HidrolikBarajlar
Baraj akarsuyun akışını durdurmak veya kısıtlamak amacıyla çoğu kez nehir yatağında inşa edilen bir bariyerdir. Baraj, eski zamanlardan beri insanlığın su ihtiyacını karşılamak ve tarımsal alanların sulanması amacıyla inşa edilen su yapılarıdır. Günümüzün modern barajları stratejik öneme sahiplerdir. Çünkü;
- Enerji üretiminde gelişmekte olan ülkelerde büyük pay sahibidirler.
- Ülkenin tarımsal hayatı için büyük önem taşırlar.
- Taşkın önleme amacıyla inşa edildiklerinden, yıkılmaları halinde büyük alanlarda su baskınları yaşanmaktadır.
Bir ülkenin enerji üretiminin en doğal ve en ucuz yoludur. Hidroelektrik enerji üreten barajlar, diğer enerji üretim türlerine göre daha çevrecilerdir. Yalnız son zamanlarda büyük barajların inşaları durdurulmuştur. Alansal olarak çok büyük barajlar, bulunduğu bölgenin iklimini değiştirmekte ve ekolojik dengeyi değiştirmektedirler.
Özellikle bol yağış alan yerlerde taşkın önleme amacıyla bağlamalar, barajlar ve göletler inşa edilmektedir.
Tarımsal arazilerin sulanması için büyük önem taşırlar. Barajlardan arazilere açılan kanallarla su taşınır.
Resim 1- Glen Kanyon Barajı
Dünyadaki ilk barajın MÖ 4000’li yıllarda Mısır’da, Nil Nehri üzerinde inşa edildiği düşünülmektedir. Yaklaşık 12 metre yüksekliğe ve 110 metre uzunluğa sahip olan bu baraj, içme ve sulama suyu temininde kullanılmıştır. Bunu takiben, MÖ 2950–2750 yılları arasında yine Nil üzerinde Sadd-el Kafara Barajı yapılmıştır. Çin’de ise MÖ 200’lerde inşa edilen ve günümüzde hâlen kullanılan Tu-Kiang Barajı bulunmaktadır. Ayrıca, Seylan ve Hindistan’da 2000 yıl öncesine dayanan baraj örneklerine rastlanır. Anadolu’da ise ilk kâgir barajı Urartular, yaklaşık 2700 yıl önce Van’daki Turna (Keşiş–Rusa) Gölü üzerinde inşa etmiştir.
Barajların Yapım Amacı
Mühendisler, barajları farklı kullanım amaçlarını karşılayacak şekilde tasarlar ve inşa eder. Genellikle aşağıdaki ihtiyaçlardan biri ya da birkaçı doğrultusunda kullanılırlar:
-
İçme ve kullanma suyu sağlamak
-
Sanayi için su temin etmek
-
Tarımda sulama amacıyla su depolamak
-
Hidroelektrik enerji üretmek
-
Su ürünleri üretimini desteklemek
-
Rekreasyon ve mesire alanı oluşturmak
Barajın Bölümleri
Barajlar, işlevlerini yerine getirebilmek için çeşitli yapı elemanlarından oluşur:
-
Baraj gövdesi, vadiyi kapatarak göl oluşumunu sağlar. Genellikle beton, toprak veya kaya malzeme kullanılarak inşa edilir.
-
Baraj gölü, suyun biriktiği bölgedir. Burada ölü hacim (boşaltılamayan kısım) ve faydalı hazne hacmi (kullanılabilir su) bulunur.
-
Su alma yapısı, göldeki suyu enerji üretim sistemine aktarır.
-
Dip savak, gerekirse baraj gölünü tamamen boşaltır.
-
Dolu savak, fazla suyu kontrollü şekilde tahliye eder. Üstten aşma, yandan çevirme veya kuyu tipi olabilir. Örneğin, Atatürk Barajı’nda kuyu tipi dolu savak uygulanır.
-
Çevirme (derivasyon) tesisleri, inşaat sırasında kuru zemin sağlamak için akarsuyu yönlendirir.
Baraj Türleri
Beton Barajlar
Beton barajlar, genellikle ağırlık etkisiyle suyun basıncına karşı koyan yapılar olarak öne çıkar. Türlerine göre farklılık gösterir:
-
Ağırlık barajları, geniş vadilerde tercih edilir. Gövde ağırlığıyla su basıncına karşı koyar.
-
Kemer barajlar, membaya doğru kavisli tasarlanır ve suyun gücünü yamaçlara iletir. Sağlam yamaç yapısı gerektirir.
-
Payandalı barajlar, eğimli veya düz beton gövdeyi destekleyen payandalarla yükü temele aktarır. Geniş vadiler için uygundur.
-
Silindirle sıkıştırılmış beton barajlar, bant sistemiyle serilen betonu vibrasyonlu silindirlerle sıkıştırır.
Dolgu Barajlar
Dolgu barajlar, yerel kaynaklı doğal malzemelerle inşa edilir ve geniş vadilerde uygulanır:
-
Toprak dolgu barajlar, %50’den fazla toprak içerir. Gövde üniform ya da tabakalı olabilir. Burdur’daki Yapraklı Barajı buna örnektir.
-
Mühendisler, kaya dolgu barajları çevreden temin ettikleri kaya malzeme ile yapar. Sızdırmazlığı sağlamak için kil, beton veya asfalt kullanırlar. Örneğin, Deriner Barajı kaya dolgulu yapıdadır.
-
Toprak + kaya barajlar, her iki malzemenin birlikte kullanıldığı hibrit yapılardır.
