karın oturması (yerleşmesi) gibi dengeleyici kuvvetlere nazaran daha hızlı olacağından bahisle dikkat edilmesi gereken hallerdendir. Dahası, yamaçtaki mevcut kar örtüsü üzerindeki yükün ani bir şekilde artmasının (yağış yoğunluğunun yüksek olması kaynaklı)normal şartlarda tedrici olarak (daha yavaş) tatbik edilmesi durumunda aynı basınca dayanabilecek alt tabakalardaki kırılgan hatlarda kırık veya çatlaklara sebep olabileceği de belirtilmiştir.
7. Yağış şiddeti. Yağış şiddetinin saatte 2,5 mm veya daha fazla olduğu ve toplam yağış miktarının 2,5 cm veya daha fazla olduğu durumlarda rüzgârın da etkisiyle çığ oluşumunun kritik seviyeye ulaştığı ifade edilmiştir.
8. Rüzgâr hareketidir. Rüzgâr hareketinin kar kristallerinin olduklarından daha basit ve daha az kohezyonlu şekle dönüşmesine, kimi yamaçlarda normalin ötesinde aşırı kar birikmesine, ayrıca kar kütlesinde kararlı kabuklar ve kırılgan tabakalar oluşmasına neden olan en önemli faktörlerden olduğu belirtilmiştir.
9. Sıcaklığın kar tipini dolaylı olarak etkilemesidir. Kuru karın normal şartlarda -3,9 C° veya daha düşük hava sıcaklıklarında yağdığı, -2,2 C°’nin üzerindeki sıcaklıkların karın hızlı yerleşmesine (oturmasına) ve başkalaşım geçirmesine neden olduğu belirtilmiştir. Sıcaklığın ani yükselmesinin çığı tetiklemeye yetecek kadar hızlı bir kohezyon kaybına neden olacağı, ani sıcaklık düşmelerinin ise özellikle kar tabakalarındaki gerilmeleri artıracağı söylenmiştir. Yine bu çalışmada bahar mevsiminde sıcaklıkların tedrici olarak (yavaş yavaş) artmasının kar kütlesinin yapısında kümülatif bozunmaya ve ağırlaşmaya yol açarak ıslak kar çığlarına
   neden olacağı belirtilmiştir.
10. Karın süreklilik arz eden yerleşmesi veya oturması. Bu faktörün esas itibariyle bir istisna dışında her zaman dengeleyici bir faktör olduğu istisnai durumun ise oturma sırasında gevşek kar katmanının, üzerinde bulunan tabakadan söz konusu tabakanın desteğini yok edecek bir şekilde büzülerek sıyrılması olduğu belirtilmiştir. Yeni kar katmanındaki oturma oranının %15’ten daha az olmasının az bir sıkılaşma olduğunu, oturma oranının %30’dan fazla olması durumunun ise stabilizasyon sürecinin hızlı gerçekleştiğini gösterdiği ifade edilmiştir.

Bu faktörlerden bazıları tek başına çığ oluşumuna neden olabilecği gibi, bir kaç koşul bir araya gelerek de çığ meydana getirebilir.

Çığ Tipleri

Çığlar sebepleri, yinelenme periyotları, akan kütlenin büyüklüğü, kar kütlesinin içeriği, aktığı güzergâhın geometrisi, hareketin türü gibi kıstaslara göre sınıflandırılmaktadır.

Kopma Bölgesinin Tipine Göre Çığlar

Gevşek Kar Çığları

Gevşek kar çığları, kuru veya ıslak karın görece olarak kohezyonsuz yüzey tabakasındaki bir noktasından başlar. Bu tür çığın başlangıcı kohezyonsuz kum veya toprağın dönerek kayması ile benzeşir. Fakat kohezyonsuz kum veya toprağa göre daha küçük hacimler (< 1 m3) ile oluşmaya başlar.  Gevşek kar çığı için bir örnek yukarıda verilmiştir.

Tabaka Çığı

Tabaka kar çığları, kohezyonlu bir kar tabakasının zayıf bir düzlemin geniş bir hat boyunca kopması ile oluşmaktadır. Bu tip çığlarda tabaka genişliğinin tabaka kalınlığına oranının 10 ile 103 arasında değiştiği gözlemlenmiştir. Kopan tabakanın kalınlığı genellikle 1 metrenin altında olmaktadır.

Hareketin Türüne Göre Çığlar

Toz Kar Çığı

Toz kar çığları, ağır kar parçacıklarının hava içinde askıda kalarak eğik sınırlar boyunca hareket ettiği kesintili akımlardır. Bu tür çığlar sıklıkla yoğun tabaka çığlarından gelişir. Toz kar çığları, blok kar çığlarından konsantrasyon yönüyle ayırt edilebilir. Toz kar çığları, hava içinde karın hacimsel anlamda seyreltik bir süspansiyonunu oluştururken, blok kar çığlarında ise karın ve havanın hacimsel konsantrasyonları birbirleri ile mukayese edilebilir seviyededir. Genel olarak toz kar çığlarının ortalama akım derinliği 10 – 100 m aralığında, hızları 50 – 100 m/s aralığında ve yoğunlukları ise 5 – 50 kg/m3 aralığında olmaktadır.

Blok Kar Çığı

Blok kar çığı denince, yoğun yerçekimi etkisindeki laminar tip akışa sahip çığ anlaşılır. Bu tip kar çığlarında yoğunluk oldukça fazla olup yoğunluklar 150 kg/m3 ile 500 kg/m3 aralığında değişebilmektedir. Bu tip çığlara özgü tipik hızlar 5 m/s ile 25 m/s aralığındadır. Blok kar çığları genellikle yerel topografik özellikleri takip ederek bir kanal veya koridor boyunca akar. Blok kar çığlarında çığın aktığı yüzeydeki sürtünme önemlidir. Çoğu kar ve buz çığları blok kar çığı olarak gelişir. Bu tip kar çığlarının parçacık büyüklüğü kar kütlesinin termodinamik durumuna bağlıdır. Taze ve kuru kar 2 – 3 mm çaplarında daneler oluşturmaya meyilli iken ıslak kar ise çapları 10 mm’den büyük hatta belki de çapları dm olarak ifade edilebilecek büyüklüklerde sert kartopları oluşturur. Bahar dönemlerinde, başkalaşım geçirmiş yağlı kar olarak ta ifade edilebilen eski kar kütlelerinin oluşturduğu blok kar çığları 5 – 10 mm çaplarında buz taneleri de içerebilmektedir.

Karışık Kar Çığı

Karışık kar çığı çok sık bir şekilde gözlemlenir. Karışık kar çığları, “yüzeyden akan çığ – toz çığ karışımı”, “yüzeyden akan çığ bileşene sahip toz çığ” veya “toz çığ bileşenine sahip yüzeyden akan çığ” olarak karakterize edilebilir. Çağlayan olarak da adlandırılabilecek zeminden bağımsız toz veya akma şeklindeki bir harekettir.

Kaynaklar:

(1)(Atwater, M. M. (1954). Snow avalanches. Scientific American, 190(1), 26-31.)
Erhan DEMİR-ÇIĞ HAREKETİNİN SAYISAL MODEL İLE İNCELENMESİ; BOZDAĞ UYGULAMASI
Mears, A. I. (1992). Snow-avalanche hazard analysis for land-use planning and engineering, Colorado Geological Survey, Department of Natural Resources, State of Colorado Report. Denver CO, U.S.A., pp. 55-57.
İbrahim UÇAR-MODELLEME ÇALIŞMALARIYLA ÇIĞ TEHLİKE HARİTALARININ OLUŞTURULMASI VE MODELLEME GİRDİLERİNİN ÇIĞ AKIMI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ: ÇORUH HAVZASI ÖRNEĞİ

Mahmuzlar, kıyı boyu sedimenti tutmak, koruyucu saha ve yeni bir kıyı çizgisi oluşturmak, bir sahildeki erozyonu önlemek v.b. sebeplerle genellikle kıyıya dik olarak inşa edilen yapılardır. Mahmuzlar dar (5-8 m) ve uzun (30-200 m) yapılardır. Mahmuzlar tek veya seri halinde inşa edilebilir.

