6.3. Mühendislik Yapıları

6.3.1. Su Kaynakları

Su kaynağı havzası, genellikle dağlar ve tepelerle çevrili, suyun aktığı ve belirli bir noktaya geldiği yerdir.

Yağmur bir su toplama havzasındaki yere düştüğünde, okyanus veya göle yerçekimi vasıtasıyla akar. Su zemin üstünde akarsa ona yerüstü suyu denir. Eğer yeraltına girerse, ona yeraltı suyu denir. Yerüstü ve yeraltı suları, derelere, nehirlere, göllere, lagünlere ve su kanallarına akarlar. Bu su da sonunda okyanusa akar.

Su havzaları içinde, barajlar su depolamak ve bize daha kalıcı bir su kaynağı vermek için nehirler üzerine inşa edilmişlerdir.

Havza yüzeyinde, 100 metrekare üzerine düşen yağmur on milimetre olarak yağarsa, 1000 litre suya eşittir; ve havza yüzeyinde 1 hektar üzerine düşen yağmur on milimetre olarak yağarsa 100 000 litre suya eşittir.

O bölgeye su sağlanmasının sürdürülebilir olması, sosyo-ekonomik bağlamda uygun olması ve temel teknik kriterleri yerine getiriyor olması gerekir.

Eğim: zemin eğimi su hasadı için kısıtlayıcı faktör olan bir anahtardır. Su toplama yamaçları % 5 ten fazla eğimli ise, düzensiz su akışlarından ve büyük miktarda toprak hafriyatı olacağından, ekonomik değillerdir.

Topraklar: sulama için uygun zeminlerin temel niteliklerine sahip olmalı: tuzlu ya da sodyumlu değil, derin ve ideal doğal doğurganlığa sahip olmalıdır. Su toplamanın uygulanması için ciddi bir sınırlama kumlu dokulu toprak olmasıdır. İnfiltrasyon hızı yağış yoğunluğundan daha yüksek ise, hiçbir akış meydana gelmeyecektir.

Maliyetler: inşaatta toprak/taş miktarları doğrudan doğruya maliyeti etkiler, hele tek başına yapılmaya kalkışılırsa, ne kadar yoğun bir emek verilmesi gerektiği anlaşılır.

Bir İçme Suyu Havzası Nedir? Bir içme suyu havzası, yağışın nehirlerde ve akarsularda toplanması, bunların da rezervuarlarda toplanması veya yağmur suyunun yeraltına akarak, yeraltı suyu olarak akması ve yeraltı akiferlerinde depolanmasıdır. Toplanan su daha sonra toplum için içme suyu haline gelir.

Bir İçme Suyu Kaynağı Olarak Nehirler. Bir nehir ve havza çevresinde arazi kullanımı nehirde suyun kalitesini ve miktarını etkiler. İnsanlar araziyi kullanırken, dikkatli davranmaları ve nehirlerin sağlıklı kalmasını sağlamaları önemlidir. Bir nehir çevresindeki tüm faaliyetlerin etkilerini ve havzayı yönetmeye, toplam havza yönetimi denir.

Nehirler barajların yakaladığı ana su kaynağıdır. Su barajlarda toplanır, saklanır, işlenir ve daha sonra eşit olarak ihtiyacı olan bölgelere dağıtılır. 

Su Havzalarını Korumak Neden Önemlidir? Korumalı içme suyu kaptajları, “doğal” bir bariyer gibi kirlenmeyi önler  ve verimi yüksek kaliteli su sağlar. Kaynağında içme suyunu koruyarak, kirlenme riskini minimize etmek, topluma verilmeden önce arıtma düzeyini düşürür. Kaynak suyunun korunması güvenli, kaliteli içme suyu sağlamak için çok önemli bir adımdır. İçme suyu havzaları içinde arazi kullanımları ve faaliyetleri olumsuz su kalitesini etkileyebilir. Kirlenmenin üç ana tipi vardır:

• Mikrobiyolojik (protozoa, bakteri, virüs) - genellikle insanlardan ya da (örneğin, inek) evcil hayvanların (septik tanklar ya da doğrudan su kütlesi teması) dışkı malzeme ile ilişkilidir.
• Kimyasal - genellikle yakıt dökülmeleri, çöp damping, pestisitler veya gübre ile ilişkilidir.
• Fiziksel - türbidite (bulanıklık) olması. Bu erozyondan ve yollarda veya rezervuar kıyısında domuzların dolaşması, yangınlar, araçların veya atların kirletmelerinden olabilir.

