Baraj nedir, nasıl yapılır?

Baraj nedir, nasıl yapılır?

Barajlar, bir akarsu vadisini kapatan ve arkasında su biriktiren; enerji üretimi, içme için kullanılma, sulama suyu temini ve akarsuların düzenlenmesi gibi pekçok gayeye hizmet eden ekonomik faydası büyük olan tesislerdir.

Barajlar, ağırlık, kemer ve payandalı olarak betondan veya toprak ve kaya dolgudan yapılırlar. Bunların karışımı şeklinde de yapılabilir. Birkaç yüz metre yükseklikte ve kilometrelerce uzunlukta olabilir. Arkalarında biriken suyun kapladığı alan da binlerce hektara ulaşabilir.

Beton Barajlar, sağlam kaya temelinin yakın olduğu vadilerde yapılır. Sağlam kaya temellerine inilmeyen yerlerde ise, dolgu barajları tercih edilir. Teknolojinin gelişmesi ile dünyanın en yüksek barajları, dolgu tipinde inşa edilmişlerdi. Türkistan'daki Nurek Barajı, kaya dolgu tipinde ve 310 m yükseklikte olup, dünyanın en yüksek barajıdır. 207 m yüksekliğinde, beton ağırlık ve kaya dolgu tipindeki Keban Barajı, yükseklik bakımından dünyada on sekizinci sırada yer almaktadır. İsviçre'deki Grande-Dixence Barajı, ağırlık barajı tipinde olup, 285 m yüksekliktedir ve dünyanın en yüksek beton ağırlık barajıdır. Kemer tipinde dünyanın en yüksek barajı, 261 m yükseklikteki Vainot (?) Barajı İtalya'dadır. Bu barajın uğradığı bir kazada şev kayması sonucu, baraj gölü tamamen dolmuş ve 2250 kişi hayatını kaybetmiştir. Payandalı tipindeki barajlar ise, ancak 70 ile 80 m yüksekliğe kadar yapılırlar.

Dünyanın en uzun barajı, Ukrayna'daki Kiev Barajı olup, uzunluğu 50 kilometreyi geçmektedir. Baraj gölü bakımından da dünyanın en büyük hacimli barajı, Rusya'daki Bratsk Barajı olup, 169 milyar m³ su biriktirebilecek kapasitededir. Keban Barajı 30 milyar m³lük hazne hacmi ile dünya sıralamasında on dokuzuncu olmaktadır.

Kurulu güç yönünden, dünyanın en büyük santralı, Itaipu Barajıdır. 12.870 megawatt (MW) gücündeki tesis, 18 türbinden ibarettir. Her bir türbin 300 t ağırlıkta olup, türbin milinin döndürdüğü dev jeneratörün içi, oldukça büyüktür. Keban Barajının kurulu gücü 1240 megawattır ve dünyada 36. sıradadır. Itaipu Barajı, Brezilya-Paraguay sınırındaki Parana Nehri üzerinde kurulmuştur. 35 km²lik inşaat alanına sahip olup, toplam 11 milyon m³ beton kullanılmıştır. Bu kadar büyük bir barajın gölü tam 14 günde dolmuştur. Bu barajın derivasyon kanalı, 2 km uzunlukta, 150 m genişlik ve 90 m derinliktedir. Baraj için ulaşılan başarı, çevrede yapılan bazı fedakarlıklar sonucu olmuştur. Baraj havzasında yaklaşık 1500 km²lik tropikal orman ve verimli arazi ile dünyanın en güzel şelalelerinden biri olan Sete Quedas, sular altında kalmış ve 40.000'den fazla insan başka yerlere yerleştirilmiştir. Brezilya ve Paraguay'ın ortak yapımı olan Itaipu Barajının inşaatında 40.000 işçi çalışmıştır. Baraj, ana gövdesi 195 m yükseklikte olup, 14 adet kapağın açılmasıyla 52.000 m³ su tahliye edilebilmektedir. Baraj gövdesine yerleştirilen basınçlı boruların her birinin çapı 10,5 metredir. 90 devir/dakikalık 18 adet Francis tipindeki türbinler kullanılmaktadır.

Ağırlık Barajları

Tesir eden dış kuvvetlere ağırlığı ile karşı koyan barajlardır. Baraj duvarının kesiti genel olarak, dik yamuk şeklindedir. Su tarafı 0,05 ile 0,l0 eğiminde de yapılabilir. Hava tarafının eğimi 0,70 ile 0,80 civarındadır. Ağırlık barajlarının taban genişliğinin yüksekliğe oranı, yani genişlik oranı 0,70 ile 0,80 oranındadır. Ülkemizdeki 113,5 m yükseklikli Kemer ve 108 m yükseklikli Sarıyer barajları bu tiptendir.

