Kanalizasyon Sistemleri Ders Notu

KANALİZASYON SİSTEMLERİ
DERS NOTU
Prof. Dr. Mehmet ARDIÇLIOĞLU
ERCİYES ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
2014
KAYSERİ
1
GİRİŞ
İçme ve kullanma suyunu temin eden sistemin abonelere dağıttığı suların kullanıldıktan sonra
modern yöntemler ile toplanması ve çevreye zararsız hale getirilmesi gerekir. Kullanılmış
suları ve yağmur sularını toplayıp yerleşim bölgesinden uzaklaştıran sistemlere kanalizasyon
sistemleri denir. Şekil 1. de yerleşim bölgesinin drenajını gösteren örnek resim verilmiştir.
Kanalizasyon sistemleri yapılışlarına göre aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:
1-Ayrık sistem: Ayrık sistemde kullanılmış sular ve yağmur suları ayrı ayrı kanallarda
toplanarak yerleşim bölgelerinden uzaklaştırılır.
2-Birleşik sistem: Kullanılmış sular ile yağmur suları aynı kanalda toplanarak uzaklaştırılırlar.
3-Karışık sistem: Yerleşim alanlarının bir kısmı ayrık sistem bir kısmı da bileşik sistem ile
kullanılmış su ve yağmur suları uzaklaştırılmışsa böyle sistemlere karışık sistem denir.
Yağmur suyu kanalları
İmar
adası
Evsel atıksu kanalları
Fiziksel arıtma
Nehir
Arıtma Tesisi
Şekil 1 Yerleşim bölgelerinin drenajı
Şekil 2 de görüleceği üzere nehirler çoğu zaman atık suyun drenaj edildiği su kaynaklarıdır.
Dolayısıyla kullanılmış suyun deşarj edilmeden önce mutlaka arıtılması gerekir.
Bu sistemlerin birbirlerine göre avantaj ve dezavantajları olduğu gibi, sistem seçimimde etkili
olan unsurlar vardır. Bunlar;
1.
Ekonomi
2.
Çevre sağlığının korunması
3.
Teknik konular
• İskan tarzı ve yoğunluğu
2
• Topografik durum
• Jeolojik yapı
• Yer altı su seviyesi
• Boşaltım yeri
• Taşıyıcı su
• Mevcut alt yapı tesisleri
Şekil 2 Su kullanımı ve deşarjı
Nüfus yoğunluğunun fazla olmadığı, dik yamaçlarda kurulmuş yerleşim alanlarında, yağmur
suları doğrudan doğruya taşıyıcı ortamlara verilebilir. Yerleşim bölgesi bir akarsu boyunca
dar bir bölge halinde uzanıyorsa yağmur suyu kısa ve açık kanallarla veya hendeklerle
doğrudan doğruya akarsuya verilebilir. Birleşik sistem sularının bodrumları basma olasılığı
fazla olduğu yerlerde ayrık sistem tercih edilmelidir.
Birleşik sistemde debinin geniş aralıklarda değiştiği bölgelerde kanallarda taban çökelmeleri
oluşur. Bunu önlemek amacıyla birden fazla sayıda kanal inşa ederek hız değişimi kontrol
edilebilir. Birleşik sistemde ana toplama kanallarının tasfiye tesisine getirdiği fazla miktardaki
atık suların tasfiye ve pompaj masrafları fazla olur.
Her iki sistemde birbirine göre avantaj ve dezavantajları vardır. Bu nedenle yerleşim
bölgesinin durumuna ve daha önce yapılmış mevcut sisteme bakılarak hangi sistemin daha iyi
hizmet vereceği ve daha ekonomik olacağı araştırılarak karar verilmelidir. İller Bankası
ülkemizde ayrık sistemin kullanılmasını önermektedir.
3
KANALİZASYON SİTEMLERİNİN İNŞAASI
Kanalizasyon Tatbikat Projesi işi, belde/bölgenin atıksuyunun toplanması ve uzaklaştırılması
ihtiyacına cevap verecek bir kanalizasyon tesisine kavuşabilmesi için, gerekli olabilecek her
türlü mühendislik hizmetlerini kapsamaktadır. Yapılması gerekli olan mühendislik hizmetleri
genel hatları ile aşağıda belirtilmiştir.
a)
İller Bankası’nın “Kanalizasyon İşlerinin Planlanması ve Projelerin Hazırlanmasına
Ait Talimatname”sinde öngörülen her türlü etüt ve çalışmalar yapılacaktır.
b) Projeler beldenin kısa (yaklaşık 10 yıl), orta (yaklaşık 20 yıl), uzun (yaklaşık 35 yıl)
süredeki ihtiyaçları göz önünde bulundurularak hazırlanacaktır.
c)
Nüfus projeksiyonları ile birlikte su tüketimi tespit edilip proje kriterleri
belirlenecektir.
d) Şebeke, toplayıcı ve ana taşıyıcılar için gerekli güzergah etüdü ile birlikte kesin
güzergahların tespiti ve arazi çalışmalarının yapılarak, 1/1000 ölçekli plan ve profiller
hazırlanacaktır.
e)
Mecra çaplarının seçimi ile birlikte hidrolik yönden tahkikleri yapılacaktır.
f)
Arıtma tesisi projeleri; İller Bankasınca ayrı olarak ele alınmasına rağmen,
kanalizasyon tatbikat projesi yapılırken, ekonomi ve teknoloji açısından en uygun saha
ve arıtma tipi seçilerek, boyutlandırılması ile birlikte 1/500 ölçekli plankoteleri
hazırlanacaktır.
g) Mevcut kanalizasyon, PTT ve içme suyu gibi altyapı tesislerine ait var olan projeler,
ayrıca verilecektir.
h) Şebeke toplayıcı ve ana toplayıcıların kesin güzergâhlarının tespitinde karayollarının
işletmesi altında bulunan yollardan ve bunların istimlâk sahalarından uzaklaşma
cihetine gidilecektir.
i)
Kısa ve orta süredeki ihtiyaçları belirleme yönünden çalışmalar yapılacak olup,
kanalizasyon sisteminin 1. ve II. kademe olarak ele alınması uygun görüldüğü takdirde
1. ve II. kademe hatlar plan üzerinde ayrı notasyonla gösterilecektir.
4
j)
Arazi çalışmaları safhasında, bütün şehri kapsayacak şekilde röper ağı hazırlanarak, 1.
kademe hatlarda nivelman çalışması yapılacaktır. Kollektör güzergâhının 1 / 1000
ölçekli şeritvari haritası, arıtma yerinin ise 1/500 ölçekli plankotesi çıkartılacaktır.
k) Zemin çalışmaları safhasında, şebeke, kollektör ve arıtma tesisi yerinde sondaj
yapıldıktan sonra alınan numuneleri üzerinde gerekli laboratuar deney sonuçları elde
edilecektir. Sondaj neticelerinde; yeraltısuyu seviyeleri tespit edilerek, yeraltısuyunun
kimyasal analizleri yapılacak ve inşaata esas olacak zemin klasları belirlenecektir.
1) Projenin hidrolik çözümünden sonra, detay projeler hazırlanacak, kazı ve nakliye ile
ilgili fiyatlar tanzim edilerek projenin tümü için I. ve II. kademe tesislerin metrajları
ile birlikte, inşaat maliyetine esas olacak keşifler tanzim edilecektir.
BİNALARIN ATIK SU TESİSATI
Binalarda tuvalet, lavabo ve benzeri tesisat elemanları tek tek veya gruplar halinde
tertiplenirler. Bunların bağlı oldukları borular yatay durumda bulunur. Çok küçük bir eğime
sahip bulunan bu borularda akımın serbest yüzeyli yani basınçsız olması gerekir aksi takdirde
bu borulara su veren tesisat elemanlarını koruyan su ve yağ kapakları geçirimsizliklerini
kaybederler, yani meydana gelen vakum binaların içindeki atık suyu yerinden koparır ve
tamamen boşalan borulardan pis kokulu gazlar binaya yayılır. Yatay borular düşey borulara
(kolonlara) bağlanır Şekil 3. Kullanılmış suların alt katlardaki tesisat elemanlarından geri
tepmemesi için kolon borularının da dolu olarak akmaması gerekir. Kolonlar binanın esas atık
su borusuna su verirler. Esas atık su borusu binanın 1.5m dışında ev bağlantı kanalı halini alır
ve cadde kanalına açılır. Su ve yağ kapakları pis su borularının önemli bir elemanıdır ve
tesisat elemanları inşa edilirken yerlerine konulur. S parçası (sifon) adı verilen bu su ve yağ
kapakları çürüme ürünü olan pis kokulu zararlı gazların, böceklerin ve benzeri haşaratın pis
borusundan ve mecralardan binaya girmesi ne engel olunur Şekil 4.
Ayrık kanalizasyon sisteminde damlara ve kaplamalı alanlara düşen yağmur suları yağmur
suyu drenaj sistemine veya sokakların yanlarında yer alan arklara verilir. Birleşik
kanalizasyon sisteminin kullanıldığı yerlerde ise dam veya avlu drenleri bina pis su borusuna
veya ev bağlantısına Y şeklindeki bir boru ile bağlanabilir. Eklentinin yapıldığı yer başka bir
düğüm noktasından en az 3m uzakta olmalıdır Şekil 5.
5
Çatı
Havalandırma
borusu
3. kat
Yatay
kolon
Sifon
2. kat
Havalandırma
Düşey boru
1. kat
Bina duvarı
vana
Yağmur suyu
borusu
1,5m
Çukur yan
süzgeci
Pis su
borusu
Bina bağlantı
kanalı
Pis su
pompası
Şekil 3 Bina atıksu tesisatı
2.25-2.75m
7.75-8.25m
Havalandırma
Cadde
Yaya kaldırımı
Temel
duvarı
Temizleme
Kapağı
P.T.T. Elektrik
Doğalgaz
İçme suyu şebeke borusu
Yağmur
suyu
kanalı
Bina
bağlantı
kanalı
Pis su
kanalı
Şekil 4 Kentsel Alt yapı donanımları
6
Su kapağı
Bodrum kat
döşemesi
Bina pis su
borusu
Şekil 5 Yol Enkesitinde Kanal Yerleri
KANALİZASYON SİSTEMİNİN PROJE VE İNŞAAT KRİTERLERİ
Yerleşim alanlarında insan ve çevre sağlığının korunması için pissu kanalizasyon sisteminin
ele alınması ve bir kanalizasyon inşaatının yapılması gerekmektedir. Son yıllarda İller
Bankası’nca yaptırılan bütün şehir ve kasabaların kanalizasyon sistemleri ayrık sistem olarak
düşünülmüştür. Birleşik sistemin ilk maliyet ve işletme dezavantajları dikkate alındığında
ayrık sistem daha ekonomik görülmektedir. Bu nedenle, yapılacak kanalizasyon sisteminin
ayrık sistem olarak ele alınması uygun olacaktır.
Önerilecek kanalizasyon sistemi şebeke, kollektör ve arıtma tesisinden ibaret olup,
kanalizasyon tatbikat projesi kapsamı içerisinde yapılacak olan tesislerin ekonomik ömürleri
aşağıdaki tabloda verilmiştir.
7
TESİSLERİN EKONOMİK ÖMRÜ
Altyapıda planlanacak tesislerin ekonomik ömrü Tablo 1 de verilmiştir.
Tablo 1 Tesislerin ekonomik ömrü
Tesisin Cinsi
Ekonomik Ömrü
Pissu Şebekesi
30yıl
Pissu Ana Toplayıcılar
30 yıl
Terfi ve Hizmet Binaları
50 yıl
Terfi Hatları
20 yıl
Arıtma Tesisleri
40 yıl
Pompa ve Mekanik Ekipman
20 yıl
Projelendirme ve yapıların kademelendirilmesinde beldenin 10 yıl, 20 yıl ve 35 yıllık
durumları alınacaktır.
Kanalizasyon sistemi; parsel baca ve bağlantıları vasıtasıyla evlerden pissuyu toplayan
şebeke, şebeke pissuyunu alan tali ve ana toplayıcılarla toplam pissuyu arıtma ve deşarj yerine
ulaştıran ana taşıyıcıdan (kollektörden) oluşmaktadır. Ayrıca bu sistem içinde gerekli
olabilecek terfi tesisleri ve çevre sağlığı açısından arıtma tesisleri yer almaktadır.
Önerilecek kanalizasyon sisteminde aşağıdaki kriterler göz önünde tutulmalıdır.
a) Şebeke hatlarının güzergâhları seçilirken, tüm cadde ve sokaklardaki evlerden
gelebilecek pissuların kanalizasyon sistemine bağlanabilmesi prensibi esas
alınacaktır.
b) Pissuların en kısa yoldan ana toplayıcılara ulaştırılmasına çalışılacaktır.
e) Ana toplayıcıların; mümkün mertebe inşaat problemi çıkartmayacak geniş
caddelerden ve büyük alanların pissularını toplayabilmek için arazinin en düşük
kotlu kısımlarından geçirilmesine dikkat edilecektir.
d) Karayolu ve demiryoluna paralel giden hatların güzergâhları seçilirken; adı geçen
yolların istimlâk sahalarından mümkün mertebe uzaklaşma yoluna gidilecektir.
e) Karayolu, demiryolu, dere ve benzeri yerlerde; enine geçişlerin minimumda
tutulmasına çalışılacaktır.
8
f) Belirli noktalarda toplanan pissuların alıcı ortama cazibe ile akıtılması prensibi esas
alınacaktır.
g) Tüm mecra güzergâhlarında; zorunlu haller dışında kamulaştırma problemlerinden
ve ileride güçlük çıkarabilecek arazilerden geçilmemesine dikkat edilecektir.
h) Mecraların minimum toprak örtüsü, başlangıçlarda 1.60 metre, normal mecralarda
ise 1.70 metre alınacaktır. Devam eden bir sonraki mecraları derine sokan çukur
yerlerdeki mecralarda ise minimum toprak örtüsü 1.00 —1.20 metre alınmalıdır.
Toprak örtüsünün 1.00 metreden az olduğu yerlerde borular beton veya B.A. gömlek
içerisine alınacaktır. Bodrumlu sokaklarda; bodrumdan gelecek pissuları da
alabilecek şekilde mecra derinliği belirlenecektir.
i) Dere ve menfez geçişlerinde, hatların derine girmemesi için toprak örtüsünün
minimumda kalmasına çalışılarak, boruların B.A. gömlek içerisine alınması
önerilecektir.
j) 3 metreden (dâhil) daha az genişlikteki sokaklarda minimum toprak örtüsü 1.20 m.
alınacak olup, bu sokaklar proje paftasında ayrı bir notasyonla gösterilecektir.
k) Bağlantıların değişik kotlarda olması halinde uygun şütler (düşüler) yapılacak olup,
minimum şüt yüksekliği 1.00 metre, maksimum şüt yüksekliği ise 4.0 metre
alınacaktır.
1) Topoğrafik yapının çok meyilli olduğu yerlerde ara baca çıkmaması için, beton boru
yerine PVC boru kullanılabilir.
m) Mecra çaplarının değiştiği noktalarda; mecra iç üst müvellit kotları çakıştırılacak
olup, büyük çaptan küçük çapa geçiş yapılmayacaktır.
n) Başlangıç
mecralarına
yıkama
teçhizatı
konmayıp
projede
özel
işaretle
gösterilecektir. Bilhassa başlangıç mecralarında olmak üzere bazı mecralarda
teşekkül edecek pissuların miktarı, minimum akım hızını sağlayamadığından, bu
durumdaki mecralara belirli aralıklarla bol su vermek gerekecektir.
o) Başlangıç mecralarının iç üst müvellit kotları; normal mecraların iç üst müvellit
kotundan Ø /2 kadar yüksek olacaktır.