Mahmuz Ne İşe Yarar?

Mahmuzların yönlendirilme durumlarına göre birçok fonksiyonları vardır ve bunlar şu şekilde sıralanabilir.

1. Kıyıda hareket halindeki malzemeyi tutarak mevcut plajı denge halinde tutarlar.
2. Yüksek plajlarda, plajın ilk durumunu meydana getiren ince malzemelere göre daha kalın malzemelerin tutulup plajın yukarı kısımlarında biriktirilmesini sağlarlar.
3. Memba tarafındaki malzeme hareketini azaltıp liman ve balıkçı barınaklarının dolmalarını önlerler.
4. Etkin dalga kretleri üzerinde düzgün plajların meydana gelmesini sağlarlar.

Mahmuzların uzunlukları ortalama 30 – 200 metre aralığında değişir. Ortalama aralıkları ise yaklaşık olarak,

LG=(1~3)LX

LG= Mahmuz aralığı (m)

LX= Mahmuz boyu (m)

Mahmuz Çeşitleri

Mahmuzların inşasında kullanılan malzemenin cinsine göre ve işlevine göre mahmuzların sınıflandırılması aşağıda gösterilmiştir.

1. Kullanılan Malzemenin Cinsine Göre
   • Ahşap mahmuzlar
   • Çelik mahmuzlar
   • Beton mahmuzlar
   • Asfalt mahmuzlar
   • Taş mahmuzlar
2. İşlevlerine Göre
   • Geçirimli ve geçirimsiz mahmuzlar
   • Yüksek ve alçak mahmuzlar
   • Sabit ve ayarlanabilir mahmuzlar
3. Şekillerine göre
   • Düz mahmuzlar
   • T mahmuzlar
   • L mahmuzlar

1. Kullanılan Malzemenin Cinsine Göre Mahmuzlar

a) Ahşap Mahmuzlar: Kalas ve kazıklarla desteklenen ahşap perdelerden oluşan geçirimsiz ahşap mahmuzlar en çok kullanılan tiplerdir. Kalasların kalınlıkları en az 20 cm, kazıkların çapları da en az 30 cm olmalıdır. Çakıl gibi iri malzemeden oluşan kıyılarda yuvarlak kazıkların belirli aralıklarla çakılmasıyla geçirimli mahmuzlar yapılabilir.

b) Çelik Mahmuzlar: Bu tip mahmuzlar birbirine geçme çelik levhaların ahşap ve kazıklarla desteklenmesi şeklinde yapılırlar. Ayrıca içi doldurulmuş çelik borulardan yapılan çelik mahmuzlar orta şiddetteki dalga etkilerine rahatlıkla karşı koyabilir.

c) Beton Mahmuzlar: Günümüzde beton mahmuzlar daha önceleri yapılan geçirimlilerin aksine geçirimsiz olarak ve öngerilmeli betonarme plaklardan yapılmaktadırlar. Bunlar oldukça ince yapılardır.

d) Asfalt Mahmuzlar: Fazla kullanım alanına sahip değillerdir. Uygulamaları Amerika Birleşik Devletleri’nde görülmektedir.

e) Taşdolgu Mahmuzlar: Taş dolgu mahmuzlar ocak artığı gibi ince ve geçirimsiz malzemeden oluşan çekirdek tabakası üzerine, dalgalarla hareket etmeyecek ağırlıktaki kaya bloklarından yapılan üst koruma tabakasından oluşur. Geçirimsizliği sağlamak önemli ise kaya blokların arası beton veya asfalt malzeme ile doldurulabilir. Bu işlem, yapının dalgalara karşı stabilitesini artırır.

2. İşlevlerine Göre Mahmuzlar

a) Geçirimli Mahmuzlar: Kıyısal etkenlerin bir kısmı ile malzemeler mahmuz arasından geçer ve mahmuzun her iki yanında kum birikmesine neden olur. Zemin çizgisinin altındaki geçirgenlik derecesi mahmuz modelini ve kum birikme miktarını etkiler. Genellikle mahmuzlardan geçen kum miktarı mahmuzun yükseklik ve uzunluk ölçüsüne uygun olarak ekonomik bir şekilde ayarlanabilir.

b) Yüksek ve Alçak Mahmuzlar: Mahmuzun alt kısmına doğru sürüklenen kum miktarının önemli ve gerekli olmadığı durumlarda mahmuz tarafından etkilenen zonda hareket eden kumun tam bir şekilde hareketini önlemek amacıyla yüksek yapılabilirler. Ayrıca mahmuz, yüksek gel-gitteki dalgalarla, fırtınada meydana gelen dalgaların mahmuzun üzerine çıkmasına imkan vermek amacıyla alçak yapılabilir.

c) Ayarlanabilen Mahmuzlar: Bu mahmuzlar kazıklar arasındaki hareketli panellerden meydana gelmektedir. Bu paneller sahil seviyesinin altında (genellikle 0.3-0.6 m.) özel bir yükseklikteki mahmuzu elde etmek için eklenebilir veya çıkarılabilir. Böylece sahilin aşağıya doğru sürüklenmesine ve mahmuzun üzerinden bir kısım kumun geçmesine müsade edilir. İşlemlerinin zor olması dezavantajlarıdır.

3. Şekillerine Göre Mahmuzlar

a) Düz mahmuzlar

b) “T” mahmuzlar

c) “L” mahmuzlar

Mahmuz tipinin seçiminde en önemli faktörler; ekonomi (malzemenin elde edilebilmesi, bakım ve onarım masrafları v.b.), dalga şartları ve temel malzemesi durumudur. Uygulamada en çok taş dolgu mahmuzlar kullanılmaktadır. Bu mahmuzların en önemli avantajları; esnek olmaları, kolaylıkla onarılabilmeleri, dalgaların önemli bir kısmını absorbe edip yansıtmamaları ve malzemelerinin ucuz olmasıdır. Buna karşılık, çok miktarda malzeme gerektirmeleri, ilk yatırım maliyetlerinin pahalı oluşu dezavantajlarındandır.

“Taşkın”; bir akarsuyun çeşitli sebeplerle yatağından taşıp, çevresinde bulunan arazilere, yerleşim yerlerine, altyapı tesislerine ve canlılara zarar vermesidir. Taşkınlar gerçekleştiği bölgede ekonomik ve sosyal faaliyetleri kesintiye uğratan küresel ve doğal bir olaydır.

Bir bölgeye çok fazla miktarda yağmur düşmesi ya da bölgede bulunan kar tabakasının erimesi nedeniyle, akarsu yatağında bulunan su miktarının hızla artarak, akarsu yatağının etrafında yaşayan insanlara ve diğer canlılara, yerleşim bölgelerine ya da tarım arazilerine ve diğer mallara zarar vermesi olayına taşkın denmektedir.

Taşkınlar, bölgelerin iklim şartlarına, geoteknik ve topoğrafik niteliklerine bağlı olarak gelişen doğal oluşumlardır. Ancak taşkınlarda insan aktivitelerinin etkisi de yadsınamayacak bir gerçek olarak karşımıza çıkmaktadır. Son yıllarda küresel çapta taşkın adetlerinin sayısı ve şiddetinde yaşanan artışla orantılı olarak ülkemizde de Doğu ve Orta Karadeniz Bölgeleri kıyı kesimlerinde iklim değişikliğinin de etkisi ile taşkınların sayısında ve şiddetinde artışlar görülmektedir.

Taşkınlar, genellikle uzun süreli, aşırı ve şiddetli yağışlardan sonra, özellikle de geçirimsiz zeminlerde ve fazla eğimli olan kısımlarda meydana gelmektedir. Ayrıca kar yağışının çok fazla olduğu bölgelerde, hava sıcaklığının aniden artması sonucunda, kar tabakasının erimesi de, taşkın olayına yol açabilmektedir. Dolayısıyla buna bağlı olarak taşkın debileri de artmaktadır. Her iki etkenin birlikte etkimesiyle, yataktaki su seviyesi hızla artarak, büyük taşkınlar oluşmaktadır. Ayrıca taşkınların oluşumuna havzada hâkim olan yağış rejimleri de etki eden bir diğer faktördür.