Kemer Barajları

Yükü, tabanla birlikte kenar ayaklara iletir. Böylece kesitin tamamı çalışır. Kemer barajlar planda, daire yayı şeklindedir. Bunlarda genişliğin yüksekliğe oranı 0,10 ile 0,25 arasındadır. Kemer barajlar Baraj tepe uzunluğunun baraj yüksekliğine oranının beş veya daha küçük olduğu dar vadilerde inşa edilirler. Ayrıca vadi tabanının ve şevinin sağlam kaya zeminden olması gerekir. Bu tip barajların en kesiti küçük olacağından, kullanılacak beton hacmi azalır. Buna karşılık işçilik ve kalıp masrafları artar. Yurdumuzdaki Berke Barajı 201 ,Karakaya Barajı 187 m, Oymapınar Barajı 185 m ve Gökçekaya Barajı 158 m yükseklikte olup, kemer tipindedir.

Payandalı Barajlar

Bu tip barajlarda suyu tutan geçirimsiz bir yüzey ile bu yüzeyin dayandığı payanda destekler vardır. Payandalar arası boştur. Dolayısıyla daha az malzeme kullanılır. Buna karşılık işçilik ve kalıp masrafları fazladır. Yükseklikleri 70 ile 80 metreye kadardır. Su tarafının eğimi, 45o ile 60o olmalıdır. Memleketimizdeki 49 m yükseklikte Elmalı Barajı, bu türe örnektir.

Kaya Dolgu Barajları

En kesitleri dikyamuk şeklindedir. Su ve hava tarafı 1/2 ile 1/2,5 eğiminde ve taş ile kaplıdırlar. Kesit ortasında geçirimsizliği temin eden çekirdek kısımları vardır. Çekirdek, kil veya betondan yapılır. Bazı durumlarda su tarafı, çelik gibi bir malzeme ile de kaplanarak geçirimsizlik sağlanabilir. Ülkemizdeki Keban (207 m), Altınkaya (195 m), Atatürk (184 m), Uzköy (176 m), Kılıçkaya (140 m) gibi mevcut ve inşa edilmekte olan barajlarımız kaya dolgu tipindedir. Bunlardan Atatürk Barajı, gövde dolgusu hacmi 84,5 milyon m³ kaya ve toprak dolgusu ile dünyada beşinci sırada yer almaktadır. Sulama ve enerji maksatlı olan Atatürk Barajı, 8l7 km²lik göl alanına sahiptir ve 48,47 milyar m³ su depolanabilecektir. Bu su ile de toplam 727.700 hektarlık arazi sulanacaktır. Ayrıca, her biri 300 MW gücünde olan 8 adet Francis tipindeki türbin ile de yılda 8,9 milyar kilovat saat enerji üretecektir. Türbinlere su veren basınçlı (cebri) borular 6,60-7,25 m çapında ve toplam 496 m uzunluğunda olacaktır.

Toprak Dolgu Barajları

En kesitleri, kaya dolgu barajlar gibidir. Baraj gövdesi, sıkıştırılmış toprak tabakalarından ibarettir. Bu tip barajlarda, ortasında geçirimsizliği sağlayan kil veya betondan çekirdek vardır. Su ve hava tarafının eğimi 1/2 ile 1/2,5 arasındadır. Yurdumuzda işletmeye açılan ve inşa halinde olan projesi hazır veya projesi hazırlanmakta olan 90'ı geçkin toprak dolgu barajların yükseklikleri 15 metreden 95 metreye kadar değişmektedir. Toprak veya kaya dolgunun beraber kullanıldığı Kepez Barajının yüksekliği 195 metredir.

Baraj inşası nasıl yapılır?

Bir barajın yapılmasından önce, jeologlar ve topografya uzmanları nehrin yatağını iyice inceler, barajın yapılmasını uygun gördükleri yerleri tespit ederler.

Bu çalışmalar sırasında hem çevrenin haritası yapılır, hem arazide delikler açmak suretiyle temelin dayanıklılık derecesi öğrenilir. Dikkat edilecek en önemli nokta toprağın suyu sızdırıp sızdırmayacağını iyice kestirmektir.

Baraj tamamlandıktan sonra arkasında birikmeye başlayan sular bir göl meydana getirir. Buna baraj gölü veya rezervuar denir.

Baraj gölünde yeter miktarda su toplandıktan sonra fazlasını akıtmak için, ya barajın içinde özel kapılar yapılır, yahut fazla suyun baraj duvarının üstünden taşması sağlanır. Su duvarın üstünden taşacaksa buna göre özel yerler bırakılır. Öbür şekilde de fazla suyun akması için aşağıdaki derenin seviyesinde kapılar bırakılır. Bunlar gerektiği zaman açılmak suretiyle fazla su salıverilir.

Mehmet TAŞ/Konuttimes.com