9
p) Geniş caddelerin(en az 20 m. genişliğinde) her iki yanına mecra döşenmelidir.
q) Halihazır araziden geçen kollektör hattının bacalarının üst kotları; tabi zeminden 0.50
metre yukarıda inşa edilmelidir.
r) Evlerin pissularının alınabilmesi için, parsel baca ve bağlantıları inşaat anında
yapılacak olup, evlerin pissu çıkış kotları ve bağlantı durumları dikkate alınarak,
parsel ve baca bağlantısı bir ev için yapılabildiği gibi birkaç ev içinde bir adet
yapılabilir.
s) Pissu mecralarında; φl400nım dahil muflu beton borular, φ1400 mm.den büyüklerde
ise lamba-zıvanalı beton borular kullanılacaktır. Bu boruların φ500 mm (dâhil) ye
kadar olanlar donatısız, φ600mm ve daha büyük olanlarda ise donatılı olarak imal
edilecek olup, φ600mm nin donatılı olup olmayacağına dair statik hesap yapılacaktır.
t) Pissuyun içme suyuna karışarak sağlık açısından sakıncalı bir durum oluşmasını
önlemek için, içme suyu ve pissu boruları arasında hem yatay hem de düşey olarak
belirli bir mesafenin bulunması gereklidir. İki boru arasındaki düşey mesafenin 0,30
metre, yatay mesafenin ise 3 metre olmasına gayret gösterilmelidir. Şayet bu
mesafeler sağlanamıyor ise kesişme yerindeki kanalizasyon borusu beton gömlek
içerisine alınmalıdır.
u) Toplayıcıların karayoluna paralel gitmemesi için enine mecra geçişleri yapılmalıdır.
v) Pissu şebeke sistemi yönlendirilirken pissu teşekkül etmeyecek sokaklardan mecra
geçirilmeyecek olup, bazı durumlarda zorunlu olarak yeşil alanlardan mecra
geçirilebilecektir.
w) Çeşitli atıkların kanalizasyon sistemine girerek, mecraları tıkamalarını önlemek için
aşağıda verilen minimum çapların kullanılması önerilmektedir.
—Ev bağlantılarında: φ150 mm.
—Başlangıç Mecralarında: φ200 mm.
x) Mecraların muayenesi bakımı ve temizliği yönünden aşağıdaki şartların sağlandığı
her yerde bacalar tesis edilmelidir.
- Yön değişmelerinde,
10
- Eğim değişmelerinde,
- Mecra çapı değişmelerinde,
- Sokak mecralarının bağlantı noktasında,
- Demiryolu, karayolu, kanal ve dere geçişlerinin her iki tarafında.
11
KULLANILMIŞ SU MİKTARI
Yerleşim alanına dağıtılan su kullanıldıktan sonra atık su haline gelir ve bir kanal ağı ile
toplanır. Kullanılmış su şebekesi evlerden, endüstri ve sanayi kuruluşlarından gelen pis sular
ile zeminden sızan yeraltı sularını taşır. Bu nedenle kullanılmış suyun miktarı yerleşim
alanının nüfusuna, ticaret ve endüstride kullanılan suya, yeraltı su seviyesine bağlıdır.
Yerleşim bölgelerine verilen suyun belirli bir kısmı kullanılmış su olarak kanalizasyona geri
döner. Evsel atık su miktarının yaklaşık olarak %65-80 ni o alana verilen içme suyu
şebekesinden gelen sulardan oluşur. Bu nedenle yerleşim bölgesine verilen su miktarı
biliniyorsa kolaylıkla atık su miktarı hesaplanabilir. Endüstri tesislerinin bir çoğu kullanma
suyunu kendi imkânlarıyla temin ederler ve atık sularını kanalizasyon şebekesiyle
uzaklaştırırlar. Bu oranın dışında kalan su bahçe sulama, araba yıkama ve cadde temizliği gibi
pis su kanallarına girmeyen işlerde kullanılır.
Büyük şehirlerde içme suyu geri dönüşüm oranı ∝=%90-100
Bahçeli seyrek yerleşim bölgesi geri dönüşüm oranı ∝=%60-90
Özel durumların dışında emniyetli tarafta kalmak için dağıtılan suyun tamamının
kanalizasyona ulaştığı kabul edilir ve ∝=1 alınır.
Bir günde dağıtılan suyun daha kısa zaman aralığında kanalizasyona döneceği β katsayısı ile
tanımlanır. β (suyun geri dönüşüm katsayısı) nüfusa bağlı olarak β=24/m
Ng: gelecekteki nüfus
Ng < 20000 için
m=8–10 saat
20000 < Ng < 100000 için
m=10–12 saat
Ng >100000 için
m=14–16 saat
İller bankası şartnamesine göre 24 saatte dağıtılan suyun m=12 saatte döneceği kabul edilir.
Dolayısıyla β=24/12 = 2 olarak hesaplarda kullanılır.
12
Kentin
ihtiyacı
olan
su
miktarı
iletim
debisi
(Qile)
kanalizasyon
sisteminin
boyutlandırılmasında esas olacak debidir. Yani yerleşim bölgesindeki Qkul (kullanılmış su
debisi) aşağıdaki gibi hesaplanabilir.
Qkul= α.β. Qile
(1)
İçme suyu şebekesinden elde edilen kullanılmış su debisinden başka kanalizasyon atık su
toplama ağına gelen debilere “ek debi” denir. Bu ek debiler genellikle şebeke dışı su alma
tesisinden su alan endüstri tesislerinden meydana gelir. Endüstriden gelen atık su debisi
tamamen endüstrinin karakterine bağlıdır. Yerinde yapılan incelemelere ve endüstride
kullanılan proseslere göre tespit edilir. Bu tesislerde kullanılmış suların miktarları eşdeğer
nüfus metodu veya sanayi tesislerinin büyüklük küçüklüğüne göre belirlenebilir. Örneğin
Tablo 2 de İSKİ yönetmeliğinde; sanayi tesislerinin büyüklüğüne küçüklüğüne göre atıksu
değerleri verilmiştir. Eşdeğer nüfus metoduna su tüketim değerleri Tablo 3 de verilmiştir.
Tablo 2. Sanayi Tesislerin Büyüklüklerine Göre Hektar Başına Kullanılmış su Miktarı
Küçük sanayi
0,5 Lt/sn/ha
Orta büyüklükteki sanayi
1 Lt/sn/ha
Büyük sanayi
1,5 Lt/sn/ha
Tablo 3 Su Tüketim Yerlerinin Bazıları İçin Eşdeğer Nüfus Değerleri
Su tüketim Yerleri
Eşdeğer nüfus
Süt mamulleri peynir hariç beher 1000 lt süt için
30-80
Süt mamulleri peynir dahil, beher 1000 lt süt için
100-250
Mezbaha büyük baş hayvan için
70-200
Mezbaha küçük baş hayvan için
30-80
Şeker Fabrikası,beher 1000 kg. pancar için
120-400
Kükürtlü boyalarla boyacılık, beher 1000 kg eşya için 2000-3500
Yün yıkama tesisleri,1000 kg. yün için
2000-5000
Bira fabrikası,beher 1000 lt bira için
300-2000
Tabakhane,beher 1000 kg. hammadde için
1000-4000
Çamaşırhane, beher 1000 kg. çamaşır için
700-2300
13
Kullanılmış su kanalları içinde akan suyun önemli bir kısmını sızıntı suyu oluşturur. Bu
kontrolsüz bir şekilde kanallara giren sızıntı veya yer altı suyudur. Su girişi boruların bağlantı
yerlerinden boruların yüzeylerinden, ev bağlantı yerlerinden veya baca cidarlarından olabilir.
Kanalizasyon şebekelerinin projelendirilmesinde kullanılacak olan pissu debisi içme suyu
şebekesinden elde edilen debi esas alınarak belirlenebilir. Ancak bu ilave debilerin de dikkate
alınması gerekli olan yerlerde Qilave olarak sisteme noktasal yükleme ile verilmesi gerekir.
KULLANILMIŞ SULARIN ÖZELLİKLERİ
Kullanılmış atık sular değişik yerleşim bölgelerinde farklı özelliklere sahip olabilirler. Bunun
nedeni farklı miktarda su kullanılması, endüstriyel atıkların miktar ve çeşidi, halkın hayat
standardındaki degişikliklerdir. Kullanılmış suların özellikleri insanların su kullanım
alışkanlıklarına, mevsimlere günün değişik saatlerinde farklılıklar gösterir.
Evsel kullanılmış sular kimyasal bakımdan hafif alkali özellik gösterir. Bu suların içinde
genellikle doğal organik atıklar bulunur. Biyolojik olarak yüksek oranda patojen (mikrop)
ihtiva ederler. 1 cm3 suda milyonlarca mikroorganizma vardır. Bu zararlı mikro
organizmaların zararsız hale getirilmesi kullanılmış su tasfiye tesislerinin en önemli amacıdır.
Atık sulardaki kirleticiler belli bir zaman sonra çürümeye başlar. Kahverengi veya siyah bir
renk alır ve hidrojen sülfür gibi kokar.
Su içerisindeki bu cisimler pis suların %10nu meydana getirir bu erimiş maddelerin %80ni
organik %20si mineral kökenlidir. Pis sularda asılı halde bulunan yabancı cisimler bu suların
%20sini oluşturur bunların %75i organik %25i mineral kökenlidir.
14
KANALİZASYON ŞEBEKESİNİN ÖZELLİKLERİ
Projesi yapılacak bölgenin 1/2000 ölçekli haritası üzerinde kanal ağı geçkisi çizilir. Şekilde 6
da bir atık su kanalı plan ve kesiti gösterilmiştir. Buradan kanallar üzerinde değişik maksatlı
muayene bacaları yer almaktadır. Burada 1 nolu baca sol tarafa doğru akan kanal için bir
başlangıç bacası olduğu için yukarıdan gelen suların yön değiştirdiği için bir geçiş bacası
olarakta hizmet görmektedir. Kanal ağının başlangıcı ile sonu arasında yer alan normal
bacalara geçiş bacası adı verilir. 2 ve 4 nolu bacalar geçiş bacası bodrum katlarının ve içme
suyu borularının kanalların üstünde yer alması gerekir. Böylece bodrum katlarının sularının
da tahliyesi mümkün olur ve pis suların içme suyu borusuna geçme ihtimali ortadan kalkar 2
nolu bacanın yapım amacı 1 ve 3 nolu bacalar arasındaki mesafenin maksimum baca aralığını
geçmesinden dolayıdır. 3 nolu baca diğer bölgelerden gelen suları aldığı için bir geçiş bacası
farklı seviyelerdeki kanalları birleştirdiği için bir düşümlü bacadır. 5 nolu bir başlangıç bacası
olup kanal ağı bu noktada başlamaktadır. Gerekli ise yıkama bacası olarak tertiplenir.
Şebeke Planı
A
A
3
2
1
4
A-A kesiti
Bodrum
Su borusu
Bodrum
Şekil 6 Örnek atıksu kanalı ve kesiti
15
5
Tesviye eğrileri
─ ince çizgilerle
Sokaklar
─ ince çizgilerle
Cadde zemin kotları
(1050)
Kanallar
─ ana sekonder ve tali kanal farklı kalınlıkta
Muayene bacaları
Sokak uzunlukları
L=125m
Kesafet (yoğunluk) katsayısı
k=1
Muayene baca nosu
5
Su akış yönleri
Mecra bağlantı şekilleri
Bazı katı maddeler kanal cidarına yapışır kontrol ve bakım için yeteri derecede büyük
olmayan kanaların içine girilebilmesi gerekir. İçine girmek için yeteri derecede büyük
olmayan kanaların tüm birleşim noktaları ile eğim ve yön değişim yerlerinde bu amaçlar için
bacalar bırakılabilir.
Ayrık sistem pis su kanaları için minimum çap D=20cm
Ayrık sistem yağmur suyu kanalları için minimum çap D=30cm
Birleşik sistem kanallarında D=30cm alınır.
Ev bağlantıları D=15cm olarak teşkil edilir.
16
MECRA DERİNLİĞİNİN TAYİNİ
Kanalizasyon tesisinin maliyeti hendek derinliği ile artar. Pis su ve yağmur suyu başlangıç
mecralarının derinliği, bütün şebeke derinliğini etkileyeceğinden mümkün olduğu kadar
minimum derinlikte ve mecralar caddelere paralel tutulmaya çalışılmalıdır. Boru derinliği;
bodrum derinliği, cadde ağızlığı derinliği ve bağlantı boru hattı eğimi göz önünde tutularak
belirlenmelidir. Az sayıdaki fazla derin bodrumlar dikkate alınmayabilir. Borular daima don
derinliğinin altında döşenmelidir. Büyük çaplı borular toprak ve dingil yükü altında çökme
tehlikesine karşı kontrol edilmelidir.
Minimum hendek derinliği genellikle 1.0 m ile 1.50 m alınır; ancak, bina bağlantılarının, içme
suyu borularının altından geçirilmesi için bu derinlik 2.0 m ile 2.50 m olmalıdır Şekil 7.
Maksimum derinlik zeminin kendini tutabilmesi, boru çapı, borunun toprak yüküne
dayanması, makinelerin kazı gücü ve mali imkanlar gibi faktörlere bağlıdır. Genellikle 6.0 m
yi geçmez. Bina bağlantılarının eğimi 1/50 ile 1/100 arasında alınır. Ön bahçe mesafesi
yaklaşık 5.0 metre, yaya kaldırımı yaklaşık 7.5 metre ve yarım cadde genişliği duruma göre
7.5 m, 12.5 m ve 17.5 m arasında olabilir ve c değeri yaklaşık 20 cm, Lp = L’ ve h1 değeri ev
ve sokak kanal çapına bağlı olarak aşağıdaki Tablodan 4 den alınabilir.
Bina
Ön Bahçe
Yaya Kaldırımı
½ Cadde Genişliği, L
hbod
h1cad
Bodrum
c
Parsel
Bacası
J=1/20
Yağmur suyu
Cadde Ağızlığı
Hela Sifonu
2/3D
J=1/50
D
Pissu
L’
h1
Lp
Şekil 7. Yağmur Suyu ve Pissu Kanallarının Döşenmesi.
17
b
Lp=Sifon atık su mecra mesafesi
hbod= bodrum derinliği
c= Sifon derinliği
h1= Mecra bağlantı derinliği
Pissu mecra derinlik = h
bod
+ c + (1/50)xL p + h1
Tablo 4 Ev Bağlantılarının Ana Mecraya Birleştiği Noktadaki b ve h1 Ölçüleri
Ev Bağlantı
Çapı (mm)
Sokak Mecra
Çapı (mm)
h1mak
h1min
bmak
bmin
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
150
200
44
23
55
46
150
250
48
27
58
48
150
300
52
30
60
50
150
350
56
34
62
51
150
400
61
37
64
53
150
450
65
41
67
55
150
500
69
44
69
57
Kazı maliyetlerini artırmamak için mecra fazla derine gömülmemelidir. Hendek derinliğinin
artması hendeğin yan kenarlarının durmasını güçleştirir. Ahşap koruyucu gerekir bu da
maliyeti artırır. Ayrıca kanal derinleştikçe yer altı suyu problem oluşturur. Hendeğin iki
kenarı iksasız yapılmak istenirse şevler yatıklaştırılır bu da kazı miktarını dolayısıyla maliyeti
artıracaktır Şekil 8. Hendek genişlikleri asgari İller bankası yönetmeliğinde 80 cm olacak
şekilde yapılmalıdır. Büz ve sırlı künk mecralarda boru eklerinin yapılabilmesi için boru dış
kenarı ile hendek kenarı arasında 30 cm lik bir mesafenin bulunması gerekmektedir. Yerinde
dökme beton mecralarda ise dış kenarı ile hendek arasında 40 cm lik mesafe bulunmalıdır.
