Baraj güvenliği ve dolgu barajlarda sayısal analiz: İkizdere Barajı örneği

Su, yaşam için vazgeçilmez bir kaynaktır. Nüfus artışı ve sanayinin gelişmesiyle doğanın dengesi bozulmuş, su ve enerji ihtiyacı artmıştır. Sınırlı su kaynaklarına sahip ülkelerde barajlar inşa edilerek su temini, elektrik üretimi ve taşkınlardan korunma sağlanmaktadır. Ancak, barajlarda yaşanabilecek mühendislik problemleri nedeniyle yıkılma riskleri ortaya çıkabilmektedir. Bu nedenle, barajlardaki yetersizliklerin tespit edilerek önlemlerin alınması önemlidir. Mevcut barajların güvenilirlik seviyelerinin belirlenmesi ve gerekli risk-güvenlik çalışmalarının yapılması da gereklidir. Son yıllarda, hızla gelişen baraj yapım teknolojileriyle daha yüksek hacimli barajlar inşa edilmektedir, ancak bu barajların yıkılması durumunda büyük can ve mal kaybına neden olabileceği unutulmamalıdır. Barajların sağlam, güvenli ve ekonomik olabilmeleri için kaliteli planlama ve projelendirme, kaliteli inşaat, iyi bir koordinasyon, sağlıklı bilgi akışı sağlayan baraj ölçüm tesisleri ile barajın gerçek zamanda gözlemlenmesi, iyi bir baraj işletimi ve tüm durumların göz önüne alındığı acil durum eylem planı hususlarının bir arada olması gerekmektedir. Son teknoloji ve bilgiler kullanılarak inşa edilen barajlar dahi risklere maruz kalabilmektedir. Bu nedenle, barajdaki riskleri azaltmak için gerekli tedbirlerin hızlı bir şekilde alınması gerekmektedir. Sürekli izleme, periyodik muayeneler ve güvenlik değerlendirmeleri ile barajın davranışı ve yapısal güvenliği kontrol edilerek riskler tespit edilebilmektedir. Ölçüm sistemleri, barajlardaki problemleri zamanında tespit ederek önlemlerin alınmasında kullanılmaktadır. Bu sayede, baraj projelerinin performansı denetlenebilmekte ve yapılan hatalardan ders çıkarılabilmektedir. Barajların güvenliği için yaşanan sorunların belirlenmesi ve yeni projelerde dikkate alınması baraj güvenliği açısından çok önemlidir. ICOLD tarafından 2001 yılında yapılan araştırmada, baraj problemlerinin genellikle zamanında yapılmayan ölçümlerden ve gözlem eksikliklerinden kaynaklandığı belirlenmiştir. Barajların mevcut durumda güvenli olup olmadığının izlenmesinin yanı sıra, potansiyel tehlikeler karşısında davranışlarının değerlendirilmesi baraj güvenliğinin yönetilmesinde önemli bir adımdır. Barajların toplam risk faktörünü belirlemek için baraj özelliklerini farklı yönlerden inceleyen çeşitli sistematik yaklaşımlar vardır. Barajların tehlike sınıflarını belirleme kriterlerinde kullanılan yaklaşımlar arasında farklılıklar bulunsa da, literatürdeki tüm yaklaşımlar, barajın yıkılması durumunda kontrolsüz bir şekilde hareket edebilecek su kütlelerinin baraj mansabında bulunan potansiyel insani tehditleri ön planda tutarken, olası ekonomik ve çevresel kayıpları ikinci planda tutmaktadır. Barajlarda yapılan gözlem, muayene ve ölçümler belirli bir program dâhilinde yapılmakta ve yapılacak olan ölçümler baraj tipine ve özelliklerine göre değişiklik göstermektedir. Barajlarda yapılan ölçümler genel itibariyle yatay ve düşey deformasyon ölçümleri, sızıntı ölçümleri, basınç ve gerilme ölçümleri, sismik hareket ölçümleri, yağış ölçümleri, su seviyesi ölçümleri, yapı elemanlarına etki eden yüklerin ölçülmesi, çevresel faktör ölçümleri ve sıcaklık ölçümleri olarak sıralanabilir. Acil durum eylem planı (AEP), barajın güvenliğini etkileyen acil veya beklenmedik durum ortaya çıktığında kimin, ne zaman, nerede ve ne yapacağını ayrıntılı bir şekilde ortaya koymaktadır. Baraj için veya barajdan kaynaklı acil bir durum ortaya çıktığında, önceden hazırlanmış olan acil durum eylem planı derhal devreye sokulmalıdır. Acil durum eylem planında, alınması gereken önlemlerin önceden belirlenmesi, gerekli hazırlıkların yapılması ve gerekli denemelerin yapılması çok önemlidir. Ayrıca acil durum eylem planlarının etkili olabilmesi için etkilenecek olan vatandaşlar da planlamaya dâhil edilmeli ve acil durum esnasında nasıl davranacağı konusunda bilgilendirilmelidir. Acil durum eylem planları, barajın güvenliğini etkileyen acil ve beklenmedik durumların ardından ve düzenli olarak güncellenmelidirler. Acil durumda haberleşme çok önemli bir konudur. Acil durum eylem planının bilgilendirme akış şeması, acil durumu belirleme, değerlendirme ve sınıflama, sorumlular, hazırlıklar, taşkın haritaları ve ekler olmak üzere 6 temel unsuru bulunmaktadır. Bu çalışmada kapsamında, baraj güvenliği, dolgu barajlarda gözlenen yetersizlikler ve nedenleri, dolgu barajların muayenesi, dolgu barajlarda kullanılan ölçüm aletleri, muayene ve ölçüm periyotları konularından bahsedilmiş, İncirliova ilçesinde bulunan ve merkezi kil çekirdek, memba kum-çakıl, mansap kaya dolgu baraj türünde inşa edilen İkizdere Barajının risk sınıfı literatürde kabul görmüş olan 3 farklı yöntem kullanılarak belirlenmiş, baraj Plaxis sonlu elemanlar programı kullanılarak modellenerek analizler gerçekleştirilmiş ve elde edilmiş olan analiz sonuçları baraja ait ölçüm verileriyle karşılaştırılarak yorumlar ve değerlendirmeler yapılmış, ayrıca barajın modelleme ve analiz sürecinde yaşanan zorluklar belirtilerek tavsiyelerde bulunulmuştur.