Baraj Gövdeleri

Baraj gövde tiplerinin, özelliklerinin değişik
yönlerden değerlendirilmelerine göre, farklı sınıflandırmalarının
yapılması mümkündür. Aşağıdaki sınıflandırma ise, bazı özel
uygulamaların dışında, baraj gövdesinde kullanılan malzeme
cinsine ve bundan yararlanma şekline göre yapılmıştır.

I- Dolgu Barajlar

a) Homojen gövdeli barajlar
b) Zonlu barajlar
· Toprak dolgu
· Kaya dolgu
· Karışık zonlu dolgu

c) Memba şevi geçirimsiz kaplamalı kaya dolgu
barajlar

· Asfalt memba kaplamalı
· Beton memba kaplamalı
· Metal, v.s. memba kaplamalı

II- Beton Barajlar

a) Beton ağırlık barajları

· Dolu gövdeli
· Boşluklu gövdeli
· Payandalı
· Sermebeton (R.C.C.) gövdeli

b) Beton kemer barajlar

· Kemer ağırlık gövdeli
· Basit silindirik gövdeli
· İki eğrilikli gövdeli

III- Karma Tipte
Barajlar

Çoğunlukla dolgu ve beton ağırlık gövde kombinasyonlarından
oluşur.

3-3. Baraj Aks Yerlerinin Seçimindeki
Kriterler

Seçilecek baraj aksının yeri ekonomik nedenler
ile eğer jeolojisi uygun ise vadinin en fazla daraldığı yerde
bulunacak ve buradaki topografya da istenilen yükseklikteki
barajın yapımına uygun olacaktır. Bu temel şartlara ilave
olarak, aşağıdaki hususların da gözönünde bulundurulması kusursuz
bir seçim yapmak için gereklidir.

Teklif edilen bir baraj aksının seçiminde
çok değişik morfolojik ve jeolojik şartlar karşımıza çıkar.
Bu şartlar doğrudan doğruya baraj gövdesini etkilediği gibi
ilgili yapıların yerleştirilmesinde ortaya çıkacak güçlükler
nedeni ile dolaylı olarak gövdenin konumunu etkileyebilir.

Bu seçim yapılırken baraj gövdesinin yeri
ve konumu, baraj gövdesinin tipi, derivasyon sistemi, sualma
yapısı, gerekiyor ise enerji tüneli, cebri borular, santral
binası v.s. gibi diğer üniteleri ile bir bütün olarak ele
alınmalıdır.

Harita üzerinde uygun baraj aks yerlerine
karar verilirken tesisin diğer yapılarının yerleştirilebilmesi
için civardaki bölgenin morfolojisinin verdiği bütün imkanların
araştırılması gerekir.

En çarpıcı örnek olarak, dip bir yar şeklindeki
yamaca sahile köprü ile bağlanmış kule tipinde bir enerji
sualma yapısının veya rezervuara kolayca irtibatlandırılması
mümkün bir yan vadiye dolusavak yapısının yerleştirilmesi
verilebilir.

Bu maksatla harita üzerinde uygun baraj konumları
saptanmalı ve bunların birbirlerine göre avantaj ve dezavantajları,
diğer yapılar ile birlikte teknik ve ekonomik yönleri ile
araştırılarak optimum seçim yapılmalıdır.

Baraj aksları seçilirken dikkat edilecek
diğer hususlar aşağıda belirtilmiştir.

Dolgu Gövdeli Barajlarda

· Baraj aksı vadinin açıldığı bölgeye yakın
olmamalıdır.
· Diğer bir husus ise, baraj aksı yamaçların yükselti eğrileri
ile mümkün mertebe dik açı teşkil etmeleridir.

Bu şekilde düzenlemeler her ne kadar beton
kemer gövdelerin dışında, gövdenin dahili stabilitesi ile
ilgili olmasa bile, yamaçlara intibakı yönünden faydalı olacaktır.

Bazan doğrusal aks yerine kemer tarzında
projelendirilmiş dolgu tipinde bir çözüm, yamaçlar ile daha
iyi uyum gösterecek ve ayrıca, yamaçların birinde bulunan
dolusavak imkanı daha uygun değerlendirilmiş olacaktır.

Bu düzenleme stabiliteyi arttırma amaçlı
değildir. Çünkü kemer tarzında projelendirilmiş bir dolgu
tipinde barajın gövdede kullanılan malzemenin özelliklerinden
dolayı rezervuar su yükünü kemer etkisi ile yamaçlara iletmesi
pek söylenemez. Hatta bu şekilde bir dizayn, bir miktar hacim
artması ve inşaat tatbikatının zorlaşması dolayısı ile maliyeti
az da olsa arttıracaktır. Fakat ilgili diğer yapıların kolay
yerleştirilmesi bakımından ve estetik yönden bu ilave maliyet
göze alınabilir.