18
Hendek genişliği
Hendek derinliği
Ek kazı
1
m
B
Hendek taban genişliği
Şekil 8. Mecra Hendek Kesiti
ATIKSU KANALLARININ HENDEKLERE DÖŞENMESİ
Boru kırılmasını önlemek için yükü geniş bir yüzeye yaymak gerekir. Bu amaçla hendek
tabanı 90º’lik bir merkez açısını görecek şekilde çukurlaştırılmalıdır (Şekil 9a). Eklerin
bulunduğu yerde hendek tabanı ayrıca 10-15m derinleştirilmelidir. Çürük zeminlerde aynı
sebeple boru beton gömlek içine alınır (Şekil 9b). Sert zeminlerde (kayada) boruların sivri
zemin çıkıntıları üzerine oturmasını önlemek için hendek tabanına kum-çakıl tabakası
serilmeli ve boruyu bunun üzerine oturtmalıdır (Şekil 9c). Islak zeminlerde, yer altı su
yüzeyini kanal tabakasının altına indirmek için dren boruları döşenebilir (Şekil 9d). Aksi
halde kanallara yer altı suyunun girmesi ancak geçirimsiz eklerle teşkil edilmiş borular
vasıtasıyla önlenebilir. Örneğin yer altı suyunun sızmasını azaltmak için font borular
kullanılabilir. Font boruların uzunlukları fazla olup, birleşim yerleri genellikle kullanılan
beton boru şeklindeki kanalların ek yerlerine nazaran daha geçirimsizdir.
19
Kumlu Zeminde
Çürük Zeminde
Dolgu
Dolgu
Beton
Gömlek
3/4D
90
°
(a) Toprak hendek içine döşeme
(b) Beton gömlek içine alma
Sulu Zeminde
Kaya Zeminde
Dolgu
Dolgu
İks
15 cm çakıl
15 cm çakıl
Dren borusu
(c )Kayada açılmış hendek
(d) Drenaj borulu hendek
Şekil 9. Kanalların farklı zeminlerde döşenmesi
20
KANAL BOY KESİTLERİNİN GEÇİRİLMESİ
Kanal boy kesitleri önceden tespit edilen kriterlere göre geçirilip boyutlandırılmalıdır. Bu
kriterler; minimum ve maksimum eğimler, kanal derinlikleri düşüm yükseklikleri, iki baca
arasındaki mesafedir. Genellikle düşüm yüksekliği 2,0 m yi geçmeyecek şekilde tespit edilir.
İstisnai durumlarda yerel şartlarda uygun ise 4,0 m ye kadar şüt yüksekliği kabul edilebilir.
Verilen dmin ve dmak derinlikleri, kanal sırtı ile cadde (zemin) yüzeyi arasındaki minimum ve
maksimum mesafeyi gösterir. Alınabilecek kanal hendeğinin maksimum derinliği, zemin
durumu ve ekonomik şartlar sınırlandırır. Aynı zamanda bu derinlik bina temel durumlarına
da bağlıdır. Düz yerlerde geoteknik problemler olmasa bile, pompaj ile kazı maliyetleri
arasındaki fiyat karşılaştırılarak maksimum hendek derinliği ortaya çıkar. Ortalama olarak
maksimum hendek derinliği 5,0 m ile 6,0 m dir. Örneğin İski yönetmeliğinde 3,0 m çaplı bir
atık su kanal için bu derinlik 5,7 m olarak verilmiştir. Bu halde bağlantı kanalı için 3,0 m
çaplı kanalın sırtı üzerindeki dolgu 2,7 m olup bodrumlu binaların drenajı için düşünülmüş bir
değerdir. Cadde ve sokaklara döşenen kanalların boy kesiti Şekil 10 da gösterilmiştir.
1
Jzemin
b1
d1
1
d2
Jmecra
a2
L1
Şekil 10. Kanal Boy Kesitinin Geçirilmesi
d1= üst bacadaki (rögardaki) zemin ile mecra iç sırtı arasındaki kot farkı (m)
d2= Alt bacadaki mecra sırtı derinliği (m)
L1= Bacalar arası mesafe (m)
a2= Boru sırt veya taban seviyesindeki alçalma. a2= L1Jm (m)
21
b1= Zemin seviyesindeki alçalma. b1=L1Jz (m)
d1+a2=d2+b1
d1+L1Jm=d2+L1Jz
Buradan;
d2-d1=L1(Jm-Jz) olur
Mecra Profili tespit edilirken normal olarak bilinen bir kottan veya kotlardan başlayarak
yukarı veya aşağıya doğru devam edilir [15]. Proje kriterleri arasında verilmesi gereken bir
değer de iki baca arasındaki müsaade edilen maksimum mesafedir. Bacaları daha sık yapmak
süratiyle, birçok hallerde kazı hacmini azaltmak mümkündür. Fakat kazı maliyetinden
yapılacak tasarrufun, ilave baca yapımında harcanacak maliyetle karşılaştırılması gerekir.
Kanal boy kesitleri geçirilip eğimler tespit edildikten sonra kanallara çap verilir. Hesaplar
sırasında dikkat edilecek husus boru çaplarının kanal ağı boyunca artması veya aynı kalması
gerekir [2]. Bacalar arası mesafeler kullanılan mecra çaplarına göre değişmektedir. Bu
değerler Tablo 5 de verilmiştir. Baca mesafelerinin belirlenmesinde belediyelerin elindeki
temizleme aletlerinin boy yönünden kapasitesi önemlidir. Eğer giriş çıkış mecraları aynı çaplı
ise, düz kısımlardaki çıkış borusu tabanı girişinkinden 30 mm kadar aşağıya döşenir.
Tablo 5 Mecra Çapına Göre Maksimum Baca Arası Mesafeleri
Mecra Çapı (mm)
Bacalar Arası Maksimum Mesafe (m)
200- 550
50
600–800
70
900–1400
100
1400 den büyük ise
125–150
22
KANAL EĞİMLERİNİN BELİRLENMESİ
Kanalların içinde çökelme olmaması ve kanalın aşınmasına sebep olmayacak minimum ve
maksimum hızları elde edecek eğimler projelendirme için önemlidir. Mecralara verilecek
eğimler konusunda, asgari, azami hız ve pis suyun asgari derinlik şartı göz önünde tutularak
Tablo 6 da çapa göre öngörülen eğimler alınabilir.
Kanal eğimleri öngörülen bütün bağlantıların suyunu alacak ve en az masraf gerektirecek
şekilde boyutlandırılmalıdır. Kanal eğimleri minimum ve maksimum eğim şartlarını her
zaman sağlamalıdır. Kanal ağının geçirilmesinde eğim konusunda,
Jzemin= zemin eğimi, Jmecra = mecra eğimini göstermek üzere aşağıdaki durumlarla karşılaşılır.
Tablo 6 Mecra Çaplarına Göre Alınması Gereken Eğimler
Mecralar
Asgari
Azami Eğim
En Müsait
Doluluk
Eğim
Normal İstisnai
Eğim
Oranı
Ev bağlantıları, ∅15cm.
1:100
1:15
1:7
1:50
-
Başl. Mecra. ∅20 - ∅30cm
1:300
1:15
1:7
1:50-1:150
%40 - %50
Tali Mecra ∅35 - ∅60 cm
1:500
1:25
1:15
1:100-1:200
%60
Ana Mecra ∅65 - ∅100 cm
1:1000
1:50
-
1:200-1:500
%60 - %70
Ana Kollekr ∅100 - ∅200 cm
1:3000
1:75
-
1:300-1:750
%80
23
Durum I :
Jzemin=0 <Jminimum; d1=dmin ise;
Jmecra=Jminimum seçilir.
d2> dmin olur. Bu durum aşağıdaki Şekil 11 da verilmiştir.
d1
d2
L1
Şekil 11. Jzemin=0 ve Jmecra=Jminimum durumu
Durum II :
Jzemin=Jminimum; d1=dmin ise;
Jmecra=Jminimum seçilir.
d2=dmin,dolayısıyla d2=d1 olur. Bu durum aşağıdaki Şekil 12 da verilmiştir.
d1
d2
L1
Şekil 12. Jzemin= Jminimum, Jmecra=Jminimum durumu
24
Durum III :
Jzemin<0 Ters eğim; d1=dmin ise;
Jmecra=Jminimum seçilir.
d2<dmax. olur. Bu durum aşağıdaki Şekil 13 de verilmiştir.
d1
d2
L1
Şekil 13. Jzemin<0, Jmecra=Jminimum durumu
Jzemin<0 Ters eğim; d1=dmin ise;
Jmecra=Jminimum seçilir.
d2>dmak. olması durumunda d2=dmin yapılır. Eğer d2>dmak ise terfi yapılması gerekir.
Pompaj= d2-dmin. Bu durum Şekil 14 de gösterilmiştir.
d2=dmin
d1
d2
L1
Şekil 14. Jzemin<0, Jmecra=Jminimum pompaj durumu
25
Terfi
Durum IV :
Jzemin=Jmaksimum.; d1=dmin ise;
Jmecra=Jmaksimum seçilir. Bu durum Şekil 15 de gösterilmiştir.
d2=d1 olur.
d1
d2
L1
Şekil 15. .Jzemin=Jmaksimum , Jmecra=Jmaksimum durumu
Durum V :
Jzemin>Jmaksimum; d1= ∆H/2 +d min ise;
Jmecra=Jmaksimum seçilir. ∆H kadar düşüm yapılır. Bulunan bu düşüm değerinin yarısı d1 eklenir.
∆H = L1 * (J zemin − J maksimum )
d2=dmin olur. Bu durum Şekil 16. da gösterilmiştir.
26
d1
d2
L1
Şekil 16. Jzemin> Jmaksimum, Jmecra=Jmaksimum Durumu
MAKSİMUM VE MİNİMUM AKIŞ HIZLARI
Mecralarda kullanılmış su kanalları için Dmin=20 cm için Vmin=0,4- 0,5 m/sn, yağmur suyu
için Dmin=25-30 cm için Vmin=0,5 m/sn, birleşik sistem kanallarında Dmin=30 cm için
Vmin=0,3-0,5 m/sn olarak minimum hız şartları vardır.
Hız yukarıda verilen minimum değerlerin altında kaldığı zaman boru içinde katı maddelerin
çökelmesi ve tıkanmalar olur; bu birikimler kokuşur, etrafı rahatsız eder, H2S açığa çıkarak
korozyonu hızlandırır. Hızlar minimum değerin üzerine çıkarılamadığı zaman kanalın başına
yıkama bacası konur.
Kullanılmış su kanalları için Vmak=2,5–3,0 m/sn, yağmur suyu ve bileşik sistem kanalizasyon
şebekelerinde ise Vmak=5–6 m/sn olarak kabul edilmiştir.
Maksimum hızlar borunun yapılmış olduğu malzemeye de bağlıdır. Beton ve betonarme
borularda 5 m/sn, pismiş kil (seramik) borularda 6 m/sn olarak alınabilir. Boru yapımında
kullanılan malzeme kalitesinin artmasına bağlı olarak kanal içerisinde akımın yüksek hızlarda
gerçekleşmesinin çok fazla zararı olmamaktadır.
Özel durumlarda yağmur suyunda ve kullanılmış su şebekelerinde, Vmak =10 m/sn alınabilir.
Hızın fazla olması, sürüklenen katı maddeler tarafından borunun aşınmasına sebep olur ve bu
nedenle hızlar Vmin ve Vmak arasında kalması sağlanır.
27
MİNİMUM SU DERİNLİĞİ
Minimum su derinliği birleşik sistem ve kullanılmış su şebekelerinde kaba pisliklerin dibe
çöküp kalmaması, yüzerek sürüklenebilmesi için 20 mm den az olmamalıdır. Bazı
kaynaklarda bu derinlik h ≥ D/10 olarak verilmektedir. Kullanılmış su mecralarında su
derinliği en az çapın %10 kadar olmalıdır. Aşağıdaki Şekil 17 de gösterilmiştir.
D
h
Şekil 17. Kesitteki Minimum Su Derinliği
h= su derinliği (cm)
D= Boru çapı (cm)
Tablo 7 Eğimler ve Baca Aralıkları
Çap
Minimum
Eğim
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
2000
3000
300
500
600
800
1000
1000
1200
1500
2000
2050
2100
2250
2500
Mini
mum
İstisnai
Eğim
900
1000
1500
1500
1800
1800
2500
2500
2500
2500
2500
Maksimum Maksimum
Eğim
İstisnai
Eğim
7
7
25
25
25
50
50
50
75
75
75
75
75
28
5
7
15
15
15
-
Doluluk
Oranı
%
Maksimum
Baca
Aralığı
40
50
60
60
60
60
60
60
70
70
80
80
80
60
60
70
70
70
80
80
100
100
125
150
150
150
MECRA KESİTLERİ
Kanalizasyon şebekelerinin mecra kesitlerinde en yaygın daire kesitler kullanılmaktadır.
Daire kesitten farklı bir kesit kullanılması teknik ve ekonomik nedenlerden olur. Birleşik
sistem kanallarında minimum ve maksimum debi arasında büyük fark vardır. Kurak havalarda
kanalda yeterli bir hız sağlamak için kanalın alt kısmı sivri olan ve küçük debileri uygun bir
su yüksekliği ile iletebilen yumurta enkesitler yapılmıştır Şekil 18 (a). Yumurta şekilli kesitler
dairesel iki kanalın bir araya gelmesinden oluşur. Aşağıdaki kanala atıksu kanalı,
yukarıdakine ise yağmur suyu kanalı gözü ile bakılabilir. Bu kesitin diğer bir faydası da dış
yüklere karşı dayanıklı olmasıdır. Çok büyük debilerin böyle bir kesitle iletilmesi halinde
hendek derinliği çok yüksek olur. Düz yerlerde bu profil ekonomik olmayabilir. Çok büyük
debilerde tabanında su arkı bulunan açık ağız enkesitler kullanılır. Şekil 18 (b). Kanal
yüksekliğinin daha da sınırlandırılması gerekiyor ise dikdörtgen kesitler kullanılır Şekil 18
(c). Dikdörtgen enkesitler dış yüklere karşı dayanıksızdır. Atnalı enkesitler ise dikdörtgen
enkesitin bu mahzurunu ortadan kaldırır ve makul bir su yüksekliği ile büyük debilerin
iletilmesine imkan verir.
(a) Yumurta şekilli enkesit
(b)Tabanında su arkı bulunan açık ağız enkesit
(c ) Dikdörtgen enkesit
(d) Atnalı enkesit
Şekil 18. Mecra kesitleri
29
Örnek Problem
Cadde başlangıç ve bitiş noktalarıyla başlangıç noktalarındaki sırt kotu verilen kanalların
döşeneceği kanal eğimi ve cadde sonundaki kanal kotunu belirleyiniz.
