Toprak Dolgu Barajların Gövdelerindeki Sızmaların Sonlu Elemanlar Yöntemi İle İncelenmesi: Büyükçekmece Barajı Uygulaması

Abstract

Sızma barajın memba kısmından mansap kısmına doğru suyun devamlı hareketidir. Zemindeki iç erozyon veya toprak barajların içerisindeki sızıntılar borulanma olarak bilinmektedir. Bütün barajlarda haznede tutulan su gövde içerisinde veya temelden dirençle karşılaşsa dahi kendine bir yol bularak sızıntı oluşmasına neden olur. Bu sızma, hesaplanan emniyet değeri ölçüsüne kadar müdahale gerektirmez ancak bu değerin üzerinde ise belirli önlemler alınmalıdır. Sızıntı kontrolü, sızıntı miktarına, oluştuğu bölgeye ve içeriğine göre değişir. Baraj inşaatından sonra oluşacak sızıntı miktarını azaltmak çok zor ve maliyetli bir işlem gerektirir. Bu nedenle barajın yapılacağı bölgelerde gerekli jeolojik araştırmalar yapılarak sızmaların yerleri ve büyüklükleri bulunur. Projelendirme safhasındaki analizler sayesinde emniyet ve ekonomi açısından optimum çözümler sağlanır. Bu çalışmada matematiksel model olarak seçilen Büyükçekmece barajının gövdesinde oluşan sızmaların Sonlu Elemanlar Yöntemi ve Geo-Studio bilgisayar programından yararlanmak suretiyle sızma analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar DSİ nin yapmış olduğu sızma gözlemleri verileri ile karşılaştırılmıştır. Uygulamada öncelikle çeşitli metotlarla serbest su yüzeyi çizgisi çizilip, sızıntının barajın mansap şevinden çıkış noktası ve birim genişlik debisi belirlenerek toplam sızma debisi değerine ulaşılmıştır. Yapılan uyulama sonucunda teorik hesaplar ve gözlemler doğrultusunda elde edilen verilerin tutarlılığı ile baraj içerisindeki sızmaların tehlikeli boyutta olup olmadığı belirlenmiştir.

Seepage is the natural and continous way of water from upstream of dam towards to downstream of dam. “Seepage” is identified as the erosion surface or the leakage in the dam foundation. In all dams, water can find a way for create a leakage towards all effect either in the foundation or through earth fill dam. To a specified secure amount of leakage is normal, after this amount there must be interfered. Leakage control is depend on the amount, place and content of leakage. After establishing of dam it takes much more cost to decrease the amount of leakage. Because of this, the area which plans to establish the dam, should be researched via geological experts for identify the potential leakage places and amounts. In the Project phase, by the help of analist the solutions for security level and economical level can be optimised. In this study, the leakage analyse of the sellected dam of Büyükçekmece for mathematical model is done by using Finite Element methods and Geo-Studio software program. The results of this model is compared with the observing data of DSI. First of all, Büyükçekmece Dam was chosen for applications and the free surface line of the seepage flow was estimated outflow points and quantity of seepage using different methods such as Kozeny, Dupuit, Kashef. The results of methods were compared with each other. End of the application, making a decision for the quantity of seepage is going to be damage to dam stability based on these results and observing data of DSI.