Sel ve TaÅkın Kontrolünde Geçirgen Barajlar (H.E.ÃELÄ°K)
Sel ve TaÅkın Kontrolünde Geçirgen Barajlar (H.E.ÃELÄ°K)
Sel ve TaÅkın Kontrolünde Geçirgen Barajlar (H.E.ÃELÄ°K)
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
3. Ulusal Taşkın Sempozyumu<br />
29-30 Nisan 2013 İstanbul<br />
<strong>Sel</strong> <strong>ve</strong> Taşkın Kontrolunda<br />
Geçirgen <strong>Barajlar</strong><br />
Prof. Dr. Hüseyin E. ÇELİK<br />
İÜ Orman Fakültesi<br />
hecelik@istanbul.edu.tr<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 1
<strong>Sel</strong> <strong>ve</strong> Taşkın Kontrolunda Geçirgen<br />
<strong>Barajlar</strong><br />
<strong>Sel</strong> <strong>ve</strong> taşkın<br />
<strong>Sel</strong> kontrolu <strong>ve</strong> Orman Mühendisi<br />
<strong>Sel</strong> kontrolu<br />
<strong>Sel</strong> kontrolunda geçirgen barajlar<br />
Sonuç <strong>ve</strong> öneriler<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 2
<strong>Sel</strong>: çoğunlukla şiddetli yağışların ardından yan<br />
derelerden ani olarak gelen <strong>ve</strong> fazla miktarda<br />
katı materyal (asılı yük <strong>ve</strong> yatak yükü halinde<br />
taşıntı) içeren büyük su kitlesi<br />
SEL<br />
Yukarı havza,<br />
yüksek eğimli yan dere<br />
iri materyal<br />
materyal baskını<br />
<strong>ve</strong>rimlilik yok olur<br />
İng: torrent (EU)<br />
Ar: sel<br />
TAŞKIN<br />
Aşağı havza<br />
az eğimli vadi tabanı<br />
ince materyal<br />
asılı sediment<br />
<strong>ve</strong>rim artabilir<br />
flood<br />
feyezan<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 3
Ağustos 2005<br />
Çamlıhemşin - bir yandere<br />
Rize–Fırtına deresi<br />
SEL<br />
10 dakika sonra…<br />
DSİ Erozyon <strong>ve</strong> Rüsubat Kon. Şb<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 4
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 5
Erozyon <strong>ve</strong> <strong>Sel</strong> Kontrolu Görevler<br />
I. Suların yağış havzasından dere yatağına düzenli geçişini sağlamak,<br />
II. Sularla taşınan katı materyali nicelik <strong>ve</strong> nitelik bakımından normal ölçülere indirmek,<br />
III. Bu su <strong>ve</strong> materyali yatak boyunca çevreye zarar <strong>ve</strong>rmeden akıtmak, depolamak, tespit etmek.<br />
I <strong>ve</strong> II orman mühendisi , III büyük akarsularda inşaat mühendisi, dağlık arazide yatak yamaç stabilitesi orman<br />
mühendisi<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 6
<strong>Sel</strong> Kontrolunda<br />
Ormanların selleri azaltma etkileri:<br />
• ağaç tepe çatısından intersepsiyon<br />
• transpirasyon (solunum)<br />
• orman ölü örtüsünün olumlu hidrofizik<br />
özellikleri “sünger etkisi”, infiltrasyon<br />
• hidrolik pürüzlülük<br />
(Balcı 1996, Görcelioğlu 2003, EEA 2001, Nisbet 2005, Özhan 2004)<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 7
Havzalarda sel kontrol çalışmalarından sonra yağışın azalmamasına<br />
karşın sel <strong>ve</strong> taşkın olayları yaşanmamıştır (Çelik vd 2006, Aydın 2008)<br />
Ancak ormanların sel <strong>ve</strong> taşkınları önlemedeki rolü sınırsız değil.<br />
Avrupa’da orman alanları son 30 yılda % 10 artmış tarım alanları da % 2<br />