Cadde No
Cadde kotu(m) Başlangıç Kotu
Kanal boyu(m)
Başta Sonda
1
100
100
98
100
2
100
98
98
100
3
100
90
98
100
4
100
101
98
100
5
100
107,7
98
100
6
107
104
101
100
7
100
97
97
100
hmak=6m, hmin=2m
Jmak=0,08, jmin=0,003
30
1.Cadde, Jzem=0<Jmin ve h=hmin olduğundan Jk=jmin=0.003 seçilir.
Maksimum baca aralığı 50 m olduğundan kotlar:
98.0-0.003*50=97.85 m
97.85-0.003*50=97.7 m
hson=100-97.7=2.3m >hmin=2.0m
100m
98m
100m
97,85m
97,7m
100m
2.Cadde
100m
98m
h=2m
98m
97m
96m
100m
jc =
100 − 98
= 0,02
100
Jmin<Jc<Jmak
98-0,02*50=97m
97-0,02*50=96
hson=98-96=2m =hmin=2.0m
31
3.Cadde
100m
95m
90m
98m
97m
93m
92m
88m
50m
50m
jc =
100 − 90
= 0,01 > J mak → Jk = J mak
100
1m lik 2 adet şüt yapılır.
98,0-1,0-(0,08*50)= 93,0m
93,0-1,0-(,08*550)=88,0m
4.cadde
101m
100m
98m
97,85m
97,7m
Jk=jmin
Jc=100-101/100=-0,01 (ters eğim)
98-0,003*50=97,85m
97,85-0,003*50=97,7m
Kazı derinliği 101-97,7=3,30m<hmak
32
5.cadde
107,7m
x
C 103,85
100m
B
Hmin=2m
101,85
E
101,7m
D
A
98m
Hp=4m
P
97,85m
Jc=100-107,7/100=-0,077(Ters eğim)
Maksimum kazı derinliğine ulaşılınca terfi yapılır, terfi merkezinin sokak başına mesafesi;
A-Jmin*x+hmak=B+Jc*x
98-0,003*x+6=100+0,077*x,
x=50m
pompa kotu =98-,003*50=97,85m
C kotu=100+0,077*50=103,85m
D nin kotu=103,85-Hmin (2,0m)=101,85
Terfi yüksekliği=101,85-97,85=4,0m
3 nolu bacanın kotu=101,85-0,003*50=101,70m
33
6.cadde
107m
Jc=0,03
104m
101m
100,85m
h=3,3m
100,7m
Jk=Jmin
Jc=107-104/100=0,03>Jmin
2 nolu bacanın kotu=101-0,003*50=100,85m
3 nolu bacanın kotu=100,85-0,003*50=100,7m
Kazı derinliği=104-100,7=3,3m
7.cadde
100m
97m
97m
96m
1.yöntem tek eğimle
Jk=97-95/100=0,02
97,0-50*0,02=96,0m
96,0-500*0,02=95,0m
97,0-95,0=2,0m
34
95m
hmin=2m
100m
Jc=0,03
97m
hmin=2m
97m
96,89m
Jk=Jmin
95m
Jk=Jc
x
2.yöntem
Jc=100-97/100=0,03
Jk=Jmin alarak,
97-0,003*x+2=100-0,03*x,
x=37m
97-0,003*37=96,89m
96,89-(100-37)*0,03=95m
35
KANALİZASYON BACALARI
Bacalar, kanalizasyon mecralarının zemin yüzeyi ile irtibatını sağlayan elemanlardır.
Kanalizasyon tesislerinde kullanılan bacalar dörde ayrılır.
• Muayene Bacaları
• Düşümlü Bacalar
• Yıkama Bacaları
• Parsel Bacaları
Kanalizasyon sisteminin işleyişini, parsel bacası, muayene bacası gibi rögarların
(menhollerin) bağlantı şeklini aşağıdaki resim üzerinden görülmektedir.
36
RÖGAR ( MENHOL / MUAYENE BACASI )
Toplayıcı / taşıyıcı yağmursuyu ve kanalizasyon hatlarında kontrol, müdahale, havalandırma,
bağlantı, dönüş gibi amaçlarla kurulan bacalara Muayene Bacası denir. Halk arasında menhol,
beton baca, rogar, rögar ve logar şeklinde de anılır. Bu bacalar mecra başlarında, yön
değiştirme noktalarında, kavşak yerlerinde, eğim ve kesit değişen yerlere; mecra çapına bağlı
olarak 50 m ile 120 m de bir olmak üzere düz kısımlara konur. İki baca arasındaki kanal
mutlaka düz gitmelidir. İçinde insan yürüyebilecek olan kanallar yatay kurp yapılabilir. Baca
tabanında çökelme ve yığılmalara meydan verilmemelidir. Kanalların baca içerisinden rahatça
temizlenebilmeleri için yeteri kadar büyüklük verilmesi gerekir. Baca tabanı kare planlı
yapılmalıdır. Bazı özel temel durumları için daire plan da seçilebilir. Baca tabanının oturduğu
temel, beton veya kâgirden inşa edilebilir. Temel kalınlığı 20 cm nin altına inmemelidir. Baca
tabanında bırakılan suyollarına bu kısmın betonlanması sırasında şekil verilir. Daire kesitli
kanallarda bunlar takriben profil ekseni hizasına, yumurta kesitli kanallarda ise en büyük
yumurta profil yüksekliğinin alttan itibaren üçte bir noktasına kadar çıkartılacaktır. Baca
tabanında bırakılan suyollarına, bacadan uzaklaşan kanala doğru uniform bir eğim
verilecektir. Eğer bacaya birbirinden farklı profilde olan kanallar birleşiyorsa, kanal sırtları
aynı yükseklikte olacak şekilde inşa edilir. Baca tabanında çamur yığılmasını önlemek için su
yolu ile baca duvarı arasında kalan yan yüzeylere 1:10 kadar bir eğim verilmelidir. Suyolu ile
baca tabanındaki yan yüzeyler gerekirse kaplanır veya betondan yapılarak üzerleri sıvanır.
İnşaat işlerini kolaylaştırmak için, bacaya giren ve oradan çıkan kanallar baca duvarlarının iç
yüzüne kadar uzatılırlar. Bacalarda kullanılacak harç ve betonun imalinde, içinde kireci az
bulunan çimentoların kullanılmasında tavsiye edilmektedir.
Günümüzde normal bacalar prefabrik olarak, beton halkalar şeklinde, fabrikada imal
edilmekte ve inşaat mahallinde bu beton halkalar üst üste geçirilerek bacalar
oluşturulmaktadır. Prefabrik bacaya 150–250 mm den daha büyük çaplı borular bağlanacağı
zaman alt kısımlar yerinde dökülür. Betondan yapılan bacalarda aşındırıcı etkisi olan sulara
karşı önlem alınmalı, yer altı su seviyesi yüksekse dış yüzeylere 2cm sıva ve en az üç kat
yalıtım malzemesi sürülmelidir. İçeri inmek için 40–50 cm aralıklı basamaklar konulmalıdır.
Baca kapağının en az çapı 60 cm olmalıdır. Trafiğe açık caddelerdeki bacalar ve kapakları,
üzerinden nakil vasıtaları geçecek şekilde dayanıklı yapılmalıdır. Baca kapağındaki hava
delikleri kanal ağının havalanmasına yeterli olmalıdır. Büyük çaplı kollektör hatlarına
kurulacak bacalar yerinde dökme özel ölçülü imalatlardır. Derinliği 4,00 mt den fazla olan,
37
zemin şartlarının müsait olmadığı ve ağır yük altında kalacak Muayene Bacalarının
imalatında donatı ( demir / hasır çelik ) kullanılmalıdır. Projelendirme, hesap, özen ve dikkat
gerektiren bir mühendislik işidir, pahalı bir imalattır.
38
DÜŞÜMLÜ BACALAR
Zemin eğiminin, boru malzemesinin aşınması açısından, izin verilenden fazla hız meydana
gelmesine sebep olduğu yerlerde kullanılan bacalardır. Bu bacalar kanal eğimini azaltır ve
dolayısıyla hız istenilen düzeyde tutulur. Düşü yüksekliği 2 m yi geçmez fakat zorunlu
hallerde 4 m ye çıkabilir. Düşü yüksekliği fazla büyük olunca kinetik enerjiyi kıracak tedbiri
almak gerekir. Oyulmaların önlenmesi su, beton yerine su kütlesi üzerine düşürülür. Düşümlü
bacalar ikiye ayrılır.
Dıştan düşümlü Bacalar
İçten Düşümlü Bacalar
Dıştan düşümlü bacalar giriş borusu çapı 400 mm ye kadar olan küçük çaplı mecralar için
yapılırlar. Giriş borusu çapı 400 mm den küçükse düşü borusu çapı D1=150 mm, D=400 mm
ise D1=200 mm yapılır. Bazen küçük D1 çaplı düşü borusu doğruca baca içine monte edilir.
Geliş borusu 400 mm den büyükse aşağıdaki şekildeki düşümlü baca tipi tercih edilir. Bu
bacaların düşüm yatağı, akışın düzgün olması için parabol şeklinde yapılır.
39
A
B
Şekil. Dıştan Düşümlü Baca Planı
Şekil. Dıştan Düşümlü Baca A-A Kesiti
Şekil 19. Dıştan Düşümlü Baca B-B Kesiti
40
50 cm
Şekil . İçten Düşümlü Baca Planı
50 cm
60 cm
φ 62.5 cm
50 cm
Düşüm yüksekliği
100 cm
0.5d
300 dozlu beton
200 dozlu beton
Çakıl
Şekil İçten Düşümlü Baca Ölçüleri, D=20 cm Çaplı Giriş ve Çıkış boruları
41
RÖGAR- PARSEL BACASI
Pis su bağlantı hatları inşaatında bina çıkışlarına kontrol ve müdahale amaçlı konan bacalara
Parsel Bacası denir. Adından da anlaşılacağı üzere o parsele ait ve parselin sınırları içerisinde
kalan müstakil bir imalattır. Bir apartmana ait dairelerin pis suları o apartmanın bahçesinde
yapılan bir parsel bacasında toplanır. Buradan tek bir boru hattı ile caddedeki pissu kanalına
bağlanır. Bir binanın pissuyu mümkün olduğu kadar tek bir çıkışta toplanmalı ve bu çıkış bir
çatal parçası ile mecraya bağlanmalıdır. Fakat sokakta şebeke borusu çok derinde
bulunuyorsa, şebeke borusu yer altı suyu içinde ise veya sokakta şebeke borusu yoksa yani
bağlantının ekonomik olmama durumu söz konusu ise, şebekeye birden fazla bina birlikte
bağlanabilir. Parsel bacaları bahçe yoksa yaya kaldırım altında yapılır. Ev bağlantı hattında
asgari eğim 1/100 azami eğim 1/15, azami istisnai eğim 1/7, en uygun eğim 1/50 dir.
Belediyelerin uyguladığı Parsel Bacaları genellikle daire kesitlidir, örneği aşağıda
görülmektedir.
42
YAĞMURSUYU IZGARA MENHOLÜ
Yollardaki yağmur sularını alarak sisteme aktaran Izgara Menholleridir. Sudaki teresibatı
çökelttiği için ana hattın tıkanmadan çalışmasına yardımcı olur. Belli aralıklarla temizlenmesi
gerekir.
Yıkama Bacaları
Kanallarda çökerek biriken çamurların sökülerek atılması için kanala gerekli yıkama suyunu
sağlayan bacalara yıkama bacası denir. Pis su mecralarının başnoktalarına ve ayrıca, yeterli
eğim olmayan yerlerde çöken maddelerin yıkanması gerekir. Bu nedenle mecralara yıkama
bacası gerekir. Ayrık ve bileşik sistemde hızın 0,5 m/sn ve kanaldaki su yüksekliğinin 20 mm
den küçük olduğu hallerde mecra kısımlarının başlarına yıkama bacası yapılması gerekir.
Kanalizasyon mecralarının etkili bir şekilde temizlenebilmesi için su hızının yüksek olması ve
boruda sürüklenme meydana getirmesi gerekmektedir. Yıkama bacaları çapları 500 mm ye
kadar olan kanallar için tavsiye edilir. Çünkü daha büyük çaplı kanallarda yıkama etkili
olmaz.
43
İSALE HATLARINDA KULLANILAN BORULAR
Beton Büz / Beton Boru
Büz, Beton Boru ( künk ) gibi isimlerle anılan ürünlerimiz milimetre cinsinden iç çap
genişlikleri ile adlandırılır. C 30 Sınıflı betondan imal edilir. Üretim sonrası mukavemetini
artırmak ve ömrünü uzatmak için Buhar Kürü'ne tabi tutulur. Buhar Kürü aynı zamanda
betonun en çok ihtiyaç duyduğu suya doyurmuş olur. Maliyetli ve zahmetli bir kürleme şekli
olmasına rağmen Buhar Kürü uygulaması beton imalatlar için çok önemlidir. Basınçsız isale
hatlarında tıpkı kanalizasyonda olduğu gibi beton borular kullanılır.Bu borular 600 mm den
büyük çaplar için kullanılır. Sızdırmazlığı temin edilmesi zordur. İnce cidarlı borularda dozaj
600-800kg, kalın cidarlarda 450-600 kg ‘dır. Boruların boyu 6 metreye kadar yapılır. İşletme
basıncı 100 mss’dur.
44
ÇATAL BORU
'' C '' Parçası veya Çatal Boru olarak adlandırılan yandan girişli borular, parsellerden gelen
hatların toplayıcı hatlara bağlanmasında kullanılır. Boyları 70 cm dir. Çaplarına göre cidarları
ve ağırlıkları değişmektedir.
45
BETONARME BORULAR
Boruyu güçlendirmek için üretim sırasında içine donatı ( demir / hasır çelik ) koyularak
üretilen boruya Betonarme Boru denir. TS 821 EN 1916 Standardı ile üretilen Betonarme
Borular milimetre cinsinden iç çap genişlikleri ile adlandırılır. Genelde φ600 mm' den büyük
çaplı borularda donatı kullanılır. Borunun kullanım yerinde maruz kalacağı yüklerin statik
hesabı yapılarak bulunacak değer üzerinden donatısı seçilmelidir. φ1200 mm'den daha büyük
çaplarda her ne olursa olsun çap büyüdüğü için donatı 2 sıra halinde hasır çelik konularak
oluşturulur. Muflu Betonarme Boru ve Lamba Zıvanalı Betonarme Boru olarak iki ayrı kesitte
üretim yapılmaktadır. Cidar kalınlığının birleşim yerindeki azalmasının mukavemeti
etkilemeyeceği çaplarda Betonarme Borular Lamba Zıvanalı birleşimli olarak imal edilir. Bu
sayede gereksiz kazı, dolgu, beton, donatı vs. maliyetlerden kaçınılmış olur. Lamba Zıvanalı
Borular φ1600 mm ve üstü çaplar için uygulanan üretim yöntemidir.
46
PLASTİK BORULAR
PE(poly ethylene) ve sert PVC (Polyvinylchloride) den imal edilen plastik borular, son
yıllarda geniş uygulama alanı bulmuştur. PVC için maksimum işletme basıncı yüksekliği 160
mss kabul edilebilir. bu basınç için en büyük çap 300-400 mm arasında değişir.PE borular için
ise maksimum işletme basıncı yüksekliği 100 mss’dur. Plastik borular, sıcaklık değişimine
karşı çok hassastırlar. Sıcaklığın düşmesi ile malzemenin çarpmaya karşı mukavemeti
azaldığından 5 oC den daha düşük sıcaklıklarda boruların döşenmesi durdurulmalıdır. Don
olan
zamanlarda
boruların
taşınmasına
özen
gösterilmelidir.10-16kg/cm2
basınca
dayanıklıdırlar. Çok uzun olarak imal edilebilirler. Fakat ticari olarak 5- 12m boyda
üretilirler. Asitlere karşı dayanıklı, korozyon tehlikesi yok ve hafiftir. İçlerine koruyucu
madde sürülmez.
