Transcript SU KAYNAKLARI Ders Notları 3b
Ercan Kahya
Su Kaynakları Mühendisliği
.
Cevat ERKEK, Necati AGIRALİOGLU, Beta Yayınevi, 2006, İstanbul
BÖLÜM 7 İLAVE SUNULAR
Kabartma yapıları , bir akarsu yatağı veya vadisinde suyu biriktirmek, belirli bir seviyeye yükseltmek , belirli bir seviyede tutmak , başka bir yöne çevirmek gibi çok farklı amaçlara yönelik olarak planlanan
sabit veya hareketli
kısımları olan yapılardır.
Kabarma Yüksekliği
: Bir kabartma yapısının memba bölgesindeki su derinliği
Düşüm Yüksekliği:
Memba ve mansap su seviyeleri arasındaki fark
Baraj İle Bağlamanın Karşılaştırılması
7.2. SABİT BAGLAMALAR
Bağlama Uzunluğunun Belirlenmesi:
Sabit bağlamalarda servis köprüsü ayakları ve kenar ayaklar bağlama üzerinden geçen akım çizgilerinde bir büzülmeye neden olurlar. - Bu durumda etkili bağlama tepe uzunluğu :
HİDROLİK
KİTABINDAN P M =Pc =atmosfer basıncı Birim genişlikten geçen debi:
B noktası bilinmediğinden
bir katsayı ile çarpılır: entegrasyon A dan D ye kadar yapılır ve netice
7.2.2 Savak Kapasitesi
Yaklaşım hızı hesaba katılmadan,
Çakıl Geçidi
:
■ Kapaklı çakıl geçitleri: tabanı kontrol etmek ve burada biriken katı maddelerin mansaba geçmesini sağlar. Sabit bağlamalarda su alma ağzının önündeki Genişlikleri 2 ile 6 m genelde 3-3.5 m uygundur.
■ Genişliği 50 m yi geçen sabit bağlamalarda çakıl geçitierini
iki taraflı
olarak planlamak daha uygun olur.
■ Kabartma yüksekliği büyük olan bağlamalarda maliyeti düşünnek ve işletme kolaylığı sağlamak için çakıl geçitlerinin üst kısmı dalgıç perde şeklinde düzenlenerek kapak yüksekliği düşürülür. * Bu durumda çakıl geçidinden geçen debi batmış orifis eşitliği →
7.2.3. Hidrolik Profil
Ogee hidrolik profili: Önce Recep hocanın slide 36-30 bak!
Savak proje yükü:
7.2.4. Statik Profil
Önce Recep hocanın slide 74 bak!
1. Etki Eden Kuvvetler:
Esas kuvvetler
: ▪ ▪ ▪ Hidrostatik kuvvet (en yüksek kabarma seviyesinde) Bağlamanın kendi ağırlığı Alttan kaldırma kuvveti
Tali Kuvvetler:
Mansap su basıncı, deprem kuvveti, savaklanan suyun emme ve basınç kuvveti, buz basıncı, toprak ve silt basıncı, savak üzerinden geçen suyun dinamik etkisi, çarpma ve titreşim zorlamaları, farklı oturmalardan doğan reaksiyon kuvvetleri; ısı değişimlerinin etkisi...
2. Boyutlandırma: Sabit bağlamalarda çekme gerilmeleri istenmez → etki eden kuvvetlerin bileşkesinin kesitin çekirdek bölgesinde kalması veya sınır şartında çekirdeğin uç noktasından (C noktası) geçmesi gerekmektedir. ■ Bu durumda normal yükleme durumu için aşağıdaki eşitlikler yazılabilir (Şekil 7.9) Burada
m ve n
memba ve mansap yüzeylerindeki
taban su basıncını küçültme faktörü
olup kaya temeller için m = 0,5 ve n= 0,1 alınır.
Geçirimli zeminler üzerinde inşa edilen bağlamalarda bu değerler sızma hesapları sonucu bulunur
Bir metre genişliğindeki bağlama gövdesine elki eden esas kuvvetler ile moment kolları (Normal Yükleme Durumu):
Bu kuvvetlerin C noktasına göre momentleri yazılarak sıfıra eşitlenir Ve bu değerleri yerine konursa bağlamanın rölatif genişliği :
3. Tahkikler:
Çekme gerilmelerinin meydana gelmediği durumda,
devrilme tahkiki
yapılmasına
gerek yoktur
. ■ Diğer durumlarda D noktasına göre yazılacak momentler ile, Kayma emniyeti:
Sürtünme katsayısı
→ sağlam kaya : 0,8 çatlaklı kaya : 0,7 çakıl ve iri kum : 0,4 kumlu zemin : 0.3
Taban gerilmeleri: Taban uç noktalanrındaki gerilmeler:
7.2.5. Uygulama Profili
Uygulama profilinden düşüm yatağına geçiş R> 5H eğrilik yançaplı daire yardımı ile sağlanmalıdır. H = h+ Vo2/2g (savak üzerindeki enerji yüksekliği)
HİDROLİK
KİTABINDAN
7.3.2. Çevrintisiz Akım
Akımın her noktasında çevrintinin sıfır olması halinde böyle bir akıma çevrintisiz (potansiyel akım) adı verilir. Çevrintisiz bir akımda her noktada:
Akım Fonksiyonu
ѱ
fonksiyonuna akım fonksiyonu denir çünkü bu fonksiyonun uzunluk için) debiyi herhangi bir noktadaki değerinin bu nokta ile O orijini arasındaki herhangi bir çizgiden geçen (şekil düzlemine dik doğrultuda birim vermesindendir.