İçmesuyu Havzalarını Nasıl Koruyabiliriz? Yeni içme suyu kaynağı geliştirildiği zaman, arazi özel su alma arazisi olarak kullanılmalıdır. Genişleme veya yüksek riskli arazi kullanımları desteklenmeyebilir ve bazı faaliyetler kirlenmeye karşı kaynak suyunu koruyamıyor olabilir, bu tip durumlarda halk sağlığını tehdit edecek birşey yapılmamalıdır.

6.3.2.Reservoirs

Rezervuarlar

Bir rezervuar (etimoloji: Fransızcada rezerve "depo" denir) genişlemiş doğal ya da yapay göl, depolama gölet veya baraj suyu depolamak için bir baraj ya da suyu depolamak üzere oluşturulur. Rezervuarlar su olan bir gövdede, drene bir akımı kontrol ederek oluşturulabilir. Onlar da bir baraj kullanarak nehir vadilerinde inşa edilebilir. Alternatif olarak, rezervuar düz zemin kazı ve / veya istinat duvarları ve su setleri inşa ederek oluşturulabilirler.

Tank rezervuarları su veya gaz barındırıp, yüksek ya da gömülü olabilirler. Su tankı rezervuarlarına sarnıç ta denir.

Yeraltı depoları toprak altında çoğunlukla sadece su ve petrol saklar.

REZERVUARLARIN TİPLERİ

Vadilerde Baraj rezervuarları. Bir vadide inşa edilen bir baraj havzasının sağlanması, doğal topografyaya dayanır. Baraj tipik olarak doğal havzanın alt vadinin dar kısmında yer almaktadır. Baraj, vadinin en dar kısmında inşa edilir. Vadinin kenarları doğal duvarlar olarak hizmet ederler, baraj da en dar kısımda inşa edilerek gerekli sağlamlığı sağlar ve düşük inşaat maliyeti ile inşa edilir.

Fotoğraf 6.2. Vadilerde Baraj Rezervuarları

Birçok rezervuar inşaat projelerinde, insanların taşınması, evlerini değiştirmesi gerekti,  tarihi eserler taşındı ve bazen çevre yeniden yapılandırıldı.

Bir vadide bir rezervuar inşaatında yapının yönlendirilmesi için nehir gerekir ve sık sık by-pass kanaldan veya geçici bir tünelden geçer.

Tepelik bölgelerinde, rezervuarlar genellikle mevcut gölleri genişleterek inşa edilir. Bazen bu tür rezervuarlarda yeni üst su seviyesi besleyici akımlarının bir veya daha fazla üzerinde havza yüksekliğini aşıyor olabilir. Bu gibi durumlarda, ek yan baraj hazne içermesi gerekmektedir. Topografinin tek bir büyük depo için uygun olmadığı durumlarda, birkaç tane zincir halinde küçük rezervuarlar inşa edilebilinir.

Kıyıda yapılan Rezervuarlar. Değişken akışlı ve miktarda nehirden alınan suyun pompalanması veya bir sifonla alınması gerektiği durumlarda, bankside rezervuarları su depolamak için inşa edilir.

Fotoğraf 6.3. Rezervuar. Bu tür rezervuarlar genellikle kısmen kazı yapılarak ve etrafı 6 km ( 4milden) daha çok olabilecek ekilde çevresinde toprak set veya dolgu yapılarak inşa edilirler (https://en.wikipedia.org/wiki/Reservoir - cite_note-ICEQueenMary-7  ). 

Hem rezervuar ve toprak zemini geçirimsiz bir astar ya da karottan olması gerekir: Başlangıçta bunlar genellikle karışık kille yapılmış, ancak bu genellikle haddelenmiş kil olarak modern kullanımı ile yer almıştır. Bu tür rezervuarlarda saklanan su süresi aylar olabilir, bu sure zarfında normal biyolojik süreçler uygulanarak büyük ölçüde birçok kirletici azaltılır ve hemen hemen bulanıklık ortadan kaldırabilinir. Nehirde oluşabilecek kirlilikten veya su kuraklığından dolayı, bankside rezervuarları su almayı bir süreliğine durdurabilir.

Servis Rezervuarları. Servis rezervuarları, arıtmadan sonra tam dağıtım noktasına yakın yerde suyu toplarlar. Birçok servis depoları, su kuleleri, peyzajı nispeten düz beton sütun üzerine sık sık yüksek yapılar olarak inşa edilmişlerdir. Diğer hizmet rezervleri özellikle daha tepelik veya dağlık ülkelerde, yeraltında bulunmaktadır. Servis rezervuarlarının su sağlanmasında birçok görevleri vardır; su dağıtım sisteminde yeterli su sağlanması, tüketicilerin çok yoğun taleplerini karşılamak, arıtma tesisilerinin optimum verimle çalışmasını sağlamak gibi. Geniş hizmet rezervuarlarında da pompalama maliyetlerini düşürmek için, enerji maliyetlerinin düşük olduğu saatler seçilerek depoya su doldurulabilinir.

