Yazan: Ahmet Coşkun · Yayın: 8 Kasım 2026 · Okuma süresi yaklaşık 5 dakika
Dolgu baraj tipleri
Dolgu barajlar, yerel malzemeyle yapıldıkları için Türkiye'deki barajların ve göletlerin büyük çoğunluğunu oluşturur. Üç temel tip vardır:
- Homojen toprak dolgu: gövdenin tamamı aynı geçirimsiz malzemeden; küçük yüksekliklerde ve göletlerde kullanılır.
- Zonlu toprak ya da kaya dolgu: ortada geçirimsiz kil çekirdek, iki yanında filtre ve geçiş bölgeleri, dışta kaya ya da çakıl dolgu destek bölgeleri.
- Ön yüzü beton kaplı kaya dolgu: geçirimsizlik membadaki beton plakla sağlanır.
Bu rehber zonlu dolgu barajın ön tasarımını ele alır.
Su seviyeleri ve kret kotu
Enkesitin yüksekliği su seviyelerinden türetilir. Normal su seviyesi (NSS), işletmede rezervuarın dolu olduğu seviyedir; maksimum su seviyesi (MSS), tasarım taşkınının dolusavaktan geçtiği andaki en yüksek seviyedir. Kret kotu, MSS'nin üzerine hava payı eklenerek bulunur. Hava payı; rüzgâr kabarması, dalga tırmanması, deprem sırasında oluşabilecek salınım ve gövde oturmasını karşılamalıdır. DSİ rehberi en az 1,5 m ister; kesin değer dalga tırmanması hesabıyla bulunur.
Kret genişliği
Kret genişliği, sızma yolunu uzatmak, depremde gövdenin tepesini korumak ve bakım yolu sağlamak için yeterli olmalıdır. USBR'nin (Design of Small Dams) önerdiği bağıntı:
w ≥ H / 5 + 3 m
H baraj yüksekliğidir. Kret üzerinden yol geçecekse genişlik yol enkesitine göre artırılır.
Şev eğimleri
Şevlerin eğimi gövdenin kayma stabilitesini belirler. Memba şevi, rezervuarın hızla boşaldığı durumda (ani boşalma) gövde içindeki su basıncıyla kaymaya en yatkın olduğu için mansap şevinden daha yatıktır. Zonlu dolgu barajlar için ön tasarımda yaygın değerler:
| Şev | En dik eğim (D:Y) | Belirleyici durum |
|---|---|---|
| Memba | 1 : 2,5 | ani boşalma, deprem |
| Mansap | 1 : 2,0 | kararlı sızma, deprem |
Kesin eğimler şev stabilitesi analizleriyle doğrulanır: inşaat sonu (boşluk suyu basıncı), kararlı sızma, ani boşalma ve deprem (psödo-statik ya da dinamik) durumları için güvenlik sayıları istenen değerleri sağlamalıdır. Memba şevi dalga etkisine karşı anroşmanla (riprap), mansap şevi yağış erozyonuna karşı çakıl ya da bitkiyle korunur.
Kil çekirdek
Geçirimsiz çekirdek sızmayı sınırlar. USBR ön boyut kuralları:
- Taban genişliği, çekirdeğin o kesitteki su yükünün en az %25'i: btaban ≥ 0,25 · hw.
- Tepe genişliği en az 3 m; tepe kotu en az MSS seviyesinde.
Çekirdek temele kadar indirilir ve temeldeki geçirimli tabakalar enjeksiyon perdesiyle kapatılır. Perde derinliği için yaygın ön kural: d = H / 3 + C (C ≈ 10 m); kesin derinlik temel sondajlarındaki geçirimlilik (Lugeon) deneylerine göre belirlenir.
Filtre ölçütleri
Çekirdek ile destek bölgeleri arasındaki filtreler, sızan suyun çekirdekten ince dane taşımasını (içsel erozyon, borulanma) önler ve suyun serbestçe drene olmasını sağlar. Terzaghi ve Sherard ölçütleri:
- Tutma: D15filtre / D85zemin ≤ 4–5 — filtre zeminin danelerini tutacak kadar ince olmalı.
- Geçirimlilik: D15filtre / D15zemin ≥ 4 — filtre suyu zeminden daha kolay geçirmeli.
Mansapta çekirdeğin hemen arkasına baca dren ve tabana yatay dren yapılır; sızma suyu ölçüm savağına toplanır.