Beton Gövdeli Barajlarda

Beton gövdeli barajların konumlarının saptanmasında
yukarıda sayılan tavsiyeler geçerli olmakla beraber, kemer
tipindeki barajlarda bilhassa önem kazanmaktadır.

Bir kemer barajda, rezervuar su yükü kemerlenme
etkisi ile büyük miktarda yamaçlara aktarıldığı için mesnetlerde
itkiyi karşılayacak bir kaya kitlesinin bulunması gerekir.

Mesnet kayası, kemer itkisi dolayısı ile
bir kayma düzlemi boyunca deforme olmamalıdır.

Mesnet bölgesinin mansabında yamaçlarda ani
bir açılma kemer itkisine karşı dayanımı azaltacaktır.

3-4. Baraj Gövdesinin Yerleştirilmesindeki
Jeolojik Kriterler

Baraj gövdelerinin yerleştirilmesinde göz
önünde bulundurulması gereken önemli jeolojik oluşumlar aşağıda
belirtilmiştir.

a) Baraj aksı membaından mansaba irtibatlı,
bertaraf edilmesi zor olan bir yer altı su yolu bulunmamalıdır.
b) Gövde, enjeksiyon perdesi veya diğer metodlar ile ıslah
edilmesi zor ve masraflı olabilecek geçirimli bir formasyon
üzerine zorunlu olmadıkça oturtulmamalıdır.
c) Gerek dolgu, gerekse beton barajların temeli civarında
aktif faylar mevcut olmamalıdır.Küçük, aktif olmayan faylar
ve çatlaklar dolgu barajlarda önemli olmayabilir. Fakat beton
ve bilhassa beton kemer barajlarda bunlar zayıf zonlar oluşturdukları
için genellikle arzu edilmezler.Gökçekaya iki eğrilikli kemer
barajı buna rağmen sağ ve sol yamaçta oldukça önemli fay sistemleri
üzerinde inşa edilmiş, fakat bu fayların dolgularının önemli
miktarlarda boşaltılıp yerine beton doldurulması hem zaman
almış, hem de çok masraflı olmuştur.
d) Barajın oturacağı yerde veya civarında gövdeye zarar verebilecek,
kaldırılması yahut ıslah edilmesi ekonomik görülmeyen önemli
heyelanlı sahalar olmamalıdır.
e) Aks boyunca alınmış jeolojik kesit kazı sınırını belirleyecektir.
Jeolojik kesidi mevcut olmayan, sadece topografik duruma göre
seçilmiş bir aks yerinde, baraj temeli için uygun olmayan,
kazılarak alınması gereken zemin kitlelerine rastlanabilir.

3-5. Baraj Gövde Tipinin Seçimindeki
Kriterler

Baraj gövde tipinin seçiminde, aks yerinin
tasarlanan baraj tipine teknik yönden uygun olup olmaması
birinci derecede rol oynar. Fakat, bazı özel durumların dışında,
aks yeri birden fazla tipte baraj gövdesinin projelendirilmesine
uygun olabilir. Böyle bir durumla karşılaşıldığı takdirde,
uygun görülen baraj tipleri planda yerleştirilip, boy ve enkesitleri
hazırlanır ve diğer yapıların etkileri de göz önünde bulundurularak,
kabaca ekonomik karşılaştırmaları yapılır. Bazı durumlarda,
tesis ile ilgili diğer bir yapının maliyetinin az olması baraj
gövde tipinin seçilmesinde önemli bir etken olur.


Buna örnek olarak, baraj gövdesi ile dolusavak ilişkisini
verebiliriz. Bir aks yerinde tasarlanan dolgu ve beton tipindeki
barajların birbirine yakın maliyet değerleri olduğunu düşünelim.
Eğer dolgu tipindeki barajda, gövde dışındaki dolusavağın
boşaltım kanalı uzun ve yapı, büyük hacimde kazı ile beton
sarfiyatını gerektiriyor ise beton tipinde gövde üzerinde
düzenlenmiş ekonomik bir dolusavak yapısı, toplam maliyeti
önemli ölçüde düşürecektir.

Genel olarak baraj gövde tipinin seçimini
belirleyen faktörler aşağıda açıklanmıştır.

