0 SU KAYNAKLARI Ders Notları 3b

Report
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
PM =Pc =atmosfer basıncı
Birim genişlikten geçen debi:
B noktası bilinmediğinden entegrasyon
A dan D ye kadar yapılır ve netice
bir katsayı ile çarpılır:
7.2.2 Savak Kapasitesi
- Yaklaşım hızı hesaba katılmadan,
Çakıl Geçidi:
■ Kapaklı
çakıl geçitleri: Sabit bağlamalarda su alma ağzının önündeki
tabanı kontrol etmek ve burada biriken katı maddelerin mansaba geçmesini
sağlar.
- 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:
Savak proje yükü:
Önce Recep hocanın slide 36-30 bak!
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
çakıl ve iri kum: 0,4
çatlaklı kaya: 0,7
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 herhangi bir
noktadaki değerinin bu nokta ile O orijini
arasındaki herhangi bir çizgiden geçen
(şekil düzlemine dik doğrultuda birim
uzunluk için) debiyi 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=CH
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.
metodunda kritik sızma boyu, düşey uzunlukların kendisi, yatay
uzunlukların ise üçte biri esas alınır.
■ Lane
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:
7.3.2. Kapak Tipleri

similar documents