Atatürk barajı'nın yıkılması durumunda oluşabilecek su baskınının CBS kullanılarak modellenmesi

Abstract

Su kaynakları, yeryüzünde tüm canlılar için vazgeçilmez bir yaşam kaynağı olmuştur. Dünyada birçok kaynak gibi su kaynakları da sınırlı miktarda var olmaktadır. Canlı popülasyonu ve bilinçsiz kaynak kullanımı arttıkça su kıtlıkları baş gösterebilmektedir. Tarih boyunca su kaynaklarının en optimum şekilde kullanım amacı baraj yapılarının ortaya çıkmasına neden olmuştur. Barajlar bulundukları toplumlara su kaynağı sağlamakla kalmayıp, enerji, sulama, turizm gibi farklı alanlarda da faydalar sağlamaktadır. Barajlar yapıları itibariyle su biriktirme alanı, ana gövde, kret, dolu savak, dip savak ve bentlerden oluşmaktadır. Barajların inşasında yapılan projelendirmelerde, imalatların hassas yapılması ve işletme koşullarının uygun hale getirilmesi baraj güvenliği açısından kritik öneme sahiptir. Geçmiş ve günümüz çalışmalarına bakıldığında barajların yıkılma çeşitleri ve yapılan hatalar üzerinde sıkça değinilmiştir. Gelişen teknolojik koşullarla beraber yeni inşası gerçekleşecek barajlarda baraj güvenliği daha da ön plana konulmuştur. Her ne kadar bu noktalara dikkat ediliyor olsa da, doğal afetler veya dışarıdan kaynaklı etmenler nedeniyle baraj yapı unsurları zarar görerek, bulundukları bölgelere büyük taşkınlar oluşturabilmektedirler. Taşkınlar, akarsu ve nehirlerde de meydana gelebilmektedir. Fakat meydana gelen baraj taşkınları, akarsularda oluşan taşkınlardan, taşıdıkları su kütlesinin daha fazla olması nedeniyle daha büyük felaketlere sebep olabilmektedir. Her ne şekilde olursa olsun taşkınlar, bulundukları bölgede tarım alanlarının toprak yapısının bozulmasına, yapılaşmanın olduğu bölgelerdeki konut ve iş yerlerinin kullanılmaz hale gelmesine, ulaşım ağlarının çökme ve zarar görmesine, temiz su kaynaklarının çamurlaşarak kirlenmesine, hayvan ve insanların taşkına kapılarak vefat etmesine neden olan afetlerdendir. Gelişen teknoloji, hayatta çoğu şeye çözüm sunduğu gibi taşkınlarında oluşma riskini azaltmak adına önemli çözümler sunmaktadır. Barajların yıkılmaları sonucu oluşacak taşkının yayılacağı alanların belirlenmesinde, taşkın dalgasının hızı ve süresinin kestiriminde, etkilenecek alanların sınıflandırılması gibi birçok analizlerin yapılmasıyla taşkın riskine karşı tedbirler alınmaktadır. Yapılan bu çalışmada, taşkın etki alanlarının belirlenmesinde Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) teknolojisi ürünlerinden ArcGIS yazılımının ArcMap ara yüzünden faydalanılmıştır. ArcMap ara yüzünde Harita Genel Müdürlüğü (HGM)'dem alınan grafik ve grafik olmayan veriler düzenlenerek hazır hale getirilmiştir. Hazır hale getirilen verileri yine aynı ortamda coğrafi analizleri ve haritalanması yapılmıştır. Taşkınların gerçekleşmesi durumunda taşkın su kütlesinin simülasyonu ve modelleme çalışmaları CADDIES 2D projesinin ürünü olan Caflood yazılımı ile luşturulmuştur. Bu yazılım kullanıcılarına ücretsiz şekilde açık kaynak kodlu geliştirme imkanı sunmaktadır. Yazılıma girdi komut dosyaları csv uzantılı olacak şekilde kodlama yapılarak, taşkın bölgesinin dijital yükseklik modeli ASCII uzantılı olacak şekilde tanıtılmış ve açıklamaları çalışmanın içerisinde değinilecek olan diğer girdiler ile birlikte çalıştırılarak modellemeler oluşturulmuştur. Çalışma kapsamında, Türkiye'nin en büyük dolgu barajı olan Atatürk Barajı'nın baraj bendinde oluşacak doğal veya dışarıdan etmenlerle zarar görüp yıkılması sonucu taşkın senaryosu üzerine çalışılmıştır. Atatürk Barajı, barındırdığı devasa su hacmi sayesinde ülkemize ciddi ölçüde hidroelektrik üretimi gerçekleştiren barajlar arasında olmuştur. Atatürk Baraj bendinin yıkılması sonucu senaryonun oluşturulmasında öncelikle geometrik veriler taşkının gerçekleşeceği bölgede olacak şekilde yeniden düzenlenmiş, gereksiz veriler temizlenip, ITRF96 (TUREF) koordinat sistemine dönüşümleri yapılmıştır. Ayrıca, OpenStreetMap üzerinden taşkın bölgesindeki karayolu ağları alınmış ve gerekli düzenlemeler sonrası kullanılmıştır. Öte yandan, hidrolik modelin oluşturulması için Caflood yazılımı üzerinden girdi dosyaları (taşkın akış debi bilgileri, pürüzlülük katsayıları ve diğer bilgiler) hazır hale getirilmiştir. Çalışma içerisinde bölgede yağış bilgisi temin edilemediği için yağışın olmadığı, baraj hacminin tam kapasite dolu olduğu varsayılarak çalışılmıştır. Hidrolik modelin oluşması için baraj bendinde dikdörtgen yapısında bir gedik oluştuğu varsayılmıştır. Baraj bölgesinde taşkın su akım hızını saptayabilmek için eğim hesaplanmıştır. Taşkın sonrası taşkın dalgalarının derinliği ve hızı modellenmiştir. Tüm bu sonuç verileri birleştirilerek 6 saatlik sıklıkta 1 Günlük (24 Saat) olacak şekilde, CBS yardımıyla taşkın yayılım haritaları oluşturulmuştur. Oluşan 6, 12, 18 ve 24 saatlik modeller göstermiştir ki, bölgenin geçim kaynağı olan tarım alanları ve ormanlık alanlar en çok etkilenen alanlar olmuştur. Taşkının gerçekleşeceği bölgede yapılaşmanın daha seyrek olması nedeniyle taşkın etkisinin yerleşim alanlarında daha düşük olabileceği gözlemlenmiştir.