oranında azalmış ancak sel olayları yaşanıyor (EEA, 2001).<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 8
<strong>Sel</strong> kontrolu:<br />
• Dere yatağının stabilizasyonu<br />
• Yamaçlarda kitle stabilizasyonu<br />
• Yamaçta toprak hareketinin stabilizasyonu<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 9
Geçirimsiz Taşıntı <strong>Barajlar</strong>ı<br />
Tahkim <strong>ve</strong> tersip<br />
Barajdan önce<br />
enkesit<br />
Barajdan sonra<br />
boykesit<br />
Barajdan sonra<br />
enkesit<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 10
Geçirimsiz Taşıntı <strong>Barajlar</strong>ı<br />
Tahkim <strong>ve</strong> tersip bendi<br />
Taşıntı Barajının İşlevleri:<br />
• Büyük yatak yükünün<br />
hareketini durdurmak<br />
• Taban eğimini düşürmek<br />
• Tabanı erozyona karşı<br />
korumak<br />
• Daha yukarıdaki barajlara<br />
dayanak oluşturmak<br />
• Dere tabanında birikmiş<br />
materyali yerinde tutmak<br />
• Yukarıdan gelecek malzemeyi<br />
tutmak<br />
• Depoladığı malzemeyle çürük<br />
yamaçlara destek olmak<br />
• Bir miktar suyu geçici<br />
depolamak<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 11
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 12
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 13
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 14
Geçirgen barajlar (<strong>Sel</strong> kapanları)<br />
(Lien 2003)<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 15
İri taşıntı enerji kırıcı Yatak yükü ayıklayıcı Yatak yükü/taşkın<br />
ayarlama barajı<br />
Debris flow breaker Bedload sizing dam Bedload/flood dosing dam<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 16
Geçirimsiz Taşıntı <strong>Barajlar</strong>ından Geçirgene Dönüş<br />
Geçirimsiz taşıntı barajlarının olumsuz yanları<br />
1. Temizlenmezse etkinliği birkaç taşkınla sınırlı<br />
2. Sıradan seller bile barajın depolama kapasitesini<br />
azaltabilir <strong>ve</strong> beklenen tuzaklama etkisini azalabilir<br />
3. Her boyuttaki taşıntıyı tuzaklamak gerekli değildir<br />
çünkü asıl zararı kaba sediment <strong>ve</strong>rir <strong>ve</strong> akımı<br />
engeller<br />
4. Sıradan sellerin bile taşıntısının tutulması sediment<br />
arzını azaltır <strong>ve</strong> yatak kazılmasına <strong>ve</strong> aşağıdaki<br />
nehirlerde <strong>ve</strong> kıyılarda sediment eksiğine neden olur<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 17
Geçirimsiz Taşıntı <strong>Barajlar</strong>ından Geçirgene Dönüş<br />
5. Geçirimsiz barajlar hüküm süren sediment<br />
transportunun (yatak yükü, iri taşıntı <strong>ve</strong>ya kütük)<br />
fonksiyonu halinde tuzaklama etkinliğine izin <strong>ve</strong>rmez<br />
6. Geçirimsiz taşıntı barajları dağlık arazi<br />
akarsuyundaki sürekliliği keser, akarsu ekosistemine<br />
<strong>ve</strong> özellikle balık göçüne zarar <strong>ve</strong>rir<br />
7. Geçirimli barajlar yerleşim alanlarındaki taşkınları<br />
azaltabilir<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 18
Ülkemizde birçok sel-taşkın olayında ortak özellikler:<br />
• mansapta daraltılan yataklar<br />
• açıklığı yetersiz köprüler <strong>ve</strong><br />
• bunları tıkayan ağaç gövdeleri vb taşıntı.<br />
Silivri Bolluca dere<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 19
Ülkemizde birçok sel-taşkın olayında ortak özellikler:<br />
• mansapta daraltılan yataklar<br />
• açıklığı yetersiz köprüler <strong>ve</strong><br />
• bunları tıkayan ağaç gövdeleri vb taşıntı.<br />
Çatalca İnceğiz köprüsü<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 20
Aşağı havzada köprü-üst geçit vb yapıların açıklıklarını tıkayan ağaç gövdeleri<br />
nedeniyle çok büyük olmayan yüksek akımlar bile taşkına dönüşmektedir. Köprüleri<br />
tıkayan ağaç gövdeleri akarsuyun ya kıyılarında, ya da içinde bulunmaktadır.<br />
İstanbul’da <strong>Sel</strong>impaşa’da 2009 yılındaki taşkın da yol korkuluğu ile yolun arasının<br />
tıkanması sonucunda meydana gelmiştir.<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 21
Fransa<br />
Taşıntı barajının yatak stabilizasyonu <strong>ve</strong><br />
taşıntı depolama (tersip) fonksiyonları var.<br />
Geçirgen barajlar taşıntının bir kısmını<br />
ayıklayarak depolar <strong>ve</strong> aşağı yataktaki ıslah<br />
çalışmaları için yatak dengesini korur.<br />
Bu yaratıcı süreçler 1950’lerden başlayarak<br />
Fransa’da farklı sel kontrolu sorunlarını<br />
(taşınan sedimentin süzülmesi, taşıntının<br />
enerjisinin kırılması, nehir ağızlarındaki<br />
sedimentin beslenmesi) çözmek için<br />
araştırma konusu olmuştur (Ferro 2010).<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 22
Genet<br />
barajı<br />
1955<br />
Fransa<br />
Taşıntı barajının yatak stabilizasyonu (tahkim) <strong>ve</strong> taşıntı depolama (tersip)<br />
fonksiyonları var. Geçirgen barajlar taşıntının bir kısmını ayıklayarak<br />
depolar <strong>ve</strong> aşağı yataktaki ıslah çalışmaları için yatak dengesini korur.<br />
Bu yaratıcı süreçler 1950’lerden başlayarak Fransa’da farklı sel kontrolu<br />
sorunlarını (taşınan sedimentin süzülmesi, taşıntının enerjisinin kırılması,<br />
nehir ağızlarındaki sedimentin beslenmesi) çözmek için araştırma konusu<br />
olmuştur (Ferro 2010).<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 23
Avusturya<br />
1980’lerden itibaren Avusturya’da sel<br />
kontrolunda sistematik sel kontrolu <strong>ve</strong> taşıntı<br />
(debris) kontrolu yöntemi geliştirilmiştir.<br />
Önlemler koruma’dan önlemeye, obje<br />
kontrolundan havza yönetimine <strong>ve</strong> entegre<br />
havza yönetimine dönüşmüştür.<br />
Taşıntı kontrolunda pasif önlemler, riskli<br />
alanları yerleşime kapatan arazi kullanım<br />
planlaması <strong>ve</strong> ekonomik zararı önleyici<br />
altyapı tesisleridir (Fiebiger 2008).<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 24
Aktif önlemler taşıntının kaynağında<br />
başlamakta, taşıntı konisine kadar devam<br />
etmektedir. Taşıntıyı azaltmada fonksiyonlar<br />
zinciri yaklaşımı geliştirilmiştir.<br />
Bu önlemler çeşitli fonksiyonları <strong>ve</strong> bu<br />
fonksiyonları sağlayan yapıları<br />
kapsamaktadır. Yukarı havzada, taşıntının<br />
kaynağından aşağı havzada taşıntı konisine<br />
kadar fonksiyonlar zinciri devam etmektedir<br />
(Fiebiger 2008).<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 25
Geçirgen barajlar F, I, A <strong>ve</strong> Japonya’da<br />
yayılıyor<br />
Zamanla şantiye mekanizasyonu, yapı<br />
malzemesinin kalitesi, sediment taşınma<br />
sürecinin tanınması <strong>ve</strong> modellenmesi ile<br />
çalışmalar <strong>ve</strong> hatalardan meydana gelen<br />
bilgi birikimi başarıyı artırıyor<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 26
Ayıklama/dozaj <strong>ve</strong>rme barajları bir kesitten<br />
geçen kaba taşıntı miktarını azaltmak<br />
amacıyla tasarlanıyor<br />
Açıklığın geometrisi genellikle dikdörtgen<br />
<strong>ve</strong>ya tek-çoğul dikdörtgen-dairesel<br />
Açıklığın üzerinde, Q100 <strong>ve</strong>ya Q200’e<br />
göre tasarlanan ters yamuk akım<br />
seksiyonu (dolu savak) var<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 27
Fonksiyonlar zincirini oluşturan geçirgen<br />
yapıların görevleri:<br />
• Yatağın stabilizasyonu<br />
• Tahkim (ıslah, konsolide) etme<br />
• Depolama (tersip)<br />
• Ayıklama sınıflandırma <strong>ve</strong> boyutlandırma<br />
• Odunsu taşıntının tutulması<br />
• Enerji kırma<br />
• Yatak yükünün ayıklanması (ayarlama)<br />
• <strong>Sel</strong> suyu miktarının ayarlanması (dozajı)<br />
(Fiebiger 2008).<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 28
Büyük<br />
barbakanlı<br />
baraj<br />
(Hübl 2003)<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 29
Yarık baraj<br />
(Hübl 2003)<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 30
Yarı geçirgen<br />
(bileşik) baraj<br />
(Hübl 2003)<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 31
Bölümlü baraj<br />
(Hübl 2003)<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 32
Kafes baraj<br />
(Hübl 2003)<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 33
Ağ baraj<br />
(Hübl 2003)<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 34
tasarım<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 35
(Volkwein 2011)<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 36
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 37
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 38
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 39
Çınarlı dere Denizli<br />
(Çavuşoğlu 2006)<br />
2001
Çok amaçlı seki<br />
Çınarlı dere Denizli<br />
(Çavuşoğlu 2006)<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 41
Çok amaçlı seki<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 42
SONUÇ<br />
Yüzyılın başından itibaren geçirimsiz barajlar<br />
uygulanmış. Ancak yüksek taşıntı akımını<br />
önleyememeleri nedeniyle bu yapılar pasif<br />
önlem olarak değerlendirilmiş.<br />
Dağlık havzalarda ana amaç taşıntı<br />
kaynaklarını stabilize etmek, restore etmek <strong>ve</strong><br />
ağaçlandırmaktır. Ancak insan etkisinin<br />
artması, dünyada taşıntı barajlarını geçirgen<br />
barajlara dönüştürmüştür. Havzada bütüncül<br />
bir restorasyon beklemediği <strong>ve</strong> sel zararlarını<br />
süratle azalttığı için geçirgen baraj kullanımı<br />
hızla yayılmaktadır.<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 43
Geçirgen barajlar taşıntı <strong>ve</strong> yatak yükü<br />
yönetimi konusunda önemli imkanlar<br />
sunuyor.<br />
Dünyada başarıyla uygulanıyor<br />
Ülkemizde de havzada başarılı bir örneği<br />
var<br />