Taşkınlar, tahrip gücü yüksek olan ve dünyada sık karşılaşılan tabii kaynaklı felaketlerden biridir. Bu afetler sonucunda su baskınlarıyla birlikte, çamur ve diğer birikintiler ve atıklar da akışa geçtiğinden, ciddi boyutlara varan problemlere sebep olmaktadırlar. Taşkınlar yerkürenin meydana gelmesinden beri ortaya çıkmakla birlikte, daha çok insanların dere ya da nehir, çay gibi akarsuların, kıyılarına yakın bölgelere yerleşmeleri ve bunların civarlarında bulunan arazilerden yararlanmaya başlamalarıyla etkilerini göstermeye başlamıştır.

Bugüne kadar edinilen tecrübeler, yaşanan taşkınların, yoğun yağışlardan çok, akarsu yatağı içerisinde veya civarındaki taşkın olma ihtimali bulunan bölgelerde, çoğunlukla gerekli tedbirler alınmadan süregelen, düzensiz ve çarpık şehirleşme sonucunda oluştuğunu göstermektedir

Taşkın Türleri

Literatürde taşkınlar için değişik sınıflandırma ve tanımlar bulunmaktadır.  Dünya Meteoroloji Örgütü’ne göre taşkınlar en genel haliyle;

• Ani taşkınlar,
• Nehir taşkınları,
• Kıyı taşkınları,
• Şehir taşkınları,
• Kar erimesinin neden olduğu taşkınlar
• Buz ve moloz hareketlerinin neden olduğu taşkınlar şeklinde sınıflandırılmıştır.

Ani Taşkınlar

Çok şiddetli yağışlar, bulut patlamaları, toprak kaymaları, buz kütlelerinin ani hareketleri, baraj yıkılmaları ya da yüksek kotlardan harekete geçen yüzeysel akışın çok hızlı biçimde alçak kotlara ilerlemesi sonucu ani taşkınlar meydana gelmektedir. Ani taşkınlar meydana geldiği adanda ağır hasarlar meydana getirmesinin yanında hem sediment taşınımına hem de heyelanlara neden olabilmektedir. (Heyelan Nedir? Heyelan Çeşitleri ve Sınıflandırılması) Ani taşkınlardan korunmaya yönelik risk planlamalarında, meteorolojik verilerin gerçek zamanlı takibi ve arazi kullanım bilgisi büyük önem taşımaktadır

Nehir Taşkınları

Nehir Taşkınları en yaygın olan taşkın türüdür. Şiddetli yağışlar, kar ve buz erimelerin tetiklediği nehir akımının ana yatak kapasitesini aşarak, taşması olayıdır. Zeminin geçirimliliği, yüzeyi kaplayan bitki örtüsü, arazi kullanım şekli nehir taşkınlarının büyüklük ve şiddetini önemli ölçüde etkilemektedir. Nehirleri çevreleyen düzlükler genellikle verimli topraklar ve yerleşime elverişli alanlar olduğundan, nehir havzalarında yoğun yapılaşma olmaktadır. Bu da yerleşim yoğunluğuna paralel olarak, taşkınların neden olacağı hasarı arttırmaktadır.

Kıyı taşkınları

Fırtına dalgaları ve yüksek gelgitler ile bir araya gelen yüksek rüzgarlar kıyı taşkınlarına sebep olmaktadır. Kıyı taşkınlarında güçlü ve yüksek dalgalar, çok büyük su kütlelerinin kıyıya doğru hareketine neden olurlar. Bu nedenle kıyı taşkınlarında meydana gelen zararlar oldukça büyüktür. Aynca kıyı taşkınlarının tetiklediği yüksek dalgalar nehir ve drenaj sistemlerinin deşarjına engel olarak nehir ve şehir taşkınlarının da yaşanmasına neden olabilmektedir. Dalgalanma, denize akan bir nehrin ağzının yakınında gerçekleşirse, akıntıya bağlı olarak nehir deşarjı tıkanır ve bu da kıyı alanlanmn üzerinde ve yakınında şiddetli taşkınlara neden olur. Deniz altı depremlerinden kaynaklanan tsunamiler, şiddetli kıyı taşkınlanmn nadir bir nedenidir.

Şehir Taşkınları

Yoğun yapılaşmanın bulunduğu alanlarda yüzeylerin geçirimsiz malzemeler ile kaplı olması, şiddetli yağışlar ve fırtınalar sırasında yüzeysel akışı artnır. Bu durum alt yapı tesislerinin kapasitesinin aşılmasına neden olur. Alt yapı tesislerinin kapasitelerinin aşılması ile ortaya çıkan taşkınlara şehir taşkınları denir.

Kar Erimesi Taşkınları

Hızlı kar erimesi özellikle ilkbahar aylarında güneyden gelen sıcak hava hareketlerinin etkisi ile bazen taşkınları ortaya çıkabilir. Türkiye’de Doğu ve Güneydoğu Anadolu’daki taşkınların en önemli sebeplerinden birisi budur. Ilık yağmurlara maruz kalan karlı tepelerde taşkın pik debisi ve akan suyun hacmi büyük olur. Genellikle yerel bir olaydır ve eğimi fazlaca olan yerlerde ani taşkınları üretebilir. Çünkü suyun hızı yamaçlarda oldukça fazladır. Özellikle akarsu havzalarının aşağı kısımlarında gelişmiş olan yerleşim alanlarının taşkına maruz kalmasına sebep olur.

Buz ve Moloz Taşkınları

Bunlar dışında bir de buz ve moloz hareketlerinin neden olduğu taşkınlar bulunmaktadır. Mevsimlik olarak erime meydana gelen bölgelerde, eriyen buzul suları nehirlerde birikir ve civardaki nehir seviyelerini yükselterek taşkınlara neden olurlar. Sarp bölgelerde hem kar erimeleri hem de yoğun yağışlar nedeniyle toprak kaymaları ve moloz hareketleri meydana gelebilir Bunlar aşağı yönde hareket ederken akarsuların kesitlerinde daralmalara yol açarak şiddetli taşkın olaylarını meydana getirebilirler.

Taşkınların Nedenleri- Taşkın Neden Olur?

Havzanın Meteorolojik Özellikleri

Taşkınlara neden olan meteorolojik faktörler; yağışlar, sıcaklık, buharlaşma, rüzgar, nem ve basınçtır.

Yağışlar şiddet, süre ve meydana geliş şekilleri itibariyle taşkın oluşumuna etki etmektedir. Şiddetli yağışlarda sızma için yeterli zamanın kalmaması yüzeysel akışı arttıracağından taşkınları arttırıcı rol oynamaktadır. Sabit şiddetteki bir yağışın süresi arttıkça meydana getireceği taşkının büyüklüğü; toplama havzasının büyüklüğüne, toplanma süresine ve havzanın diğer özelliklerine bağlı olarak bir limite ulaşır ve yağışın süresi sonsuz olsa da taşkının hacmi büyümesine rağmen, taşkın pikinde değişme görülmez. Yağış şiddetinin değişken olduğu durumlarda, pik en büyük değerine en şiddetli yağış periyodunda ulaşır. Bir bölgeye düşecek olan yağışlar genellikle yağmur, kar veya dolu şeklinde olabilir. Yağmurun taşkına etkisi, toplama havzasında bulunan akarsuyun yatağını doldurduktan sonra yüzeysel akışa geçmesiyle başlamaktadır. Bu esnada havzaya düşen yağmurun bu etkisi, bitki ve toprak örtüsü tarafından tutulmakta olduğundan, fazla olmayacaktır. Ancak sızmanın nihai sızma kapasitesine eriştiği andan itibaren havzaya düşen yağmur yüzeysel akışa geçerek taşkına neden olmaktadır. Karın taşkına etkisi, erimeye başlaması ile birlikte görülür. Bu esnada yüzey altı ve yeraltı suyu miktarlannda ciddi dışlar görülür. Kar erimesinin taşkın debisine etkisi az, pike ulaşma zamanı ve taşkın süresi ise uzundur. Dolu, genellikle yeryüzü sıcaklığının 0°C’nin üzerindeyken yağdığından, hızlı bir erime sağlar ve dolasıyla kısa sürede yüzeysel akışa dönüşebilmektedir. Bu yüzden kara göre taşkınlar üzerinde daha etkili olmaktadır.