ŞANTİYE ÜRETİMİ
MENHOL
47
MONTAJ, BORU BAĞLAMA
BORU İNDİRME
48
DİRSEKLER
49
MENFEZ
50
ÇELİK BORU
Doğal olarak bulunan bir element olan demir, ilk olarak M.Ö. 2,400'te gümüşsü/beyaz metale
ergitilmiştir. Dökme demir, sert ve kırılgandır; buna karşın dövme demir yumuşak ve
işlenebilir. Yüksek fırından çıkan demir (pik demir), az miktarda silisyum, mangan, fosfor,
kükürt ve diğer elementler barındıran bir demir ve karbon (yaklaşık %4) alaşımıdır.
Bir demir alaşımı olan çelik oksijen fırınlarında üretilir ve daha az karbon içeriğine sahiptir.
Diğer elementler, özellikle mangan, istenen özelliklere ulaşmak için ayarlanır veya eklenir.
Bugün binlerce çelik kalitesi bulunmaktadır. Yüksek karbonlu çelikler bile artık %1.5'ten
fazla karbon içermez ancak bazı yüksek alaşımlı çeliklerde bu oran %2.5'e çıkabilir. Karbon,
çeliğin ısıl işlem yoluyla sertleşmesine imkân tanır.
İsale hattının yüksek basınca maruz büyük çaplı kısımlarında çoğu kez çelik borular
kullanılır. Boylarının uzun olması, boru hattının kısa zamanda döşenmesine izin verir.
Heyelan bölgeleri için çok uygundur. Metropolitan şehirlerde istisnaları olmakla beraber,
eklerinin yapılmasındaki güçlük sebebiyle, su şebekelerinde nadiren kullanılırlar.
Boyları 16 metreye kadar vardır. 40 cm ‘den küçük çapta yapılmazlar.16 kg/cm2’ den daha
fazla basınçlarda kullanımı yaygındır. Korozyona karşı dayanımları azdır. Bağlantıları, font
borulara ek olarak kaynak yapımı da mümkündür.
51
Font borular- Duktil Döküm Borular
Duktil Döküm Borular, santrifüj döküm tekniği ile üretilmiş dökme demir borulardır. Bu
döküm tekniğiyle üretilen borular normal dökme demir borulara göre, daha esnek olup yüksek
mukavemet değerlerine sahiptir. Normal dökme demirde grafitler lameller şeklindedir ve bu
kırılgan bir yapıya neden olur. Halbuki duktil dökme demir küresel grafitli bir yapıya sahiptir.
Bu da malzemenin çelik gibi esnek olmasını sağlar. Mukavemet değerleri yüksek olup,
basınçlı hatlar için uygun bir boru malzemesidir. İçme suyu hatlarında kullanılan borularla
ilgili standartlar: EN 545 / ISO 2531. Boruların iç ve dış kaplamaları teknik şartnamelerde
belirtilmelidir. Epoksi, bitüm, poli-üretan gibi çeşitli alternatifler mevcuttur. Boruların iç
kaplamaları: beton kaplı, ISO 4179 Standardına uygun Dış kaplama: çinko astarı 200g/m²
(ISO 8179) + bitüm kaplamalıdır.
Şehirlerin su şebekelerinde en çok kullanılmış olan borulardır. Bu borular düşey vaziyette
duran kum kalıplarında düşey dökümle, veya su ile soğutulan ve yatay bir eksen etrafında
döndürülen kalıplarda savurma usulü ile üretilir. Ömrü uzundur, korozyona dayanıklıdır.
Savurma ve düşey döküm boruları 60, 80, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450,
500, 600, 700, 800, 1000, 1250 mm olarak imal edilirler.boyları 7 metreye kadar
mevcuttur.kullanılmadan önce iç yüzeyleri bitümle kaplanır. Boruların bağlantıları; flanşlı
bağlantı, ambuatman ve kordonlu bağlantı ve lastikli bağlantı.
52
ATIK SU KANALLARININ HİDROLİK HESABI
Atık su yağmur suyu ve birleşik sistem kanaları içerisinde serbest yüzeyli akımlar
olacak şekilde olacak şekilde projelendirilir. Hesaplamalarda Manning veya Kutter formülleri
kullanılır.
Manning denklemi;
V=1/n. R2/3 .J1/2
V=akımın hızı(m/sn)
R=hidrolik yarıçap(m)
N=pürüzlülük katsayısı
J=eğim
Beton borularda n=0.013–0.015
Çelik borularda n=0.01–0.013
Beton kaplamalı borular n=0.012–0.018
Kutter formülü;
V = C. R.J ,
C=
100 R
m+ R
,
V=
m=Kutter pürüzlülük katsayısı
R=A/P (m)
P=ıslak çevre (m)
Boru türleri
m
Asbestli çimento boru
0,12
Santrifüj ve beton boru
0,20
Diğer beton boru
0,35
Korige Boru
0,13
53
100 R
m+ R
R.J
Örnek: J=1 olması durumunda, D=200mm çapındaki beton borunun dolu olarak iletebileceği
debiyi hesaplayınız. Beton Boru için m=0.35
V = C R.J ,
V=
100 R
R.J
m+ R
m=0,35 (Beton borular için), J=1 alınarak
0,2
4
Vk = C R ==
0,2
0,35 +
4
100
0,2
= 8,7 m / sn
4
π.0,2 2
Q k = V k .A = 8,7.
= 0,274 m 3 / sn = 274 lt / sn
4
Benzer şekilde Eğimin 1/1 olması durumunda farklı çaptaki dairesel boruların taşıyabileceği
debi ve hız değerleri Tablo 1 de verilmiştir.
Tablo 1 Dolu Halde Eğimin 1/1 Kabulünde Bulunan Değerler
Çap
Qk
Vk
mm
200
250
300
350
400
450
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
1600
2000
3000
Lt/s
274
511
850
1304
1886
2610
3489
5752
8765
12610
17364
23100
37795
57158
81860
148594
435967
m/s
8,7
10,4
12,0
13,5
15,0
16,4
17,8
20,3
22,8
25,1
27,3
29,4
33,4
37,1
40,7
47,3
61,7
54
Çap sabit kalıp eğim değiştiğinde VDolu ve QDolu değişecektir ve çapa bağlı olarak;
VD =
1
.Vk
a
QD =
1
.Q k
a
Formülleri ile hesaplanabilir.
Atık su kanalarında su derinliği ‘d’ ve borunun çapını ‘D’ ile göstererek kısmen dolu
kanalara ait ıslak kesit, ıslak çevre, hidrolik yarıçap gibi büyüklükler d/D oranına bağlı olarak
hesaplanabilir. Örnek olarak Manning formülünü kullanarak kısmen dolu kanallara ait
büyüklükleri küçük harflerle, tam dolu kanalara ait büyüklükleri büyük harflerle gösterelim.
Önce θ merkez açısını hesaplanır ise;
D
θ
d
cos
θ
2
=
D
d
2d
−
= 1−
(rad )
2 D/2
D
a=ıslak kesit a =
D  πθ sin θ 
−


4  360
2 
r=hidrolik yarıçap r =
D  360 sin θ 
1 −

4
2πθ 
Tam dolu kesit A=πD2/4 R=D/4
a
θ
sin θ r
360 sin θ
=
−
= 1−
A 360 2π R
2πθ
55
Bütün bu formüllerde θ derece cinsinden yerine konmalıdır. Üniform akım kabulü ile j=J
yazılır ve bu ifadeler Manning denkleminde yerine yazılır ise kısmen dolu
V=1/n.r2/3 .j1/2 (kısmen dolu)
V=1/NR2/3 J1/2 (kısmen dolu)
v Nr
=  
V
n R
v r
= 
V R
2/3
N=n için
2/3
Debi oranı için q=v*a Q=V*A
q  v  a   a  r 
=    =   
Q  V  A   A  R 
2/3
Formülleri elde edilebilir n=N için bu formüllerden elde edilmiş hız ve debi oranları
Tablo 2 de yazılmış ve Şekil 15 de kesikli çizgilerle gösterilmiştir. Şekil 16 de bu eğrilerinin
%30 doluluk oranına karşı gelen kısmının hassas gösterimidir.
56
Tablo 2 Daire Enkesitli Bir Kanalın Hidrolik Elemanları
Su
Derinliği
h/D
Islak
Kesit
a/A
Hidrolik Yarıçap
r/R
R/r
(r/R)1/6
N/n=1 için
v/V
q/Q
N/n
1.
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.00
0.9
0.949
1.192
0.839
1.030
1.124
1.066
0.93
0.8
0.858
1.217
0.822
1.033
1.140
0.988
0.89
0.7
0.784
1.185
0.843
1.029
1.120
0.838
0.85
0.6
0.626
1.110
0.900
1.018
1.072
0.671
0.82
0.5
0.500
1.000
1.000
1.000
1.000
0.500
0.80
0.4
0.373
0.857
1.170
0.975
0.902
0.337
0.79
0.3
0.252
0.684
1.460
0.939
0.776
0.196
0.78
0.2
0.143
0.482
2.070
0.886
0.615
0.088
0.79
0.1
0.052
0.254
3.940
0.796
0.401
0.021
0.81
Pratikte serbest su yüzeyindeki havanın sürtünme etkisi ve kanal çevresindeki sürtünme
ile Tablo 5 de hesaplanan değerlerin gözlem neticelerine tam olarak uymadığı bilhassa debide
Şekil 15 de kesikli çizgilerle gösterildiği gibi bir artış olmadığı,yani hiçbir zaman q’ nun Q
dan büyük olmayacağı anlaşılmaktadır. Dolayısıyla bu etkileri göz önünde tutarak Şekil 15 de
dolu çizgilerle gösterilmiştir. Hesaplarda bu eğrilerin kullanılması tavsiye edilmektedir.
57
Şekil 15 Kısmen dolu kanallarda debi su yüksekliği ve hız arasındaki bağıntılar, Dairesel
kanallar
Şekil 16 Küçük doluluk oranlarında q/Q ve v/V değerleri
58
TABLO 3
QH/QD
% (H/D)
VH/VD
QH/QD
% (H/D)
VH/VD
QH/QD
% (H/D)
VH/VD
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
0.011
0.012
0.013
0.014
0.015
0.016
0.017
0.018
0.019
0.020
0.021
0.022
0.023
0.024
0.025
0.026
0.027
0.028
0.029
0.030
0.031
0.032
0.033
0.034
0.035
0.036
0.037
0.038
0.039
0.040
0.041
0.042
0.043
0.044
0.045
0.046
0.047
0.048
0.049
0.050
0.051
0.052
0.053
0.054
0.055
0.056
0.057
0.058
0.059
0.060
0.061
0.062
0.063
0.064
0.065
0.0
1.0
1.8
2.5
5.0
5.4
5.7
6.1
6.4
6.8
7.1
7.5
7.8
8.1
8.4
8.6
8.9
9.1
9.4
9.7
10.0
10.2
10.4
10.6
10.8
11.0
11.3
11.5
11.7
11.9
12.1
12.3
12.5
12.7
12.8
13.0
13.2
13.3
13.5
13.7
13.8
14.0
14.2
14.3
14.5
14.7
14.8
15.0
15.1
15.3
15.4
15.5
15.6
15.8
15.9
16.0
16.2
16.3
16.4
16.5
16.7
16.8
16.9
17.0
17.2
17.3
0.000
0.080
0.118
0.131
0.227
0.239
0.250
0.262
0.274
0.286
0.297
0.309
0.317
0.325
0.333
0.340
0.348
0.356
0.364
0.372
0.380
0.385
0.391
0.397
0.402
0.407
0.413
0.418
0.424
0.430
0.435
0.440
0.446
0.450
0.454
0.457
0.461
0.465
0.469
0.472
0.476
0.480
0.484
0.487
0.491
0.495
0.499
0.503
0.506
0.508
0.511
0.514
0.516
0.519
0.521
0.524
0.527
0.529
0.532
0.535
0.537
0.540
0.543
0.545
0.548
0.561
0.066
0.067
0.068
0.069
0.070
0.071
0.072
0.073
0.074
0.075
0.076
0.077
0.078
0.079
0.080
0.081
0.082
0.083
0.084
0.085
0.086
0.087
0.088
0.089
0.090
0.091
0.092
0.093
0.094
0.095
0.096
0.097
0.098
0.099
0.100
0.110
0.120
0.130
0.140
0.150
0.160
0.170
0.180
0.190
0.200
0.210
0.220
0.230
0.240
0.250
0.260
0.270
0.280
0.290
0.300
0.310
0.320
0.330
0.340
0.350
0.360
0.370
0.380
0.390
0.400
0.410
17.4
17.6
17.7
17.8
17.9
18.0
18.2
18.3
18.5
18.6
18.7
18.8
18.9
19.0
19.2
19.3
19.5
19.6
19.7
19.8
20.0
20.1
20.2
20.3
20.4
20.5
20.6
20.7
20.8
20.9
21.0
21.1
21.2
21.3
21.4
22.4
23.4
24.4
25.3
26.2
27.0
27.9
28.7
29.6
30.3
31.0
31.7
32.4
33.1
33.8
34.5
35.1
35.9
36.6
37.3
38.0
38.7
39.5
40.2
40.8
41.4
42.0
42.2
43.3
43.9
44.5
0.563
0.556
0.558
0.561
0.564
0.565
0.569
0.571
0.574
0.577
0.579
0.582
0.584
0.587
0.590
0.593
0.595
0.598
0.601
0.603
0.606
0.609
0.610
0.611
0.613
0.615
0.617
0.619
0.620
0.622
0.624
0.626
0.628
0.629
0.634
0.649
0.667
0.685
0.701
0.714
0.727
0.741
0.753
0.766
0.778
0.787
0.797
0.806
0.816
0.825
0.835
0.844
0.852
0.861
0.870
0.878
0.887
0.896
0.904
0.910
0.917
0.923
0.930
0.936
0.943
0.949
0.420
0.430
0.440
0.450
0.460
0.470
0.480
0.490
0.500
0.510
0.520
0.530
0.540
0.550
0.560
0.570
0.580
0.590
0.600
0.610
0.620
0.630
0.640
0.650
0.660
0.670
0.680
0.690
0.700
0.710
0.720
0.730
0.740
0.750
0.760
0.770
0.780
0.790
0.800
0.810
0.820
0.830
0.840
0.850
0.860
0.870
0.880
0.890
0.900
0.910
0.920
0.930
0.940
0.950
0.960
0.970
0.980
0.990
1.000
1.010
1.020
1.030
1.040
1.050
1.060
1.070
45.2
45.8
46.4
47.0
47.6
48.2
48.8
49.4
50.0
50.8
51.2
51.7
52.4
52.9
53.5
54.0
54.6
55.2
55.8
56.4
57.0
57.6
58.1
58.7
59.3
59.8
60.5
61.1
61.7
62.2
62.8
63.4
64.0
64.6
65.2
65.8
66.4
67.1
67.7
68.4
69.0
69.6
70.3
70.9
71.6
72.3
72.9
73.6
74.3
74.9
75.7
76.5
77.2
78.0
78.8
79.5
80.4
81.2
82.2
83.2
84.1
85.1
86.3
87.5
89.1
90.0
0.956
0.961
0.967
0.972
0.978
0.983
0.989
0.994
1.000
1.007
1.009
1.014
1.018
1.023
1.026
1.032
1.036
1.040
1.044
1.048
1.052
1.056
1.059
1.063
1.067
1.070
1.075
1.078
1.081
1.084
1.087
1.090
1.094
1.097
1.100
1.102
1.105
1.107
1.110
1.112
1.115
1.117
1.120
1.121
1.123
1.125
1.127
1.128
1.130
1.132
1.133
1.134
1.135
1.136
1.137
1.138
1.138
1.139
1.138
1.137
1.137
1.136
1.133
1.131
1.126
1.118
59
ÖRNEK
Bir kanalda d/D=0,4 için v/V ve q/Q oranlarını hesaplayıp bunların Tablo 2 de yazılı
değerler olduğunu gösterelim.
cosθ/2=1-2d/D=1-2.0,4=0,2
θ/2=arccos 0,2 θ=2,739 rad
θ=2,739 rad
X derece
2π rad
360 derece
θ=2,739*360/2π
θ=156,93 derece
r
360 sin θ
360 sin(156.93)
= 1−
= 1−
= 0.8569
R
2πθ
2π (156.93)
2/3
v r
=
= (0.8569) 2 / 3 = 0.902
V R
a
sin θ 156.93 sin 156.93
θ
=
−
=
−
= 0.3735
A 360 2π
360
2π
q  a  v 
=    = 0.3735 * 0.902 = 0.337
Q  A  V 
60
ÖRNEK
20cm çaplı bir atık su kanalında d/D oranı %10 olup kanalın dolu iken hızının
Vmin=0.9m/sn.den büyük olması istenmektedir.
a-Minimum kanal eğimini bulup bu eğimi İller bankası yöntemindeki şartları sağlayıp
sağlamadığını kontrol ediniz.(n=N=0.013)
b-Kanaldan geçen debiyi bulunuz.