a) Topografya: Vadi profilinin şekli ve genişliği,
burada projelendirilmesi tasarlanan barajın tipini belirler.
Beton barajlar genellikle geniş vadilerde ekonomik değildirler.
Beton kemer barajlar teknik olarak dar ve V- şeklinde bir
vadi profili gerektirirler.
b) Jeolojik Şartlar: Tasarlanan baraj aksındaki jeolojik şartlar,
baraj tipinin seçiminde önemli rol oynar. Nehir yatağında
derin bir alüvyon tabakası bulunması, beton barajın aleyhinde
olan bir faktördür. Ayrıca temel kayasının taşıma gücünün
düşük oluşu, dolgu baraj tipinde bir seçim yapılmasını gerekli
kılabilir. Kemer barajlar, kemer itkisine karşı, mesnet görevini
üstlenebilecek sağlam ve emniyetli yamaçlar gerektirirler.
Bu yamaçlarda, mesnet kitlesinin kaymasına sebep olabilecek
faylar ve diğer kayma düzlemleri bulunmamalıdır.
c) Dolgu Malzemelerinin Yeterli Miktar ve Kalitede Mevcut
Olması: Baraj aksı civarında yeterli miktarda inşaat dolgu
malzemesi mevcut bulunmalıdır. Örneğin, jeolojik şartlar bir
dolgu barajı gerektiriyor, fakat civarda çekirdek için geçirimsiz
malzeme bulunmuyorsa, zonlu dolgu yerine homojen dolgu seçilir.
Şayet barajın özellikleri (yüksekliği v.s.) buna da elvermiyorsa,
asfalt veya beton memba kaplamalı kaya dolgu tipine gidilebilir.
d) Yapı Malzemelerinin Baraj Yerine Mesafesi: Bir baraj aksı
için dolgu veya beton baraj tipinin her ikisi de uygun görülüyorsa,
dolgu malzeme ocaklarının uzaklığı, beton baraj tipinin tercihini
gerektirebilir. Bunun için bir maliyet karşılaştırması yapılmalıdır.
e) Bölgedeki Sismik Aktivite: Bölgede sismik aktivitenin yoğun
bulunması, özel bir baraj tipinin seçilmesini gerektirebilir.
Bu durumda barajın temel ve yamaç şartları da göz önünde bulundurulur.
Bu bölgelerdeki dolgu barajlar da ince kil çekirdekten, gövde
içersinde geçirimsizliği sağlayacak düşey beton perdelerden
kaçınılır.
f) Meteorolojik Şartlar: Eğer inşaatta killi yapı malzemesi
büyük çapta söz konusu oluyor, fakat iklim şartları bunun
işlenmesine uygun olmuyorsa, örneğin her mevsim yağışlı veya
uzun süre don periyodu gibi, böyle durumlarda beton baraj
tipinin seçimine gidilir. Burada gerekli görülen inşaat süresi
de beraber düşünülmesi gereken bir faktördür.
g) İnşaat Süresi: Herhangi bir sebepten dolayı inşaat süresi
kısıtlı ise, çabuk inşa edilebilecek bir baraj tipi seçilir.
h) Gerekli Teknoloji ve Uzman Kadronun Mevcudiyeti: Eğer belirli
tipte bir baraj inşaatı için yeterli teknoloji ve yetişmiş
uzman mühendis, usta, işçi ve müteahhit bulunmuyorsa ve bunların
ithali de istenmiyorsa, projelendirme ve uygulama şartlarının
daha kolay yerine getirilebileceği bir baraj tipi seçilir.
i) Aktif Hacim: Aktif hacmi hızlı bir şekilde boşalan barajlarda,
memba şev kaymalarını önlemek için ani seviye düşmelerine
duyarsız baraj tipleri seçmek gerekir. Örneğin, beton ve membası
geçirimsiz membranla kaplamalı kaya dolgu barajlar gibi. Zonlu
barajlarda, merkezi kil çekirdekli çözümler kullanılır.
j) Doğanın Korunması ve Çevre Şartları: Doğa ve çevrenin korunması
günümüzde çok önem kazanmıştır. Mesela bitki örtüsünün çok
yoğun olduğu bölgelerde, kil malzeme elde edebilmek için çok
kıymetli tarımsal arazilerin talan edilmesi, ağaçların sökülmesi,
doğaya çirkin bir görünüm verilmesi yerine, kil malzeme gerektirmeyen
geçirimsiz memba kaplamalı kaya dolgu tipinde bir baraj gövdesi
seçilmesi daha uygun olur.

Kaya tabakası ile korumalı bir mansap şevi
yerine, çimen ve bodur bitkilerle kaplanmış bir şev, doğa
ile daha güzel bir uyum sağlayacaktır.

Dolgu veya beton tipinde baraj gövdelerinin
seçiminde, ilgili diğer yapıların maliyetlerinin rol oynamasına
rağmen, genelde vadinin biçimi ve jeolojisi tercih için en
önemli faktör olmaktadır.

Dar vadiler kemer ve ağırlık barajlarının
projelendirilmesine elverişlidir. Ağırlık barajlarının, vadi
genişledikçe ve tabanda alüvyon kalınlığı arttıkça ekonomisi
azalır ve dolgu gövde lehine gelişir. Payandalı (boşluklu)
beton barajlar daha geniş vadilerde ekonomik olabilir. Derin
bir vadi ile üst kotlarda yatık yamaç kombinasyonlarında karma
tipte baraj gövdeleri projelendirilebilir.