Öncelikle arazi kullanım hatası olmayan<br />
yukarı havzalardan gelecek özellikle<br />
odunsu <strong>ve</strong> iri taşıntıyı tutmak amacıyla<br />
kullanılmaya başlanabilir.<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 44
TEŞEKKÜRLER<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 45
KAYNAKLAR<br />
Aydın, A., 2008: Büyük Menderes Nehri Sağ Sahil Derelerindeki <strong>Sel</strong> Kontrol Çalışmalarının İrdelenmesi, Yayınlanmamış doktora<br />
tezi, İÜ Fen Bilimleri Enstitüsü<br />
Balcı, A.N., 1996. Toprak Koruması, İ.Ü. Orman Fakültesi Yayınları, İ.Ü.Yayın No: 3947, Orman Fakültesi Yayın No: 439,<br />
İstanbul.<br />
Çavuşoğlu, M. 2006: Enine Yapılarda Farklı Bir Yaklaşım, DSİ Erozyon <strong>ve</strong> Rüsubat kontrol semineri, 4 – 8 eylül 2006, Van<br />
Çelik, H.E., ÇAVUŞOĞLU, M. <strong>ve</strong> AYDIN, A., 2006. Effecti<strong>ve</strong>ness of Classical Dams in Torrent Control Works in Western Anatolia:<br />
Kayran Torrent, İ.Ü.Orman Fakültesi Dergisi, Seri A, Cilt 56, Sayı 2.<br />
D’Agostino, V. 2010: Filtering-Retention Check Dam Design in Mountain Torrents, Check Dams, Morphological Adjustments and<br />
Erosion Control in Torrential Streams, Editorsr: CC Garcia and MA Lenzi, Nova Science, ISBN 978-1-60876-146-3, New<br />
York<br />
EEA, 2001. Sustainable Water Use in Europe. Part 3: Extreme Hydrological E<strong>ve</strong>nts: Floods and Droughts, European Environment<br />
Agency, Environmental Issue Report No.21, Copenhagen<br />
Fiebiger, G., 2008: The theory of the Chain of Functions in debris flow control, Proceedings of Debris Flows: Disasters, Risk,<br />
Forecast, Protection, Pyatigorsk, Rusya<br />
Görcelioğlu, E., 2003: <strong>Sel</strong> <strong>ve</strong> Çığ Kontrolu, İÜ Orman Fakültesi Yayını, ISBN 975-404-688-3<br />
Hübl, J., Holzinger, G., Wehrmann, H., 2003: Entwicklung von Grundlagen zur Dimensionierung kronenoffener Bauwerke für die<br />
Geschiebebewirtschaftung in Wildbächen: Klassifikation von Wildbachsperren, WLS Report 50 Band 2. Im Auftrag des<br />
BMLFUW VC 7a (un<strong>ve</strong>röffentlicht). Wien: Institut für Alpine Naturgefahren, Uni<strong>ve</strong>rsität für Bodenkultur<br />
Lien, H., 2003: Desıgn Of Slıt Dams For Controllıng Stony Debrıs Flows, International Journal of Sediment Research, Vol. 18, No.<br />
1, pp. 74-87<br />
Nisbet, T.R., 2005. Water Use by Trees, Forestry Comission Information Note 65. Forestry Comission, Information Note<br />
(FCIN065), Edinburgh.<br />
Özhan, S., 2004. Havza Amenajmanı, İ.Ü.Orman Fakültesi Yayınları, İ.Ü.Rektörlük Yayın No:4510, Orman Fakültesi Yayın<br />
No:481, İstanbul.<br />
Uzunsoy, O., 1966: Erozyon <strong>ve</strong> <strong>Sel</strong> Kontrolu Çalışmalarında Orman Mühendisliğinin Vazifeleri, Çalışma Alanları, <strong>ve</strong> Çalışmaları<br />
için Öngörülen Yön <strong>ve</strong> Hareket Noktaları, Orman Mühendisliği I. Teknik Kongresi, Ankara<br />
Volkwein, A., Wendeler, C., Guastı, G., 2011: Design Of Flexible Debris Flow Barriers, Italian Journal of Engineering Geology and<br />
Environment - Book , www.ijege.uniroma1.it, Casa Editrice Uni<strong>ve</strong>rsità La Sapienza<br />
H. E. ÇELİK 3. ULUSAL TAŞKIN SEMPOZYUMU 46
Change language