HİDROLİK
KİTABINDAN
Potansiyel Fonksiyonu
Akım çevrintisiz ise ayrıca bir ɸ(x, y) potansiyel fonksiyonu tanımlanır:
Akım Ağı
7.4.4. Kritik
Sızma Boyu
Bağlamanın altından sızan suyun akış hızı belirli bir kritik değerin üzerine çıkarsa zemin parçacıklarını da beraberinde sürükleyerek temelin altında
erozyon
meydana gelmesine sebep olur → sızma basıncı tesiriyle mansaptaki zemin kütlesi yukarı doğru kalkabilir ve tünel şeklinde geçitler (su damarları) oluşabilir. Bu şekilde oluşan borulanma olayı sızma boyunu uzatrnak suretiyle önlenebilir. Zeminlerde müsaade edilen birim boydaki maksimum basınç değişimi I/C olmak üzere borulanma olmaması için minimum sızma boyu,
L = C H
L
: minimum sızma boyu,
C
: zemin cinsine bağlı sızma katsayısı,
H
: memba ve mansap su seviyeleri arasında en büyük yükseklik (basınç) farkı
■ Lane, 300 civarındaki yapı üzerinde yaptığı inceleme sonucunda: ► Borulanma olayında,
sızma çizgisinin düşey kısımlarının yatay kısımlarından 3 kat daha etkili
olduğunu tesbit etmiştir. Bu durum; zeminlerde düşey yönde oluşabilecek en büyük geçirgenliğin yatay yöndeki geçirgenliğe göre daha küçük olmasındandır. ■ Lane, sızma boyu için yukarıdaki eşitliğini aynen kullanmakla beraber sızma boyu ve C katsayılarını yeniden tanımlamıştır. ■ Lane metodunda
kritik sızma boyu
, düşey uzunlukların kendisi, yatay uzunlukların ise üçte biri esas alınır.
7.4.5. Taban Su Basıncının Azaltılması
1. Temel zeminin geçirgenliğini azaImak , 2. Sızma boyunu uzatmak (saplama duvarı, palplanş, geçirimsiz memba örtüsü gibi), 3. Memba ve mansap su seviyeleri arasındaki farkı azaltmak , 4. Tabanda filtre teşkil etmek,
7.3. HAREKETLİ BAGLAMALAR
1. Hareketli Bağlamanın Kısımları:
a. Kapaklar, b. Orta Ayaklar, c. Kenar Ayaklar, d. Düşüm Yatağı, e. Anroşman, f. Sızdırmazlık Yapıları (saplama duvarı, palplanş, memba örtüsü, ters filtre)
7.3. HAREKETLİ BAGLAMALAR
2. Kapak Özellikleri:
1. Don ve taşkın durumu → işletme emniyeti 2. Minimum kuvvetle → kapakta kolay ve çabuk hareket 3. Her kabartma seviyesinde çalışabilmeli.
4. Su seviyesi hassas olarak ayarlanabilmeli.
5. Su kayıpları minimum olmalı, 6. Hidrolik, statik ve dinamik yönden istenilen bütün şartları sağlamalı, 7. Bağlama kapaklan aynı açıklıkta ve aynı özellikte olmalı, 8. Kapaklann işletme ve bakım masrafları az olmalı, 9. Kapaklar doğa görünümünü bozmamalıdır.
7.3. HAREKETLİ BAGLAMALAR
4. Kapaklara Etki Eden Kuvvetler:
1. Kapağın kendi ağırlığı, 2. Memba ve mansap su basıncı, 3. Klape veya kapak üzerindeki su yükü, 4. Kaldırma kuvvetleri, 5. Buz çarpması, buz yükü, 6. Gemi çarpması, gemi yaslanması, 7. Deprem kuvveti, 8. Titreşimler sonucu oluşan ek kuvvetler 9. Isı değişimlerinin etkisi, 10. Rüzgar basıncı, 11. Mesnet şartlarında değişme.
7.3. HAREKETLİ BAGLAMALAR
5. Kapakların Sınıflandırılması:
a) Kabartma sağlayan kısmın yapılış şekline göre : I. Tek parçalı veya çok parçalı (basiı kiriş ve çubuk iğne), 2. Düz (sünne kapak gibi) veya eğri yüzeyli (radyal, sektör ve balık karnı kapaklar), 3. Silindir kapaklar olmak üzere gruplandınlabilir.
b) Kapakların hareket şekline göre: I. Yukan çekilen (düşey, radyal ve silindir kapaldar..) 2. Aşağıya indirilen (sektör, çift kapak, ...), 3. Döner (silindir kapak), 4. Yatırılan (balık karnı ve çatı tipi kapaklar, klapeler, ...), 5. Yukarıdaki tüm hareket şeklinin değişik kombinasyonları şeklinde içeren kapaklar c) Yükleri aktanna şekline göre : I. Yükleri ayaklara aktaran (düşey, radyal, silindir kapaklar), 2. Yükleri doğrudan doğruya temele aktaran (sektör, balık karnı ve çatı tipi kapaklar)
7.3. HAREKETLİ BAGLAMALAR
6. Kapak Tipinin Seçimi:
1. Bağlama yerindeki temel durumu, 2. Sağlamanın brüt uzunluğu, ayaklar arasındaki açıklık, 3. Kabartma yüksekliği, 4. Taşkın debisinin büyüklüğü, 5. Buz geçişi, 6. Yüzen cisimlerin miktarı, 7. Sürünlü maddesi debisi, 8. İklim şartları, 9. Kapaklann hareket mekanizması, 10. Bakım ve onanm maliyeti, 11. Bağlamanın doğa ile uyumu, 12. Sağlamanın işletme şartları.
7.3. HAREKETLİ BAGLAMALAR
Şekil 7.15: Batmış Akımlar için x-Değerleri: