Sulama Şebekelerinde Sanat Yapıları

Sulama şebekelerinde kullanılan sanat yapıları üç gurup altında toplamak mümkündür

İletim görevi yapan sanat yapıları
Kontrol görevi yapan sanat yapıları
Diğer sanat yapıları

A-İletim Görevi Yapan Sanat Yapıları
- Geçiş yapıları (Rakortmanlar)
- Sifonlar
- Düşü yapıları
- Düşü havuzları
- Akedükler
- Tüneller
- Galeriler
- Çökelti havuzları

Geçiş yapıları (Rakortmanlar)

Kanallarda enine kesit değişince (örneğin dikdörtgen kanaldan trapez kanala veya trapez kanaldan dikdörtgen kanala ) değişik iki kesiti birbirine bağlayan geçiş yapıları yapılarak enerji kayıpları azaltılır
- Düz Rakortmanlar (Straight Transition)
- Kırık düzlem rakortman (Brocken back Transition)
- Akım iplikçiklerine uygun rakortman (Streamlined Transition)

Rakortman uzunluğu L=( ) eşitliğinden hesaplanır En çok kullanılan tip olan kırık düzlemli Rakortmanlarda 150<a<250 değerleri arasında olur

Sifonlar

Bir sulama kanalı tabii bir akarsu tarafından kesildiğinde, akarsu kanal altından veya üstünden sel geçitleri ile kanala zarar vermeden geçirebileceği gibi kanaldaki su dere yatağı altından bir boru ile karşı sahile götürülebilir Derin vadiler içindeki kuru derelerde köprü yapımına müsait olmayan yol veya demiryollarında kanal olarak dolaşması ekonomik olmayan hallerde de sifonlar kullanılır
Hidrolik açıdan sifon basınçlı olarak çalışan bir borudur Memba ile mansap arasındaki tesviye farkı kanal debisinin ayarlanması ile düzeltilebilir
Sifonlar genel olarak dört önemli kısımdan oluşur
-Giriş yapısı
-Asıl sifon kısmı
-Çıkış yapısı
-Boşaltma ve kontrol yapılarıdır

Giriş yapısında genellikle başlangıç kısmına bir ızgara tertip edilirKanal kesitinden boruya geçişte bir rakortman yapılır Burada rakortman trapez kesitinden daireye düzgün bir geçişi sağlar
Çıkış yapıları sifondan kanal kesitine düzgün bir geçişi sağlar Boşaltma kontrol kısmı ise sifon boyunca konan temizlik ve tahliye bacalarıdır Tahliye bacasından girilmek suretiyle su boşaltma donatımı veya cazibe ile su boşaltılır

Düşü yapıları

Düşü yapıları suyu yüksek kotlardan, daha düşük bir kota enerjisini kırarak emniyetli olarak indiren yapılardır Topoğrafyanın gerektirdiği yerlerde tertip edilir Genellikle yedek kanallarda veya yedek drenaj kanallarında kullanılırlar Bu kanallar tesviye eğrilerine dik olarak geçirildiği için arazi eğimlerinin büyük olduğu yerlerde çeşitli düşü tipleri tertiplenir Farklı seviyede iki kanal arasında kullanılmaktadırlar

- Dik düşü

A

B

- Eğik düzlemli düşü (Şüt)

A

B

- Borulu düşü

A

B

- Kaskat

A

B

Hangi tip düşü yapısına karar verileceği hakkında ekonomik nedenler rol oynamakla birlikte proje tatbikatında dik düşüler 25 m yüksekliğe kadar uygulanmaktadır Kaskat uygulaması ise genellikle ekonomik açıdan uygun olmamaktadır Froude sayısının 15 i aşmaması halinda ise 10 m den büyük olan düşüler de tek bir eğik düzlemli düşü yerine seri halde düzenlenen eğik düzlemli düşüler tertip etmek uygun olacaktır
Genel olarak bir düşü yapısı ; 1) kanal ile düşü yapısı arasındaki giriş ve çıkış rakortmanlar 2)Düşü yapısı 3) Enerji kırıcı havuz

Akedükler

Sulama kanallarının büyük akarsu yataklarını, derin vadiler içindeki kuru dereleri veya çukur yerleri kesmesi halinde sifon yapılmasının ekonomik olamaması, hidrolik kayıplar yönünden uygun olmaması gibi durumlarda kanal akedük denilen denilen su köprüsüne alınır Akadüler pahalı yapılar olduklarından akedük ayaklarının çok yüksek olduğu vadilerde akedük yapımından kaçınılmalıdır