Çalışılmış örnek: H = 30 m zonlu kaya dolgu
Temel kotu 0,00; NSS +26,00, MSS +27,50; kil çekirdekli zonlu kaya dolgu.
- Kret kotu: MSS + hava payı = 27,50 + 2,50 = +30,00 (hava payı ≥ 1,5 m; burada dalga tırmanması için 2,5 m kabul).
- Kret genişliği: 30 / 5 + 3 = 9,0 m.
- Şevler: memba 1:3,0 (en az 1:2,5), mansap 1:2,5 (en az 1:2,0).
- Taban genişliği: 9 + 30 × 3,0 + 30 × 2,5 = 174 m.
- Çekirdek: tabanda su yükü 27,5 m → b ≥ 0,25 × 27,5 = 6,9 m; tepe 3 m, tepe kotu +27,50.
- Enjeksiyon perdesi: d = 30/3 + 10 = 20 m (sondaj verisiyle kesinleşir).
- Filtre: çekirdek malzemesinin D85'i 0,08 mm ise filtrenin D15'i en çok 0,32–0,40 mm olmalı; D15 ≥ 4 × D15zemin koşulu da sağlanmalı.
Ön tasarımdan sonra
Enkesit belirlendikten sonra sızma analizi (akım ağı ya da sayısal), şev stabilitesi analizleri, oturma ve deprem davranışı incelenir. Dolusavak ve derivasyon yapıları, kret kotunu ve inşaat sırasını doğrudan etkiler. Barajlar ve göletler DSİ'nin tasarım esaslarına göre projelendirilir ve onaylanır; ölçüm aletleri (piyezometre, oturma plakası) gövdeye işletme boyunca izleme için yerleştirilir.
Ön tasarım kontrol listesi
- NSS ve MSS hidrolojik çalışmayla (taşkın ötelemesi) belirlendi mi?
- Hava payı dalga tırmanmasıyla kontrol edildi ve en az 1,5 m mi?
- Kret genişliği H/5 + 3 m'den küçük değil mi?
- Şevler dört yükleme durumu için analizle doğrulandı mı?
- Filtreler tutma ve geçirimlilik ölçütlerini sağlıyor mu; mansapta dren ve sızma ölçümü var mı?
Enkesit çizildikten sonra her bölgenin hacmi hesaplanarak malzeme dengesi kurulur: gövdeye gereken kil, filtre, geçiş ve kaya miktarları, ödünç alanlarının ve taş ocağının kapasitesiyle karşılaştırılır.
Sık sorulan sorular
Gölet ile baraj arasındaki fark nedir?
Teknik olarak ikisi de bir vadide su biriktiren dolgu gövdedir; gölet daha küçük yükseklik ve hacimli, çoğunlukla sulama amaçlı yapılardır. Tasarım ilkeleri aynıdır, ancak DSİ'nin gölet ve baraj için ayrı ölçütleri ve onay süreçleri vardır.
Hava payı neden 1,5 m'den az olmamalı?
Rüzgâr kabarması ve dalga tırmanması küçük göllerde bile 1 m'yi bulabilir; buna gövde oturması ve deprem salınımı eklenir. Gövdenin üzerinden su aşması dolgu barajda erozyonla göçmeye yol açabileceği için güvenli tarafta kalınır.
Kil çekirdek yerine geomembran kullanılabilir mi?
Küçük göletlerde ve bazı özel durumlarda geomembran ya da beton ön yüz kullanılır. Bu çözümlerin kendi tasarım kuralları vardır; kil bulunmayan bölgelerde ön yüzü beton kaplı kaya dolgu yaygın bir alternatiftir.
Deprem bölgesinde şevler değişir mi?
Deprem etkisi şev stabilitesi analizinde yatay ivmeyle hesaba katılır ve güvenlik sayısı sağlanmazsa şevler yatırılır ya da mansap topuğuna ek dolgu yapılır. Sıvılaşma riski olan temel zeminleri ayrıca iyileştirilir.
Sonuç
Dolgu baraj enkesitinin ana ölçüleri; MSS ve hava payından kret kotu, H/5 + 3 m'den kret genişliği, ani boşalma ve sızma durumlarına göre şev eğimleri, su yükünün %25'inden çekirdek genişliği ve Terzaghi–Sherard ölçütlerinden filtre danelerine göre bulunur. Bu değerler ön tasarım içindir; nihai tasarım analizler ve DSİ onayıyla kesinleşir.
ElvoDAM (No. 14) bu rehberdeki kuralları uygulayarak paftayı ve denetim tablosunu üretir.