Taşkına etki eden bir diğer meteorolojik faktör sıcaklıktır. Taşkın anındaki sıcaklık değişimi, oluşacak yağışın türünü etkileyeceğinden meydana gelecek olan taşkın hidrografına da etki edecektir. Sıcaklık 0°C’nin altına düştüğünde yağış kar şeklinde, sıfırın üzerine çıktığında ise dolu veya yağmur şeklinde olacaktır. Sıcaklık, taşkın hidrografının şekline etki etmesi yani akışa geçecek olan miktarı doğrudan etkileyici bir faktör olması sebebiyle önemlidir. Türkiye’de özellikle Mart-Nisan aylarında kısa zamanda havanın ısınmasına bağlı olan kar erimesi ve şiddetli yağışların birlikte meydana gelmesi ani taşkınlara neden olmaktadır. Bu durumda; taşkının pik değerine ulaşma zamanı düşük olduğundan, yüksek eğimli bölgelerin mansabında düşük kotlarda kalan yerleşim yerleri için tehlikeli durumlar ortaya çıkabilir.

Bir diğer meteorolojik parametre olan rüzgar özellikle kar erimesindeki etkisiyle taşkını hızlandırmaktadır. Bunların yanı sıra basınç, nem gibi etkenler de taşkını dolaylı olarak etkiler.

Şiddetli yağışlar neticesinde yamaç hareketlerine meyilli taşıma gücü zayıf zeminlerde sıklıkla heyelanlar görülmektedir. Heyelanlar ile büyük toprak kitlelerinin akarsuya doğru hareketi, akarsu kesitinin daralmasına neden olarak taşkının şiddetini artırır. Akarsuda sürüklenen moloz özellikle akarsu güzergahında bulunan köprü, menfez gibi sanat yapılarının membasında birikerek akımın ilerlemesini engel olacaktır. Bu birikmeler taşkın suyunun bir su kitlesine erişmesini engelleyerek su seviyesini yükselmesine neden olur. Bu nedenle heyelanlar taşkınların şiddetini artırıcı etkiye sahiptirler. (Heyelanların Nedenleri? Heyelan Neden Olur?)

Havzanın Yapısal Özellikleri

Drenaj alanının şekli ve eğimi

Bir alanda meydana gelecek taşkının büyüklüğü, pik değere ulaşma süresi, taşkın hacmi ve drenaj alanı ile doğru orantılıdır. Büyüklükleri ve diğer özellikleri aynı fakat şekilleri farklı olan drenaj alanlarından gelecek taşkın hacimleri eşit olduğu halde, havzanın şekline göre taşkın debisi, pik değere ulaşma süreleri farklıdır. Aynı alana sahip iki drenaj alanından, eni dar boyu uzun olanda oluşacak taşkının toplanma zamanı daha uzundur, eni geniş boyu kısa olanda ise daha kısadır. Taşkın hacimleri aynı olan iki havzadan, eğimi fazla olanının taşkın debisi daha büyük, pike ulaşma ve taşkın süresi daha kısadı.

Depolama kapasitesi

Drenaj alanında bulunan çukurlarda yapılacak yüzey depolamaları taşkın debisinin pik değerinde önemli ölçüde düşüşe neden olacaktır. Bunun yanı sıra jeolojik yapısı karstik olan mağara vb. yapılar ise oluşan akışın bir müddet depolanmasını veya farklı bir yerden çıkmasını sağlayacak ve taşkının etkisini azaltacaktır. Sonuç olarak havza depolaması hem yüzey üzerindeki çukurlarda oluşabilirken hem de yer altı sularında depolanabilir veya yüzey altı akış ile farklı bir bölgeye transfer edilebilir. Bunların yanı sıra akarsu yatağının şekli, kollarının sıklığı, yeraltı akiferinin kapasitesi, zeminin killi veya geçirimli bir malzemeden oluşması da taşkını etkileyen doğal faktörlerdendir.

Bitki örtüsü

Drenaj alanının bitki örtüsü, yağışın yüzeysel akışa geçinceye kadar geçen süresinde meydana gelen başlangıç kayıplarında önemli bir etkendir. Bu etki bitki örtüsünün çeşidine, sıklığına, büyüklüğüne ve hatta yapraklarının şekline bağlı olarak tutacağı yağış miktarım değiştirmektedir. Bu yüzden, bitki örtüsünün taşkınları ve erozyonu önleme bakımından etkisi büyüktür.

Toprak yapısı ve suya doygunluk durumu

Drenaj alanının toprak cinsi ve kalınlığının başlangıç kayıplarına etkisi bitki örtüsünden daha fazladır. Hatta toprak cinsi sızmada en önemli faktör olduğundan taşkın süresi boyunca etkisini devam ettirmektedir.

Zeminin taşkından önceki nem durumunun yüzeysel akışa etkisi büyüktür. Kuru bir zemine düşen taşkın meydana getirecek bir yağış, zeminin sızma kapasitesi yüksek olacağından yüzeysel akışa geçmeyecektir. Doygun bir zeminde ise sızma kapasitesinin düşük olması ise yağışın doğrudan yüzeysel akışa dönüşmesiyle taşkın olasılığını artıracaktır.

Deniz seviyesinden yükseklik ve drenaj alanının yönü

Yüksek rakımlarda çiğ noktası düşük ve düşük çiğ noktasında havzanın su muhtevası az olduğundan bu gibi yerler, şiddetleri az ve daha uzun süreli yağışlara maruz kalmaktadırlar. Ancak yağış yönüne dik ve özellikle sahile bakan yamaçlarda rakım, yağışın devamlı beslenmesi sebebiyle, belli bir sınıra kadar yağış şiddetini arttırıcı rol oynamaktadır. Yağışın geldiği yöne dönük olan drenaj alanları, yağışın geldiği yöne arkası dönük olan drenaj alanlarından daha fazla miktarda yağış alırlar.

İnsan Kaynaklı Sebepler

İnsan etkisi taşkınları felaket boyutuna taşıyan en önemli sebeptir. Özellikle dere yataklarında yapılaşmaya izin verilmesi, çarpık kentleşme nedeniyle alt yapı tesislerinin yetersiz kalması, hatalı arazi kullanımı, ormanların ve bitki örtüsünün tahrip edilmesi, geçirimli yüzeylerin asfalt, beton gibi geçirimsiz yüzeylere dönüştürülmesi taşkınlara neden olan insan kaynaklı sebeplerdir.

Bunların dışında baraj, gölet, sel kapanı gibi su yapıları, kendi drenaj alanlarındaki taşkını öteleyerek taşkına durdurucu yönde etki ederken, bu yapılarda meydana gelebilecek hasarlar taşkınlara neden olabilmektedir. Bu yapıların, beklenen taşkınlara olan etkileri incelenmeli ve bu duruma göre değerlendirilmelidir.

Barajlar Neden Yapılır? Niçin İnşa Edilir?

Kaynaklar: NESLİHAN BEDEN-CEVİZDERE HAVZASININ SAYISAL MODELLEME SİSTEMLERİNE DAYALI TAŞKIN ANALİZİ VE TAŞKIN ZARARLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

Esra GERGER-ŞANLIURFA İLİNDEKİ TAŞKIN KORUMA TESİSLERİNİN PERFORMANSLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

Tsunami; depremler, deniz altı heyelanları, zemin kayması, kaya ve benzeri büyük kütlelerin denize düşmesi, volkanik faaliyetler, meteor düşmeleri ve nükleer patlatmalar sonucunda denize geçen enerjinin yarattığı dalgalardır.