V=
1 2 / 3 1/ 2
R j
N
0,9 =
1
(0,05) 2 / 3 J1 / 2
0,013
J = 0,00743
Q = VA = 0,9 *
π0,2 2
= 0,02827 m 3 / sn
4
d/D=0,10 için d=0,1*0,2=0,02m=2cm
v/V=0,401 için v=0,9*0,401=0,361m/sn <0,5m/sn
q/Q=0,021
Buna göre kanal eğimi İller bankası yönetmeliğindeki hız şartını sağlamamaktadır. Fakat su
derinliği yeterlidir. Hız şartını sağlaması için dolu kesite ait hız 0.9m/sn.den biraz büyük
olmalıdır.
q=0.021*0.02827
q=0.00059m3 /sn =0.59 lt/sn
61
ÖRNEK
60cm çaplı bir atık su kanalında d/D oranı %60 olup dolu iken hızın Vmin 0.6m/sn’den büyük
olması istenmektedir.
a)
Buna göre minimum kanal eğimini bulup, bu eğimin İller bankası yönetmeliğindeki
şartları sağlayıp sağlamadığını kontrol ediniz.
b)
Bu doluluk oranında kanaldan geçen debi nedir?
(n/N=1 N=0.013 alınacaktır.)
V=
1 2 / 3 1/ 2
R J
N
1  0,60 
0,6 =


0,013  4 
Q = VA = 0,6
2/3
J 1 / 2 → J = 0,00076
π(0,60) 2
= 0,169 m 3 / sn
4
d
= 0,60 → d = 0,6 * 0,60 = 0,36m
D
v
= 1,072 → v = 0,6 * 1,072 = 0,6432m / sn
V
q
= 0,671 → q = 0,671* 0,169 = 0,113m 3 / sn
Q
62
KANALİZASYON HESAP TABLOSUNUN DOLDURULMASI
1.Kolon: Kanal Başlangıç ve bitiş kodları
2.Kolon: Kanal Uzunluğu (m)
3.Kolon: Hesap yapılan bölge no
4.Kolon: Kanal birim boyuna gelen debi (q=lt/sn/m)
5.Kolon: Kanal pis su debisi QKanal =q.L(lt/sn)
6.Kolon: Kanala su veren baca no
7.Kolon: Kanala su veren bacadan gelen su miktarı(lt/sn)
8.Kolon: Kanaldan geçen toplam debi (lt/sn) {(8)=(5)+(7)}
9.Kolon: Kanal başı zemin kotu (m)
10.Kolon: Kanal sonu zemin kotu (m)
11.Kolon: Kanal sırt kotu başta (m) , [Zemin kotu-Mecra derinliği]
12.Kolon: Kanal sırt kotu sonda (m) , [Zemin kotu-Mecra derinliği]
13.Kolon: Kanal başı mecra taban kotu (m), [(11)-D]
14.Kolon: Kanal sonu mecra taban kotu (m), [(12)-D]
15.Kolon: Kanal sırt derinliği başta (m), [(9)-(11)]
16.Kolon: Kanal sırt derinliği sonda (m), [(10)-(12)]
17.Kolon: Kanal baş ve son sırt kot farkı (m), [(11)-(12)]
18.Kolon: Kanal sırt eğimi, [(17)/(2)]
19.Kolon: Seçilen çap (mm)
20.Kolon: Tablo 1 den seçilen çapa bağlı olarak Qk ve Vk değeri alınır.
QD=√1/a.Qk hesaplanır, Qh /QD oranı bulunur,[Qh =(8)], Tablo 2 den Qh /QD oranına karşı
Gelen doluluk oranı (%h/D) alınır.
21.Kolon: %50 dolu iken borunun iletim kabiliyeti: QD=1/2.( Qk. √1/a) (lt/sn)
22.Kolon: VD=√1/a.Vk hesaplanır, Tablo 2 den Qh /QD ye karşı gelen Vh /VD bulunur, Vh
hesaplanır.
23.Kolon: Doluluk oranı (h/D),(20) ve seçilen çap (D), (19), belli olduğuna göre h=(19).(20)
63
KANALİZASYON PROJESİ HESAP TABLOSU
Pis Su Sarfiyatı
Kanal
No
Kanal
Uzunluğu
Bölge
No
Bölge
Pis su
Debisi
(1)
m
(2)
(3)
Lt/s/m
(4)
Kanal
Pis su
Debisi
Lt/s
(5)
Kotlar
Yukarıdan Gelen
No’dan
gelen
(6)
Zemin Kotu
Toplam
Sarfiyat
Lt/s
(7)
Lt/s
(8)
64
Kanal Sırt Kotu
Kanal Taban Kotu
Başta
Sonda
Başta
Sonda
Başta
Sonda
m
(9)
m
(10)
m
(11)
m
(12)
m
(13)
m
(14)
Mecra Sırtının
Derinliği
m
(15)
m
(16)
Baş Ve Son Sırt
Kot Farkı
Kanal Üst Sırtının
Eğimi
m
(17)
1/a
(18)
Seçilen
Çap
mm
(19)
Doluluk
Oranı
%
(20)
65
Kesit Karakteristikleri
%50 Dolu
İken İletim
Lt/s
(21)
Düşünceler
Pis Suyun
Hızı
Derinliği
m/s
cm
(22)
(23)
(24)
Örnek Şebeke hesabı
1-Mecra cinsi ve özellikleri; Kanalizasyon şebekelerinde beton mecra kullanılacaktır.
Minimum mecra çapı 20cm beton borular kullanılacak olup Manning pürüzlülük katsayısı
n=0,014–0,015 alınacaktır.
2-Akış hızları; Askıdaki maddelerin çökelmemesi için bir minimum hız Vmin=0,5-0,6m/sn ve
maksimum hız Vmak=3m/sn olarak alınacaktır.
3-Akış derinliği; Mecra çapı D olmak üzere D/10 (minimum akış derinliği)
4-Doluluk oranı; Yönetmeliğe göre %60 özel durumlarda %80 e kadar alınabilir.
5- Maksimum hendek derinliği 4,0m, minimum hendek derinliği 2,0m alınacak..
6-Düşü yüksekliği; Maksimum düşü 2,0m, 0,4m ye kadar uygulanacak düşüler baca içinde
2,0m ye kadar olan düşülerde baca dışında yapılacaktır.
7-Minimum kanal uzunluğu; Minimum kanal uzunluğu 50,0m alınacaktır.
8- Gelecekteki nüfusu 11232 kişi,
9- maksimum günlük su ihtiyacı qmak=100lt/N-G olan bir yerleşim bölgesinin yerleşim planı
aşağıda verilmiştir.
(75,0)
L=157m
k=1
L=200m
k=2
L=270m
k=1
(70,0)
(50,0)
(45,0)
L=50m
k=1
L=180m
k=1
L=220m
k=1
(30,0)
66
Qil =
11232 *100
= 13lt / sn
86400
∑ L′ = izafi cadde uzunlugu
∑ L′ = kL1 + kL 2 + kL 3 + kL 4 + kL 5
∑ L′ = 1 * 157 + 1 * 270 + 1 * 180 + 2 * 200 + 1 * 50 + 1 * 220
∑ L′ = 1270m
qk =
Qkul α * β * Qil 1 * 2 *13
=
=
= 0,02036lt / sn / m
∑ L′
∑ L′
1270
1
50m
52m
2
11
50m
52m
3
12
50m
53m
50m
4
13
5
50m
6
50m
7
50m
50m
8
50m
9
50m
20m
10
50m
14
15
50m
50m
16
50m
17
30m
18
20m
22
50m
21
50m
19
50m
20
1-4 caddesinin hesabı
(75,0)
1
(73,0)
(71,5)
0)
3
2
k=1
k=1
h=2m
(73,0)
(71,0)
52m
(70,0)
0)
4
k=1
(69,5)
52m
67
(68,0)
53m
J1−4 =
75 − 70
= 0,0319
157
Kanal başlangıç bacası olduğundan boru çapını;
D=20cm seçelim
D=20cm için;
Jmak=0,067 (1/15)
Jmin=0,0033 (1/300),
Jmin=0,0033<J1-4 < Jmak=0,067, olduğundan
Jkanal = Jzemin alınır.
1-2 Kanalı (mecrası)
J1−2 =
75 − 73
1
= 0,0385 =
52
26
Tablo 1. den D=200mm için
QD =
θk=274 lt/sn
Vk=8,7 m/sn
1
1
QK =
* 274 = 53,74
a
26
Q H = q * L1−2 = 0,02036* 52 = 1,059
(20) .Sütun
Q H 1,059
=
= 0,0197
Q D 53,74
Tablo 2. den 0,0197 (0,02) için
%(H/D)=10,0
(21) .Sütun
%50 dolu iken borunun isale kabiliyeti
QD =
1
1
* 274 * = 26,87
26
2
(22) .Sütun
θH/ θD=0,0197
VH/VD=0,380
Vk=8,7m/sn θk=274lt/sn D=200 için
Çap sabit eğim değiştiğinden θD ve VD değişecek.
VD =
1
1
VK =
* 8,71 = 1,71
a
26
VH
=0,380 ⇒ VH =0,380 *1,71 = 0,65 m / s
VD
68
VH/VD=0,380
(23) .Sütun
Su derinliğinin tayini
Doluluk oranı %10,0 olarak bulunmuştu
H
=0,10 ⇒ H =0,10 * 200 = 20mm = 2cm
D
2-3 Kanalı
J1−2 =
73 − 71,5
1
= 0,0289 =
52
35
θk=274 lt/sn
Tablo 1. den D=200mm için
QD =
Vk=8,7 m/sn
1
1
QK =
* 274 = 46,31 lt / s
a
35
Q H = Q1−2 + q * L 2−3 = 1,059 + 0,02036 * 52 = 2,118 lt / s
(20) .Sütun
Q H 2,118
=
= 0,046
Q D 46,31
Tablo 2. den 0,046 için
%(H/D)=14,80
(21) .Sütun
%50 dolu iken borunun isale kabiliyeti
QD =
1
1
* 274 * = 23,16
35
2
(22) .Sütun
θH/ θD=0,046
VH/VD=0,499
Vk=8,7m/sn θk=274lt/sn D=200 için
Çap sabit eğim değiştiğinden θD ve VD değişecek.
VD =
1
1
VK =
* 8,71 = 1,47
a
35
VH
=0,499 ⇒ VH =0,499 *1,47 = 0,73 m / s
VD
69
VH/VD=0,499
(23) .Sütun
Su derinliğinin tayini
Doluluk oranı %10,0 olarak bulunmuştu
H
=0,148 ⇒ H =0,148 * 200 = 29,6mm = 2,96cm
D
3-4 Kanalı
J1−2 =
71,5 − 70,0
1
= 0,0283 =
53
35
θk=274 lt/sn
Tablo 1. den D=200mm için
QD =
Vk=8,7 m/sn
1
1
QK =
* 274 = 46,31 lt / s
a
35
Q H = Q 2−3 + q * L 3−4 = 2,118+,02036* 53 = 3,197 lt / s
(20) .Sütun
Q H 3,197
=
= 0,069
Q D 46,31
Tablo 2. den 0,046 için
%(H/D)=17,80
(21) .Sütun
%50 dolu iken borunun isale kabiliyeti
QD =
1
1
* 274 * = 23,16
35
2
(22) .Sütun
θH/ θD=0,069
VH/VD=0,561
Vk=8,7m/sn θk=274lt/sn D=200 için
Çap sabit eğim değiştiğinden θD ve VD değişecek.
VD =
1
1
VK =
* 8,71 = 1,47
a
35
VH
=0,561 ⇒ VH =0,561*1,47 = 0,83 m / s
VD
70
VH/VD=0,561
(23) .Sütun
Su derinliğinin tayini
Doluluk oranı %10,0 olarak bulunmuştu
H
=0,178 ⇒ H =0,178 * 200 = 35,6mm = 3,56cm
D
71
KANALİZASYON PROJESİ HESAP TABLOSU
Kotlar
Pis Su Sarfiyatı
Kanal
No
(1)
1-2
2-3
3-4
Kanal
Uzunluğu
m
(2)
52
52
53
Bölge
No
(3)
1
1
1
Bölge
Pis su
Debisi
Lt/s/m
(4)
0,02036
0,02036
0,02036
Kanal
Pis su
Debisi
Lt/s
(5)
1,059
1,059
1,079
Zemin Kotu
Yukarıdan Gelen
No’dan
gelen
(6)
1
2
3
Toplam
Sarfiyat
Lt/s
(7)
1,059
2,118
Lt/s
(8)
1,059
2,118
3,197
72
Başta
m
(9)
75
73
71,5
Sonda
m
(10)
73
71,5
70
Kanal Sırt Kotu
Başta
m
(11)
73
71
69,5
Sonda
m
(12)
71
69,5
68
Kanal Taban Kotu
Başta
m
(13)
72,8
70,8
69,3
Sonda
m
(14)
70,8
69,3
67,8
Kesit Karakteristikleri
Mecra Sırtının
Derinliği
m
(15)
2
2
2
Baş ve Son Sırt Kot
Farkı
Kanal Üst Sırtının
Eğimi
m
(17)
1/a
(18)
m
(16)
2
2
2
2
1,5
1,5
1/26
1/35
1/35
Seçilen
Çap
mm
(19)
200
200
200
Pis Suyun
Doluluk Oranı
%50 Dolu İken
İletim
Hızı
Derinliği
%
(20)
Lt/s
(21)
m/s
(22)
cm
(23)
10
14,8
17,8
26,87
23,16
23,16
73
0,65
0,73
0,824
2,0
2,96
3,56
Düşünceler
(24)
YAĞMURSUYU TOPLAMA SİSTEMLERİ
Yerleşim bölgelerinde yağışlardan sonra meydana gelen fazla suların uzaklaştırılmasına
meskûn bölge drenajı denir. Meskûn bölge yollarında, başta asfalt veya beton kaplı yollar
olmak üzere, park alanları ve şehirlerarası otobanlar etkin birer yağmursuyu kontrol sistemine
ihtiyaç duyar. Etkin bir yağmur suyu sistemiyle yolların mevcut yapısal durumları korunmuş
olur. Bu kontrol sağlanamazsa yol yüzeyinde biriken su çok ciddi sorunları beraberinde
getirir.