Fotoğraf 6.4. Servis Deposu

6.3.3.Barajlar

Antik çağda, barajlar sadece su temini ve sulama amaçlı inşa edilmişlerdir. Medeniyetler geliştikçe, su temini, sulama, taşkın kontrolü, navigasyon, su kalitesi, sediment kontrolü için enerjiye daha fazla ihtiyaç olmuştur. Bu nedenle, barajlar, su temini, taşkın kontrolü, sulama, navigasyon, sedimantasyon kontrolü ve hidroelektrik gibi belirli amaçlar için inşa edilmeye başlanmıştır. Bir baraj bir nehir havzasının su kaynaklarının geliştirilmesi ve yönetiminde mihenk taşıdır. Çok amaçlı baraj, gelişmekte olan ülkeler için çok önemli bir projedir çünkü nüfus, böyle bir yatırımdan evsel ve ekonomik faydalar alır.

Su talebi dünyada giderek artmaktadır. Yeryüzünde hiçbir canlı susuz yaşayamaz, havanın ve karanın dışında bizim en önemli kaynak sudur. Geçtiğimiz üç yüzyıl boyunca, tatlı su kaynaklarından çekilen su miktarı 35 kat artmıştır, nufüs ise 8 kat artmıştır. Şu andaki 5.6 milyar olan dünya nüfusu ile ve her yıl 90 milyon artış ile, ve yüksek standartta bir yaşam beklentisiyle, global su talebinin her yıl yüzde 2-3 daha artacağı beklenmektedir.

Fotoğraf 6.5. Barajdan bir Görüntü

Ama tatlı su kaynakları sınırlıdır ve düzensiz dağılmıştır. Çok tüketimin olduğu, zengin su kaynakları olan ve yüksek teknik altyapısı olan yerlerde, suyun korunması, geri dönüşümü ve tekrar kullanımının sağlanması suyun korunması yönünden bir avantaj olacaktır. Birçok diğer bölgelerde ise, su bulunması, daha da geliştirilmesi, mevcut düşük seviyesinden yükseltmek ve hatta mevcut toplulukların sadece hayatta kalma ya da nüfusun hızlı artışından kaynaklanan sürekli artan talebi karşılamak için önemlidir. Bu bölgelerde, kaynaklarda kurulan barajların yaptığı katkılardan vazgeçmek mümkün değildir. 

Fotoğraf 6.6. 7. yüzyılda kurulan ve hala kullanımda olan Sayamaike barajının havadan görünüşü

Mevsimsel değişimler ve iklim düzensizlikleri sel ve kuraklık gibi felaketler, nehirlerin verimli kullanılmasını engellemektedirler. Neredeyse 5000 yıldır barajlar fazla su olduğu zaman suları depolayarak ve bunları kuraklık esansında vererek ve selleri azaltmak gibi görevlerde bulunmuşlardır.

Bugün, yaklaşık 6.000 km3 toplam depolama kapasitesine sahip barajlar, açıkça dengesiz dağıtılan ve büyük mevsimsel dalgalanmalara maruz kalan sonlu su kaynaklarının, etkin yönetimine önemli bir katkı sağlamaktadırlar.

Barajların çoğu tek amaçlı barajlardır, ancak şimdi çok amaçlı barajların sayısı giderek artmaktadır. Dünya Barajlarının kayıt edildiği yayına göre, sulama için yapılan barajlar en yaygın barajlardır. Tek amaçlı barajlar arasında, % 48 sulama, % 17 hidroelektrik (elektrik üretimi), su temini için % 13, taşkın kontrolü için % 10, rekreasyon için % 5 ve % 1 den daha az navigasyon ve balık yetiştiriciliği içindir.

Evsel ve Endüstriyel Kullanım için Su Temini

Suyun bizim medeniyetimiz için ne kadar gerekli olduğu vurgulanmıştır. Yeryüzünde düşen toplam yağışı hatırlamak önemlidir, çoğu deniz üzerine düşer ve yeryüzünde düştüğü büyük bir kısmı yüzey akışı olarak sona erer. Toplamın sadece % 2'si yeraltına geçer. Düzgün planlanmış, tasarlanmış ve inşa edilmiş ve su depolamak için kurulan barajlar, bu noktada   su temini gereklerini yerine getiren doğru önemli bir katkı sağlamaktadırlar. Hidrolojik döngüde varyasyonları yerleştirmek için, barajlar ve rezervuarlar su depolamak ve daha sonra kuraklık ve sıkıntı sırasında, suyu sağlamak için gereklidirler.