Düşü Havuzları

Düşü yapılarının sonunda enerjiyi yok etmek için düşü havuzları kullanılır Düşü havuzlarında sel rejimleri oluşur Eğer mansapla nehir rejimi varsa nehir rejimine geçiş hidrolik sıçrama ile olur Bu hidrolik sıçramanın yapıya zarar vermemesi için düşü havuzuna kot farkı kadar derinlik verilir Düşü havuzu boyunun minimum hidrolik sıçrama boyuna eşit olması gerekir Sıçramanın başladığı ve bittiği noktanın teorik olarak tayini mümkün olmadığı için amprik formüller kullanılmakta olup, bunlardan bir tanesi de SMETANA formülüdür

LD=5,5 (h2-h1)

Burada LD düşü havuzu boyu olup, h2 ve h1 sıçramadan önceki derinliklerdir

h2
h1

Tüneller

Sulama kanalı su kotuna nazaran yüksek bir boyundan geçme veya uzun bir yamaçtan dolaşma durumunda bunun yerine su bir tünel içine alınabilir Kanal olarak yamaç dolaşmak mı veya tünel olarak mı geçmek ekonomik olacaktır Zemin cinsi de dikkate alınarak ekonomik mukayese yapmak sureti ile karar verilir Sulama kanallarında atnalı kesitler kullanılır

Galeriler

Sulama kanallarının, arazinin enine eğiminin çok dik olması halinde fazla harfiyatasebep olacağı ekonomik olmanın dışında formasyonununda müsait olmaması halinde yüksek şevler yüzünden kanal yapımı ve bakımı zorlaşacaktır Böyle durumlarda sulama kanallarının meskun yerlerden geçmesi halinde sulama kanalları galeri adı verilen kanallar içine alınırlar Galeriler açıkta inşa edilip sonra üstü kapatılan kapalı kesitlerdir En kesitleri atnalı, dairesel ve kutu şeklinde olur

Çökelti havuzları

Sulama suyunun fazla sediment taşıması halinde söz konusu olan asılı maddeler kanallara çökerek sulama kanalları için mahzurlu olurlar Özellikle bu durum borulu şebekeler için mahzurludur Çökelti havuzları denilen havuzlarda ıslak alanı büyüterek hız küçültülür Böylece sediment çökelmiş olur

Kontrol yapıları sulama kanallarındaki su seviyesini kontrol ederek istenilen seviyeye kabartır Bunları 4 bölüme ayırmak mümkündür

Ölçme yapıları

Bir sulama kanalına kanalın taşıyabileceği miktarda su verilmesi zorunludur Kanalın taşıyabileceğinden fazla su gelmesi halinde kanaldan taşmalar olur Bu da ölçme yapıları ile sağlanır Ölçme tesisleri üç guruba ayrılır
a) Pirizler (Sabit yüklü orifisli priz)
b) Savaklar( İnce kenarlı ve parşal savakları )
c) Kanalların anahtar eğrileri çıkarılarak ve eşellerle yapılan ölçümler

A) Sabit yüklü orifisli priz

60 lt/sn ile 100 lt/sn arasındaki debilerin ana kanaldan yedeklere, yedeklerden tersiyer kanallara alınmasında ve çevrilen suyun miktarının ölçülmesinde geniş ölçüde kullanılan priz tipidir
Sabit yüklü orifisli priz - Giriş yapısı, - Ölçü kutusu, - 2 adet kapak, - Büz den meydana gelir

Priz kapağı açılıp kapatılarak 6 cm lik sabit bir yük verilecek şekilde ayarlanır Bu 6 cm lik sabit yük farkının orifis kapağının iki tarafında bulunan eşeller ile sağlanır Böylece istenen debinin orifisten geçmesi sağlanır Bu durumda hidrolik olarak batık orifis formülü geçerli olacaktır

Q= CA
Q= Debi
h= Orifis kapağının iki tarafındaki su seviyeleri arasındaki fark (6 cm)
A= Orifis alanı
C= Orifis katsayısı ( h= 6 cm alınır ise C= 0,70 olmaktadır)

B) Savaklar

Akım istikametine dik olarak tertip edilen ölçüm yapılarıdır Küçük debileri ölçmek için ince kenarlı savaklar kullanılır

Dikdörtgen Savak

Trapez Savak

Üçgen Savak

Dikdörtgen Savak

Savaklardaki prensip savaktan belli bir mesafede “H” kabarma yüksekliğini ölçerek Q=CLH m formülünden debi bulunabilir

Parşal Savakları :

Akımı kritik derinlikten geçirerek ölçüm yapan savaklardır 0093 m3/sn ile 85 m3/sn arasındaki debileri ölçerler Tipleştirilmişlerdir Kanalların düz kısımlarında kullanılırlar Kurptan veya bir kapaktan sonra kullanılmazlar İnşaatı zordur ve maliyeti yüksektir

Su alma yapıları

Su alma yapılarını ana kanaldan su alan prizler, yedek kanaldan su alan prizler, tersiyer kanaldan su alan prizler diye guruplandırabiliriz