Japoncada liman anlamına gelen “tsu” ve dalga anlamına gelen “nami” sözcüklerinin birleşiminden oluşarak, “liman dalgası” anlamında kullanılan tsunami 1896 yılında ilk kez dünya dillerine girmiş ve Japonya’daki Meji Büyük Sanriku tsunamisinden sonra kullanılmaya başlanmıştır. Bunun nedeni, zayıf bir tsunaminin dahi kıyılarda ve sığ sularda şiddetli akıntılar oluşturarak özellikle limanlarda hasara yol açmasıdır

Tsunamiler rüzgar sebebiyle oluşan dalgalardan ve gel-git olayı sonucu oluşan dalgalardan çok farklıdır. Tsunamilerin hareketi incelendiğinde; ilk oluştuklarında tek dalga olmalarına rağmen, kısa bir zaman sonra birkaç dalga haline gelirler. Bazı durumlarda ilk dalgalar, bazı durumlarda ise ikinci ve üçüncü dalgalar etkilidir. Deniz dibinde oluşan ani bir hareketlenme, deniz yüzeyinde bir merkezden yayılan dairesel dalgalar oluşturur. Yayılan dalga cephelerinin yönlerinin değişmesi ancak çok sığ sularda sapma şeklinde olabilir. Açık denizlerde, derinlik farklılıkları dalga cephelerinin ilerleme hızlarında önemli farklılıklar yaratacak düzeyde olmadığından, tsunamiler dairesel şekilde yayılırlar.

Tsunami Neden Olur?

Tsunami bir su kolonunun ani ve düşey olarak yer değiştirmesiyle oluşan bir dalga ya da bir dalga dizisindeki dalgalar serisidir. Bu yer değiştirme sismik aktivite, volkanizma, deniz dibi heyelanları, asteroit çarpma etkisi veya meteorolojik olaylardan kaynaklanabilir. Bu dalgalar okyanuslarda, koylarda, göllerde, nehirlerde veya rezervuarlarda oluşabilirler.

Tsunami derinlik ve hız arasındaki ilişki

Dolu Savaklar, barajlarda, fazla suların alınmasını ve akıtılmasını sağlayan yapılardır. Dolu Savaklar, taşkın sularını baraj gövdesine ve yamaçlara zarar vermeden veya aşınmalarına neden olmadan boşatırlar. Dolu savaklar, barajlardaki en yüksek su seviyesine ulaşıldıktan sonra çalışmaya başlar. Dolusavaklar, genelde baraj gövdesinin üzerinde, barajın bir veya iki yanında, tabanda, yamaç içinde veya rezervuarda olabilirler. Bulunduğu yere ve şekline göre isim alırlar. (Baraj Nedir? Baraj Tipleri ve Çeşitleri)

Dolu Savak Çeşitleri Nelerdir?

Üstten akan dolu savak

Üstten akan dolu savak, baraj gölündeki suyu mansaba boşaltan basit bir savak yapısı olup suyu barajın üzerinden aşırarak boşaltır. Bu uygulamanın gerçekleştirildiği projelerde baraj tepesi tamamen su altında kalır.

Üstten kapaklı savak

Üstten kapaklı dolu savaklar barajın üzerinde yer alan bir köprü şeklindedir. Baraj üzerindeki bu açıklıklar ya da kapaklar ya tamamen elle veya otomatik olarak açılır ve kapanır.

Yandan çevirmeli dolu savak

Yandan çevirmeli dolu savaklar barajın yanında eksene dik veya dike yakın olarak uzanan kanal şeklindedir.

Kuyu tipi dolu savak

Kuyu tipi dolu savak, barajın rezervuarında, hemen hemen dik kuyu şekilli dolu savak yapısıdır. Rezervuarın maksimum su seviyesinde yer alan huni biçimindeki bölümden giren taşkın suyu baraj gövdesinin altında bulunan yaklaşık yatay tünele ulaştırarak boşalır.

Dip savak

Dip Savak, baraj gölündeki fazla suyu ve bazen da baraj gölü tabanında çöken malzemeyi boşaltmak için kullanılan savak yapısıdır. Genellikle taşkınlar sırasında fazla miktarda malzeme taşındığında dip savaklar açılır ve malzeme su ile birlikte baraj gölünden uzaklaşır. Hemen ardından dip savaklar tekrar kapanarak su tutulmaya devam edilir.

Tehlike savağı

Bazen taşkın sulan normal savak kapasitelerini de aşabilir. İşte bu gibi durumlarda çalışarak suyun boşaldığı yapılara tehlike savağı adı verilir. Topografyadaki hafif bir çukurluk bu amaç için yeterlidir.

Dolu Savak Türünün Seçimi

Dolu savak hacmi ve türü ile doğal sınırlamalar baraj türünün seçiminde etkin olan faktörlerdir. Dolusavak gerekliliği birincil olarak akarsu ve yüzey sulannın karakteristikleri ile belirlenir. Ancak, bu gereklilik barajın hacmi/türü veya saha koşullanndan bağımsızdır. Dolusavak türünün seçiminde akarsuyun büyüklüğü özellikle dikkate alınmalıdır. Örneğin, büyük potansiyele sahip bir akış durumunda özellikle dolu savak baskın yapı durumunda olur ve baraj türünün seçimi ise ikincil durumda olur (USBR, 1987).

Büyük bir dolu savak yapısının maliyeti, toplam proje maliyeti içerisinde dikkate değer bir orana sahiptir. Bazı durumlarda, üstten akan beton barajda olduğu gibi, baraj ve dolu savak yapılarının birleştirilmesi daha uygun olabilir. Toprak dolgu barajlar bu konuda bazen avantajlar sağlayabilir. Örneğin; baraj malzemesinin kazılarak alındığı uygun yerler dolu savak kanalı olarak kullanılabilir. Küçük dolu savak ihtiyacı dar vadilerde bile toprak veya kaya dolgu baraj seçiminde etken olabilir (USBR, 1987).

Toprak veya kaya dolgu barajlarda üstten akan beton dolu savak uygulaması genellikle göz korkutucudur, çünkü en yalın dizayn kabullenmeleri ve kaygılar yenilmelerin önceden engellenmesini gerektirir. Bu tür dizaynlara ilişkin doğal sorunlar yapıdaki farklı oturmalar ve rezervuarın dolmasından sonra meydana gelen yüklemenin sonucu olarak temelinin durumudur. Bu ek yüklerin oluşmasından sonra ortaya çıkması olası diğer sorunlar ise; savak betonundaki kırılma veya bir açıklığın oluşması ile kanaldan baraj dolgusuna sızmalann oluşması, bunun sonucu olarak borulanma ve yıkanma ile malzemenin taşınmasıdır. Bahsedilen bu sorunlara karşı alınabilecek, beton kaplamanın kalınlığının artışı, çelik donatı miktarındaki artış, kazılar, eklemlerin iyileştirilmesi, drenaj gibi önlemler maliyetlerin artışında çok önemli bir pay sahibi olacaktır. Bu nedenle, dolu savak seçiminde diğer alternatiflerin değerlendirilmesi gerekir.

En yaygın kullanılan ve arzu edilen dolu savak düzenlemesi, baraj yapısından ayrı noktada veya baraj sınırının dışında bir veya her iki abatmanda gerçekleştirilecek kazı ile oluşturulacak kanalların kullanımıdır. Ancak bu koşul her zaman sağlanamayabilir.

Barajlar Neden Yapılır? Niçin İnşa Edilir?

Barajlar Neden Yıkılır?

Hidroelektrik santralleri barajlarda biriken suların potansiyel enerjilerinin elektrik enerjisine dönüştürülmesini sağlayan, onlarca yıldır kullanılmakta olan önemli bir teknolojidir. İlerleyen teknoloji ile birlikte gelişen bu baraj ve santraller, üretilen enerji miktarlarını hatırı sayılır derecede geliştirdi ve aşağıdaki 21 santralde olduğu gibi devasa miktarların elde edilmesini sağladı. (Baraj Nedir? Baraj Çeşitleri) (Barajlar Neden Yapılır?)

Bu arada referans olması açısından Türkiye’nin en büyük barajı olan Atatürk Barajının kurulu gücü 2405 MegaWatt‘tır. Türkiye’deki tüm hidroelektrik santrallerinin toplam gücü 27.212 MW olup, yapımı devam eden barajların tamamlanmasıyla bu toplam güç 6.072 MW daha artarak 33.284 MW’a ulaşacaktır. Türkiye 2017 yılı toplam elektrik enerjisi tüketimi ise 295,5 milyar KWh‘tir.