Yağmursuyu toplama ve uzaklaştırma sistemlerinin bazı faydaları aşağıdaki gibi sıralanabilir.
•Kent içinde su baskınlarının ve taşkınların önlenmesi,
•Karayollarının hasar görmesinin önlenmesi, kenarlarında ve yol kaplamalarının
tamamlanmadığı yerleşim bölgelerinde erozyonun önlenmesi,
•Şiddetli yağışlarda trafik tıkanmalarının önlenmesi,
•Dere yataklarındaki toprak erozyonunun ve dolayısıyla dik vadilerdeki binaların maruz
kalabileceği toprak kaymalarının önlenmesi,
•Araçların ve zemin katlarındaki mülklerin cadde taşkınlarından zarar görmesinin
önlenmesi.
Şekil 1. Meskûn bölge drenajının yağmursuyu giriş elemanlarından biriyle sağlanması
74
Yağmursuyu toplama ve uzaklaştırma sisteminin oluşturulması için öncelikle kanala gelecek
debinin daha önce yapılmış ölçümler yardımıyla bilinmesi, bilinmiyorsa tahmini gerekir. Debi
tahmini için de yağış miktarının belirlenmesi gereklidir. Daha sonra bu yağışın ne kadarının,
ne kadar süre içinde yüzeysel akış olarak veya yer altı suyu olarak planlaması yapılacak
kanala geleceği belirlenmelidir.
Yağış Analizleri
Birim zamanda düşen yağış miktarına veya yüksekliğine yağış şiddeti (mm/dk) denir. Birim
alana birim zamanda düşen yağış miktarına ise yağışın verimi (lt/sn/ha) denir. Yağışlar belirli
bir zaman aralığında meydana gelmektedir. Birim zaman aralığı ∆t, bu aralıkta düşmüş olan
yağış yüksekliği ∆P ile gösterilirse;
(1)
bağıntısı, ∆t süresi için yağışın ortalama şiddetini verir.
Yağış şiddeti (i) (mm/dk) olmak üzere yağış verimi (r) (lt/sn/ha);
(2)
dir.
Bir bölgenin yağış özelliklerinin belirlenmesi için üç temel unsur vardır. Bunlar,
• Yağış şiddeti,
• Yağış tekerrür süresi ve
• Şiddet-Süre-Tekerrür (ŞST) eğrileridir.
Yağışların şiddeti ne kadar fazla olursa, bunların meydana gelme sıklığı (tekerrürü) veya
frekansları o derece az olur.
Meteorolojik gözlem sonuçları istatistiksel analizler sonucunda değerlendirilerek genel bir
şiddet-süre-frekans bağıntısı bulunur. Bu gözlemler ne kadar uzun süreli olursa ulaşılan
sonuçlar o kadar sağlıklı olur. Yağış verileri aşağıdaki bağıntıya uydurularak a, b ve x
değişkenleri tespit edilir.
75
(3)
Buradaki a, b ve x katsayıları bölgeye ve iklim şartlarına göre değişmektedir. a ve b daima
pozitif olup, x ise 1’den küçüktür. Süre-şiddet-frekans eğrileri bir yağış örneği değil, belli bir
frekansa (tekerrüre) sahip en yüksek yağış şiddetlerinin dağılımını gösteren eğrilerdir. Şekil
2’de örnek süre-şiddet-frekans eğrileri görülmektedir. Yağmursuyu toplayıcılarının
planlanmasında daha çok 2 yılda bir görülen ve 15 dakika süren yağışın şiddeti dikkate
alınır. Ancak bu istatistiksel anlamda 2 yılda bir planlanan hatların kapasitesinin üzerinde bir
yağış şiddeti ile karşılaşılması, yani taşkın görülmesi demektir. Mümkün olan en büyük
tekerrürde planlama yapılması taşkınların az görülmesi için yararlı olmasına rağmen
fayda/maliyet analizleri de dikkate alındığında yağmursuyu toplayıcılarının 5 yılda bir
görülen ve 15 dakika süren yağış şiddetine göre planlanması uygun olarak değerlendirilebilir.
Daha fazla debi ve risk taşıyan yan dereler 50 yıl, dereler ise 100 yıllık yağış şiddeti dikkate
alınarak planlanabilir.
Şekil 2. Örnek Süre-Şiddet-Tekerrür Eğrileri
76
Planlamalarda genellikle 1889 yılında Amerika Birleşik Devletleri’nde Emil Kuicling
tarafından geliştirilen Rasyonel Metod kullanılmaktadır. Bu metotta yağış ile akış arasında
lineer bir ilişki olduğu yani akış katsayılarının zamanla değişmediği ve yağışın üniform
olduğu kabul edilir. Yağış şiddeti zamanla azaltılarak (süre-şiddet eğrisi) kanala gelecek debi
hesaplanır.
Ancak günümüzde yağışın zamanla değişimi de dikkate alınacak şekilde modeller
geliştirilmiştir. Yağışın zamana bağlı olarak değişimini gösteren grafiklere hiyetograf denir.
Hiyetograflar süre-şiddet-frekans eğrileri gibi yıllarca yapılan ölçümlerin istatistiksel olarak
analizlerinin sonucu (sentetik hiyetograf) veya gözlemlenen bir tek yağışın ifadesi olabilir.
Planlama çalışmalarında daha çok istatistiksel yollarla elde edilmiş yağış hiyetografları
kullanılır. Örnek olarak 50 yıllık yağış ölçüm sonuçları dikkate alınarak oluşturulan sentetik
hiyetograflar Şekil 3’de verilmiştir.
Şekil 3. Örnek Sentetik Hiyetografları
77
Yüzeysel Akış
Yeryüzünde yağışlardan sonra meydana gelen akım, suyun buharlaşması, yer yüzeyindeki
çukurlarda toplanması, akışa geçmeden önce zemine sızması gibi nedenlerle azalır. Yağışın
akışa geçen kısmı akış katsayısı veya alanın su verme karakteristiği olarak tarif edilir.
Yüzeysel akış katsayısı verilen bir drenaj alanı için sabit bir oran olarak kullanılmasına karşın
gerçekte katsayı, yağış ile yüzeysel akış arasındaki kayıplar ile iklimsel ve mevsimsel
değişimlere bağlı olarak farklılıklar gösterebilmektedir. Dolayısıyla akış katsayısının
tayininde bitki örtüsüne, alanın jeolojik-hidrojeolojik-jeomorfolojik özelliklerine ve diğer
hidrolojik parametrelere de dikkat edilmesi gerekmektedir.
Yüzeysel akış debisinin hesabında kullanılan bazı yöntemler akış katsayısının yağış süresince
sabit kaldığını (rasyonel metod) kabul ederken, bazı yöntemlerde ise (SCS yöntemi) akış
katsayısı yağış öncesi toprağın nem seviyesine göre belirlenen bir değerden, yağış boyunca
artarak doygunluk değerine ulaşabilecek ve havzaya düşen tüm yağış akışa geçebilecektir.
SCS yöntemi kırsal havzalar, rasyonel metot ise kent havzaları için uygun yöntemlerdir.
Rasyonel Metotta kullanılan bazı akış katsayıları Tablo 1, Tablo 2 ve Tablo 3’te verilmiştir.
Küçük alanlarda rasyonel metodun, büyük alanlarda ise hidrograf metodunun kullanılması
daha doğru bir sonuç vermektedir.
Tablo 1 Drenaj Alanı Büyüklüklerine Göre Tasarım Metotları
2
Drenaj Alanı (km ) Tasarım Metodu
<1
Rasyonel Metot
1-10
Mockus
10-100
Sentetik Metot
>1000
SCS Metodu
78
Tablo 2 Arazi Kullanımına Göre Yüzeysel Akış Katsayıları
Yüzeysel Akış
Katsayısı Aralığı
Alan Tanımı
İşyeri
Merkezi
Çevresi
Apartmanlar
Konut
Tek Aile
Çok Katlı – Ayrık
Çok Katlı – Bitişik
Konut (Gecekondu)
Endüstriler
Hafif
Ağır
Park ve Mezarlıklar
Çocuk Bahçeleri
0.70 – 0.95
0.50 – 0.70
0.50 – 0.70
0.30 – 0.50
0.40 – 0.60
0.60 – 0.75
0.25 – 0.40
0.50 – 0.80
0.60 – 0.90
0.10 – 0.25
0.00 – 0.35
Tablo 3 Yüzey Kaplamasına Göre Akış Katsayıları
Yüzeysel Akış
Katsayısı Aralığı
Yüzey Kaplaması
Yapılaşmış alanlar
Asfalt ve Beton
Tuğla
Çatılar
Çimenlik, kumlu topraklar
Düz, %2
Orta, % 2-7
Dik, %7
Çimenlik, ağır toprak
Düz %2
Orta % 2-7
Dik %7
0.70 - 0.95
0.70 - 0.85
0.75 - 0.95
0.05 - 0.10
0.10 - 0.15
0.15 - 0.20
0.13 - 0.17
0.18 - 0.22
0.25 - 0.35
Akış katsayılarını etkileyen bir diğer faktör ise nüfus yoğunluğudur. Nüfus yoğunluğuna bağlı
olarak kullanılan yüzeysel akış katsayıları ise Tablo 4’de verilmiştir.
79
Tablo 4 Nüfus Yoğunluğuna Bağlı Yüzeysel Akış Katsayıları
Nüfus Yoğunluğu,
kişi/ha
Apartmanlar
500 – 1000
Apartmanlar
250 – 500
Apartmanlar
150 – 250
Bitişik evler
50 – 150
Müstakil evler
20 – 50
Yerleşilmemiş alanlar, parklar, 20’den az
mezarlıklar vs.
Yüksek değerli iş ve ticaret
20’den az
alanları
Yönetim ve İdare alanları
20’den az
Sanayi alanları
Havaalanları da dâhil olmak
üzere diğer özel alanlar
Alanın Tanımı
Yüzeysel Akış
Katsayısı Aralığı
0.8 - 0.9
0.7 - 0.8
0.6 - 0.7
0.5 - 0.6
0.3 - 0.4
0.1 - 0.3
0.8 - 0.9
0.8 - 0.9
0.5 - 0.8
0.5 - 0.6
Yüzeysel Akışı Etkileyen Faktörler
Drenaj Alanı (Havza)
Yağmursuyu debisinin hesabında drenaj alanının çok iyi tanımlanmış olması gerekmektedir.
Drenaj alanının sınırları, saha araştırmaları veya uygun harita ve hava fotoğraflarından temin
edilebilmektedir. Hesaplar sırasında, drenaj alanının tamamı bazı uygun alt bölümlere ayrılır.
Arazi kullanımı, mevcut ve gelecekte arazi kullanımına göre tahmin edilen geçirimsizlik
yüzdesi, akış debilerini ve taşkınlardan korumanın derecesini etkiler. Akış katsayıları, drenaj
alanında nüfus yoğunluğuna ve toprağın/kaplamanın özelliğine bağlı olarak değişir. Toplanma
süresi, drenaj alanının şekline ve kaplamanın özelliğine bağlı olarak değişir.
Toplanma Süresi
Toplanma süresi, yağmursuyu kanallarında giriş süresi ile kanal içindeki akış süresinin
toplamı olarak tanımlanmaktadır. Toplayıcıların birçoğu için toplanma süresinin bir saatten az
olduğu görülmektedir.
80
Giriş Süresi
Giriş süresini yağışın süre ve şiddeti, yüzeyin eğimi, yüzey kaplamasının cinsi, yüzey
debisinin izleyeceği güzergâh uzunluğu, sızma ve birikme miktarları gibi drenaj alanı
özellikleri etkilemektedir.
Tablo 5 Yağmursuyu Kanalına Giriş Süreleri
Giriş Süreleri
Arazi Türü
Dik eğimli şehirsel alanlar (J
havza
≥ 1/20)
Normal eğimli şehirsel alanlar (1/20 > J
Düz şehirsel alanlar (1/50 > J
havza
)
havza
5 dakika
≥ 1/50) 10 dakika
15 dakika
Banliyö
20 dakika
Kırsal alanlar
25 dakika
Giriş süresi aşağıdaki bağıntıdan da (Kiprich Bağıntısı) hesaplanabilir.
(4)
T0 : Giriş süresini (havza akış süresi) (dk)
L : Ana akış güzergahının uzunluğunu (km)
dH : Ana akış güzergahının başlangıç ile sonu arasındaki zemin kotu farkını (m)
ifade eder. Bulunan T0 giriş süresi aşağıdaki kriterlere göre değerlendirilir ve uygun bir giriş
süresi seçilir.
T0 < 5 dk ise T0= 5 dk,
5 dk < T0<30 dk ise T0= T0
T0> 30 dk ise T0 =30 dk
alınır.
81
Akış Süresi
En uzaktaki kanaldan, toplanma noktasına kadar suyun gelmesi için geçen süredir. Bu süre,
kanal uzunluğunu kanaldaki akış hızına bölerek bulunan değerleri toplamak suretiyle
hesaplanır.
Yağmursuyu Toplayıcıları Proje Kriterler
Tablo 6’da örnek yağmursuyu toplayıcıları tasarım kriterleri verilmektedir. Ayrıca
karşılaştırmalı olarak çeşitli kamu kurum ve kuruluşlarının yağmursuyu toplayıcıları tasarım
kriterleri verilmektedir.
Tablo 6 Yağmursuyu Toplama Sistemi Tasarım Kriterleri
MADDE
Tasarım Metodu
Tekerrür Süreleri
Giriş Süresi
Minimum çap
PARAMETRE
Drenaj alanı büyüklüğüne göre şehre giriş noktasında toplama alanı 5km2 ye
kadar olan havzalarda Rasyonel Metod
Daha büyük alanlarda SCS (DSİ) ve/veya Mockus kullanılabilir.
Şebekelerde 2 yıl 15 dakika
Ana arter ve kollektörlerde mevcut hatların bulunduğu alanlarda 2 yıl 15 dk
yeni planlanan alanlarda idarenin görüşü alınmak kaydıyla 5 yıl 15 dakika.
Ana derelerde 100 yıllık (500 yıllık tahkik)
Dere yan kollarında 50 yıllık (100 yıllık tahkik)
Tali kollarda 25 yıllık (50 yıllık tahkik)
Drenaj ve tahliye kanallarında 10 yıllık (25 yıllık tahkik)
Karayolları, demiryolları geçişlerinde kullanılan tekerrür yılı esas alınacak bir
üst tekerrür yılına göre tahkik yapılacaktır. (Boyutlandırma için min tekerrür
yılı 10 yıl alınacaktır.)
