Baraj Yerinin Seçiminde Zemin Etkisi

Baraj Yerinin Seçiminde Zemin Etkisi

1)Baraj Yerinin Topoğrafyasının Etkisi: Baraj yapılacak vadinin şekline,dar ve geniş oluşuna göre,ilk araştırmalar yapılırVadi en kesitleri çıkarılır;vadi şekilleri ve vadi tipleri bulunurVadi şekilleri çok değişik olabilir ve şöyle sınıflandırılır:

1) (U) şekilli vadiler (boğazlar,kanyonlar),
2) Dar (V) şekilli vadiler,
3) Geniş (V) şekilli vadiler,
4) U ve V karışığı şekilde olan vadiler,
5) V ve V karışığı şekilde olan vadiler,
6) Geniş ve düz vadiler

(U) şekilli,dar (V) ile geniş (V) şekilli vadiler genellikle akarsuların menba taraflarında görülürBu tip vadilerde baraj yapılması ilk bakışta kolay,emniyetli ve çabuk olacağı düşünülerek ideal bir yer olarak tasarlanır

2)Baraj Yapılacak Yerin Zemininin Litolojik ve Yapısal Özellikleri:
Baraj yeri seçiminde,topoğrafyadan sonraki diğer önemli faktör, baraj yeri zeminindeki taşların litolojik ve yapısal özellikleridirBaraj yerindeki kütlelerin taşıma güçleri, su tutma özellikleri ve suya karşı hassasiyet dereceleri araştırılırBuna göre baraj tipi ve yeri seçilir

3)Baraj Yapılacak Zeminin Hidrolojik ve Hidrolik Durumu: Baraj beslenme alanına düşen yağmur miktarı ve yağış süresi,akarsuların taşkın debileri ve dalga etkileri baraj yapılmadan çok evvel, başlayan ölçülerle saptanırUzun yıllar boyunca yapılan bu ölçülerden çıkarılan sonuçlara göre de baraj tipi seçilir Nehrin maksimum taşkın suyunu boşaltacak bir savak (tesis) yapmak ve bunu barajın en uygun bir yerine yerleştirmek baraj projelerinde ve baraj tipi seçiminde düşünülen problemlerin en önemlilerinden ve en başta gelenlerinden biridirSavak yerinin,şeklinin ve büyüklüğünün iyi seçilmemiş olması,birçok barajın yıkılmasına sebep olduğu bugün çok iyi anlaşılmıştır

Baraj yeri (aks) seçiminde ayrıntılı ilk çalışmalar (1/5000-1/1000 ölçekli)
topoğrafik haritaların yapılması ile başlarBu topoğrafik haritaların üzerine:

1)Aks yerlerinin litolojisi,
2)Aks yerleri ve civarlarının yapısal özellikleri ve süreksizlikleri,
3)Şevlerin stabilite durumları,
4)Baraj yerinin su tutma derecesi incelenir ve haritaya işaretlenirVe baraj yeri ile diğer tesis yerlerinin suya karşı hassasiyeti, su tutma ve stabilite özellikleri,geçirimli ve geçirimsizliği saptanır
5)Aks yerinden sızmanın olup olmayacağı araştırılır

Bu çalışmalar sonunda aks civarının jeolojik hususiyetlerini,vadi şeklini, tabaka ve alüvyonların kalınlıklarını, yapısal özelliklerini gösteren detay(1/1000,1/5000 ölçekli) jeolojik haritalar hazırlanırJeolojik kesitler çıkarılır; fotoğraflar alınırVe elde edilen bütün bu bilgiler bir rapor haline getirilir,ilgililere sunulurBu raporda:Baraj yerinin coğrafi durumu, morfolojisi, iklimi, ulaşma şekli kısaca ele alınır,baraj yerinin litolojisi mevcut kütlelerin kalınlıkları ve yayılışları, yapısal özellikleri, suya karşı hassasiyeti, erime ve şişme derecesi rakam ve kesitlerle açıklanırBaraj yerinde çıkması muhtemel problemler belirtilir,bilhassa, erime, şişme, faylanma, şev stabilitesi ve bölgenin sismisitesi üzerinde durulurBaraj akslarıyla muhtelif tesislerin(savak, çevirme, derivasyon tüneli, santral binası vb) nin konulacağı yerler haritaya işaretlenirBarajda kullanılacak malzeme hakkında ilk bilgiler verilirBu bilgilerin sıhhatli olması için gerekli sondaj yerleri verilir ve rapor sonunda bu çalışmalardan elde edilen sonuçlara göre yapılması gerekli ayrıntılı çalışmalar teker teker belirtilir

HESAPLARDA GÖZ ÖNÜNE ALINACAK YÜKLER:
Baraj gövdelerinin yıkılmadan,kaymadan,bozulmadan uzun müddet kalabilmeleri için,gövdeye etki yapan statik ve dinamik bir çok kuvvetlerin denge halinde olması gerekirBu kuvvetlerin bir kısmı yatay bir kısmı düşey yöndedirBu kuvvetlerden bir kısmı jeolojik işlemlerle oluşurDeprem etkisi,tortu(silt) etkisi ve aşınmaların temele etkisi gibi
Bir baraja,örneğin; bir beton ağırlık barajına etki yapan kuvvetlerin en önemlileri şunlardır:

Baraj Ağırlığı (düşey statik kuvvetler);buz basıncı,su basıncı, toprak basıncı, temel reaksiyonudur

Baraj Ağırlığı; baraj gövdesinde kullanılan malzemenin cins ve miktarına göre değişirBeton barajlarda bu basınç takriben 2,5kg/cm dir Diğer taraftan baraj gölünün donması halinde, barajın menba yüzeyinde ek bir basınç olurBu basınç 3kg/cm kadardır

Su Basıncı;baraj gövdesine, dalgaların, üstten akan suların, baraj gölünde bulunan suların, mansap eteğinde (topukta) toplanan dolu savaktan akan ve menba eteğinden temele sızan suların kaldırıcı etkileri vardır Menba ve mansaptaki su basınçları hidrostatiktir,kaymaya ya da kesme ile ters dönmeye sebep olurKayma, sürtünme direncini azaltmamakla ve ayrıca payandalarla, saplamalarla önlenmeye çalışılırDönmeye karşı da barajın ağırlığı karşı gelir

Temelin permeabilitesi,boşluk suyu basıncına,kaldırıcı kuvvetin doğuşuna sebep olurYalnız temel alanında bulunan bu basınç menba eteğinden mansaba (topuğa) doğru azalırBu basınç kaymaya karşı koyan barajın etkili ağırlığını azaltırBaraj ağırlığını arttırmak ya da daha iyisi temelde iyi bir drenaj yapmak bu kaldırıcı kuvvet etkisini azaltır;ortadan kaldırırTemelde geçirimli ve geçirimsiz tabakalar birbiri ardı sıra ise, bu kuvvet kemer tiplerde önemli değildirBaraj temelleri, baraj kitlesinin ağırlığına ve rezervuardaki suyun basıncına karşı bir reaksiyon gösterir

Düşey statik kuvvete karşı, sıkışma direnci; yatay hidrostatik basınca da kayma mukavemeti karşı koyarYapılan tesislerle temelde ortaya çıkacak elastik deformasyon model deneylerle bulunurGövdede kurulan denge, baraj gövdesinde ya da temelde bir değişme, bir parçalanma olmadıkça bozulmaz