1-Three Gorges Barajı – Üç Boğaz Barajı-Çin-22.500 MW

Çin’in Hubei şehri ve Yengzte nehri üzerinde kurulu olan Three Gorges Barajı 1994 yılında inşa edilmeye başlanmış ve 2012 yılında tam kapasiteyle çalışmaya başlamıştır. Üç Boğaz Barajı’nın gücü 22.500 MW olup yaklaşık $37 Milyar inşa edilmiştir. Yıllık 84.6 milyar KWh enerji üretebilmektedir. (Türkiye’nin toplam elektik tüketiminin 1/3,5 kadar ) Topladığı su miktarının büyüklüğü nedeniyle dünyanın dönüş hızını bir miktar yavaşlattığı belirtilmektedir.

İnşaatında 28 milyon metreküp beton ve 463.000 ton demir kullanılan baraj fay hattı üzerine inşa edilmiştir. Su toplama bölgesinin genişliği sebebiyle 1.2 milyondan fazla insan göç etmek zorunda kalmış, 13 şehir, 140 kent ve 1350 köy boşaltılmıştır.

2-Itaipu Barajı-Brezilya-14.000 MW

Three Gorges Barajı inşa edilmeden önce en güçlü baraj ünvanını elinde bulunduran Itaipu Barajı Brezilya-Paraguay sınırında 1984 yılında tamamlandı. $18 milyar’a inşa edilen baraj bugüne kadar en fazla elektrik üreten (2,6 milyar MWh) hidroelektrik santrali ünvanını da elinde bulunduruyor. Yıllık 103 milyon MWh enerji üretimi kapasitesine sahiptir.

3-Xiluodu Barajı-Çin-13,860 MW

Çin’in en güçlü ikinci dünyanın ise en güçlü üçüncü hidroelektrik santrali olan Xiluodu Barajı, Jinsha Nehri üzerinde inşa edilmiştir. $6.2 milyara mal olan ve 2013 yılında açılan baraj 13.860 MW gücünde. Yılda 64 milyon MWh’lik enerji üretme kapasitesine sahiptir.

4-Guri Dam-Venezuella-10,300 MW

Simón Bolívar Barajı olarak da bilinen Guri Barajı Venezuella Bolivar’da bulunuyor. 1963 yılında inşa edildiğinde 1750 MW gücünde olan baraj, 1978 yılında 2065 MW gücüne ulaştı. Günümüzde 10.300 MW kurulu güce sahip olan hidroelektrik santrali Venezuella’nın elektrik tüketiminin %73’ünü sağlıyor.

5. Tucuruí Barajı-Brezilya-8.370 MW

Amazon ormanlarında inşa edilen ilk büyük hidroelektrik santrali olan Tucuruí Barajı Brezilyada bulunuyor. 8.370 MW gücünde olan santralin yapımına 1975 yılında başlandı ve 2012 yılında tamamlandı. Tamamı Brezilya tarafından işletilen baraj 13 milyon insana enerji sağlıyor.

6-Grand Coulee Barajı-ABD-6.809 MW

Amerika Washington’da bulunan Grand Coulee Barajı amerikadaki yedi inşaat mühendisliği harikasından biri olarak anılıyor.  İnşaatında 9,17 milyon metreküp beton kullanılan baraj 1942 yılında 2. Dünya savaşı sırasında alüminyum edilmesi için gereken enerjiyi sağlamak üzere inşa edildi. 6809 MW kurulu güce sahip olan hidroelektrik santrali Franklin D. Roosevelt Gölü üzerinde kurulu.

7-Xiangjiaba Barajı-Çin-6.448 MW

Çin’in Yunnan ve Sichuan bölgeleri arasında bulunan baraj Çin’in en güçlü üçüncü, dünyanın ise yedinci hidroelektrik santrali. 2006 yılında inşaatına başlanan ve 2012 yılında tamamlanan barajın kurulu gücü 6,448 MW.

8– Longtan Barajı-Çin-6.426 MW

Yine Çin yine devasa bir baraj. $4,2 milyar’a inşa edilen Longtan Barajı 2009 yılında açıldı. 6426 MW gücündeki hidroelektrik santrali ayrıca Çin’in en hızlı ve büyük gemi asansörüne sahip.

9-Krasnoyarsk Dam-Rusya-6.000 MW

Divognorsk, Rusya’da bulunan Krasnoyarsk Barajı 1971 yılında inşa edildi. 6000 MW gücündeki hidroelektrik santrali, bölgede normalde donan suyun, donmasının engelleyerek bölgenin iklimini önemli ölçüde etkilemiştir.

10– Robert Bourassa Barajı-Kanada-5616 MW

Kanada’nın Quebec eyaletindeki James Körfezi projesinin bir parçası olan Robert Bourassa Barajı 5616 MW’lık gücüyle dünyanın en güçlü hidroelektrik santrallerden birisi ünvanını hak ediyor.

Menfezler, karayollarının veya demiryollarının altına, yağışla birlikte akışa geçen suyun yola zarara vermeden drenajının sağlanması, yol altından kablo, boru vb. malzemeleri geçirilmesi gibi amaçlarla inşa edilen yapılardır. Kullanım amacına veya bulunduğu yere göre farklı türleri olan menfezlerin temel görevi yolun bir tarafından diğer tarafına enine geçişler olanağı sağlanmasıdır.

Menfez kelime anlamı olarak ise; girecek veya geçecek yer, delik, boşluk, geçit gibi anlamlara gelmektedir. Evlerde banyo, wc gibi kapalı alanların havalandırmalarına da menfez denilmektedir.

Yağışla akışa geçen doğal dere yataklarının (kuru derelerin) yolu kesmesi durumunda, yağıştan dolayı yüzeysel akışa geçen yağmur sularının yola zarar vermeden yolun altından geçirilmesi amacıyla yapılan drenaj yapılarına menfez denir (KGM, 2005a).

Menfezler karayolu drenaj sistemlerinde kilit bir öneme sahiptir.  Yol gövdesi drenaj elemanlarıyla toplanan yüzey ve yüzeyaltı suları ile akışı yola doğru olan doğal derelerle toplanan arazi sularının yolun, bağlantı yolu ve kavşak kollarının altından güvenli bir şekilde geçirilmesi için menfezler yapılır.

Yapılan menfezlerin diğer drenaj elemanlarıyla uyumlu olacak şekilde projelendirilmesi gerekir. Menfezler uygun boyutta tasarlanmaz ise, drenaj sisteminin uygun bir biçimde çalışması mümkün olmaz. Tasarlanacak olan menfezlerin olması gerekenden daha küçük kesitli yapılması durumunda, aşırı yağışlardan sonra kuru dere yataklarında kabaran sular yol gövdesini aşarak yolun kapanmasına, yol dolgusunun erezyonuna veya dolgu yada dolgu altındaki zeminin taşıma gücü ve/veya stabilitesinin azalmasına neden olmaktadır (KGM, 2005a).

2. Menfez Çeşitleri

Menfezler; beton, çelik, kil veya diğer malzemelerden yapılmış olabilir. Bir menfezin şekli dikdörtgen, dairesel veya başka tiplerde olabilir.

Özellikle asfalt yol yapımı sırasında asfalt yol yapım aşamaları ve alt yapı sistemi olarak karşımıza çıkmaktadır. Menfez çeşitleri şu şekildedir;

1. Köprü Menfezler,
2. Kutu (Box) Menfezler,
3. Kemerli Menfezler,
4. Tabliyeli Menfezler,(Standart Köprüler)
5. Boru (Büz) Menfezler

2.1. Köprü Menfezler

Köprü teriminde belirtilen maksatlarla inşa edilen madde kapsamı dışında kalan; açıklığı ne olursa olsun imla altındaki yapılar ile açıklığı 10 metre ve daha küçük olan yapılardır.

2.2. Kutu Menfezler

—Kutu Menfezler; yağışın olduğu bölgeye göre belirlenen, arazi durumunda göz önünde bulundurulduğu ve kara yollarının altlarında bulunan arazilere göre yapı ürünüdür. Kutu Menfezler daha çok kara yollarının altlarında ve tarımsal alt geçitlerde kullanılır.