Barajlarda Elektrik Üretimi
Hidroelektrik santraller, akarsuların gücünden yararlanarak elektrik üretir. Yaklaşık 100 yıldır uygulanan bu yöntemde, dört ana bileşen görev yapar:
-
Baraj, suyun seviyesini yükselterek potansiyel enerji yaratır.
-
Türbin, barajdan serbest bırakılan suyun gücüyle döner. Bu dönüş hareketi, mekanik enerji üretir.
-
Jeneratör, türbinin döndürdüğü şaft aracılığıyla elektrik üretir. Elektromıknatıslar ve bobinler sayesinde elektrik akımı oluşturulur.
-
Transformatör, üretilen elektrik akımını yüksek voltaja çevirerek iletim sistemine aktarır. Daha sonra da enerji nakil hatlarıyla evlere ve iş yerlerine iletilir. Baraj gölünden alınarak türbini döndüren suysa boru hatlarıyla dışarı taşınır ve tekrar akarsuya karışır.
Barajların çevresel etkileri
Barajlar ve HES’lerin yerel ve bölgesel etkileri şunlardır:
Türlerin ve doğal yaşam alanlarının yok olması:
Barajlar akarsuların doğal yapısını ve akışını değiştirir. Canlıların habitatlarının bozulmasına türlerinin yok olmasına neden olabilmektedir.
Deltaların gerilemesi:
Deltanın uç kısımlarına ulaşıp, deltanın genişlemesine katkı yapacak tortular baraj içinde kalır. İlerleyemeyen delta, dalga aşındırması ile kıyı gerilemeye başlar. Denize ulaşması gereken besin miktarı baraj nedeniyle azalır.
Doğal göllerin ve yeraltı sularının zayıflaması:
Suyun yetersiz olduğu alanlardaki barajlar mevcut suları havzanın yüksek kısımlarında tutar. Havzanın alçak kısımlarında yeraltı suları ve göller zarar görür. Aral Gölü ve Urmiye Gölü‘nün kurumasının temel nedeni budur. Türkiye son kırk yılda sulak alanlarının yarısını kaybetmiştir.
Ekonomik verimsizlik:
Barajlar bazen beklenenden pahalıya mal olur ve tamamlandıktan sonra beklenen gelir elde edilemez. Baraj yapımı, altında kalan verimli ova topraklarını geri dönüşsüz biçimde ortadan kaldırır. Barajdan sonra akarsu boyunca zararlar devam eder. Bu alanda balıkçılık, saz kesimi geriler.
Sosyal ve ekonomik bozulma:
Baraj alanındaki insanlar başka alanlara göç etmek zorunda kalmaktadır. Yeni şartlara uymakta zorluk çekmektedir. Göç edenlere ait kırsal bilgi kaybedilmektedir. Barajlar ancak beklenen taşkınları durdurabilmekte, büyük taşkınları önleyememektedir. Barajdan sonraki sahaya taşkın olmayacağı inancıyla yerleşimler olmakta, ani bir taşkında daha fazla zarar oluşmaktadır.
Fiziki çevrenin olumsuz etkilenmesi:
Akarsu akış süzeni değişmekte, baraj gölleri büyük alanları su altında bırakmakta, yeraltı suları yükselmekte, toprak tuzlanmakta ve barajdan çıkan sularda bulunan fazla milden dolaya erozyon şiddeti artmaktadır.
Canlı çevrenin etkilenmesi:
Çevrenin sürekli nemli olmasından dolayı nemli ortamları seven parazitler yaygınlaşmaktadır. Parazit, sarıhumma, sıtma, ciğer trematodu gibi hastalıkları yapan canlılar çoğalmaktadır. Bu ortam, doğal yağış-kuraklık döngüsüne kıyasla daha fazla hastalık yapıcı canlı barındırır.
Baraj gövdesinin arkasında oluşturulan gölün amacı kullanıma göre sıralanarak sulama, enerji üretimi, içme su temini, taşkınlıkları önleme, doğal çevrelerin yaratılışı veya su ürünlerin yetiştirilmesidir. Almanlar bütün bir yapıyı Talsperre (vadi kapatması) kelimesi ile ifade etmektedir.
İnşaat malzemesi olarak genellikle betonarme (beton ve çelik) veya beraberinde taş toprak kullanılan, ya beton ya da dolgu barajı olarak inşa edilen bir mühendislik yapısıdır. Sayıları bir tanım meselesidir. Sulama alanı, göl alanı, su haçmi, yükseklik, derinlik ve çevresine verdiği etkiyi tespit etmek oldukça zordur.
Uluslararası Büyük Barajlar Komisyonu’nun tanımına göre büyük baraj terimi yüksekliği 15m den fazla ya da 5m ile 15m arası olan ve su hacmi 3 Mio m3‘yu aşan bir yapıdır. Kayıtlarına göre dünyada bu özelliklere sahip 61.988 tane baraj bulunmaktadır.
DSİ’nin verilerine göre Türkiye’de 2024 yılında 861 adet baraj bulunmaktadır. 203 tanesi beton barajı, yani büyük çaplı baraj, diğer 658 ise dolgu tipine dayanan sulamayı hedefleyen gölet barajlarıdır.
DSİ, Türkiye’de bu projelerin yapımını gerçekleştirir. Bunlardan elektrik enerjisi üretmek için yapılanların EÜAŞ‘a devri yapılmakta, diğerleri ise DSİ tarafından işletilmektedir.
Kaynaklar
Comments are closed