Yedek kanal prizleri daha önce bahsedilen sabit yüklü orifisli priz olarak düzenlenirler Ve bunlar ana kanaldan ayrılma yerleridir Bu prizlerde ana kanaldan debisi geçmesi halinde gerekli su seviyesini temin için çekler tertip edilir

Yedek sulama kanalından tersiyer kanalları tersiyer prizleri ile su alırlar Tersiyer prizleri tekli ikili ve üçlü olurlar Bu sayı yedekten ayrılan tersiyer adedine bağlıdır Yedek kanalların da kanal eğimleri büyük olduğu için prizleri çekli olarak tertip etmek şarttır Bunlara genel-likle sabit yüklü orifisli priz olarak düzenlenirler
Tersiyer kanalları üzerinde de her 150 m de köylü arklarına su vermek için arkı prizi yapılır Bu tür prizler sabit yüklü orifisli prizlerden daha basit olarak tertip edilebilirler

Su seviyesini Kontrol yapıları (Çekler)

Sulama kanallarında su seviyesi maksimum debiye tekabül eden seviye olarak tespit edilmektedir Talebin az olduğu zamanlarda yani ana kanallarda maksimum debiyi geçmediği zaman ana kanallardan ayrılan herhangi bir kanal üzerindeki bir yedek kanaldan çiftçiler aynı anda su almak isteyebilirler Prizler maksimum su seviyesine göre projelendirildikleri için bu durumda prizlerden su alınamaz Su alabilmek için su seviyesini arttırmak gerekecektir Büyük kanaldaki su seviyesini arttırmak istenen seviyeye getirmek için çek yapısı olarak isimlendirilen yapılar kullanılır Fonksiyonları itibarı ile çekler priz yapıları ile birlikte projelenirler
Yedek sulama kanallarında her priz için çek tesisi yapılır Eğimi küçük olan ana kanallarda ise bir çek yamak sureti ile bu çekin mensabındaki birkaç priz kontrol altına alınabilir

Emniyet Yapıları

Sulama ve drenaj kanallarının emniyetini sağlayan yapılardır Örneğin kanalları kesen ve zaman zaman önemli miktarlarda sel suyu ve sürüntü malzemesi taşıyan yan dereler olabilir Bu suların zarar verilmeden uzaklaştırılmaları gerekmektedir İşletme ile ilgili olarak normal su seviyelerinde ani yükselmeler olur Bu gibi hallerde yükselmeleri kontrol altında tutan yapılara ihtiyaç vardır Bu gibi etkenlere karşı kanalları koruyan yapılara koruma yapıları denir

a) Tahliye yapıları

Kanaldaki suyu tamamen veya kısmen boşaltan, normal su seviyesinden itibaren hava paylarına tecavüz eden ani yükselmelerde kanalları korumak maksadıyla inşa edilen yapılar tahliye yapıları olarak adlandırılırlar Bu yapılarda Otomatik sifonlar, yan savaklar ve kapaklı tahliye yapılarıdır

b) Sel geçitleri

Kanalı kesen derelerin sularının kanala zarar vermesini önlemek için kanalın sifon içine alabilir Ancak kanalı derenin altından bir sifon ile geçirmek, şayet kanal güzergahı sık sık dere yataklarını kesiyorsa uygun olmaz Zira sifonun oluşturacağı hidrolik kayıplar büyük olacaktır Ayrıca maliyeti de artar Bir alternatif ise yamaç suyu alma tesisleri ile debinin kanala aktarılmasıdır Bunun için suyun debisinin küçük ve kalitesinin yüksek olması gerekir Sifon ve yamaç suyu alma tesisleri alternatif olarak kullanılmaması halinde iki gurupta toplanabilecek sel geçitleri yapılır

Alt sel geçitleri

Bu tip geçitlerde sel suları bir büz veya box aracılığı ile kanal altından geçirilerek tabii sel yatağına verilmektedir Küçük debilerde alt sel geçitleri için hazır beton borular, büyük debilerde ise tek veya çift gözlü box lar kullanılmaktadır Özellikle giriş ağzı fazlaca harfiyata sokulan talveg kotu altındaki sel geçitlerinde pratikte karşılaşılan en mühim program derenin taşıdığı sürüntü malzemesi ile menfezin tıkanmasıdır Bu nedenle fazla sürüntü malzemesi taşıyan dereler üzerinde alt sel geçitlerinden kaçınılmalıdır

Üst sel geçitleri

Bu tip sel suları kanal üzerindeki tabliyeden geçirilerek tabii yatağa verilir Üst sel geçitleri ayaklar üzerine oturan dikdörtgen kesitli bir kanaldır Hidrolik hesabı açık kanal hidroliğindeki gibidir

Yamaç suyu alma tesisleri
Ana kanal güzergahının belli kesimlerinde yamaçlardan gelen suyu almak için şayet debi az ise ve gelen su sulama suyunu kalitesini bozmayacak nitelikte ise yamaç suyu alma tesisleri yapılır