—Kutu menfezlerin kullanım avantajları fazladır. Bunlar; Değişken ve hareketli yüklere göre ayarlanabilmesi, kolay montaj özelliğine sahip olması ve kaliteli, sağlam olmasıdır. Aynı zamanda bu menfezler kutu menfez programı ile oluşturulur ve üretimi yapılır.Kutu menfezlerin serbest açıklıkları 1.00-3.00 m ve serbest yükseklikleri de 0.60-3.00 m arasındadır. Belli açıklık ve yüksekliklerde olmak üzere tek gözlü, iki gözlü ve üç gözlü olarak standartlaştırılmışlardır. Üç gözlü olanlar en fazla 6.00 m dolgu yüksekliğine kadar kullanılabilirler.

2.3. Kemer Menfezler

—Büzler ve kutu menfezler belli bir dolgu yüksekliğine kadar kullanılabildiklerinden yüksek dolgular altında kemerli menfezler uygulanır. Bu menfezler kagir ya da betonarme kemerli olurlar. Üzerindeki dolgu yüksekliğine, geçirebileceği debiye ve taban eğiminde göre boyutları belirlendikten sonra önceden hazırlanmış olan tiplere göre projeleri hazırlanır.Kâgir veya beton olabilirler. Yüksek dolgular altında kullanılırlar.

—Kenar ayaklarının bastığı zeminin emniyet gerilmesi σem ≤ 2 kg/cm2 değerinden daha az ise inşa edilmezler. Kenar ayak boyları, 0,6~1,5 m arasında değişir. KGM tarafından, serbest açıklığı0.70-10.00 m arasında olan kemerli menfezler için hazırlanmıştip projeler vardır.

2.4. Tabliyeli Menfezler

—Tabliyeli menfezler, beton veya kagir kenar ayaklar ve ricat duvarları ile üst tabliyeden oluşurlar. Bu menfezler için açıklıklar 1.20-15.70  arasında değişen çeşitli tip projeler geliştirilmiştir. Açıklık adedi ne olursa olsun iki kenar ayak mesnedi arasındaki mesafe 8.0 m’den küçükse tabliyeli menfez(tabliyesi plâktır-düzdür), , büyükse köprü(tabliyesi kirişlidir) olarak adlandırılır.

2.5. Boru Menfezler

Karayollarında daha çok sepet kulplu yerinde dökme büzler kullanılır. Daire kesitli olanlara göre daha yüksek dolgu taşıyabilen bu menfezler demirsiz olarak ve 250 dozlu betondan kullanılacakları yerde hazırlanan kalıplar yardımı ile dökülürler.

3. Menfezlerin Projelendirilmesi

Planlama aşamasında menfezlerin gereğinden daha büyük yapılması ekonomik olmayacak ve tüm projenin maliyetinin artmasına neden olacaktır.

Yol gövdesinde, menfez civarındaki kaplamalardaki oturma, deformasyon, vb. bozulmaların çoğunlukla yetersiz menfez tasarımından dolayı ortaya çıktığı belirlenmiştir (KGM, 2005a).

Menfezlerin boyutlarının yanında konumları da büyük önem taşır. Menfezler mevcut olan dere yatağıyla uyumlu olacak şekilde planlanmalıdır. Özellikle menfezlerin giriş ve çıkış ağızlarının mevcut dere yatağına uyumlu konumlandırılması gerekir.

Menfezlerin tasarımı aşamalı olarak yapılır. Menfez tasarımı yol güzergahının belirlenmesinden sonra başlar. Öncelikle 1/25000 ölçekli haritalar üzerinde dere yatakları ve su toplama havzaları belirlenir. Dere yatakları ve su toplama havzaları belirlendikten sonra menfezlerin yerleri belirlenir. Menfezlerin yerlerini belirleme işlemi tamamlandıktan sonra her bir menfez için hesap yapabilmek için gereken verileri belirleme aşamasına geçilir. Bu aşamada menfezlerin hangi dere yataklarına ve hangi havza alanlarına hizmet verecekleri belirlenmiş olduğundan, havza alanları ve yağış miktarları gibi değerler belirlenir.  Hesap aşamasında, menfezlerin yağış havzaları genelde küçük olduğu için genel olarak rasyonel yöntemin kullanılması uygundur. Fakat özel durumlarda ve yağış havzasının daha büyük olduğu durumlarda farklı yöntemlerin kullanılması da gerekebilir. Yağış havzası 2.5 km2’den büyük ise sentetik birim hidrograf yönteminin kullanılması uygundur.

Menfez tasarımı yapılırken göz önünde bulundurulması gereken bir diğer parametre ise toplanma zamanıdır. Menfez tasarımında toplanma zamanının doğru hesaplanması büyük önem taşır. Toplanma zamanının yanlış hesaplanması durumunda yapılacak hesaplamalar sistemin bütününü etkileyecek biçimde yanlışlıklarla sonuçlanabilir. Toplanma zamanı yüzey akımı ve mecra akımı zamanlarının toplanması ile bulunmasına rağmen burada yüzey akımı toplanma zamanı hesaba katılmayarak tüm havzaya düşen yağıştan akışa geçen miktar mecra akımı olarak ele alınır. Bunun temel nedeni küçük havzalarda mecra akımının başladığı noktanın doğru olarak tayin edilememesidir. Ayrıca bu şekilde yapılacak bir hesap sonrasında toplanma zamanının küçük, yağış şiddetinin büyük olması nedeniyle debi emniyetli yönde kalacak şekilde hesap yapılır ve bunun yardımıyla ekstra bir güvenlik sağlanmış olur

Bir menfez temelde dört kısımdan oluşur.Bunlar; giriş duvarı, çıkış duvarı, gövde ve menfez altı betonudur.

4. Menfez Giriş ve Çıkış Yapıları

Menfez giriş ve çıkış yapılarının tasarımında yapısal stabilite, estetiklik, erozyon kontrolü ve yol dolgusunu tutma özellikleri dikkate alınır ve çoğunlukla yerinde dökme veya prefabrik olarak imal edilir. Menfezlerin hidrolik kapasiteleri giriş yapılarının tasarımıyla geliştirilebilir. Doğal dere menfez ağzından daha geniş olduğu için menfez girişinde akım daralır ve birincil akış kontrollü sağlanır. Kare girişlere nazaran pahlı girişler kademeli akış geçişini sağladığı için enerji kaybını azaltarak hidrolik olarak verimliliği arttırır.

Yaygın olarak kullanılan geliştirilmiş giriş olarak adlandırılan konik girişler (kanat duvarları) enerji kaybını daha da azaltmaktadır. Menfez çıkış yapıları ise akış hızını azaltıp doğal dere akış hızına yaklaştırmak, dolgu kısımlarını desteklemek için yapılır.

Menfezler yüzeysel drenaj yapıları olup yağışla birlikte akışa geçen yüzeysel sularıntoparlayarak güvenli bir şekilde yolun diğer tarafına geçiren yapılardır. Menfez tasarımında yol platformuna uygun geometrinin seçimi, menfezin hidrolik verimi ve ekonomik şartlar optimum ölçüde dikkate alınır. Aynı zamanda diğer drenaj yapıları ile uyumlu bir şekilde projelendirilmesi karayolunu drenajı açısından önemlidir. Menfezler uygun tasarlanmadığı takdirde aşırı yağışla birlikte akışa geçen yüzeysel sular yolun dolgu olan kısımlarında erozyona neden olur. Bu durum dolgu zeminin stabilitesini azaltır ve üst yapı kaplamalarında menfez üstüne gelen kesimlerde deformasyon, oturma gibi bozulmalar gözlemlenir.

Su geçen bir yerde yapı inşa edilirken suyu tutmak ve inşaat yapılabilmesini mümkün kılmak amacıyla, ahşap, toprak, çelik, betonarme kazıklarla yapılan set, su tutma yapılarıdır.