Şebeke ve Kollektör Sistemleri için
Dik meskun alanlarda J>(1/50) : Giriş süresi To :5 dk.
Normal meskun alanlarda (1/50 >J>1/100) : Giriş süresi To:10 dk
Düz meskun alanlarda J<1/100 : Giriş süresi To :15 dk.
Giriş süresi;
To= 60* [0,87*L3/ dH] 0,385 bağıntısından hesaplanacaktır.
To < 5 dk
To=5 dk
5 dk. < To < 30 dk. To = To
To > 30 dk.
To = 30 dk alınacaktır.
Hesap süresi 15 dk. alınacaktır.
Dere Islah Projeleri için
Giriş Süresi ;
Havza içindeki su yatağı eğiminde belirgin değişiklikler olduğunda, toplama
alanı ikincil havzalara bölünerek aşağıdaki metodlarla ayrı ayrı hesap yapılarak
parçalar için geçen zamanların toplamı alınacaktır.
To = T1 + T2
T1 = Belirli bir mecradaki (yataktaki )akış süresi
T1 = 60* [0,87*L3/ dH] 0,385 bağıntısından hesaplanacaktır.
T2 = Arazi üstü akış süresi (Ekte verilen nomogramdan belirlenecektir.)
400 mm
82
Tablo 6 Yağmursuyu Toplama Sistemi Tasarım Kriterleri (Devamı)
MADDE
Minimum dolgu derinliği
Hidrolik Hesaplar
Boru Pürüzlülüğü
Mak Doluluk Oranı
Hız Limitleri
Şüt yüksekliği
Eğim Limitleri
Maksimum Muayene Bacası
aralığı ve boyutu
Akış Katsayıları
Yüzeysel Akış Limitleri
Izgara
PARAMETRE
Tüm borularda minimum dolgu derinliği 1.30 m alınacaktır
Not:Yağmursuyu taban kotu ile kanalizasyon sırt kotu
arasında minimum 30 cm olmalıdır.
Colebrooke-White/Darcy Weisbach Formülleri ve/veya
Manning Formülü kullanılacaktır
Boru cinsine göre değişken
Q/Qd = %85
Minimum hız = 0.60 m/saniye
Maksimum hız = 6.0 m/saniye
0.50 m’lik şütler baca içinde yapılacaktır.
Maksimum şüt yüksekliği 2.5 m’dir.
Şütlü baca ara mesafesi minimum 8 m. olup, daha kısa
mesafelerde boru cinsi değiştirilecektir.
Min. Maks. İstisnai
Ø 400 – Ø 600 .... 1/Ø
Ø 800 – Ø 1000 .. 1/Ø
> Ø 1200 ............. 1/Ø
Not: Maksimum eğim, maksimum hız ile kontrol
edilecektir.
Ø 400-Ø 600
50 m
Ø 800-Ø 1000
50 m (Hali arazide 80 m)
Ø 1000-Ø 1600
70 m (kutu kesite geçiş sınırı)
Kutu Kesitler
100 m
Kavşaklara, dönüş noktalarına, yol ağızlarına ve bağlantı
noktalarına muayene bacası konulacaktır. Gerekli yerlere
ızgara yerleştirilecektir. Izgara bağlantıları muayene
bacalarına yapılacaktır.
Drenaj alanlarında kullanılması önerilen akış katsayıları
Gast Rapor’unda da belirtildiği gibi aşağıda verilmiştir:
Alan Tipi
Düz**
Dik *
Konut Alanı
Nüfus Yoğunluğu
0-99 kişi/ha
0.50
0.55
100-199 kişi/ha
0.55
0.60
200-299 kişi/ha
0.60
0.65
300-399 kişi/ha
0.65
0.70
400≤ kişi/ha
0.70
0.80
Ticari ve İş Alanları
0.70
0.80
Sanayi Alanları
0.70
0.80
Kamu Alanları
0.40
0.45
Yeşil Alanlar
0.40
0.50
Açık Alanlar
0.15
0.30
80 l/s
Her kavşak noktasına yerleştirilmek şartıyla ızgaralar arası
sokak boyu, yol eğimine bağlı olarak 50-80 m olacaktır.
83
NOT: Eğim kriterlerinin uygulanamadığı yerlerde boru malzemesi değiştirilebilir. Bu
durumda aşağıdaki listede verilen malzemeler kullanılabilir.
HDPE : Yüksek Yoğunluklu Polietilen Boru
CTB (GRP) : Cam Elyaf Takviyeli Boru
Tablo 7 Tipik Pürüzlülük Katsayıları
Kanalın
Yapıldığı
Malzeme
Asbest Çimento
Pirinç
Tuğla
Dökme Demir
Çelik Formları
Sert Formları
Bakır
Galvaniz Demir
Cam esaslı
Kurşun
Plastik
Kömür Katranı Minesi
Perçinlenmiş
Manning
Katsayısı N
0,011
0,011
0,015
0,012
0,011
0,015
0,011
0,016
0,011
0,011
0,009
0,010
0,019
Hazen-Williams
Katsayısı C
140
135
100
130
140
120
135
120
140
135
150
148
110
Darcy-Weisbach
katsayısı F
0,0015
0,0015
0,6
0,26
0,18
0,6
0,0015
0,15
0,0015
0,0015
0,0015
0,0048
0,9
Meskûn Bölge Yollarında Yağmursuyu Drenajı ve Giriş Yerleri
Etkili bir trafik güvenliği ve yollardaki yıkımın önlenerek servis ömrünün uzatılabilmesi için
yağmursuyu drenajının önemi büyüktür. Yağmur sularını drenaj sistemine alan giriş yerleri,
cadde arkındaki akımı, yayalara ve motorlu trafiğe en az zarar verecek şekilde minimum
masrafla toplayıp uzaklaştırmak üzere hesap edilir ve projelendirilir. Yağmursuyu giriş
yerlerinin dört ana tipi mevcuttur Şekil 4.
• Bordür taşında bırakılan giriş yerleri
• Cadde arkına konan ızgaralı giriş yerleri
• Ark ve bordür girişinin birlikte çalıştığı birleşik girişler
• Cadde boyunca yerleştirilmiş ızgaralı girişler
84
Şekil 4. Yağmursuyu giriş yerlerinin dört ana tipi
YAĞMURSUYU GİRİŞ YERLERİ
Meskûn bölgelerde yağmursuyu drenajının en önemli elemanları olan giriş yerlerinin ideal
olabilmesi için mutlaka sıralanan özellikleri sağlamaları gerekir;
• Yaya ve bisiklet güvenliğini sağlamak
• Yapısının sağlam ve dayanıklı olması
• Hidrolik açıdan verimli olmalı
• Kendi kendini temizleyebilmeli, kolay tıkanmamalı
• Ekonomik olmalı
85
Bordür Taşında Bırakılan Giriş Yerleri
Yaygın olarak kullanıldığı yerler kentlerdeki yollar ve otobanlardır Şekil 5. Yol yüzeyindeki
mevcut suyun tahliyesinde kullanılan bu giriş yerleri su alma ağızlarının genişliği ölçüsünde
verimlidirler. Bu giriş tertibatı bordürde düşey bir su alma ağzına sahiptir. Cadde arkında
akan su bu delikten kanala girer. Yağmur suyu giriş yerlerinin, bilhassa bordür taşına konmuş
olanların su alma kapasitesi, cadde eğimi azaldıkça ve enine eğim arttıkça artar. Bu giriş yeri
tıkanmalara karşı en ideal çözüm olarak gösterilebilir. Düşey doğrultuda bir su alma sistemi
bulunduğu için bisiklet ve yaya güvenliği içinde oldukça idealdir
Şekil 5. Kent yollarında yerleştirilen bordür girişi
86
Bordür Taşında Bırakılan Düz Girişler
Su alma ağzının önü düzdür. Başka bir giriş yeri yoktur, yalnızca bordür taşında konulan düz
yağmursuyu giriş yeri mevcuttur Şekil 6.
Şekil 6. Bordür taşında bırakılan düz giriş
Bordür Taşında Bırakılan Çukurlaştırılmış (Basınçlı) Girişler
Yağmur suyunun girdiği açıklık çukurlaştırılarak yağmur suyunun giriş yerine yönelmesi
hızlanır ve etkin bir drenaj sağlanmış olur Şekil 7.
Şekil 7.Bordür taşında bırakılan çukurlaştırılmış (basınçlı) giriş
87
Bordür Taşında Bırakılan Saptırıcılı Girişler
Bu girişlerde girişin ön tarafında bordüre dik saptırıcılar bulunur. Çukurlaştırmada olduğu
gibi suyun girişe yönelmesi sağlanır ve ayrıca saptırıcılar trafiğe engel olmaz. Tıkanma
sorunun olabileceği yerlerde bu tür girişler tercih edilebilir Şekil 8.
Şekil 8. Bordürde teşkil edilen saptırıcılı giriş
Cadde Arkına Konan Izgaralı Giriş Yerleri
Cadde arkına konan ızgaralı giriş yerleri gelen debinin kanala yönlendirilmesinde oldukça
etkilidir. Enine ve boyuna eğimler azaldıkça ızgaraların verimliliği de azalır. Bu verim kaybı
bordür taşına konan girişlerde daha fazladır. Cadde arkına konan ızgaralı girişlerin en büyük
avantajı akış halinde olan suyun izlediği yol üzerinde konumlandırılmış olmalarıdır.
Şekil 9. Cadde arkında bırakılan çukurlaştırılmış ızgaralı giriş
88
Bu giriş yerleri, bordürde tesis edilenlere nazaran cadde arkında biriken yağmur sularını
almak bakımından daha verimlidir. Fakat döküntü ve sürüntü maddesi ile bunların tıkanması
bir problem olur. Bisiklet tekerleklerinin aralarına girmemesi için ızgaralar arası serbest
mesafe 2,5 cm den büyük olmamalıdır.
Ark ve Bordür Girişinin Birlikte Çalıştığı Birleşik Girişler (Kombine Girişler)
Bordür girişiyle ark üzerine konulan ızgaralı bir girişin kombinezonu şeklinde yapılan bir
giriş tipidir Şekil 10. Genel olarak bordürdeki girişin hemen önünde arkta da bir giriş bırakılır.
Fakat bunların bordur girişinin memba veya mansap ucuna ikisi üst üste gelecek veya
aralarında bir mesafe kalacak şekilde konulmaları da mümkündür.
Şekil 10: Ark ve bordür girişinin birlikte çalıştığı birleşik giriş (kombine giriş)
Ark ve bordür girişinin birlikte çalıştığı birleşik yağmursuyu girişleri iki ayrı giriş çeşidinin
yalnızken sahip oldukları avantajları sağlar. Arkta konulan girişin ve bordürde konulan girişin
eşit boylarda olduğu durumlarda verimlilikleri de yalnızken sağladıkları verimlilikler
kadardır.
Birleşik
girişin
verimliliği
hesap
edilirken
sanki
tekmişler
değerlendirilirler. Birleşik girişler üçlü olarak ta tasarlanabilirler Şekil 11.
89
gibi
ayrı
Şekil 11. Yan yana konulmuş üçlü birleşik girişler
Cadde Boyunca Yerleştirilmiş Izgaralı Girişler (C.B.Y.G)
C.B.Y.G' ler genellikle geniş bir yüzey alanına sahip olan alanlarda kullanırlar. Yağmur
suyunun akış halinde olduğu kesit tüm yüzey alanı olduğunda kullanılabilecek en ideal giriş
tipidir. Havaalanları, otoparklar, büyük meydanlar ve bunlara benzer geniş alanlarda mevcut
yağmursuyu girişlerine kıyasla en hızlı ve etkili çözüm olduklarından tercih edilirler Şekil 12.
Şekil 12. Havaalanları, otoparklar, büyük meydanlarda C.B.Y.G' lerin yerleştirilmesi
90
Yağmursuyu Giriş Yerlerinin Yerleştirilmesi
Yollardaki trafik şeritlerinin su altında kalmasını önlemek için yağmursuyu giriş yerleri
yeterli büyüklük ve sayıda yapılırlar. Bunların yerleri ve sayıları aynı zamanda yaya
geçitlerini su baskınından korumalıdır. Bağlantı borularının kontrol ve temizlenmesine imkân
vermek için yağmur suyu giriş yerlerinin bacalara bağlanması tercih edilir. Meskûn bölgenin
tesviye eğrili bir planı üzerinde giriş yerleri yerleştirilirken en ideal durum Şekil 13'de
görüldüğü üzere, caddenin eğimine göre her bir kavşakta 4 adet giriş bırakılmasıdır. Böylece
yaya geçitleri su baskınından korunur. Bu halde arktaki akış yolu, bir blok uzunluğu kadardır.
Caddenin eğim durumuna göre, kesişen caddeler arasındaki mesafe 90 ile 150 metreyi
geçiyorsa veya çatı ve kaplamalı yüzeylerden gelen yağmursuları doğrudan cadde arkına
veriliyorsa, daha giriş yerine gelmeden arktaki su derinliği trafiği engelleyecek bir değere
ulaşabilir. Böyle hallerde arada başka bir yağmursuyu giriş yerinin bırakılması zaruri
olmaktadır. Cadde boyuna eğiminin fazla olması halinde ise, yağış sularının caddeden hızla
uzaklaştırılması için ara yerlerde başka girişlere gerek duyulabilir. Böyle hallerde giriş
yerlerinde çukurlaştırmaya gidilebilir.
Şekil 13. Caddeye yerleştirilen her kavşakta dört adet yağmursuyu girişi olan ideal
yerleştirme
91
Ekonomik durumun elverişli olmadığı yerlerde, daha ucuz olan bir tertip tarzı Şekil 14'de
gösterilmiştir. Burada her kavşakta yalnız iki ızgara bulunmaktadır. Çok daha önemsiz
yerlerde,
yağmursuyu
girişlerinin
birkaç
blok
arayla
yerleştirilmesi
yoluna
da
gidilebilmektedir Şekil 15.
Şekil 14. Ekonomik durumun elverişli olmadığı yerlerde, daha ucuz olan her kavşakta iki adet
yağmursuyu girişi
92
Şekil 15. Önemsiz yerlerde, yağmursuyu giriş yerlerinin birkaç blok arayla yerleştirilmesi
Özet olarak genel bir değerlendirme yapılacak olursa giriş yeri elemanlarının kapasitesi
şunlara bağlıdır;
• Giriş yerinin geometrisi
• Akış halinde olan yağmur suyunun derinliği ve hızı
• Enine ve boyuna eğim
Giriş yerlerinin hidrolik kapasitesi giriş tipinin seçimine bağlı olarak değişiklikler gösterir.
Cadde arkında bırakılan ızgaralı giriş yerleri için kapasiteyi ızgaraya gelen yağmur suyu
miktarı, seçilen ızgaranın modeli ve suyun ızgaraya alındığı boşluklar belirlemektedir.
Bordürde bırakılan giriş yerleri için kapasiteyi yağmur suyunun bordürdeki hızı, yol ve arkın
enine eğimi ve bordürdeki yağmur suyunun derinliği belirlemektedir. Bordür önünde yapılmış
bir çukurlaştırma da kapasiteyi önemli ölçüde etkilemektedir. Bordürde bırakılan ızgaralı
girişin ve düz ızgaralı girişin birlikte çalıştığı kombine girişlerde kapasiteyi iki giriş yerinin
ayrı düşünüldüğü durumdaki belirleyiciler gösterilebilir. Cadde boyunca yerleştirilen ızgaralı
girişlerde de akımın hızı ve derinliği önemlidir.
93