Baraj, gölet, regülatör gibi su tutma yapılarında yapının ana gövdesinin inşaatını kolaylaştırmak, su tutmadan önce gelen akarsuyun yönünü değiştirmek ve derive etmek, su tutulduktan sonra ise olası taşkınlarda gelen suyun ilk enerjisini kırarak taşkın suyunun ve enerjisinin direkt ana yapıya vurmasını engellemek amacıyla için inşa edilen yapılardır.

Batardolar malzemelerine göre 4 guruba ayrılırlar.

1. AhşapBatardolar:

Derinliği 2.00 m.ye kadar olan yerlerde genellikle ahşap batardolar uygulanır. Ahşap batardolar açık tip ve sandık olmak üzere iki çeşittir. Su yüksekliğinin fazla olduğu yerlerde “Sandık Batardo”lar uygulanır. Her iki şekilde de batardonun suyla temas eden yüzeyine kil, silisli kil, veya lem gibi malzemeler doldurulur.

Sandık batardolar iki türlüdür

• Tek Hücreli Sandık Batardoda 1.00-2.00 m. aralıklarla yapılan ahşap perdeler arasına kil malzeme su geçirmemesi için doldurulur.
• Kademeli ya da Çift Hücreli Sandık Batardoda da 1.00-2.00 m. geriye bir perde daha yapılarak arasına moloz taş malzeme doldurulur.

2. Toprak Batardolar:

Suyun önüne, suda kolay dağılma yapmayacak özel kil türündeki malzemeler tabakalar halinde sıkıştırılarak yığılır.
Suyun batardo toprağını aşındırması ve kaydırmasını önlemek için su içinde kalacak yüzey moloz taş tabakası ile kaplanır.

3. Çelik Batardolar:

Yüksek su seviyelerinde ve aynen ahşap batardolara benzer şekilde “I ve U” çelik profil destek dikmeleriyle takviyeli olarak inşa edilen batardolardır.

4. Beton ve Betonarme Batardolar:

Zemine kazık çakılamayacak ve kayalık yerlerde ve sabit kalması istenen batardolar için uygulanır. Bu tip batardolar yalnız betondan yapılabileceği gibi içine donatı konularak betonarme de yapılabilir.

Yeraltı suyu, yer kabuğunun yapısını teşkil eden ve geçirgen özelikteki jeolojik formasyonlar içerisinde bulunur. Yağış sonrası sızma ile su yeraltında geçirimsiz tabakaya kadar iner ve akifer denilen su depolarında saklanır. Yeraltı suyu taşıyan bu tabakalara akifer denir.

Akifer, Aküfer komşu olduğu katmanlara göre permeabilitesi çok daha yüksek olan ve ekonomik olarak elde edilebilecek derecede bol yer altı suyu sağlayabilen jeolojik katmanlardır.

Akifer su anlamına gelen “Aqua” ve taşıyan anlamına gelen “Ferre” kelimelerinin birleşmesinden meydana gelir. Akiferler, alt ve üst kısımlar geçirgen veya geçirimsiz tabakalardan oluşan ve yar altı sularını taşıyan tabakalardır. Akiferler bu tabakaların durumuna göre isim alırlar. En çok bilinen ve üzerinde çalışma yapılan üç çeşit akifer tipi vardır. Bunlardan, alt ve üst kısımları tamamen geçirimsiz tabakalardan meydana gelen akiferlere basınçlı akifer denir. Yeraltı suyunun üst yüzeyi hava ile temas halinde ise buna basınçsız akifer denir. Üçüncü bir halde ise, alt ve üst tabakalardan en az birinde sızma vardır ve buna sızdırmalı akifer denir.

Akiferlerin suyu depolayabilme ve iletebilme gibi iki temel özelliği vardır. Bu özelliklerden birisi veya her ikisi olmadığı takdirde akiklud, akifüj veya akitard isimli değişik tipte hidrojeolojik oluşumlardan söz edilmektedir.

Akiklud

Boşluklarından çok yavaş hızla su alabilen, geçirgenlik hızları sebebiyle doygunluk derecesine çok uzun zamanda ulaşabilen ve içerdikleri suyu ancak uzun süreli konsolidasyonla ileten jeolojik ortamlara Akiklud adı verilmektedir. Yeraltısuları jeolojisi açısından bu ortamları geçirimsiz kabul edebiliriz. Killi zeminler akiklud için iyi örnektir.

Akifüj

Akifüj boşluksuz veya içerdiği boşluklar arasında bağlantı olmayan jeolojik ortamlardır. Bu ortamlarda yeraltısuyu bulunmadığından akım yoktur ve geçirimlilik pratik olarak sıfırdır. Bazalt, granit ve kuvarsit akifüjlere örnektir.

Akitard

Boşluklarına uzunca bir sürede aldığı suyu düşük bir hızla iletebilen jeolojik ortamlardır. Akitardlar akifer ve akiklud arasındaki bir geçiş ortamını tanımlar.

Akifer Türleri

Akiferler yeraltısuyu basınç durumu, hidrolojik şartlar ve yeraltı jeolojik oluşumlarına göre sınıflandırılır. Yeraltı suyu çalışmaları için jeolojik tabakaların sayıları, tip ve alansal olarak genişlikleri önemli jeolojik faktörlerdir. Hidrolojik açıdan ise, dolaylı ve dolaysız besleme durumları önem arz eder. Yeraltısuyu basıncına gelirsek, atmosfer basıncına eşit veya büyük olabilir.

Serbest Yüzeyli Akiferler (Basınçsız)

Serbest yüzeyli akiferler, su ile doygun jeolojik tabaka üzerinde geçirimsiz tabaka bulunmayan ve atmosfer basıncına açık olan yapılardır. Bu tür bir akiferde kuyu açılacak olursa, su tablasının üst seviyesi ile kuyunun statik seviyesi aynı kotta yeralır.

Serbest yüzlü akiferlerde akımın analitik izahı, yeraltısuyu akımının kuyuya doğru yaklaşmasıyla doygun akifer kalınlığının düşmesi ve bu durumun ortaya çıkardığı değişimlerden dolayı oldukça zordur. Bu durumda akım çizgileri de birbirine paralel değildir. Sızma yüzeyinin bulunması sınır şartlarının karmaşık hale gelmesine sebep olur.

Basınçlı Akifer

Basınçlı akifer için en az üç tabakanın varlığından söz edilmelidir. Doygun jeolojik tabakanın üstünde basıncın ortaya çıkması için geçirimsiz bir tabaka bulunmalıdır. Geçirimsiz tabakalar sayesinde su bu tabakalar içerinde belli bir basınç altında depolanabilir. Bu tür bir akifer yapısı içerisinde kuyu açarsak kuyu içerisindeki su seviyesi akifer üst kotundan daha yukarıya çıkar. İki akifüj, geçirimsiz tabaka, arasına sıkışan yeraltı suyu ilave basınca maruz kalır. Yeraltı suyuna uygulanan bu basınç ile akifer içerisinde her noktadaki su basıncı atmosfer basıncının üzerindedir.

Sızdırmalı Akifer

Su temin edilen bir akifere, komşu yarı geçirgen (akitard) akiferlerden yeraltısuyu giriş çıkışı söz konusu ise bu akiferlere sızdırmalı akifer denilir. Doğada yaygın şekilde bulunur. Yarı geçirgen tabakaların geçirgenlikleri küçük de olsa, sızma alanıyla orantılı olarak belli bir süre su çekilmesinden sonra suyun tamamı komşu olarak belirtilen akiferlerden sağlanabilir.

Bir sızdırmalı akiferde kuyudan Q debisi çekildiğinde bu su, akifer içinde hidrolik yük kaybı dolayısı ile sıkışmış suyun genişlemesinden ve komşu tabakalardan sızma yoluyla gelir. Kuyunun debisi, başlangıçta tamamen suyun genişlemesi ile akiferden, daha sonra ise zamanla bunun yerini alan sızmalardan ve çok uzun süre sonrada (geç zaman, dengeli akım) sadece sızmalardan meydana gelir

Toprak içinde ayrışma sırasında minerallerin kristal yapılarındaki dolgu pekişme mekanizmalarını belirtmek için kullanılan terim, kısmi çözünmeyle bozulmanın karşıtıdır.